Toto je soubor v archivech Stanfordské encyklopedie filozofie.
Kauzální determinismus
První vydání 23. ledna 2003; věcná revize čt 21. ledna 2010
Kauzální determinismus je, zhruba řečeno, myšlenkou, že každá událost je vyžadována předcházejícími událostmi a podmínkami společně se zákony přírody. Myšlenka je prastará, ale nejprve se stala předmětem objasnění a matematické analýzy v osmnáctém století. Determinismus je hluboce spojen s naším chápáním fyzikálních věd a jejich vysvětlujících ambicí na jedné straně a naším pohledem na svobodné jednání člověka na straně druhé. V obou těchto obecných oblastech neexistuje shoda v tom, zda je determinismus pravdivý (nebo dokonce zda může být znám pravdivý nebo nepravdivý) a jaký by byl dovoz pro lidskou agenturu v obou případech.
1. Úvod
2. Koncepční problémy v determinismu
2.1 Svět
2.2 Způsob, jakým jsou věci najednou t
2.3 Poté
2.4 Zákony přírody
2.5 Opraveno
3. Epistemologie determinismu
3.1 Zákony znovu
3.2 Zkušenosti
3.3 Determinismus a chaos
3.4 Metafyzické argumenty
4. Stav determinismu ve fyzických teoriích
4.1 Klasická mechanika
4.2 Zvláštní relativistická fyzika
4.3 Obecná relativita (GTR)
4.4 Kvantová mechanika
5. Šance a determinismus
6. Determinismus a lidská činnost
Bibliografie
Další internetové zdroje
Související záznamy
1. Úvod
Ve většině z toho, co následuje, budu mluvit jednoduše o determinismu, spíše než o kauzálním determinismu. Toto následuje nedávnou filozofickou praxi ostře rozlišujících názorů a teorií toho, co je příčinou od jakýchkoli závěrů o úspěchu nebo neúspěchu determinismu (srov. Earman, 1986; výjimkou je Mellor 1994). Z velké části je toto rozpojení obou konceptů vhodné. Jak ale uvidíme později, pojem příčina / následek není tak snadno rozpojen od většiny věcí, které pro nás ohledně determinismu záleží.
Tradičně determinismus má různé, obvykle nepřesné definice. To je problematické pouze tehdy, pokud člověk zkoumá determinismus v konkrétním, dobře definovaném teoretickém kontextu; Je však důležité vyhnout se určitým závažným chybám v definici. Abychom mohli začít, můžeme začít s volnou a (téměř) všeobecnou definicí takto:
Determinismus: Svět je řízen determinismem (nebo je pod vlivem) determinismu tehdy a jen tehdy, je-li daný způsob věcí v určitém okamžiku t, je způsob, jakým věci jdou poté, pevně stanoven jako věc přirozeného práva.
Kurzívou vyznačené fráze jsou prvky, které vyžadují další vysvětlení a zkoumání, abychom získali jasné pochopení pojmu determinismus.
Kořeny pojmu determinismus jistě spočívají ve velmi běžné filosofické myšlence: v myšlence, že vše může být v zásadě vysvětleno, nebo že vše, co je, má dostatečný důvod k bytí a bytí tak, jak je, a nikoli jinak. Jinými slovy, kořeny determinismu spočívají v tom, co Leibniz nazval Princip dostatečného důvodu. Ale protože přesné fyzikální teorie začaly být formulovány se zjevně deterministickým charakterem, stal se pojem od těchto kořenů oddělitelný. Filozofové vědy se často zajímají o determinismus nebo indeterminismus různých teorií, aniž by nutně začínali pohledem na Leibnizův princip.
Od prvních jasných artikulací konceptu existuje mezi filozofy tendence věřit v pravdu o nějaké deterministické doktríně. Také zde byla tendence zaměňovat determinismus vlastní se dvěma souvisejícími pojmy: předvídatelnost a osud.
Fatalismus lze snadno oddělit od determinismu, do té míry, že člověk může oddělit mystické síly a vůle bohů a předpovědět (o konkrétních věcech) od pojmu přirozený / kauzální zákon. Ne každý metafyzický obraz samozřejmě umožňuje toto oddělení. Obecně si můžeme představit, že určité věci jsou osudové, aniž by to bylo výsledkem pouze deterministických přírodních zákonů; a dokážeme si představit, že svět je ovládán deterministickými zákony, aniž by vůbec došlo k osudu (snad proto, že neexistují bohové ani mystické síly, které si zaslouží osud nebo osud titulů, a zejména žádné úmyslné stanovení „počátečních podmínek“). světa). V volnějším smyslu je však pravda, že za předpokladu determinismudalo by se říci, že vzhledem k tomu, jak se věci v minulosti dělaly, všechny budoucí události, ke kterým ve skutečnosti dojde, jsou již předurčeny.
Predikci a determinismus lze také snadno oddělit, což vylučuje určité silné teologické závazky. Jak však ukazuje následující slavný výraz determinismu Laplace, obě se snadno mísí:
Měli bychom považovat současný stav vesmíru za účinek jeho předchůdného stavu a za příčinu stavu, který má následovat. Inteligence, která zná všechny síly jednající v přírodě v daném okamžiku, stejně jako momentální polohy všech věcí ve vesmíru, by dokázala v jediném formuláři pochopit pohyby největších těl i nejlehčí atomy v svět za předpokladu, že jeho intelekt byl dostatečně silný, aby podrobil všechna data analýze; k tomu by nic nebylo nejisté, budoucnost i minulost by byly jeho očím přítomny. Dokonalost, kterou lidská mysl dokázala dát astronomii, poskytuje jen slabý obrys takové inteligence. (Laplace 1820)
V tomto století definoval Karl Popper determinismus z hlediska předvídatelnosti.
Laplace měl pravděpodobně na mysli Boha jako mocnou inteligenci, jejíž pohled je otevřen celé budoucnosti. Pokud tomu tak není, měl by mít: 19 th a 20 th století, matematické studie ukázaly přesvědčivě, že ani konečná ani nekonečná, ale vestavěný-in-the-svět inteligence mohou mít výpočetní výkon potřebný k předpovědi skutečné budoucnosti, v každém světě vzdáleně jako naše. „Předvídatelnost“je proto fašním parlerem, který v nejlepším případě oživuje to, co je v sázce na determinismus; v přísných diskusích by se mělo vyhnout. Svět mohl být v některých smyslech vysoce předvídatelný, a přesto nebyl deterministický; a mohlo by to být deterministické, ale vysoce nepředvídatelné, jak ukazuje mnoho studií chaosu (citlivá závislost na počátečních podmínkách).
Předvídatelnost však oživuje to, co je v sázce na determinismus: naše obavy z našeho vlastního postavení svobodných agentů ve světě. V Laplacelově příběhu mohl dostatečně jasný démon, který věděl, jak věci stojí na světě 100 let před mým narozením, předvídat každou akci, každou emoce, každou víru v mém životě. Kdyby mě pak sledovala, jak to prožívám, mohla by se blahosklonně usmát, jako ten, kdo sleduje marionetový tanec za tahy provázků, o nichž nic neví. Nemůžeme vydržet myšlenku, že jsme (v jistém smyslu) loutkami. Nezáleží ani na tom, zda jakýkoli démon (nebo dokonce Bůh) může, nebo má na starosti, skutečně předvídat, co uděláme: existenci řetězců fyzické nutnosti, spojenou s dávnými stavy světa a určující náš současný každý pohyb, je to, co nás znepokojuje. Zda je takový poplach skutečně oprávněný, je otázkou mimo rozsah tohoto článku (viz záznamy o svobodné vůli a nekompatibilních teoriích svobody). Jasné pochopení toho, co je determinismus a jak bychom mohli být schopni rozhodnout o jeho pravdě nebo nepravdivosti, je však jistě užitečným výchozím bodem pro jakýkoli pokus o řešení tohoto problému. Vrátíme se k otázce svobody v determinismu a lidském jednání níže.
2. Koncepční problémy v determinismu
Připomeňme, že kauzální determinismus jsme volně definovali následovně, přičemž pojmy, které je třeba objasnit, jsou kurzívou:
Kauzální determinismus: Svět je řízen determinismem (nebo je pod vlivem) determinismu tehdy a jen tehdy, je-li daný způsob věcí v určitém okamžiku t, je způsob, jakým se věci dějí, stanoven jako věc přirozeného práva.
2.1 Svět
Proč bychom měli začít tak globálně, mluvit o světě, se všemi jeho nesčetnými událostmi, jako deterministický? Člověk by si mohl myslet, že zaměření na jednotlivé události je vhodnější: událost E je kauzálně určována pouze tehdy, existuje-li soubor předchozích událostí {A, B, C…}, které představují (společně) dostatečnou příčinu E. Pak, pokud jsou kauzálně určeny všechny - nebo dokonce jen většina - E, které jsou našimi lidskými činy, je problém, který nám záleží, konkrétně výzva ke svobodné vůli, v platnosti. Není třeba nic tak globálního jako stavy celého světa, ani úplný determinismus, který prohlašuje, že všechny události jsou určovány kauzálně.
Z různých důvodů je tento přístup plný problémů a důvody vysvětlují, proč filozofové vědy většinou upřednostňují slovo „kauzální“z diskuzí o determinismu. Obecně, jak John Earman vtipkoval (1986), jít touto cestou je „… pokusit se vysvětlit neurčitý pojem determinismus - ve smyslu skutečně obskurní jedné příčiny.“Přesněji řečeno, ani pojetí událostí filozofů ani laiků nemá žádnou korelaci v žádné moderní fyzikální teorii. [1]Totéž platí pro pojmy příčina a dostatečná příčina. Další problém představuje skutečnost, že, jak je nyní široce uznáváno, soubor událostí {A, B, C…} může být skutečně dostačující k vytvoření události efektu, pokud sada obsahuje klauzuli s otevřeným koncem ceteris paribus vyloučení přítomnosti potenciálních disruptorů, které by mohly zasáhnout a zabránit E. Například zahájení fotbalového utkání v televizi za normálního sobotního odpoledne může být dostatečným ceteris paribus pro spuštění Teda směrem k lednici, aby si vzal pivo; ale ne, pokud se milionu tun asteroidu blíží k jeho domu ve vzdálenosti 0,75 c ze vzdálenosti několika tisíc kilometrů, ani pokud se telefon chystá zvonit zprávami o tragické povaze,… a tak dále. Bertrand Russell skvěle argumentoval proti představě o příčině podél těchto linií (a jiní) v 1912, a situace se nezměnila. Když se pokusíme definovat kauzální stanovení z hlediska souboru předchozích dostatečných podmínek, nevyhnutelně spadáme do nepořádku otevřeného seznamu negativních podmínek potřebných k dosažení požadované dostatečnosti.
Navíc, přemýšlení o tom, jak se toto odhodlání vztahuje k svobodnému jednání, vyvstává další problém. Pokud je klauzule ceteris paribus otevřená, kdo by měl říci, že by neměla zahrnovat negaci potenciálního narušitele odpovídající mému svobodnému rozhodnutí nepochopit pivo? Pokud ano, pak nám zůstane řečeno: „Když A, B, C,… Ted půjde do lednice na pivo, pokud se D nebo E nebo F nebo… nebo Ted nerozhodne, že tak neučiní.“Marionetové řetězce „dostatečné příčiny“začínají vypadat poněkud nepatrně.
Jsou také příliš krátké. Pro typický soubor předchozích událostí, které lze (intuitivně, věrohodně) považovat za dostatečnou příčinu lidského jednání, může být agentovi tak blízko času a prostoru, aby nevypadal jako hrozba svobody tolik jako umožňující podmínky. Pokud je Ted poháněn do lednice {viděním hry je zapnuto; přeje si zopakovat uspokojivou zkušenost ostatních sobot; pocit trochu žízně; atd.}, takové věci vypadají spíše jako dobré důvody, proč se rozhodly získat pivo, ne jako vnější fyzické události daleko mimo Tedovu kontrolu. Porovnejte to s tvrzením, že {stav světa v roce 1900; zákony přírody} znamenají, že Ted dostane pivo: rozdíl je dramatický. Máme tedy řadu dobrých důvodů, proč se držet formulací determinismu, které se přirozeně vynoří z fyziky. A to znamená, že se nedíváme na to, jak je určitá událost obyčejného hovoru určována předchozími událostmi; díváme se na to, jak všechno, co se stane, je určeno tím, co se stalo dříve. Stav světa v roce 1900 znamená pouze to, že Ted popadne pivo z lednice, což později přinese celý fyzický stav věcí.
2.2 Způsob, jakým jsou věci najednou t
Typické vysvětlení determinismu se z různých důvodů upevňuje na stav (celého) světa v určitém čase (nebo v okamžiku). Některé z nich stručně vysvětlíme. Proč brát stav celého světa, spíše než nějaký (možná velmi velký) region, za náš výchozí bod? Dalo by se intuitivně myslet, že by bylo dostačující dát úplný stav věcí na Zemi, řekněme, nebo možná v celé sluneční soustavě, na t, opravit to, co se stane poté (alespoň na nějakou dobu). Všimněte si však, že všechny druhy vlivů zvnějšku sluneční soustavy přicházejí rychlostí světla a mohou mít důležité účinky. Předpokládejme, že Mary za jasné noci vzhlíží k obloze a její oko upoutá zvláště jasná modrá hvězda; myslí si: „Jaká krásná hvězda; Myslím, že zůstanu venku o něco déle a užívám si výhled.„Stav sluneční soustavy před měsícem neopravil, že by modré světlo ze Siria dorazilo a zasáhlo Maryinu sítnici; do sluneční soustavy dorazilo teprve před dnem, řekněme. Je tedy zjevné, že aby se Maryovy akce (a tedy všechny fyzické události obecně) fixovaly stavem věcí před měsícem, bude tento stát muset být fixován v mnohem větší prostorové oblasti než jen sluneční soustavě. (Pokud žádné fyzické vlivy nemohou jít rychleji než světlo, pak stav věcí musí být dán sférickým objemem prostoru 1 světelný měsíc v poloměru.)všechny fyzické události obecně), aby byly stanoveny stavem věcí před měsícem, tento stav bude muset být opraven v mnohem větší prostorové oblasti než jen sluneční soustavě. (Pokud žádné fyzické vlivy nemohou jít rychleji než světlo, pak stav věcí musí být dán sférickým objemem prostoru 1 světelný měsíc v poloměru.)všechny fyzické události obecně), aby byly stanoveny stavem věcí před měsícem, tento stav bude muset být opraven v mnohem větší prostorové oblasti než jen sluneční soustavě. (Pokud žádné fyzické vlivy nemohou jít rychleji než světlo, pak stav věcí musí být dán sférickým objemem prostoru 1 světelný měsíc v poloměru.)
Ale při oživování „hrozby“determinismu se často chceme upevnit k myšlence celé budoucnosti světa jako odhodlané. Bez ohledu na to, co je „rychlostní limit“na fyzické vlivy, pokud chceme, aby byla stanovena celá budoucnost světa, pak budeme muset opravit stav věcí na celém prostoru, abychom nevynechali něco, co by mohlo později přicházejí „zvnějšku“, aby zkazily věci. V době Laplace samozřejmě neexistovalo žádné známé omezení rychlosti šíření fyzických věcí, jako jsou paprsky světla. V zásadě by světlo mohlo cestovat při libovolné vysoké rychlosti a někteří myslitelé předpokládali, že byl přenášen „okamžitě“. Totéž šlo o gravitační sílu. V takovém světě je zjevné, že je třeba opravit stav věcí na celém světě v čase t,aby události byly přísně určovány podle přírodních zákonů na jakoukoli dobu poté.
Ve všech těchto předpokladech jsme předpokládali newtonovský rámec prostoru a času zdravého rozumu, ve kterém je svět v čase objektivním a smysluplným pojmem. Níže, když hovoříme o determinismu v relativistických teoriích, se tento předpoklad znovu vrátíme.
2.3 Poté
Pokud jde o širokou třídu fyzických teorií (tj. O navrhovaných souborech přírodních zákonů), lze je považovat za deterministické, lze je považovat za obousměrně deterministické. To znamená, že specifikace stavu světa v čase t, spolu se zákony, určuje nejen to, jak věci jdou po t, ale také, jak to jde před t. Filozofové, i když si nejsou zcela vědomi této symetrie, mají tendenci ji ignorovat, když uvažují o vlivu determinismu na svobodnou vůli. Důvodem je to, že máme tendenci myslet na minulost (a tedy na stavy světa v minulosti) jako na hotové, přes, fixované a mimo naši kontrolu. Progresivní determinismus pak znamená, že tyto minulé stavy - mimo naši kontrolu, možná nastávající dlouho předtím, než lidé vůbec existují - určují vše, co v našich životech děláme. Pak se jeví pouhá zvláštní skutečnost, že je stejně pravda, že stav světa nyní určuje vše, co se stalo v minulosti. Máme zakořeněný zvyk zaujmout směr jak příčinné souvislosti, tak vysvětlení jako minulé, i když diskutujeme o fyzických teoriích bez jakékoli takové asymetrie. K tomuto bodu se brzy vrátíme.
Dalším bodem, který si zde musíme všimnout, je, že pojem věcí, které se určují poté, se obvykle bere v neomezeném smyslu - tj. Stanovení všech budoucích událostí, bez ohledu na to, jak vzdálené v čase. Ale pojmově řečeno, svět může být jen nedokonale deterministický: věci lze určit pouze, řekněme, za tisíc let zhruba z jakéhokoli daného počátečního stavu světa. Předpokládejme například, že téměř dokonalý determinismus byl pravidelně (ale zřídka) přerušován spontánními událostmi tvorby částic, které se vyskytují v průměru jen jednou za tisíc let v objemovém prostoru rádiusu tisíc světelných let. Tento nerealistický příklad ukazuje, jak by determinismus mohl být striktně nepravdivý, a přesto svět musí být dostatečně deterministický, aby se naše obavy o svobodné jednání nezměnily.
2.4 Zákony přírody
Ve volném prohlášení determinismu, ze kterého pracujeme, se metafory jako „vládnout“a „pod vlivem“používají k označení silné síly, která je připisována zákonům přírody. Součástí porozumění determinismu - a zejména, zda a proč je to metafyzicky důležité - je objasnění stavu předpokládaných zákonů přírody.
Ve fyzikálních vědách je předpoklad, že existují základní, výjimečné zákony přírody a že mají nějakou silnou modální sílu, obvykle zpochybněn. Hovořit o zákonech „ovládajících“atd. Je skutečně tak běžné, že to vyžaduje úsilí, aby se to považovalo za metaforické. Můžeme charakterizovat obvyklé předpoklady o zákonech tímto způsobem: přírodní zákony jsou považovány za ctižádostivé vysvětlovače. Dělají věci určitým způsobem a díky této moci nám jejich existence umožňuje vysvětlit, proč se věci dějí určitým způsobem. (Nedávná obhajoba tohoto pohledu na zákony viz Maudlin (2007)). Dalo by se říci, že zákony jsou implicitně považovány za příčinu všeho, co se děje. Pokud jsou zákony, kterými se řídí náš svět, deterministické,pak v zásadě vše, co se děje, lze vysvětlit jako následky ze stavu světa v dřívějších dobách. (Znovu si všimneme, že i když entailment obvykle funguje i v budoucím minulém směru, máme problém s tím uvažovat jako o legitimní vysvětlující entilement. V tomto ohledu také vidíme, že s přírodními zákony se implicitně zachází jako s příčinami co se stane: příčinná souvislost může intuitivně jít jen do budoucnosti.)
Je pozoruhodné, že filozofové inklinují uznat zřejmou hrozbu, kterou determinismus představuje pro svobodnou vůli, i když výslovně odmítají názor, že zákony jsou hanlivými vysvětlujícími. Earman (1986) například výslovně přijímá teorii přírodních zákonů, která je považuje za prostě nejlepší systém zákonitostí, který systematizuje všechny události v univerzální historii. Toto je nejlepší analýza systémů (BSA), s kořeny v práci Hume, Mill a Ramsey, a naposledy rafinovaný a bránil David Lewis (1973, 1994) a Earman (1984, 1986). (viz položka o přírodních zákonech). Přesto končí svým komplexním Primerem o determinismu diskuzí o problému svobodné vůle, přičemž jej považuje za stále důležitý a nevyřešený problém. Je to docela záhadné,pro BSA je založen na myšlence, že zákony přírody jsou ontologicky odvozené, nikoli primární; jsou to dějiny univerzální historie, jako hrubá fakta, díky nimž zákony jsou tím, čím jsou, a nikoli naopak. Bereme-li tuto myšlenku vážně, činnosti každého lidského činitele v historii jsou prostě součástí vzoru událostí v celém vesmíru, který určuje, jaké zákony jsou pro tento svět. Pak je těžké pochopit, jak nejelegantnější shrnutí tohoto vzorce, zákony BSA, lze považovat za determinanty lidských činů. Zdá se, že určující nebo omezující vztahy mohou jít tak či onak, ne obojí!akce každého lidského agenta v historii jsou prostě součástí vzoru událostí v celém vesmíru, který určuje, jaké zákony jsou pro tento svět. Pak je těžké pochopit, jak nejelegantnější shrnutí tohoto vzorce, zákony BSA, lze považovat za determinanty lidských činů. Zdá se, že určující nebo omezující vztahy mohou jít tak či onak, ne obojí!akce každého lidského agenta v historii jsou prostě součástí vzoru událostí v celém vesmíru, který určuje, jaké zákony jsou pro tento svět. Pak je těžké pochopit, jak nejelegantnější shrnutí tohoto vzorce, zákony BSA, lze považovat za determinanty lidských činů. Zdá se, že určující nebo omezující vztahy mohou jít tak či onak, ne obojí!
Na druhou myšlenku však není tak překvapivé, že široce humánní filozofové, jako jsou Ayer, Earman, Lewis a další, stále vidí potenciální problém pro svobodu, kterou představuje determinismus. Protože i když lidské jednání je součástí toho, co zákony činí, jaké jsou, neznamená to, že máme automaticky svobodu takového druhu, o kterém si myslíme, že ji máme, zejména svobodu dělat jinak, vzhledem k určitým minulým stavům věcí. Je to jedna věc, která říká, že vše, co se děje v mém těle a kolem něj, a všechno všude jinde, je v souladu s Maxwellovými rovnicemi, a proto jsou Maxwellovy rovnice skutečnými výjimečnými zákonitostmi, a že protože jsou navíc jednoduché a silné, ukázalo se, že jsou zákony. Je to docela jiná věc, kterou mohu dodat: tak jsem se možná mohl rozhodnout udělat něco jiného v určitých bodech mého života, a kdybych měl, pak Maxwell 'Rovnice by nebyly zákony. Jeden by se mohl pokusit bránit toto tvrzení - nepoživatelné, jak se zdá intuitivně, připisovat si zákonodárnou moc - ale nevyplývá přímo z humánního přístupu k zákonům přírody. Místo toho na takové názory, které popírají zákony většiny jejich tlačivosti a vysvětlující síly, je třeba otázky týkající se determinismu a lidské svobody jednoduše přistupovat znovu.
Druhý důležitý žánr teorií přírodních zákonů tvrdí, že zákony jsou v jistém smyslu nezbytné. Pro jakýkoli takový přístup jsou zákony jen druhem ctižádostivých vysvětlovačů, které jsou převzaty v tradičním jazyce fyzických vědců a teoretiků svobodné vůle. Ale třetí a rostoucí třída filozofů tvrdí, že (univerzální, výjimečné, pravdivé) přírodní zákony prostě neexistují. Mezi těmi, kdo to drží, jsou vlivní filosofové jako Nancy Cartwright, Bas van Fraassen a John Dupré. Pro tyto filozofy existuje jednoduchý důsledek: determinismus je falešná doktrína. Stejně jako u Humánů to neznamená, že obavy o svobodnou činnost člověka jsou automaticky vyřešeny; namísto toho je třeba je řešit znovu s ohledem na předložený účet fyzické povahy bez zákonů. Viz Dupré (2001) pro jednu takovou diskusi.
2.5 Opraveno
Nyní můžeme dát dohromady naše stále vágní kousky. Determinismus vyžaduje svět, který (a) má v jakémkoli daném čase dobře definovaný stav nebo popis, a (b) přírodní zákony, které jsou pravdivé ve všech místech a časech. Pokud máme všechny tyto, pak pokud (a) a (b) společně logicky znamenají stav světa ve všech ostatních časech (nebo přinejmenším vždy později než ve stavu uvedeném v b)), je svět deterministický. Logická entealment, v dostatečně širokém smyslu pro zahrnutí matematických důsledků, je modalita za určením v „determinismu“.
3. Epistemologie determinismu
Jak bychom se mohli kdykoli rozhodnout, zda je náš svět deterministický nebo ne? Vzhledem k tomu, že někteří filozofové a fyzici mají pevné názory - s mnoha prominentními příklady na každé straně - jeden by si myslel, že by to měla být alespoň jasně rozhodnutelná otázka. Bohužel ani toto není jasné a epistemologie determinismu se ukazuje jako trnitá a mnohostranná záležitost.
3.1 Zákony znovu
Jak jsme viděli výše, aby byl determinismus pravdivý, musí existovat nějaké zákony přírody. Nejvíce filozofové a vědci Vzhledem k tomu, 17 th století skutečně myslel, že tam jsou. Jak se však může stát tváří v tvář novějšímu skepticismu? A pokud lze tuto překážku překonat, nemusíme s jistotou vědět, jaké jsou zákony našeho světa, abychom se vypořádali s otázkou pravdy nebo nepravdy determinismu?
První překážku lze snad překonat kombinací metafyzického argumentu a odvolání na znalosti, které již máme o fyzickém světě. Filozofové v současné době sledují tento problém aktivně, z velké části kvůli snahám protizákonné menšiny. Debata byla naposledy orámována Cartwrightem v The Dappled World (Cartwright 1999) z hlediska psychologicky výhodného pro její protizákonnou věc. Ti, kdo věří v existenci tradičních univerzálních zákonů přírody, jsou fundamentalisté; ti, kteří nevěří, jsou pluralisté. Tato terminologie se zdá být standardní (viz Belot 2001), takže prvním úkolem v epistemologii determinismu je, aby fundamentalisté založili realitu přírodních zákonů (viz Hoefer 2002b).
I když první překážka může být překonána, druhá, konkrétně stanovení přesně toho, co jsou skutečné zákony, se může zdát skličující. V jistém smyslu to, co žádáme, je přesně to, co 19 th a 20 thFyzici století si někdy stanovili za svůj cíl: konečnou teorii všeho. Ale možná, jak řekl Newton o vytvoření absolutního pohybu sluneční soustavy, „věc není úplně zoufalá.“Mnoho fyziků za posledních 60 let bylo přesvědčeno o falešnosti determinismu, protože byli přesvědčeni, že (a) ať už je konečná teorie jakákoli, bude to nějaká rozpoznatelná varianta rodiny kvantových mechanických teorií; a (b) všechny kvantové mechanické teorie nejsou deterministické. (A) a (b) jsou velmi diskutabilní, ale jde o to, že je vidět, jak lze argumenty ve prospěch těchto pozic využít. Totéž platilo v 19. stoletístoletí, kdy teoretici mohli argumentovat, že (a) ať už je konečná teorie jakákoli, bude zahrnovat pouze kontinuální tekutiny a pevné látky řízené parciálními diferenciálními rovnicemi; a (b) všechny takové teorie jsou deterministické. (Zde je (b) téměř jistě nepravdivé; viz Earman (1986), kapitola XI). I když nyní nebudeme, můžeme v budoucnu být v pozici, abychom mohli věrohodně argumentovat pro nebo proti determinismu na základě vlastností, o kterých si myslíme, že víme, že konečná teorie musí mít.
3.2 Zkušenosti
Determinismus by snad mohl také získat přímé potvrzení podpory ve smyslu zvyšování pravděpodobnosti, nikoli důkazu ze zkušenosti a experimentu. U teorií (tj. Potenciálních přírodních zákonů), na které jsme ve fyzice zvyklí, se obvykle jedná o to, že pokud jsou deterministické, pak do té míry, že lze dokonale izolovat systém a opakovaně uložit stejné výchozí podmínky, následné chování systémů by také mělo být totožné. A obecně to tak je v mnoha doménách, které známe. Počítač se spustí pokaždé, když jej zapnete, a (pokud jste nezměnili žádné soubory, nemáte žádný antivirový software, před vypnutím znovu nastavte datum na stejnou dobu atd.) Vždy přesně v stejným způsobem, se stejnou rychlostí a výsledným stavem (dokud selže pevný disk). Světlo se rozsvítí přesně 32 µsec po sepnutí spínače (do dne selhání žárovky). Tyto případy opakovaného a spolehlivého chování zjevně vyžadují některé závažné klauzule ceteris paribus, nikdy nejsou úplně identické a v každém okamžiku vždy podléhají katastrofickým selháním. Máme však sklon myslet si, že pro malé odchylky pro ně pravděpodobně existují vysvětlení, pokud jde o různé počáteční podmínky nebo selhání izolace, a pro katastrofické selhání rozhodně existují vysvětlení, pokud jde o různé podmínky.pravděpodobně pro ně existují vysvětlení, pokud jde o různé počáteční podmínky nebo selhání izolace, a pro katastrofické selhání rozhodně existují vysvětlení, pokud jde o různé podmínky.pravděpodobně pro ně existují vysvětlení, pokud jde o různé počáteční podmínky nebo selhání izolace, a pro katastrofické selhání rozhodně existují vysvětlení, pokud jde o různé podmínky.
Existují dokonce studie o paradigmaticky „chantských“jevech, jako je obracející se mince, které ukazují, že pokud lze přesně regulovat počáteční podmínky a vyloučit vnější interference, výsledky identického chování (viz Diaconis, Holmes & Montgomery 2004). Zdá se však, že většina těchto kousků důkazů pro determinismus už neřeší mnoho ledu, protože víra v kvantovou mechaniku a její neurčitost. Indeterminističtí fyzikové a filozofové jsou připraveni uznat, že makroskopická opakovatelnost je obvykle dosažitelná, kde jevy jsou tak rozsáhlé, že se vymývá kvantová stochasticita. Trvali by však na tom, že tuto opakovatelnost nenajdete v experimentech na mikroskopické úrovni, a také, že alespoň některá selhání opakovatelnosti (na vašem pevném disku,nebo experimenty s převracením mincí) jsou skutečně způsobeny kvantovou indeterminismem, nejen selháním při správné izolaci nebo stanovením totožných počátečních podmínek.
Pokud by kvantové teorie byly bezpochyby neurčité a deterministické teorie zaručovaly opakovatelnost silné formy, mohlo by se uvažovat o dalším experimentálním vstupu k otázce deterministické pravdy nebo falešnosti. Bohužel, existence Bohmianových kvantových teorií vrhá silnou pochybnost na první bod, zatímco teorie chaosu vrhá na druhou silnou pochybnost. Více o každé z těchto komplikací bude uvedeno níže.
3.3 Determinismus a chaos
Pokud by se svět řídil přísně deterministickými zákony, mohlo by to stále vypadat, jako by panovala indeterminismus? To je jedna z obtížných otázek, které vyvolává teorie chaosu pro epistemologii determinismu.
Deterministický chaotický systém má, zhruba řečeno, dva hlavní rysy: (i) evoluce systému po dlouhou dobu účinně napodobuje náhodný nebo stochastický proces - postrádá předvídatelnost nebo vyčíslitelnost v nějakém vhodném smyslu; ii) dva systémy s téměř totožnými počátečními stavy budou mít v budoucím konečném (a obvykle krátkém) časovém období zásadně odlišné budoucí vývoj. Použijeme „náhodnost“k označení první funkce a „citlivé závislosti na počátečních podmínkách“(SDIC) pro poslední. Definice chaosu se mohou zaměřit na jednu nebo obě tyto vlastnosti; Batterman (1993) tvrdí, že pouze (ii) poskytuje vhodný základ pro definování chaotických systémů.
Jednoduchým a velmi důležitým příkladem chaotického systému z hlediska náhodnosti i SDIC je newtonovská dynamika kulečníkového stolu s vypouklou překážkou (nebo překážkami) (Sinaj 1970 a další). Viz obrázek 1:
Kulečníkový stůl s vypouklou překážkou
Obrázek 1: Kulečníkový stůl s vypouklou překážkou
Jsou vytvářeny obvyklé idealizační předpoklady: žádné tření, dokonale elastické srážky, žádné vnější vlivy. Trajektorie míče je určena její počáteční polohou a směrem pohybu. Pokud si představíme mírně odlišný počáteční směr, trajektorie bude nejprve jen mírně odlišná. A kolize s rovnými stěnami nebudou mít tendenci velmi rychle zvyšovat rozdíl mezi trajektoriemi. Kolize s konvexním objektem však budou mít za následek zesílení rozdílů. Po několika kolizích s konvexním tělem nebo těly se trajektorie, které začaly velmi blízko u sebe, staly naprosto odlišnými - SDIC.
V příkladu kulečníkového stolu víme, že začínáme s newtonovským deterministickým systémem - takto je definován idealizovaný příklad. Chaotické dynamické systémy však přicházejí v široké škále typů: diskrétní a spojité, dvourozměrné, trojrozměrné a vyšší, založené na částicích a na toku tekutin atd. Matematicky můžeme předpokládat, že všechny tyto systémy sdílejí SDIC. Obecně však budou také zobrazovat vlastnosti, jako je nepředvídatelnost, nevyčíslitelnost, Kolmogorovovo náhodné chování atd., Alespoň pokud se na ně podíváme správným způsobem nebo na správné úrovni podrobností. To vede k následujícím epistemickým obtížím: pokud v přírodě najdeme typ systému, který vykazuje některé nebo všechny tyto vlastnosti, jak můžeme rozhodnout, která z následujících dvou hypotéz je pravdivá?
1. Systém se řídí skutečně stochastickými, neurčitými zákony (nebo vůbec žádnými zákony), tj. Jeho zjevná náhodnost je ve skutečnosti skutečná náhodnost.
2. Systém se řídí základními deterministickými zákony, je však chaotický.
Jinými slovy, jakmile člověk ocení rozmanitosti chaotických dynamických systémů, které existují, matematicky vzato, začíná nám vypadat obtížně - možná nemožně - abychom se mohli kdykoli rozhodnout, zda zjevně náhodné chování v přírodě pochází ze skutečné stochasticity nebo spíše z deterministického chaosu. Patrick Suppes (1993, 1996) tvrdí, na základě teorémů prokázaných Ornsteinem (1974 a novější), že „Existují procesy, které lze stejně dobře analyzovat jako deterministické systémy klasické mechaniky nebo jako neurčité polo Markovovy procesy, bez ohledu na to, jak je učiněno mnoho pozorování. “A on uzavírá, že “deterministické metafyzici mohou pohodlně držet se jejich názoru vědět, že nemohou být empiricky vyvráceni, ale také mohou být neurčité.” (Suppes (1993), s. 254)
Určitě existuje zajímavá problémová oblast pro epistemologii determinismu, ale musí se s ní zacházet opatrně. Může být pravda, že existují určité deterministické dynamické systémy, které při správném pohledu vykazují chování nerozeznatelné od chování skutečně stochastického procesu. Například při použití výše uvedeného kulečníkového stolu, pokud jeden rozdělí svůj povrch na kvadranty a podívá se, ve kterém kvadrantu je míč ve 30 sekundových intervalech, je výsledná sekvence bezpochyby vysoce náhodná. To však neznamená, že stejný systém, pokud se na něj díváme jiným způsobem (možná s vyšší mírou přesnosti), nepřestane vypadat náhodně a místo toho zradí jeho deterministickou povahu. Pokud rozdělíme náš kulečníkový stůl na čtverce 2 centimetry a podíváme se, ve kterém kvadrantu je míč v intervalech 0,1 sekundy,výsledná sekvence bude zdaleka náhodná. A konečně, samozřejmě, pokud se jednoduše podíváme na kulečníkový stůl očima a uvidíme ho jako kulečníkový stůl, neexistuje žádný zřejmý způsob, jak tvrdit, že to může být skutečně náhodný proces, spíše než deterministický dynamický systém. (Viz Winnie (1996) pro pěknou technickou a filosofickou diskusi o těchto otázkách. Winnie vysvětluje Ornsteinovy a jiné výsledky podrobněji a popírá Suppesovy filozofické závěry.)Winnie vysvětluje Ornsteinovy a jiné výsledky podrobněji a popírá Suppesovy filosofické závěry.)Winnie vysvětluje Ornsteinovy a jiné výsledky podrobněji a popírá Suppesovy filozofické závěry.)
Dynamické systémy obvykle studované pod označením „chaos“jsou obvykle čistě abstraktní, matematické systémy nebo klasické newtonské systémy. Je přirozené si klást otázku, zda chaotické chování se přenáší také do říše systémů řízených také kvantovou mechanikou. Je zajímavé, že je mnohem těžší najít přirozené koreláty klasického chaotického chování v pravých kvantových systémech. (Viz Gutzwiller (1990)). Některé, alespoň interpretační potíže kvantové mechaniky, by musely být vyřešeny, než by bylo možné dosáhnout smysluplného posouzení chaosu v kvantové mechanice. Například ve Schrödingerově těžko najdeme vývoj vlnové funkce pro systém s konečnými stupni volnosti; ale v Bohmianově kvantové mechanice se s ním poměrně snadno pracuje na základě trajektorií částic. (Viz Dürr,Goldstein a Zhangì (1992)).
Popularita teorie chaosu v posledním desetiletí a půl možná zřejmě ukázala, že je evidentní, že příroda je plná skutečně chaotických systémů. Ve skutečnosti není ani zdaleka zřejmé, že takové systémy existují, jinak než v přibližném smyslu. Matematické zkoumání chaosu v dynamických systémech nám nicméně pomáhá porozumět některým úskalím, která mohou být součástí našeho úsilí zjistit, zda je náš svět skutečně deterministický nebo ne.
3.4 Metafyzické argumenty
Předpokládejme, že nikdy nebudeme mít konečnou teorii všeho před námi - alespoň v našem životě - a že také zůstaneme nejasní (z fyzických / experimentálních důvodů), zda bude tato konečná teorie typu, který může nebo nemůže být deterministický. Nezbývá už nic, co by mohlo ovlivnit naši víru vůči determinismu nebo proti determinismu? Existuje samozřejmě: metafyzický argument. Metafyzické argumenty k této otázce nejsou v současné době příliš populární. Ale filozofické módy se mění nejméně dvakrát století a jedna velká systémová metafyzika leibniziánského druhu by se jednoho dne mohla vrátit do laskavosti. Naopak by mohla převládnout také anti-systémová, anti-fundamentalistická metafyzika navrhovaná Cartwrightem (1999). Stejně pravděpodobné jako ne,pro předvídatelnou budoucnost může být metafyzický argument stejně dobrým základem, na kterém lze diskutovat vyhlídky na determinismus jako jakékoli argumenty z matematiky nebo fyziky.
4. Stav determinismu ve fyzických teoriích
John Earmanův Primer o determinismu (1986) zůstává nejbohatším skladištěm informací o pravdě nebo falešnosti determinismu v různých fyzikálních teoriích, od klasické mechaniky po kvantovou mechaniku a obecnou relativitu. (Viz také jeho nedávná aktualizace na téma „Aspekty determinismu v moderní fyzice“(2007)). Zde uvedu pouze krátkou diskusi o některých klíčových otázkách a podrobněji odkážu čtenáře na Earmana (1986) a další zdroje. Zjištění, zda jsou zavedené teorie deterministické či nikoli (nebo do jaké míry, pokud padnou jen trochu krátce), nám moc nepovede, zda je náš svět skutečně řízen deterministickými zákony; všechny naše současné nejlepší teorie, včetně obecné relativity a standardního modelu fyziky částic,jsou příliš vadní a špatně chápaní, než aby se mýlili za cokoli blízké konečné teorii. Nicméně, jak zdůraznil Earman (1986), průzkum je velmi cenný, protože obohacuje naše chápání bohatosti a složitosti determinismu.
4.1 Klasická mechanika
Navzdory všeobecnému přesvědčení, že klasická mechanika (teorie, která inspirovala Laplacee v jeho artikulaci determinismu), je dokonale deterministická, ve skutečnosti je teorie rozšířena s možnostmi, aby se determinismus rozpadl. Jedna třída problémů vyvstává kvůli neexistenci horní meze rychlosti pohybujících se objektů. Níže vidíme trajektorii objektu, který je bezmezně akcelerován a jeho rychlost se ve konečném čase stává nekonečnou. Viz obrázek 2:
objekt zrychluje k dosažení nekonečna
Obrázek 2: Objekt zrychluje tak, aby dosáhl prostorové nekonečna v konečném čase
V době t = t * objekt doslova zmizel ze světa - jeho světová linie nikdy nedosáhla povrchu t = t *. (Nezáleží na tom, jak se objekt takto zrychluje; existují mechanismy, které jsou dokonale konzistentní s klasickou mechanikou, které dokážou tuto práci. Xia (1992) ve skutečnosti ukázala, že takové zrychlení lze dosáhnout gravitačními silami pouze z 5 konečných objektů. V těchto diagramech není znázorněn žádný mechanismus.) Tento „únik do nekonečna“, i když rušivý, ještě nevypadá jako porušení determinismu. Ale teď si vzpomeňme, že klasická mechanika je časově symetrická: každý model má časově inverzní, což je také konzistentní model teorie. Časová inverze našeho unikajícího těla se hravě nazývá „vesmírný útočník“.
vesmírný útočník pochází z nekonečna
Obrázek 3: „Space Invader“přichází z prostorové nekonečna
Je jasné, že svět s vesmírným útočníkem není deterministický. Před t = 0 nebylo ve stavu věcí nic, co by umožnilo predikci vzhledu útočníka v t = 0+. [2] Člověk by si mohl myslet, že nekonečno vesmíru je odpovědné za toto podivné chování, ale to zjevně není správné. V konečné, „srolované“nebo válcové verzi newtonovských trajektorií časoprostorových útočníků v Newtonu lze vytvořit, i když to, zda existuje „rozumný“mechanismus k jejich napájení, není jasné. [3]
Na základě kolizních jevů lze vytvořit druhou třídu modelů, které narušují determinismus. Prvním problémem je kolize s více částicemi, u nichž newtonovská částicová mechanika prostě nemá předpis toho, co se stane. (Zvažte tři identické bodové částice, které se k sobě přibližují v úhlech 120 stupňů a srážejí se současně. Je možné, že se odrazí zpět podél trajektorií najíždění, ale stejně je možné, aby se odrazily v jiných směrech (opět s úhly 120 stupňů mezi jejich drahami).), pokud je respektováno zachování hybnosti.)
Navíc existuje narůstající literatura fyzických nebo kvazifyzikálních systémů, obvykle zasazených do kontextu klasické fyziky, která provádí supertasky (viz Earman a Norton (1998) a položka supertasků pro přehled). Předkládaná hádanka je často na základě dobře definovaného chování před časem t = a rozhodnuta, v jakém stavu bude systém v čase t = a. Neschopnost CM diktovat dobře definovaný výsledek lze pak považovat za selhání determinismu.
V supertaskech se často setkáváme s nekonečným počtem částic, nekonečnými (nebo neomezenými) hmotnostními hustotami a dalšími pochybnými nekonečnými jevy. Ve spojení s některými dalšími zhrouceními determinismu v CM začíná člověk získávat pocit, že většina, ne-li všechna, členění determinismu se spoléhají na nějakou kombinaci následující sady (fyzicky) pochybných matematických pojmů: {nekonečný prostor; neomezená rychlost; kontinuita; bodové částice; jednotlivá pole}. Problém je v tom, že je obtížné si představit jakoukoli rozpoznatelnou fyziku (mnohem méně CM), která se vyhýbá všemu v sadě.
Nakonec, John Norton (2003), vytvořil elegantní příklad zjevného porušení determinismu v klasické fyzice. Jak je znázorněno na obrázku 4, představte si kuličku sedící na vrcholu kopule bez tření, jejíž rovnice je specifikována jako funkce radiální vzdálenosti od vrcholu vrcholu. Tento klidový stav je naší počáteční podmínkou systému; jaké by mělo být její budoucí chování? Jedno řešení spočívá v tom, že míč zůstává na vrcholu na neurčito.
Nortonova kupole
Obrázek 4: Míč může spontánně začít sklouznout po této kopuli bez porušení Newtonových zákonů.
(Reprodukováno s laskavým svolením John D. Nortona a otisků filozofů
Je však zvláštní, že to není jediné řešení podle standardních newtonovských zákonů. Míč se také může začít pohybovat dolů po kupole - v kterémkoli okamžiku a v jakémkoli radiálním směru. Tento příklad zobrazuje „nezpůsobený pohyb“bez, Norton tvrdí, jakéhokoli porušení Newtonových zákonů, včetně prvního zákona. A na rozdíl od některých příkladů supertasků nevyžaduje nekonečno částic. Stále je však mnoho filozofů nepohodlných s morálním Nortonem, který čerpá z jeho kupolového příkladu, a poukazují na důvody pro zpochybňování stavu kupole jako newtonovského systému (viz např. Malament (2007)).
4.2 Zvláštní relativistická fyzika
Dva rysy speciální relativistické fyziky z něj činí snad nejpohostinnější prostředí pro determinismus jakéhokoli významného teoretického kontextu: skutečnost, že žádný proces nebo signál nemůže cestovat rychleji než rychlost světla a statická, neměnná časoprostorová struktura. První rys, včetně zákazu tachyonů (hypotetické částice cestující rychleji než světlo) [4]), vylučuje kosmické útočníky a další neomezené systémy rychlosti. Posledně jmenovaná vlastnost činí samotný časoprostor pěkným a stabilním a nesrovnatelným na rozdíl od dynamického časoprostoru General Relativity, jak uvidíme níže. Pro elektromagnetická pole bez zdroje ve speciálně relativistickém časoprostoru je prokazatelná pěkná forma Laplaceanova determinismu. Zajímavá fyzika bohužel potřebuje více než zdrojová elektromagnetická pole. Earman (1986) ch. IV hloubkově zkoumá úskalí pro determinismus, která se objevují, jakmile se věci dostanou zajímavější (např. Přidáním částic interagujících gravitačně).
4.3 Obecná relativita (GTR)
Definování vhodné formy determinismu pro kontext obecné relativistické fyziky je nesmírně obtížné, a to kvůli základním interpretačním otázkám a množství nepřeberně tvarovaných časoprostorových modelů, které umožňují teorie rovnic pole. Nejjednodušší způsob řešení problému determinismu v GTR by bylo stát rovně: determinsim selže, často a v některých z nejzajímavějších modelů. Ponechat to při tom by však bylo opomenuto důležitou příležitost použít determinismus k prozkoumání fyzických a filozofických otázek, které jsou velmi důležité (použití determinismu často zdůrazňovaného Earmanem). Zde stručně popíšeme některé z nejdůležitějších výzev, které vyvstávají v souvislosti s determinismem, a znovu nasměrujeme čtenáře k Earmanovi (1986) a také Earmanovi (1995) do hloubky.
4.3.1 Determinismus a různé body
V GTR specifikujeme model vesmíru trojnásobkem tří matematických objektů, <M, g, T >. M představuje spojité „rozmanité“: to znamená určitý nestrukturovaný prostor (-time), složený z jednotlivých bodů a mající hladkost nebo kontinuitu a dimenzionalitu (obvykle 4-rozměrný), ale žádnou další strukturu. Jaká je další struktura, kterou časoprostor potřebuje? Obvykle alespoň očekáváme, že časový směr bude odlišen od prostorových; a očekáváme, že mezi jednotlivými body budou dobře definované vzdálenosti; a také určovat geometrii (dělat jisté spojité cesty v M být přímky, etc.). Celá tato zvláštní struktura je kódována do g. Takže M a g společně představují časoprostor. T představuje hmotu a energetický obsah distribuovaný kolem v časoprostoru (samozřejmě, pokud existuje).
Z matematických důvodů, které zde nejsou relevantní, se ukazuje, že je možné vzít daný model časoprostoru a provést matematickou operaci nazvanou „difeomorfismus díry“h *; účinek difeomorfismu je posunout kolem obsahu hmoty T a metrické g vzhledem k kontinuálnímu rozdělovači M. [5] Pokud je difeomorfismus vhodně zvolí, se může pohybovat kolem T a g po určitém čase t = 0, ale sám dovolená vše do té doby. Nový model tedy představuje obsah hmoty (nyní h * T) a metriku (h * g)), jak se liší vzhledem k bodům M tvořícím časoprostor. Nový model je však také dokonale platným modelem teorie. Tohle to vypadá jako forma indeterminismu: GTR rovnice nestanovují, jak se budou věci v budoucnu distribuovat v časoprostoru, i když se minulost před daným časem drží pevně. Viz obrázek 5:
Difeomorfismus díry posune obsah časoprostoru
Obrázek 5: Difeomorfismus „díry“posune obsah časoprostoru
Obvykle je posun omezen na konečnou oblast zvanou díra (z historických důvodů). Pak je snadno vidět, že stav světa v čase t = 0 (a veškerá historie, která přišla dříve) nestačí k tomu, aby určil, zda bude budoucnost budoucností našeho prvního modelu, nebo jeho posunutým protějškem, ve kterém události uvnitř díra je jiná.
Jde o formu indeterminismu, kterou Earman a Norton (1987) poprvé zdůraznili jako interpretační filosofické potíže s realismem ohledně popisu světa GTR, zejména bodu M. Ukázali, že realismus týkající se mnohotvárnosti jako součásti nábytku vesmíru (který nazývali „mnohonásobný substantivalismus“) nás zavazuje k radikálnímu automatickému neurčitosti v GTR, a tvrdili, že je to nepřijatelné. (Viz argument díry a Hoefer (1996) pro jednu odpověď jménem realisty časoprostoru a diskusi o dalších odpovědích.) Prozatím si jednoduše všimneme, že tento indeterminismus, na rozdíl od většiny ostatních, o nichž v této sekci diskutujeme, je empiricky vakuum: naše dva modely <M, g, T > a posunutý model <M, h * g, h * T > jsou empiricky nerozeznatelné.
4.3.2 Singularity
Rozdělení struktur časoprostoru na mnohonásobné a metrické (nebo spojení) usnadňuje matematickou srozumitelnost mnoha způsoby, ale také otevírá Pandorovu skříňku, pokud jde o determinismus. Indeterminismus argumentu Earmanovy a Nortonovy díry je pouze špičkou ledovce; singularity tvoří většinu zbytku bergu. Obecně řečeno, jedinečnost může být v kosmickém modelu časem považována za „místo, kde se věci zhoršují“. Například v blízkosti středu černé díry Schwarzschild se zakřivení zvětšuje bez omezení a ve středu samotném je nedefinováno, což znamená, že Einsteinovy rovnice nelze říci, že drží, což znamená (pravděpodobně), že tento bod neexistuje jako část časoprostoru vůbec! Některé konkrétní příklady jsou jasné, ale uvádějí obecnou definici singularity,jako je definování determinismu samo o sobě v GTR, je znepokojující záležitost (viz Earman (1995) o prodloužené léčbě; Callender a Hoefer (2001) poskytuje stručný přehled). Nepokusíme se zde katalogizovat různé definice a typy singularity.
Různé typy singularity přinášejí různé typy hrozeb determinismu. V případě výše zmíněných obyčejných černých děr je vše dobře mimo tzv. „Horizont událostí“, což je kulová plocha definující černou díru: jakmile těleso nebo světelný signál prochází horizontem události do vnitřní oblasti černá díra, už nikdy nemůže uniknout. Obecně se za horizontem události neobjevuje žádné porušení determinismu; ale co uvnitř? Některé modely černé díry mají uvnitř horizontu události tzv. „Cauchyho horizonty“, tj. Povrchy, za nimiž se determinismus rozpadá.
Dalším způsobem, jak být modelový prostorový čas jedinečný, je nechat zmizet body nebo regiony, v některých případech jednoduchým vyříznutím. Snad nejdramatičtější podobou je vzít pěkný model s prostorovým povrchem t = E (tj. Dobře definovanou část časoprostoru, kterou lze považovat za „stav světa v čase E“). a vyříznutí a vyhodení této plochy a všech bodů později. Výsledný časoprostor vyhovuje Einsteinovým rovnicím; ale bohužel pro všechny obyvatele, vesmír přijde v okamžiku E najednou a nepředvídatelným koncem. Toto je příliš triviální krok, než aby byl považován za skutečnou hrozbu pro determinismus v GTR; můžeme uložit rozumný požadavek, aby časoprostor tímto způsobem „nedojel“bez nějakého fyzického důvodu (časoprostor by měl být „maximálně prodloužen“). K diskusi o přesných verzích takového požadavku ao tom, zda se jim podaří eliminovat nežádoucí singularity, viz Earman (1995, kapitola 2).
Nejproblematičtějšími druhy singularit, z hlediska determinismu, jsou nahé singularity (singularity neskryté za horizontem události). Když se z gravitačního kolapsu vytvoří singularita, obvyklý model takového procesu zahrnuje vytvoření horizontu událostí (tj. Černé díry). Vesmír s obyčejnou černou dírou má jedinečnost, ale jak je uvedeno výše, (přinejmenším mimo horizont události) se v důsledku toho nestane nic nepředvídatelného. Naproti tomu nahá singularita nemá žádnou takovou ochrannou bariéru. V mnoha ohledech, že cokoli může zmizet tím, že upadne do singularity vyříznutého regionu, nebo se objeví z bílé díry (bílé díry jsou ve skutečnosti technicky nahé singularity), existuje obava, že by z nich mohlo vypadnout cokoli nahá singularita, bez varování (odtud porušuje determinismus en passant). Zatímco většina modelů s bílými dírami má Cauchyovy povrchy a jsou tak pravděpodobně deterministické, jiné modely s nahou singularitou tuto vlastnost nemají. Fyzici, kteří byli narušeni nepředvídatelnými možnostmi takových singularit, se snažili prokázat různé hypotézy kosmické cenzury, které ukazují (doufejme) věrohodné fyzické předpoklady - že takové věci nevznikají hvězdným kolapsem v GTR (a proto se pravděpodobně nebudou objevovat) v našem světě). Dosud nebyly prokázány žádné velmi obecné a přesvědčivé formy hypotézy, takže vyhlídky na determinismus v GTR jako matematické teorii nevypadají strašně dobře. Fyzici, kteří byli narušeni nepředvídatelnými možnostmi takových singularit, se snažili prokázat různé hypotézy kosmické cenzury, které ukazují (doufejme) věrohodné fyzické předpoklady - že takové věci nevznikají hvězdným kolapsem v GTR (a proto se pravděpodobně nebudou objevovat) v našem světě). Dosud nebyly prokázány žádné velmi obecné a přesvědčivé formy hypotézy, takže vyhlídky na determinismus v GTR jako matematické teorii nevypadají strašně dobře. Fyzici, kteří byli narušeni nepředvídatelnými možnostmi takových singularit, se snažili prokázat různé hypotézy kosmické cenzury, které ukazují (doufejme) věrohodné fyzické předpoklady - že takové věci nevznikají hvězdným kolapsem v GTR (a proto se pravděpodobně nebudou objevovat) v našem světě). Dosud nebyly prokázány žádné velmi obecné a přesvědčivé formy hypotézy, takže vyhlídky na determinismus v GTR jako matematické teorii nevypadají strašně dobře.tak vyhlídky na determinismus v GTR jako matematické teorii nevypadají strašně dobře.tak vyhlídky na determinismus v GTR jako matematické teorii nevypadají strašně dobře.
4.4 Kvantová mechanika
Jak je uvedeno výše, QM je široce považována za silně nedeterministickou teorii. Populární víra (dokonce mezi většinou fyziků) si myslí, že jevy, jako je radioaktivní rozklad, emise a absorpce fotonů, a mnoho dalších jsou takové, že je lze uvést pouze pravděpodobnostní popis. Teorie neříká, co se v daném případě stane, ale pouze říká, jaké jsou pravděpodobnosti různých výsledků. Například podle QM tedy nejpřesnější popis možného atomu radia (nebo kusu radia) nestačí určit, kdy se daný atom rozpadne, ani kolik atomů v kusu se rozpadne kdykoliv. Teorie dává pouze pravděpodobnost, že se rozpad (nebo počet rozpadů) stane v daném časovém období. Einstein a další si možná mysleli, že se jednalo o vadu teorie, která by měla být nakonec odstraněna pomocí doplňkové skryté teorie proměnných[6], který obnovuje determinismus; ale následná práce ukázala, že žádný takový účet skrytých proměnných nemůže existovat. Na mikroskopické úrovni je svět nakonec záhadný a chantský.
Tak jde příběh; ale jako hodně oblíbená moudrost je částečně mylná a / nebo zavádějící. Je ironií, že kvantová mechanika je jedním z nejlepších vyhlídek na skutečně deterministickou teorii v moderní době! Ještě více než v případě GTR a argumentu hole, vše závisí na tom, jaká interpretační a filozofická rozhodnutí člověk přijímá. Základním zákonem v jádru nere relativistické QM je Schrödingerova rovnice. Evoluce vlnové funkce popisující fyzický systém podle této rovnice je obvykle považována za dokonale deterministickou. [7]Pokud člověk přijme interpretaci QM, podle které to je, tj. Nic nepřeruší Schrödingerovu evoluci a vlnové funkce řízené rovnicí vypráví úplný fyzický příběh - pak kvantová mechanika je dokonale deterministická teorie. Existuje několik interpretací, které fyzici a filozofové dali QM a které jdou tímto směrem. (Viz položka o kvantové mechanice.)
Více obyčejně - a toto je část základu pro populární fyzikové moudrosti - vyřešili problém kvantového měření tím, že předpokládali, že k určitému procesu „kolapsu vlnové funkce“dochází čas od času (zejména během měření a pozorování), který přerušuje Schrödingerovu evoluci. Proces kolapsu je obvykle považován za neurčitý, s pravděpodobností různých výsledků, podle Bornova pravidla, vypočítatelný na základě vlnové funkce systému. Kdysi standardní kodaňská interpretace QM představuje takový kolaps. Má schopnost řešit určité paradoxy, jako je nechvalně proslulý Schrödingerův kočičí paradox, ale jen málo filosofů nebo fyziků to může brát velmi vážně, pokud nejde o idealisty nebo instrumentalisty. Důvod je jednoduchý: proces kolapsu není fyzicky dobře definován,a cítí se příliš ad hoc, než aby byla základní součástí přírodních zákonů.[8]
V roce 1952 David Bohm vytvořil alternativní interpretaci QM - možná lepší myšlenku jako alternativní teorii - která realizuje Einsteinův sen o skryté teorii proměnných, obnovuje determinismus a definitivitu mikro-realitě. V Bohmianově kvantové mechanice se na rozdíl od jiných interpretací předpokládá, že všechny částice mají vždy určitou polohu a rychlost. Kromě Schrödingerovy rovnice Bohm vytvořil vodicí rovnici, která na základě vlnové funkce systému a počátečních pozic a rychlostí částic určuje, jaké by měly být jejich budoucí polohy a rychlosti. Stejně jako jakákoli klasická teorie bodových částic pohybujících se pod silovými poli, pak Bohmova teorie je deterministická. Úžasně to také dokázal,pokud je statistické rozdělení počátečních pozic a rychlostí částic zvoleno tak, aby splňovalo podmínku „kvantové rovnováhy“, je jeho teorie empiricky ekvivalentní standardní kodaňské QM. V jednom smyslu je to noční můra filozofa: s opravdovou empirickou ekvivalencí tak silnou, jakou získal Bohm, se zdá, že experimentální důkazy nám nikdy nemohou říci, který popis reality je správný. (Naštěstí můžeme bezpečně předpokládat, že ani jeden není dokonale správný, a doufat, že naše konečná teorie nemá takové empiricky rovnocenné soupeře.) V jiných smyslech se Bohmova teorie splní sen filosofa a eliminuje mnoho (ale ne všechny) podivnost standardního QM a obnovení determinismu ve fyzice atomů a fotonů. Zainteresovaný čtenář se může dozvědět více z výše uvedeného odkazu a odkazů v něm uvedených.
Tento malý přehled stavu determinismu v některých významných fyzických teoriích, jak je uvedeno výše, nám opravdu neříká nic o tom, zda je determinismus v našem světě pravdivý. Namísto toho vyvolává několik dalších rušivých možností pro čas, kdy máme před námi Konečnou teorii (pokud takový čas někdy nastane): zaprvé, můžeme mít potíže s určením, zda je Konečná teorie deterministická či nikoli - záleží na tom, zda teorie přichází nabitá nevyřešenými interpretačními nebo matematickými hádankami. Za druhé, můžeme mít důvod k obavám, že konečná teorie, pokud je neurčitá, má empiricky ekvivalentní, ale deterministický soupeř (jak ilustruje Bohmianova kvantová mechanika.)
5. Šance a determinismus
Někteří filozofové tvrdí, že pokud v našem světě platí determinismus, pak v našem světě neexistují objektivní šance. A slovo „náhoda“je často považováno za synonymum „pravděpodobnosti“, takže tito filozofové tvrdí, že neexistují netriviální objektivní pravděpodobnosti událostí v našem světě. (Výzva „netriviální“se zde přidává, protože na některých účtech mají všechny budoucí události, které se skutečně odehrávají, pravděpodobnost, podmíněnou minulostí, rovnou 1 a budoucí události, které se nestanou, mají pravděpodobnost rovnou nule. Netriviální pravděpodobnosti jsou pravděpodobnosti striktně mezi nulou a jedinou.) Naopak, často platí, že pokud existují přírodní zákony, které jsou ireducibilně pravděpodobnostní, determinismus musí být nepravdivý.(Někteří filozofové by dále dodali, že takové nenávratně pravděpodobné zákony jsou základem všech skutečných objektivních šancí, které v našem světě získají.)
Diskuse o kvantové mechanice v části 4 ukazuje, že může být obtížné vědět, zda fyzikální teorie postuluje skutečně neredukovatelné pravděpodobnostní zákony nebo ne. Pokud je Bohmianova verze QM správná, není pravděpodobnost diktovaná podle Bornova pravidla neredukovatelná. Pokud je tomu tak, měli bychom říci, že pravděpodobnosti diktované kvantovou mechanikou nejsou objektivní? Nebo bychom měli říci, že musíme přece jen rozlišit „náhoda“a „pravděpodobnost“- a mít na paměti, že ne všechny objektivní pravděpodobnosti by se neměly považovat za objektivní šance? První možnost se může zdát těžko spolknutelná, vzhledem k přesnosti na mnoho desetinných míst, s níž lze spolehlivě předpovědět a experimentálně ověřit pomocí QM takové množství založené na pravděpodobnosti, jako jsou poločasy a průřezy.
Zda je objektivní šance a determinismus skutečně neslučitelné nebo ne, může záviset na tom, jaký pohled na povahu zákonů je přijat. V pohledu na „ctižádostivé vysvětlovače“na zákony, jako je ten, který hájil Maudlin (2007), jsou pravděpodobnostní zákony interpretovány jako nezměnitelné šance na dynamický přechod mezi povolenými fyzickými stavy a neslučitelnost těchto zákonů s determinismem je okamžitá. Ale co by měl obhájce humánního pohledu na zákony, jako je teorie BSA (část 2.4 výše), říci o pravděpodobnostních zákonech? První věc, kterou je třeba udělat, je vysvětlit, jak se pravděpodobnostní zákony vůbec hodí do účtu BSA, a to vyžaduje změnu nebo rozšíření pohledu, protože jak bylo poprvé představeno, jedinými kandidáty na zákony přírody jsou skutečné univerzální zobecnění. Pokud by „pravděpodobnost“byla jednoznačná,jasně chápaná představa, pak by to mohlo být jednoduché: Povolujeme univerzální zobecnění, jehož logická forma je něco jako: „Kdykoli podmínky Y získají, Pr (A) = x“. Není však vůbec jasné, jak by měl být pojem „Pr“chápán v takové generalizaci; a je ještě méně jasné, jaké rysy musí mít humánní vzor skutečných událostí, aby byla taková generalizace pravdivá. (Viz položka o interpretacích pravděpodobnosti a Lewis (1994).)(Viz položka o interpretacích pravděpodobnosti a Lewis (1994).)(Viz položka o interpretacích pravděpodobnosti a Lewis (1994).)
Lidé o zákonech se domnívají, že jaké zákony existují, je otázkou, jaké vzorce existují v celkové mozaice událostí, které se dějí v dějinách světa. Zdá se dost věrohodné, že vzory, které mají být rozeznávány, mohou zahrnovat nejen striktní asociace (kdykoli X, Y), ale také stabilní statistická asociace. Pokud zákony přírody mohou zahrnovat jakýkoli druh asociace, zdá se, že je třeba položit si přirozenou otázku: proč nemohou existovat dostatečně nepravděpodobné zákony, které by zajistily determinismus, a navíc, pravděpodobnostní zákony? Pokud by Humán chtěl zachytit zákony nejen základních teorií, ale také nepodstatných oborů fyziky, jako je (klasická) statistická mechanika, zdá se být žádoucí takové mírové soužití deterministických zákonů a dalších pravděpodobnostních zákonů. Loewer (2004) tvrdí, že tohoto mírového soužití lze dosáhnout v Lewisově verzi BSA zákonů.
6. Determinismus a lidská činnost
V úvodu jsme zaznamenali hrozbu, kterou determinismus zřejmě představuje pro svobodnou lidskou agenturu. Je těžké pochopit, že pokud stav světa před 1000 lety opraví vše, co v životě dělám, mohu smysluplně říci, že jsem svobodný agent, autor mých vlastních akcí, které jsem si mohl svobodně zvolit jinak. Koneckonců, nemám ani moc měnit zákony přírody, ani měnit minulost! V jakém smyslu si tedy mohu připisovat svobodu volby?
Filozofům chyběla vynalézavost při navrhování odpovědí na tuto otázku. Existuje dlouhá tradice kompatibility, která tvrdí, že svoboda je plně kompatibilní s fyzickým determinismem. Hume zašel tak daleko, že argumentoval, že determinismus je nezbytnou podmínkou svobody - nebo alespoň, argumentoval tím, že je vyžadován nějaký princip kauzality v souladu se „stejnou příčinou, stejným účinkem“. Ti, kteří nejsou přesvědčeni, dostali stejně četné a energické odpovědi. Dokáže jasné chápání toho, co je determinismus a jak má sklon uspět nebo selhat ve skutečných fyzikálních teoriích, osvětlit kontroverzi?
Fyzika, zejména 20 th fyzika století, má jednu lekci pro to, aby svobodné vůle diskuse; lekci o vztahu mezi časem a determinismem. Připomeňme, že jsme si všimli, že základní teorie, které známe, jsou-li deterministické, jsou časově symetricky deterministické. To znamená, že dřívější státy světa lze považovat za opravující všechny pozdější státy; ale stejně tak lze na pozdější stavy nahlížet jako na opravu všech dřívějších stavů. Máme sklon soustředit se pouze na bývalý vztah, ale nevedou nás k tomu samotné teorie.
Ani 20 th (21 st) zábory fyziku tvář myšlence, že existuje něco ontologicky zvláštního o minulosti, protože na rozdíl od současnosti a budoucnosti. Ve skutečnosti tyto kategorie v žádném ohledu nepoužívá a učí, že v některých smyslech jsou pravděpodobně iluzorní. [9]Ve fyzice tedy neexistuje podpora pro myšlenku, že minulost je „pevná“nějakým způsobem, že současnost a budoucnost nejsou, nebo že má nějakou ontologickou sílu omezovat naše činy, které současnost a budoucnost nemají. Není těžké odhalit důvody, proč přirozeně máme tendenci myslet na minulost jako na zvláštní, a předpokládat, že jak fyzická příčina, tak i fyzické vysvětlení fungují pouze v minulém současném / budoucím směru (viz včasný záznam termodynamické asymetrie). Tyto pragmatické záležitosti však nemají nic společného se základním determinismem. Pokud se setřeme z tendence vidět minulost jako zvláštní, pokud jde o vztahy determinismu, může být možné uvažovat o deterministickém světě jako o tom, ve kterém každá část nese určující nebo částečný určující vztah k další části,ale ve kterém žádná konkrétní část (tj. oblast časoprostoru) nemá zvláštní silnější určující roli než kterákoli jiná. Hoefer (2002) používá tyto úvahy k argumentaci novým způsobem pro kompatibilitu determinismu s lidskou svobodnou agenturou.
Bibliografie
Batterman, RB, 1993, „Definování chaosu“, Filozofie vědy, 60: 43–66.
Bishop, RC, 2002, „Deterministické a neurčité popisy“, mezi Chance and Choice, H. Atmanspacher a R. Bishop (eds.), Imprint Academic, 5-31.
Butterfield, J., 1998, “Determinism and Indeterminism,” v Routledge Encyclopedia of Philosophy, E. Craig (ed.), London: Routledge.
Callender, C., 2000, „Shedding Light on Time“, Philosophy of Science (Proceedings of PSA 1998), 67: S587 – S599.
Callender, C., a Hoefer, C., 2001, „Filozofie vesmírné fyziky“, v The Blackwell Guide to the Philosophy of Science, P. Machamer a M. Silberstein (eds), Oxford: Blackwell, s. 173 –198.
Cartwright, N., 1999, The Dappled World, Cambridge: Cambridge University Press.
Dupré, J., 2001, Human Nature and Limits of Science, Oxford: Oxford University Press.
Dürr, D., Goldstein, S. a Zanghì, N., 1992, „Quantum Chaos, Classical Randomness a Bohmian Mechanics,“Journal of Statistical Physics, 68: 259-270. [Předtisk je dostupný online v gzip'ed Postscriptu.]
Earman, J., 1984: „Zákony přírody: Empiricist Challenge“, v RJ Bogdan, ed., „DHArmstrong“, Dortrecht: Reidel, s. 191–223.
Earman, J., 1986, Primer on Determinism, Dordrecht: Reidel.
Earman, J., a J. Norton, 1987, „Jaký cenový prostorový Substantivalismus: Hole Story“, British Journal for Philosophy of Science, 38: 515–525.
Earman, J., 1995, Bangs, Crunches, Whimpers and Shrieks: Singularities and Acausities in Relativistic Spacetimes, New York: Oxford University Press.
Earman, J. a JD Norton, 1998, „Komentáře k Laraudogoitiovi„ Klasické dynamice částic, neurčitosti a supertasku “,“British Journal for the Philosophy of Science, 49: 123–133.
Ford, J., 1989, „Co je to chaos, měli bychom na to mít na paměti?“v The New Physics, P. Davies (ed.), Cambridge: Cambridge University Press, 348–372.
Gisin, N., 1991, „Sklony v nedeterministické fyzice“, Synthese, 89: 287–297.
Gutzwiller, M., 1990, Chaos in Classical and Quantum Mechanics, New York: Springer-Verlag.
Hitchcock, C., 1999, „Kontrastivní vysvětlení a démoni determinismu“, British Journal of the Philosophy of Science, 50: 585–612.
Hoefer, C., 1996, „The Metafyzics of Spacetime Substantivalism“, The Journal of Philosophy, 93: 5-27.
Hoefer, C., 2002, „Svoboda zevnitř ven“, v čase, realitě a zkušenosti, C. Callender (ed.), Cambridge: Cambridge University Press, s. 201–222.
Hoefer, C., 2002b, „For Fundamentalism“, Philosophy of Science v. 70, no. 5 (PSA 2002 Sborníky), s. 1401–1412.
Hutchison, K. 1993, „Je klasická mechanika skutečně časově reverzibilní a deterministická?“British Journal of the Philosophy of Science, 44: 307–323.
Laplace, P., 1820, Essai Philosophique sur les Probabilités, úvod do jeho Théorie Analytique des Probabilités, Paříž: V Courcier; repr. FW Truscott a FL Emory (trans.), Filozofická esej o pravděpodobnostech, New York: Dover, 1951.
van Fraassen, B., 1989, Laws and Symmetry, Oxford: Clarendon Press.
Van Kampen, NG, 1991, „Determinismus a předvídatelnost“, Synthese, 89: 273–281.
Winnie, JA, 1996, „Deterministický chaos a povaha šance“, v The Cosmos of Science-Essays of Exploration, J. Earman a J. Norton (eds.), Pittsburgh: University of Pitsburgh Press, s. 299–324.
Xia, Z., 1992, „Existence nekolidních singularit v newtonovských systémech,“Annals of Mathematics, 135: 411–468.
Další internetové zdroje
Bibliografie o svobodné vůli a determinismu, (David Chalmers, U. Arizona)
Determinismus / Neurčitosti v Archivu PhilSci / University of Pittsburgh.
![Lord Shaftesbury [Anthony Ashley Cooper, 3. Hrabě Z Shaftesbury]](https://i.edustanford.com/preview/stanford-editions/5797629-lord-shaftesbury-anthony-ashley-cooper-3rd-earl-of-shaftesbury-j.webp "Lord Shaftesbury [Anthony Ashley Cooper, 3. Hrabě Z Shaftesbury]")
