Princip Reichenbachovy Společné Příčiny

2023 Autor: Noah Black | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-11-26 16:06

Toto je soubor v archivech Stanfordské encyklopedie filozofie.

Princip Reichenbachovy společné příčiny

První publikováno Čt 23. září 1999; věcná revize St 18. srpna 2010

Předpokládejme, že dva gejzíry, asi jedna míle od sebe, vybuchly v nepravidelných intervalech, ale obvykle vybuchly téměř přesně ve stejnou dobu. Dalo by se předpokládat, že pocházejí ze společného zdroje nebo přinejmenším z toho, že jejich erupce má společnou příčinu. A tato společná příčina určitě působí, než dojde k oběma erupcím. Tuto myšlenku, že současné souvztažné události musí mít předchozí společné příčiny, poprvé zpřesnil Hans Reichenbach (Reichenbach 1956). Může být použit k odvození existence nepozorovaných a nezjistitelných událostí a k odvození příčinných vztahů ze statistických vztahů. Bohužel se nezdá být všeobecně platný, ani neexistuje shoda ohledně okolností, za kterých je platný.

• 1. Zásady společné příčiny

  • 1.1 Princip Reichenbachovy společné příčiny
  • 1.2 Příčinný Markovův stav
  • 1.3 Zákon podmíněnosti nezávislosti

• 2. Problémy s principy společné příčiny

  • 2.1 Zachované veličiny, neurčitost a kvantová mechanika
  • 2.2 Elektromagnetismus; Zákony koexistence
  • 2.3 Chléb a voda; Podobné zákony evoluce
  • 2.4 Markovovy procesy
  • 2.5 Deterministické systémy

• 3. Pokusy o záchranu principů společné příčiny

  • 3.1 Makroskopické veličiny
  • 3.2 Místní veličiny
  • 3.3 Počáteční mikroskopický chaos a princip společné příčiny
• 4. závěr
• Bibliografie
• Další internetové zdroje
• Související záznamy

1. Zásady společné příčiny

V literatuře existuje několik úzce souvisejících principů společné příčiny. V následujících třech podkapitolách popisuji tři takové principy společné příčiny.

1.1 Princip Reichenbachovy společné příčiny

Zdá se, že korelace mezi událostmi A a B naznačuje buď, že A způsobuje B, nebo že B způsobuje A, nebo že A a B mají společnou příčinu. Také se zdá, že k příčinám vždy dochází před jejich účinky, a proto se společné příčiny vždy vyskytují před korelovanými událostmi. Reichenbach byl první, kdo tuto myšlenku formalizoval přesněji. Navrhl, že když Pr (A a B)> Pr (A) × Pr (B) pro současné události A a B, existuje dřívější běžná příčina C A a B, takže Pr (A / C)> Pr (A / ~ C), Pr (B / C)> Pr (B / ~ C), Pr (A & B / C) = Pr (A / C) × Pr (B / C) a Pr (A & B / ~ C) = Pr (A / ~ C) × Pr (B / ~ C). (Viz Reichenbach 1956, str. 158–159.) O C se říká, že „odstraňuje“korelaci mezi A a B, když A a B jsou nekorelované podmíněné C. Tak Reichenbach 'Princip může být také formulován následovně: simultánní korelované události mají předchozí společnou příčinu, která vylučuje korelaci.^{[1] [2]}

Princip Reichenbachovy společné příčiny musí být upraven. Zvažte například následující příklad. Harry normálně jede 8 hodin vlakem z New Yorku do Washingtonu. Nemá však rád plné vlaky, takže pokud je vlak v 8 hodin ráno plný, někdy vezme další vlak. Také má rád vlaky, které mají pojízdná auta, takže pokud vlak v 8 hodin ráno nemá pojízdné auto, vezme někdy další vlak. Pokud je vlak v 8 hodin ráno plný a nemá žádné restaurační auto, je pravděpodobné, že vezme další vlak. Johnny, nepříbuzný dojíždějící, také normálně jezdí vlakem v 8 hodin z New Yorku do Washingtonu. Johnny, to se stává, se také nelíbí plné vlaky, a také má rád restaurační auta. Zda tedy Harry a Johnny vezmou vlak v 8 hodin ráno, budou tedy korelovány. Ale protože pravděpodobnost, že Harry a Johnny vezmou 8 hodin ránovlak závisí na výskytu dvou odlišných událostí (vlak je plný, vlak s jídelním vozem) neexistuje žádná jediná událost C, takže při podmíněném C a podmíněném ~ C máme nezávislost. Tak je porušen princip Reichenbachovy společné příčiny, jak je uvedeno výše. Tento příklad však zjevně neporušuje ducha Reichenbachova principu společné příčiny, protože existuje rozdělení na čtyři možnosti, takže podmínka pro každou z těchto čtyř možností korelace zmizí.s principem společné příčiny, protože existuje rozdělení do čtyř možností tak, že podmíněno každou z těchto čtyř možností korelace zmizí.s principem společné příčiny, protože existuje rozdělení do čtyř možností tak, že podmíněno každou z těchto čtyř možností korelace zmizí.

Obecněji bychom chtěli mít společný princip příčiny pro případy, kdy společnými příčinami a následky jsou sady veličin se spojitými nebo diskrétními množinami hodnot, spíše než jednotlivé události, které se vyskytují nebo se nevyskytují. Přirozený způsob, jak upravit Reichenbachův princip společné příčiny, aby se s takovými typy případů vypořádal, je následující. Pokud jsou ve vzájemném vztahu současné hodnoty množství A a B, pak jsou běžné příčiny C ₁, C ₂, …, C _n, tak, že podmíněno jakoukoli kombinací hodnot těchto veličin v dřívější době, jsou hodnoty A a B pravděpodobnostně nezávislé. (Podrobnější diskuse o takových úpravách, včetně případů, ve kterých existují korelace mezi více než dvěma veličinami, viz Uffink (1999)). Tuto generalizaci budu nadále nazývat „principem společné věci Reichenbachu“, protože v duchu je velmi blízko principu, který Reichenbach původně uvedl.

Nyní bych se chtěl obrátit na dva principy, „příčinnou Markovovu podmínku“a „zákon podmínečné nezávislosti“, které úzce souvisejí s Reichenbachovou zásadou společné příčiny.

1.2 Příčinný Markovův stav

Pokusy vyvozovat kauzální vztahy mezi množstvím veličin z pravděpodobnostních skutečností o hodnotách těchto veličin jsou dlouhou tradicí. Abychom toho mohli dosáhnout, potřebujeme zásady týkající se příčinných skutečností a pravděpodobných skutečností. Zásadou, která se ve Spirtesu, Glymour & Scheines 1993, velmi efektivně používá, je „příčina Markovovy choroby“. Tento princip platí pro množinu veličin {Q ₁,…, Q _n } tehdy a pouze tehdy, pokud jsou hodnoty jakékoli veličiny Q _i v této množině podmíněny hodnotami všech veličin v množině, které jsou přímými příčinami Q _i, jsou pravděpodobnostně nezávislé hodnot všech veličin v jiném než Q sada _i ‚s účinky. ^[3]Příčinná Markovova podmínka implikuje následující verzi principu společné příčiny: Pokud jsou Q _i a Q _j korelované a Q _i není příčinou Q _j a Q _j není příčinou Q _i, pak existují společné příčiny Q _i a Q _j v sadě {Q ₁,…, Q _n } tak, že Q _i a Q _j jsou nezávislé na těchto společných příčinách. ^[4]

1.3 Zákon podmíněnosti nezávislosti

Penrose a Percival (1962), po Costa de Beauregard, navrhli jako obecný princip, že účinky interakcí jsou cítit po těchto interakcích spíše než dříve. Zejména naznačují, že systém, který byl izolován v minulosti, není ve vztahu ke zbytku vesmíru. Samozřejmě, toto je téměř bezvýznamné tvrzení, protože, kromě případu v kosmologickém horizontu, by se nezdálo, že by existovala soustava systémů, které byly v minulosti úplně izolovány od zbytku vesmíru. Penrose a Percival však posilují svůj princip tvrzením, že pokud vytvoříte „statistickou bariéru“, která zabrání jakémukoli vlivu působit jak na časoprostorovou oblast A, tak na časoprostorovou oblast B, pak uvede a in A a b v B bude nekorelováno. Penrose a Percival používají předpoklad, že vlivy nemohou cestovat rychleji než rychlost světla, aby tuto myšlenku zpřesnily. Zvažte časoprostorovou oblast C, kde není žádný bod P k minulosti A nebo B, takže člověk může cestovat rychlostí ne rychleji než rychlost světla, a to jak z P do A, tak z P do B bez zadání C.

Penrose a Percival pak říkají, že člověk může zabránit jakémukoli vlivu na působení na A i B tím, že stanoví stav c v takové oblasti C. Tvrdí proto, že stavy a v A a b v B budou nekorelované podmíněně jakýmkoli stavem c v C. Přesněji řečeno, navrhují „zákon podmíněné nezávislosti“: „Pokud A a B jsou dva nesouvislé 4 regiony a C je jakýkoli 4 region, který rozděluje spojení minulosti A a B na dvě části, z nichž jedna obsahuje A a další obsahující B, pak A a B jsou podmíněně nezávislé vzhledem k c. To znamená, Pr (a & b / c) = Pr (a / c) × Pr (b / c), pro všechny a, b. “(Penrose and Percival 1962, s. 611).

Toto je časově asymetrický princip, který jasně souvisí s Reichenbachovým principem společné příčiny a příčinnou Markovovou podmínkou. Neměli bychom však brát státy c v regionu C jako společné příčiny (bezpodmínečných) korelací, které by mezi státy v regionech A a B mohly existovat. Je to pouze taková oblast, která musí procházet vlivy z minulého společného zdroje na A i B, za předpokladu, že tyto vlivy necestují rychlostí převyšující rychlost světla. Všimněte si také, že oblast se musí roztahovat na začátek času. Nelze tedy odvodit nic, jako je Reichenbachův princip společné příčiny nebo příčinná Markovova podmínka, ze zákona podmínečné nezávislosti, a proto by zdědil bohatství aplikací těchto principů, zejména příčinné Markovovy podmínky,i kdyby někdo přijal zákon podmínečné nezávislosti.

2. Problémy s principy společné příčiny

Bohužel existuje mnoho protikladů k výše uvedeným principům společné příčiny. Dalších pět podsekcí popisuje některé z významných protikladů.

2.1 Zachované veličiny, neurčitost a kvantová mechanika

Předpokládejme, že částice se rozpadne na 2 části, získá se zachování celkové hybnosti a podle předchozího stavu částice není určeno, jaká bude hybnost každé části po rozpadu. Při zachování bude hybnost jedné části určena hybností druhé části. Indeterminismem nebude předchozí stav částice určovat, jaký bude moment každé části po rozpadu. Tudíž neexistuje žádný předchozí stírací stroj. Současností a symetrií je nepravděpodobné předpokládat, že hybnost jedné části způsobí hybnost druhé části. Zásady společné příčiny tedy selhávají. (Tento příklad je z van Fraassen 1980, 29.)

Obecněji řečeno, předpokládejme, že existuje množství Q, což je funkce f (q ₁, …, q _n) množství q _i. Předpokládejme, že některá množství q _{i se} vyvíjejí neurčitě, ale toto množství Q je v takovém vývoji zachováno. Potom budou korelovat mezi hodnotami veličin q _ikteré nemají žádné předchozí stírací prostředky vypnuté. Jediným způsobem, který mohou dodržovat principy společné příčiny, když jsou zachována globální množství, je vývoj deterministického vývoje každého z množství, které společně určují hodnotu globálního množství. A pak v bezvýznamném smyslu platí, že předchozí determinanty dělají všechno ostatní irelevantní. Výsledky kvantových mechanických měření nejsou stanoveny kvantovým mechanickým stavem před těmito měřeními. Během takového měření často existují konzervovaná množství. Například celková rotace 2 částic ve kvantovém stavu „singlet“je 0. Toto množství je zachováno, když člověk změří rotace každé z těchto 2 částic ve stejném směru: při takovém měření vždy najdeme opačné otočení, tj,točení, které člověk najde, bude dokonale protikorelované. To, co člověk najde, se však neurčí předchozím kvantovým stavem. Předchozí kvantový stav tedy nezakrývá antikorelace. Neexistuje žádná kvantová společná příčina takových korelací.

Člověk by si mohl myslet, že toto porušení zásad společné příčiny je důvodem k domněnce, že pak musí existovat více do předchozího stavu částic než kvantový stav; musí existovat „skryté proměnné“, které takové korelace vylučují. Lze však ukázat, vzhledem k některým velmi věrohodným předpokladům, že takové skryté proměnné nemohou existovat. Dovolte mi být trochu přesnější. Když jsou dvě částice ve stavu spinletového singletu, ale jsou prostorově vzdálené od sebe, lze si vybrat dvojici směrů, ve kterých se budou jejich rotace měřit současně (v nějakém referenčním rámci). Podle kvantové mechaniky budou výsledky takové dvojice měření (obecně) korelovány (nebo protikorelovány),kde síla této korelace (nebo antikorelace) závisí na úhlu mezi dvěma směry, ve kterých se točí. Navíc lze ukázat, že předpovědi kvantové mechaniky, které byly experimentálně potvrzeny, nejsou v souladu s následujícími třemi předpoklady:

1. Při jakémkoli úplném stavu λ dvojice částic a v jakémkoli směru měření na jedné částici nezávisí výsledek tohoto měření na směru měření na druhé částici.
2. Pravděpodobnostní rozdělení úplných předchozích stavů A párů částic je nezávislé na směrech následných měření
3. Vzhledem k jakémukoli úplnému stavu λ dvojice částic a jakémukoli páru směrů měření není pravděpodobnost (dvou) možných výsledků měření na jedné z částic nezávislá na výsledcích druhého měření, tj. kompletní předchozí stav λ odstraňuje všechny korelace mezi dvěma výsledky.

Předpoklad (1) se zdá být velmi věrohodný, protože pokud selže, pak by to mohlo ovlivnit pravděpodobnost výsledků současných vzdálených měření manipulací s nastavením měřicího zařízení, které, jak se zdá, porušuje zvláštní relativitu. Předpoklad (2) se zdá být velmi věrohodný, protože jeho porušení by znamenalo spikleneckou počáteční korelaci mezi stavy částic a směry, ve kterých se rozhodneme změřit jejich otočení. Zdá se tedy velmi pravděpodobné, že předpoklad 3) musí selhat. Ale podmínka (3) je pouze verzí Reichenbachova principu společné příčiny. (Pro více detailů viz van Fraassen 1982, Elby 1992, Redhead 1995, Clifton, Feldman, Halvorson, Redhead & Wilce 1998, Clifton & Ruetsche 1999, a zápisy o Bellově teorému a Bohmianově mechanice v této encyklopedii.)

Hofer-Szabo et al. navrhli, že princip Reichenbachovy společné příčiny není porušen, protože 3) není v tomto kontextu správným zastoupením Reichenbachovy zásady společné příčiny. (Viz Hofer-Szabo a kol. 1999 a Hofer-Szabo a kol. 2002.) Zejména tvrdí, že Reichenbachův princip společné příčiny pouze požaduje, aby pro každý daný pár směrů I, J existovalo množství Q _ij, které vylučuje korelace mezi výsledky směrů měření I a J spíše než ta, že existuje jediná veličina (předchozí stav λ), která odstraňuje všechny korelace mezi všemi páry směrů. Je však poněkud těžké pochopit, v jakém smyslu jsou kvantity Q _ijlze říci, že existují, pokud je nelze kombinovat do jediné veličiny λ, která určuje hodnoty všech Q _ij, a proto odstraňuje všechny korelace pro všechny páry směrů měření. (Ale viz Grasshof, Portmann & Wuthrich 2003 [v sekci Jiné internetové zdroje] a Hofer-Szabo 2007 pro více informací.)

2.2 Elektromagnetismus; Zákony koexistence

Maxwellovy rovnice nejen řídí vývoj elektromagnetických polí, ale také znamenají současné (ve všech referenčních rámcích) vztahy mezi distribucemi náboje a elektromagnetickými poli. Zejména naznačují, že elektrický tok povrchem, který obklopuje určitou oblast prostoru, se musí rovnat celkovému náboji v této oblasti. Elektromagnetismus tedy znamená, že existuje přísná a současná korelace mezi stavem pole na takovém povrchu a distribucí náboje v oblasti obsažené tímto povrchem. A tato korelace se musí držet i na hranici prostoru na začátku vesmíru (pokud existuje). To porušuje všechny tři zásady společné příčiny. (Více podrobností a jemnosti viz Earman 1995, kapitola 5).

Obecněji platí, že jakýkoli zákon o koexistenci, jako je newtonovská gravitace nebo Pauliho vyloučení, bude znamenat korelace, které nemají žádnou předchozí společnou věc podmíněně, na které zmizí. Na rozdíl od toho, co by člověk mohl doufat, existují tedy relativistické zákony o soužití, které porušují zásady společné příčiny.

2.3 Chléb a voda; Podobné zákony evoluce

Ceny chleba v Británii v posledních několika století neustále rostou. Hladina vody v Benátkách v posledních několika staletích neustále stoupá. Existuje tedy korelace mezi (současnými) cenami chleba v Británii a hladinami moře v Benátkách. Pravděpodobně však nejde o přímou příčinnou souvislost, ani o běžnou příčinu. Obecněji, Elliott Sober (viz Sober 1988) navrhl, že podobné zákony vývoje jinak nezávislých veličin mohou vést ke korelacím, pro které neexistuje žádná společná příčina.

Existuje způsob, jak porozumět principům společné příčiny tak, že tento příklad není jeho protikladem. Předpokládejme, že v přírodě existují šance na přechod z hodnot veličin v dřívějších dobách na hodnoty veličin v pozdějších dobách. (Více v této myšlence viz Arntzenius 1997). Jeden by pak mohl říci princip společné příčiny následovně: podmíněno hodnotami všech veličin, na nichž závisí šance na přechod na veličiny X a Y, X a Y budou pravděpodobně nezávislé. V Soberově příkladu jsou šance na přechod z dřívějších nákladů na chléb na pozdější náklady na chléb a šance na přechod z dřívějších hladin do pozdějších hladin. Za pozdějších nákladů na chleba jsou pozdější náklady na chleba nezávislé na pozdějších hladinách vody. V tomto případě tedy platí princip společné příčiny formulovaný výše. Samozřejmě, pokud se podíváme na soubor (současných) údajů o hladinách vody a cenách chleba, uvidíme korelaci kvůli podobným zákonům vývoje (podobné přechodné šance). Princip společné příčiny, chápaný z hlediska přechodných šancí, však neznamená, že by měla existovat společná příčina této korelace. Data (která zahrnují tyto korelace) by měla být chápána jako důkaz toho, jaké jsou šance na přechodný charakter v přírodě, a právě ty přechodné šance by mohly být požadovány, aby vyhovovaly principu společné příčiny.chápané z hlediska přechodných šancí, neznamená, že by měla existovat společná příčina této korelace. Data (která zahrnují tyto korelace) by se měla chápat jako důkaz toho, jaké jsou šance na přechod v přírodě, a právě ty šance na přechod, které by mohly být požadovány, aby vyhovovaly principu společné příčiny.chápané z hlediska přechodných šancí, neznamená, že by měla existovat společná příčina této korelace. Data (která zahrnují tyto korelace) by měla být chápána jako důkaz toho, jaké jsou šance na přechodný charakter v přírodě, a právě ty přechodné šance by mohly být požadovány, aby vyhovovaly principu společné příčiny.

2.4 Markovovy procesy

Předpokládejme, že určitý typ objektu má 4 možné stavy: S ₁, S ₂, S ₃ a S ₄. Předpokládejme, že pokud je takový objekt ve stavu S _i v čase t a není narušen (izolován), pak má v čase t +1 pravděpodobnost ½, že bude ve stejném stavu S _i, a pravděpodobnost ½, že bude ve stavu S _{i +1}, kde definujeme 4 + 1 = 1 (tj. '+' Představuje sčítání mod 4). Nyní předpokládejme, že mnoho takových objektů uvedeme do stavu S ₁ v čase t = 0. Pak v čase t = 1 bude přibližně polovina systémů ve stavu S ₁ a přibližně polovina bude ve stavu S ₂. Definujme dispozi být vlastnost, která získává právě tehdy, když je systém buď ve stavu S ₂ nebo ve stavu S ₃, a dejte nám definovat vlastnost B, že je vlastnost, která získává právě tehdy, když je systém buď ve stavu S ₂ nebo ve stavu S ₄. V čase t = 1 polovina systémů jsou ve stavu S ₁, a tedy nemají ani vlastnost A ani vlastnost B, a druhá polovina jsou ve stavu S ₂, tak, že mají jak vlastnost A a B na majetku. Tedy A a B jsou dokonale korelovány v t = 1. Protože tyto korelace zůstávají podmíněny úplným předchozím stavem (S ₁), nemůže existovat žádné množství, které by bylo podmíněno předchozí hodnotou tohoto množství A a B. V tomto případě tedy všechny tři principy selhávají. Tento příklad lze zobecnit na všechny generické procesy ve státním prostoru s neurčitými zákony vývoje, konkrétně Markovovými procesy. Alespoň to lze udělat, pokud jeden umožňuje libovolné oddíly státního prostoru počítat jako množství. (Zejména proto Markovovy procesy obecně nesplňují příčinnou podmínku Markova. Podobnost jmen je tedy trochu zavádějící. Podrobněji viz Arntzenius 1993.)

2.5 Deterministické systémy

Předpokládejme, že stav světa (nebo systém zájmu) kdykoli určuje stav světa (tento systém) kdykoli. Z toho vyplývá, že pro jakékoli množství X (uvedeného systému) v kterémkoli čase t bude v kterémkoli jiném čase t ', zejména kdykoli později t', množství X '(přesněji: rozdělení státu - prostor) tak, že hodnota X 'at t' jednoznačně určuje hodnotu X at t. Pod podmínkou hodnoty X 'at t' bude hodnota X at t kdykoli nezávislá na jakékoli hodnotě jakéhokoli množství. (Pro více podrobností viz Arntzenius 1993.) Reichenbachův princip společné příčiny tak selhává v deterministických kontextech. Problém není v tom, že vždy nebudou existovat dřívější události podmíněné tím, že korelace zmizí. Podmíněno deterministickými příčinami zmizí všechny korelace. Problém je v tom, že vždy budou existovat i pozdější události, které určí, zda se vyskytnou dřívější korelované události. Princip Reichenbachovy společné příčiny tak selhává, protože tvrdí, že obvykle neexistují žádné pozdější události podmíněné tím, že dříve korelované souběžné události jsou nekorelované.

To neznamená porušení příčinného Markovova stavu. Nicméně, aby bylo možné odvodit příčinné vztahy od statistických, Spirtes, Glymour a Scheines ve skutečnosti předpokládají, že kdykoli (bezpodmínečně korelované) veličiny Q _i a Q _j jsou nezávisle podmíněny určitou veličinou Q _k, pak Q _k je příčinou Q _i nebo Q _j. Přesněji řečeno, předpokládají „podmínku věrnosti“, která uvádí, že v přírodě neexistují žádné jiné pravděpodobnostní nezávislosti než ty, které jsou vyvolány příčinnou podmínkou Markova. Protože hodnoty takových veličin X 'v pozdějších časech t' jistě nejsou přímými příčinami X at t, je Faithfulness porušena a s tím jde naše schopnost odvodit kauzální vztahy z pravděpodobnostních vztahů a hodně z praktické hodnoty kauzální Markovův stav. ^[5]

Nyní, samozřejmě, množství jako X ', jehož hodnoty v pozdějším čase t' jsou deterministicky související s hodnotami X při t, bude obecně odpovídat nepřirozenému, nelokálnímu a přímo nezjistitelnému množství. Dalo by se tedy chtít tvrdit, že existence takového pozdějšího množství neporušuje ducha zásad společné věci. Podobně si povšimněte, že v deterministickém případě pro korelované události (nebo veličiny) A a B lze vždy najít dřívější události (nebo veličiny) C a D, ke kterým dojde, pokud se A a B vyskytnou. Spojení C a D tedy odstraňuje korelaci mezi A a B. Opět platí, že taková spojka není nic, co by člověk přirozeně nazýval běžnou příčinou pozdějších korelovaných událostí,a proto nejde o událost, kterou Reichenbach zamýšlel zachytit pomocí svého principu společné věci. Oba tyto případy naznačují, že zásada společné příčiny by se měla omezit na nějakou přirozenou podtřídu množství. Podívejme se na tuto myšlenku podrobněji.

3. Pokusy o záchranu principů společné příčiny

Následující tři pododdíly prozkoumají některé způsoby, jak by se člověk mohl pokusit zachránit principy společné příčiny z výše uvedených protikladů.

3.1 Makroskopické veličiny

Kleopatra hází velkou párty a chce obětovat kolem padesáti otroků, aby uklidnili bohy. Těžko přesvědčuje otroky, že je to dobrý nápad, a rozhodne se, že by jim měla dát alespoň šanci. Získala velmi silný jed, tak silný, že jedna jeho molekula zabije člověka. Do každé ze sto pohárů vína vloží jednu molekulu jedu, kterou předloží sto otrokům. Poté, co se molekuly jedu nechaly chvilku pohybovat v Brownianově pohybu, nařídila otrokům vypít každý pohár vína. Předpokládejme nyní, že pokud člověk konzumuje jed, předchází smrti zlověstné zčervenání levé a pravé ruky. Pak,molekula, která je ve spotřebované polovině sklenice na víno, bude předběžným stíracím účinkem korelace mezi zarudnutím levé a pravé zbarvení. Za předpokladu, že smrt nastane přesně v případech, kdy je jed spolknut, smrt bude zadní screener off. Pokud se člověk omezí na makroskopické události, bude vypnuta pouze zadní screener. Pokud smrt není striktně určována polykáním nebo polykáním jedu, makroskopický screener nebude nikdy vypnut. Pokud tedy mikroskopické události mohou mít takové makroskopické důsledky, nemůže princip společné příčiny držet makroskopické události. Obecněji tento argument naznačuje, že princip společné příčiny nemůže držet třídu událostí, které mají příčiny mimo tuto třídu. Tento argument se zdá ještě silnější pro ty, kdo věří, že jediným důvodem, proč můžeme získat znalosti o mikroskopických událostech a mikroskopických zákonech, je právě skutečnost, že mikroskopické události mají v určitých situacích účinky na pozorovatelné události.

Podívejme se nyní na jiný typ protikladu k myšlence, že princip společné příčiny může obsahovat makroskopické veličiny, jmenovitě případy, ve kterých řád vzniká z chaosu. Když člověk sníží teplotu určitých materiálů, budou se otáčení všech atomů materiálu, které nebyly původně vyrovnány, vyrovnat stejným směrem. Vyberte libovolné dva atomy v této struktuře. Jejich otočení bude korelovat. Není však pravda, že jedna orientace rotace způsobila druhou orientaci rotace. Rovněž neexistuje jednoduchá ani makroskopická společná příčina každé orientace každého rotace. Snížení teploty určuje, že orientace budou korelovat, ale ne směr, ve kterém se budou zarovnávat. Ve skutečnosti obvykle to, co určuje směr vyrovnání, v nepřítomnosti vnějšího magnetického pole,je velmi komplikovaná skutečnost o celkovém mikroskopickém předchozím stavu materiálu a mikroskopických vlivech na materiál. Tedy, kromě prakticky úplného mikroskopického stavu materiálu a jeho prostředí, neexistuje žádná předchozí screener mimo korelaci mezi vyrovnání spřádání.

Obecně, když chaotický vývoj vyústí v uspořádané stavy, budou existovat konečné korelace, které nemají žádné předchozí screener off, kromě prakticky úplného mikroskopického stavu systému a jeho prostředí. (Další příklady viz Prigogine 1980). V takových případech bude jediným stíracím strojem strašně složitá mikroskopická veličina.

3.2 Místní veličiny

Pokud se zásada společné příčiny nedrží, když se omezíme na makroskopická množství, možná to platí, pokud se omezíme na místní množství? Dovolte mi ukázat, že tomu tak není tím, že uvedu protiklad. Existuje korelace mezi dobou vzletu letadel na letištích a časem, kdy se oblečení vyschne na mycích linkách v kterémkoli městě poblíž těchto letišť. Zjevně uspokojivým vysvětlením tohoto jevu je, že vysoká vlhkost způsobuje jak dlouhé doby sušení, tak dlouhé doby vzletu. Toto vysvětlení však předpokládá, že vlhkost na letišti a v okolních domech je ve vzájemném vztahu. Nyní to tak není, že vlhkost v jedné oblasti přímo způsobuje vlhkost v dalších okolních oblastech. Navíc neexistuje žádná společná místní příčina korelace mezi vlhkostí v okolních oblastech,protože v pozdějších dobách neexistuje lokální dřívější množství, které určuje vlhkost na oddělených místech. Spíše vysvětlení korelace mezi vlhkostí v poměrně široce oddělených oblastech je, že když je celý systém v (přibližné) rovnováze, pak je vlhkost v různých oblastech (přibližně) identická. Svět je skutečně plný (přibližných) rovnovážných korelací, aniž by místní společné příčiny byly podmíněny tím, že tyto korelace zmizí. (Další příklady tohoto typu případu viz Forster 1986). Svět je skutečně plný (přibližných) rovnovážných korelací, aniž by místní společné příčiny byly podmíněny tím, že tyto korelace zmizí. (Další příklady tohoto typu případu viz Forster 1986). Svět je skutečně plný (přibližných) rovnovážných korelací, aniž by místní společné příčiny byly podmíněny tím, že tyto korelace zmizí. (Další příklady tohoto typu případu viz Forster 1986).

Dále zvažte stádo ptáků, kteří více či méně létají jako jediná jednotka v poměrně rozmanité trajektorii oblohy. Korelace mezi pohyby každého ptáka ve stádu by mohla mít poněkud přímočaré vysvětlení společné příčiny: mohl by existovat vedoucí pták, který následuje každý druhý pták. Mohlo by se však také stát, že neexistuje vůdčí pták, že každý pták reaguje na určité faktory v prostředí (přítomnost dravců, hmyzu atd.) A zároveň omezuje vzdálenost, kterou se odebere od sousedního ptáci ve stádu (jako by k nim byli připoutáni prameny, které se táhnou, čím dál se dostanou od ostatních ptáků). V druhém případě dojde ke korelaci pohybů, pro které neexistuje žádná místní společná příčina. Bude existovat „rovnovážná“korelace, která je udržována tváří v tvář vnějším poruchám. V „rovnováze“se stádo chová víceméně jako jednotka a reaguje jako jednotka, možná velmi komplikovaným způsobem, v reakci na své okolí. Vysvětlení korelace mezi pohyby jeho částí není běžným vysvětlením příčiny, ale skutečnost, že v „rovnováze“nesčetné souvislosti mezi jejími částmi působí jako celek.

Obecně jsme se naučili rozdělit svět na systémy, které považujeme za jednotlivé jednotky, protože jejich části se normálně (v „rovnováze“) chovají vysoce korelovaným způsobem. Rutinně nepovažujeme korelace mezi pohyby a vlastnostmi částí těchto systémů za náročné vysvětlení společné příčiny.

3.3 Počáteční mikroskopický chaos a princip společné příčiny

Mnoho autorů uvedlo, že existují okolnosti, za kterých lze prokazatelně považovat příčinný Markovův stav a zásadu společné příčiny, kterou z toho vyplývá. Zjednodušeně řečeno, toto je případ, kdy je svět deterministický a faktory A a B, které kromě společné příčiny C určují, zda se vyskytují účinky D a E, nejsou korelované. Dovolte mi být obecnější a přesnější. Uvažujme deterministický svět a množinu množin S s určitými kauzálními vztahy, které mezi nimi existují. Pro libovolné množství Q nazýváme faktory, které nejsou v S a které v kombinaci s přímými příčinami Q, které jsou v S, určují, zda se Q vyskytuje, „determinanty Q mimo S“. Předpokládejme nyní, že determinanty mimo S jsou všechny nezávislé, tj.že společná distribuce všech determinantů mimo S je produktem distribuce pro každý takový determinant mimo S. Pak lze dokázat, že příčinná Markovova podmínka platí v S.^[6]

Ale kdy by člověk měl očekávat takovou nezávislost? P. Horwich (Horwich 1987) navrhl, že taková nezávislost vyplývá z počátečního mikroskopického chaosu. (Viz také Papineau 1985 pro podobný návrh.) Jeho nápad je, že pokud jsou všechny determinanty mimo S mikroskopické, pak budou všechny nekorelované, protože všechny mikroskopické faktory budou nekorelované, když budou chaoticky rozděleny. I když však máme mikroskopický chaos (tj. Rovnoměrné rozdělení pravděpodobnosti v určitých částech státního prostoru při kanonické koordinaci státního prostoru), stále není pravda, že všechny mikroskopické faktory nejsou korelovány. Dovolte mi uvést obecný protiklad.

Předpokládejme, že množství C je běžnou příčinou veličin A a B, že daný systém je deterministický a že veličiny aab, které kromě C určují hodnoty A a B, jsou mikroskopické a nezávisle distribuované pro každou z nich hodnota C. Potom budou A a B nekorelované podmíněno každou hodnotou C. Nyní definujte veličiny D: A + B a E: A - B. („+“A „-“zde představují běžné sčítání a odčítání hodnot veličin.) Obecně platí, že D a E budou korelovány podmíněně s každou hodnotou C. Abych ilustroval, proč je to tak, dovolte mi uvést velmi jednoduchý příklad. Předpokládejme, že pro danou hodnotu C jsou A a B nezávisle distribuovány, že A má hodnotu 1 s pravděpodobností 1/2 a hodnotu -1 s pravděpodobností 1/2,a že B má hodnotu 1 s pravděpodobností 1/2 a hodnotu -1 s pravděpodobností 1/2. Možné hodnoty D jsou pak −2, 0 a 2 s pravděpodobností 1/4, 1/2 a 1/4. Možné hodnoty E jsou také –2, 0 a 2, s pravděpodobností 1/4, 1/2 a 1/4. Ale všimněte si například, že pokud je hodnota D-2, pak hodnota E musí být 0. Obecně nenulová hodnota pro D znamená 0 pro E a nenulová hodnota pro E znamená 0 pro D. Hodnoty D a E jsou tedy silně korelovány s danou hodnotou C. A není příliš těžké ukázat, že pokud jsou množství A a B nekorelovaná, pak D a E jsou korelovány. Nyní, protože D a E jsou korelovány podmíněně jakoukoli hodnotou C, z toho vyplývá, že C není předchozí běžná příčina, která odstraňuje korelaci mezi D a E. A protože faktory a, b, které kromě C určují hodnoty A a B, a tedy hodnoty D a E, mohou být mikroskopické a strašně složité, nedochází ke korekci korelace mezi D a E jiný než nějaký neuvěřitelně složitý a nepřístupný mikroskopický determinant. Zásady společné příčiny tedy selžou, pokud k charakterizaci pozdějšího stavu systému použijí spíše veličiny D a E než veličiny A a B. Zásady společné příčiny tedy selžou, pokud k charakterizaci pozdějšího stavu systému použijí spíše veličiny D a E než veličiny A a B. Zásady společné příčiny tedy selžou, pokud k charakterizaci pozdějšího stavu systému použijí spíše veličiny D a E než veličiny A a B.

Jeden by mohl pokusit se zachránit principy společné příčiny tím, že navrhne, že kromě C být příčina D a E, D je také příčina E, nebo E je také příčina D. (Viz Glymour a Spirtes 1994, str. 277–278 pro takový návrh). To by vysvětlovalo, proč jsou D a E stále korelované s C. To se však nezdá být přijatelným návrhem. Zaprvé, D a E jsou simultánní. Za druhé, načrtnutá situace je symetrická ve vztahu k D a E, takže co by mělo způsobit? Zdá se mnohem přijatelnější připustit, že principy společné příčiny selhávají, pokud člověk používá veličiny D a E.

Jeden by se mohl pokusit bránit principy společné příčiny tím, že navrhne, že D a E nejsou skutečně nezávislá veličiny, protože každá je definována jako A a B, a že by se dalo očekávat, že zásady společné příčiny budou pravdivé z dobrého, čestného, nezávislá množství. Ačkoli je tento argument ve správných rysech, v současné podobě je příliš rychlý a jednoduchý. Nelze říci, že D a E nejsou nezávislé kvůli způsobu, jakým jsou definovány ve smyslu A a B. Pro podobně A = ½ (D + E) a B = ½ (D - E), a pokud neexistují důvody nezávislé na takových rovnicích pro tvrzení, že A a B jsou bona fide nezávislá veličiny, zatímco D a E nejsou, jeden je zaseknutý. Prozatím tedy usuzujeme, že pokus o prokázání principu společné příčiny za předpokladu, že všechny mikroskopické faktory nejsou ve vzájemném vztahu, spočívá na falešném předpokladu.

Tyto argumenty se však téměř shodují: mikroskopický chaos znamená, že velmi velká a užitečná třída mikroskopických podmínek je nezávisle distribuována. Například za předpokladu rovnoměrného rozdělení mikroskopických stavů v makroskopických buňkách vyplývá, že mikroskopické stavy dvou prostorově oddělených oblastí budou nezávisle distribuovány, vzhledem k jakýmkoli makroskopickým stavům ve dvou regionech. Mikroskopický chaos a prostorová separace tedy postačují k zajištění nezávislosti mikroskopických faktorů. Ve skutečnosti se to týká velmi velké a užitečné třídy případů. Téměř všechny korelace, které nás zajímají, jsou mezi faktory systémů, které nejsou přesně na stejném místě. Zvažte například příklad kvůli Reichenbachovi.

Předpokládejme, že dva herci téměř vždy jedí stejné jídlo. Tu a tam bude jídlo špatné. Předpokládejme, že to, zda každý z hráčů onemocní, závisí na kvalitě jídla, které konzumují, a na dalších místních faktorech (vlastnostech jejich těla atd.) V době konzumace (a možná i později), které dříve se vyvíjely chaoticky. Hodnoty těchto místních faktorů pro jednoho z aktérů pak budou nezávislé na hodnotách těchto místních faktorů pro druhého aktéra. Z toho vyplývá, že bude existovat korelace mezi jejich zdravotním stavem a že tato korelace zmizí s ohledem na kvalitu jídla. Obecně platí, že když má člověk proces, který se fyzicky rozdělí na dva samostatné procesy, které zůstávají odděleny v prostoru,pak všechny „mikroskopické“vlivy na tyto dva procesy budou od té doby nezávislé. Ve skutečnosti existuje velmi mnoho případů, ve kterých dva procesy, ať už prostorově oddělené nebo ne, budou mít bod, po kterém budou mikroskopické vlivy na procesy nezávislé vzhledem k mikroskopickému chaosu. V takových případech budou principy společné příčiny platné, pokud si jako kvantitu vybereme (relevantní aspekty) makroskopických stavů procesů v době těchto separací (spíše než makroskopické stavy významně před takovými separacemi) a některé aspekty makroskopických stavů někde podél každého samostatného procesu (spíše než nějaký amalgám množství samostatných procesů).bude mít bod, po kterém budou mikroskopické vlivy na procesy nezávislé vzhledem k mikroskopickému chaosu. V takových případech budou principy společné příčiny platné, pokud si jako kvantitu vybereme (relevantní aspekty) makroskopických stavů procesů v době těchto separací (spíše než makroskopické stavy významně před takovými separacemi) a některé aspekty makroskopických stavů někde podél každého samostatného procesu (spíše než nějaký amalgám množství samostatných procesů).bude mít bod, po kterém budou mikroskopické vlivy na procesy nezávislé vzhledem k mikroskopickému chaosu. V takových případech budou principy společné příčiny platné, pokud si jako kvantitu vybereme (relevantní aspekty) makroskopických stavů procesů v době těchto separací (spíše než makroskopické stavy významně před takovými separacemi) a některé aspekty makroskopických stavů někde podél každého samostatného procesu (spíše než nějaký amalgám množství samostatných procesů).s kvantifikuje (relevantní aspekty) makroskopických stavů procesů v době takových separací (spíše než makroskopické stavy významně před takovými separacemi) a některé aspekty makroskopických stavů někde podél každého samostatného procesu (spíše než nějaký amalgám kvantit) jednotlivých procesů).s kvantifikuje (relevantní aspekty) makroskopických stavů procesů v době takových separací (spíše než makroskopické stavy významně před takovými separacemi) a některé aspekty makroskopických stavů někde podél každého samostatného procesu (spíše než nějaký amalgám kvantit) jednotlivých procesů).

4. závěr

Reichenbachův princip společné příčiny a jeho bratranci mají stejný původ jako časové asymetrie statistické mechaniky, jmenovitě řečeno, počáteční mikroskopický chaos. (Jsem zde velmi drsný. Neexistuje absolutní, dynamicky nezávislý rozdíl mezi mikroskopickými a makroskopickými faktory. Pro podrobnější informace o tom, jaké veličiny se budou chovat, jako by byly rovnoměrně rozloženy za jakých okolností, např. D. Albert (1999).) To vysvětluje, proč tři zásady, o nichž jsme diskutovali, někdy selhávají. Pro požadavek počátečního mikroskopického chaosu je požadavek, aby mikroskopické podmínky byly rovnoměrně rozmístěny (v kanonických souřadnicích) v oblastech státního prostoru, které jsou slučitelné se základními zákony fyziky. Existují-li základní fyzikální zákony (stejného času), které vylučují určité oblasti ve státním prostoru, což tedy znamená, že mezi určitými veličinami existují (stejný čas) korelace, nejde o porušení počátečního mikroskopického chaosu. Ale tři principy společné příčiny, o nichž jsme diskutovali, pro takové korelace selžou. Podobně kvantová mechanika znamená, že pro určité kvantové stavy budou korelace mezi výsledky měření, která nemohou mít žádnou společnou příčinu, která všechny tyto korelace vypne. To však neporušuje počáteční mikroskopický chaos. Počáteční mikroskopický chaos je princip, který říká, jak za určitých okolností rozdělit pravděpodobnosti nad kvantové stavy; to neříká, jaké by měly být hodnoty hodnot pozorovatelných vzhledem k určitým kvantovým stavům. A pokud porušují zásady společné příčiny, tak ať je to tak. Neexistuje žádné základní přírodní právo, které je, nebo z toho vyplývá, princip společné příčiny. Rozsah pravdy principů společné příčiny je přibližný a odvozený, ne zásadní.

Nemělo by se také zajímat o principy společné příčiny, které umožňují, aby se za běžné příčiny považovaly jakékoli podmínky, bez ohledu na to, jak mikroskopické, rozptýlené a nepřirozené. Protože, jak jsme viděli, toto by v deterministických světech trivializovalo a z pohledu skrytého pozoruhodného faktu, že když má člověk korelaci mezi docela přirozenými lokalizovanými veličinami, které nesouvisejí jako příčina a účinek, téměř vždy lze najít docela přirozená, lokalizovaná předchozí běžná příčina, která vylučuje korelaci. Vysvětlení této pozoruhodné skutečnosti, která byla navržena v předchozí části, je, že princip Reichenbachovy společné příčiny a příčinná Markovova podmínka musí platit, pokud jsou determinanty, jiné než příčiny, nezávisle distribuovány pro každou hodnotu příčin. Základní předpoklady statistické mechaniky znamenají, že tato nezávislost se bude konat ve velké třídě případů vzhledem k uvážlivému výběru veličin charakterizujících příčiny a následky. S ohledem na to je skutečně záhadnější, proč principy společné příčiny selhávají v případech, jako jsou ty popsané výše, jako jsou koordinované lety určitých hejn ptáků, rovnovážné korelace, pořádek vznikající z chaosu atd. Odpověď zní, že v takových v případech, kdy interakce mezi částmi těchto systémů jsou tak komplikované, a na systémy působí tolik příčin, že jediný způsob, jak lze získat nezávislost dalších determinant, je specifikovat tolik příčin, aby se to stalo praktickou nemožností. To by v každém případě znamenalo, že by bylo možné za obyčejné příčiny počítat téměř všechny rozptýlené a nepřirozené soubory faktorů,čímž trivializuje principy společné příčiny. Proto spíše než abychom to považovali, považujeme takové systémy za jednotlivé unifikované systémy a nevyžadujeme vysvětlení společných příčin korelovaných pohybů a vlastností jejich částí. Poměrně intuitivní představa o tom, co se počítá jako jediný systém, je koneckonců systém, který se chová jednotně, tj. Systém, jehož části mají velmi silnou korelaci ve svých pohybech a / nebo jiných vlastnostech, bez ohledu na to, jak komplikované jsou sada vlivů, které na ně působí. Například rigidní fyzický objekt má části, jejichž pohyby jsou ve vzájemném vztahu, a biologický organismus má části, jejichž pohyby a vlastnosti jsou silně korelovány, bez ohledu na to, jak komplikované vlivy na něj působí. Tyto systémy jsou proto přirozeně a účelně považovány za jednotlivé systémy pro téměř jakýkoli účel. Základní pravda o principech společné příčiny se tedy částečně spoléhá na naši volbu, jak rozdělit svět na sjednocené a nezávislé objekty a veličiny, a částečně na objektivní, časově asymetrické, principy, které jsou základem statistické mechaniky.

Bibliografie

• Albert, D., 1999, Chance and Time, Boston: Harvard University Press.
• Arntzenius, F., 1993, „Princip společné příčiny“, PSA, 2: 227–237.
• Arntzenius, F., 1997, „Přechodné šance a příčina“, Pacific Philosophical Quarterly, 78 (2): 149–168.
• Clifton, R., Feldman, D., Halvorson, H., Redhead, M. & Wilce, A., 1998, „Superentangled state“, Physical Review A, 58: 135–145.
• Clifton, R. & Ruetsche, L., 1999, „Změna předmětu: Redei o kauzální závislosti a skríningu v algebraické teorii kvantového pole“, Philosophy of Science, 66: S156-S169.
• Earman, J., 1995, Bangs, drtí, šepotá a křičí, Oxford, Oxford University Press.
• Elby, A., 1992, „Měli bychom vysvětlit kauzálně korelace EPR?“, Philosophy of Science, 59 (1): 16–25.
• Forster, M., 1986, „Revize sjednocení a vědeckého realismu“, v PSA, 1: 394–405.
• Glymour, C. & Spirtes, P., 1994, „Výběr proměnných a získání pravdy“, v D. Stalker (ed.), Grue! Nová hádanka indukce, La Salle: Open Court, s. 273–280.
• Hofer-Szabo, G., 2007, „Odlišné versus běžné derivace Bellův nerovností“, Synthese, 163 (2): 199–215.
• Hofer-Szabo, G., M. Redei a LE Szabo, 1999, „Na principu Reichenbachovy společné příčiny a Reichenbachově koncepci společné příčiny“, British Journal for the Philosophy of Science, 50 (3): 377–399.
• Hofer-Szabo, G., M. Redei a LE Szabo, 2002, „Společné příčiny nejsou obyčejné společné příčiny“, Philosophy of Science, 69: 623–636.
• Horwich, P., 1987, Asymmetries in Time, Cambridge: MIT Press.
• Papineau, D., 1985, „Kauzální asymetrie“, British Journal for the Philosophy of Science, 36: 273–289.
• Prigogine, I., 1980, Od bytí k bytí. San Francisco: WH Freeman.
• Redhead, M., 1995, „Více povyku pro nic“, Foundations of Physics, 25: 123–137.
• Reichenbach, H., 1956, The Time of Time, Berkeley, University of Los Angeles Press.
• Sober, E., 1988, „Princip společné příčiny“, v Pravděpodobnost a kauzalita, J. Fetzer (ed.). Dordrecht: Reidel, s. 211–229.
• Spirtes, P., Glymour, C. & Scheines, R., 1993, Příčinnost, predikce a vyhledávání, Berlín: Springer Verlag.
• Uffink, J., 1999, „Princip společné příčiny stojí před Bernsteinovým paradoxem“, Filozofie vědy, 66: S512-S525.
• Van Fraassen, B., 1980, The Scientific Image, Oxford: Clarendon Press.
• Van Fraassen, B., 1982, „Charybdis realismu: Epistemologické důsledky Bellovy nerovnosti“, Synthese, 52: 25–38.

Další internetové zdroje

• Grasshoff, G., Portmann, S. a Wuethrich, A. (2003), „Minimální odvození předpokladů Bellovy nerovnosti“, (LANL-archiv).
• Hans Reichenbach (internetová encyklopedie filozofie)