Индетерминизм — это идея о том, что события (или определенные события или события определенных типов) не являются причиной или не вызываются детерминированно .
Это противоположность детерминизму и связано со случайностью . Это весьма актуально для философской проблемы свободы воли , особенно в форме либертарианства . В науке , особенно в квантовой теории в физике , индетерминизм – это вера в то, что ни одно событие не является несомненным, а весь результат чего-либо является вероятностным . Принцип неопределенности Гейзенберга и « правило Борна », предложенное Максом Борном , часто являются отправными точками в поддержку недетерминированной природы Вселенной. [1] Индетерминизм также утверждается сэром Артуром Эддингтоном и Мюрреем Гелл-Манном . Индетерминизм был пропагандирован эссе французского биолога Жака Моно « Шанс и необходимость ». Физик-химик Илья Пригожин выступал за индетерминизм в сложных системах .
Индетерминистам не нужно отрицать существование причин. Вместо этого они могут утверждать, что единственные существующие причины не ограничивают будущее одним курсом; например, они могут утверждать, что существуют только необходимые, а не достаточные причины. Различие необходимое/достаточное работает следующим образом:
Если x является необходимой причиной y ; тогда наличие y означает, что x определенно предшествовал ему. Однако наличие x не означает, что произойдет y .
Если x является достаточной причиной y , то наличие y подразумевает, что x мог предшествовать ему. (Однако другая причина z может альтернативно вызвать y . Таким образом, наличие y не подразумевает наличие x , или z , или любого другого подозреваемого.)
Все может иметь необходимую причину , даже если сохраняется индетерминизм и будущее открыто, потому что необходимое условие не приводит ни к одному неизбежному результату. Индетерминированная (или вероятностная) причинность - это предполагаемая возможность, так что «все имеет причину» не является четким утверждением индетерминизма.
Интерпретация причинности как детерминированного отношения означает, что если A вызывает B , то за A всегда должно следовать B. В этом смысле война не приводит к смерти, а курение не вызывает рак . В результате многие обращаются к понятию вероятностной причинно-следственной связи. Неформально, A вероятностно вызывает B , если возникновение A увеличивает вероятность B. Иногда это интерпретируется как отражение несовершенного знания детерминированной системы, но иногда интерпретируется как означающее, что изучаемая причинная система имеет по своей сути индетерминистическую природу. ( Вероятность предрасположенности — аналогичная идея, согласно которой вероятности имеют объективное существование, а не являются просто ограничениями в знаниях субъекта). [2]
Можно доказать, что реализации любого распределения вероятностей, отличного от равномерного , математически равны применению (детерминированной) функции (а именно, обратной функции распределения ) к случайной величине, следующей за последней (т.е. «абсолютно случайной» [3] ] ); вероятности содержатся в детерминированном элементе. Простая форма демонстрации этого — случайная стрельба внутри квадрата, а затем (детерминистически) интерпретация относительно большого квадрата как более вероятного результата.
Обычно проводится различие между индетерминизмом и простой неспособностью измерить переменные (пределы точности). Особенно это касается физического индетерминизма (предлагаемого различными интерпретациями квантовой механики ). Однако некоторые философы утверждают, что индетерминизм и непредсказуемость являются синонимами. [4]
Самое старое упоминание о концепции случайности принадлежит самому раннему философу атомизма Левкиппу , который сказал:
«Таким образом, космос стал похож на сферическую форму: атомы подвергались случайному и непредсказуемому движению, быстро и непрерывно». [5]
Аристотель описал четыре возможные причины (материальную, действующую, формальную и конечную). Словом Аристотеля для обозначения этих причин было αἰτίαι ( aitiai , как в этиологии ), что переводится как причины в смысле множества факторов, ответственных за событие. Аристотель не разделял упрощенную идею «каждое событие имеет (единственную) причину», которая появилась позже.
В своей «Физике и метафизике» Аристотель говорил, что несчастные случаи (συμβεβηκός, sumbebekos ), вызваны ничем иным, как случаем (τύχη, тухе ). Он отметил, что он и первые физики не находили места случайности среди своих причин.
Мы видели, как далеко Аристотель дистанцируется от любой точки зрения, которая делает случай решающим фактором в общем объяснении вещей. И он делает это на концептуальных основаниях: случайные события, по его мнению, по определению необычны и лишены определенных объяснительных свойств: как таковые они образуют дополнительный класс к тем вещам, которым можно дать полное естественное объяснение. [6]
- Р. Дж. Хэнкинсон, «Причины» в Блэквелле, спутнике Аристотеля.
Аристотель противопоставил свой случайный шанс необходимости:
Не существует и какой-либо определенной причины несчастного случая, а есть только случайность (τυχόν), а именно неопределенная (ἀόριστον) причина. [7]
Очевидно, что существуют принципы и причины, которые порождаются и разрушаются отдельно от реальных процессов порождения и разрушения; ибо если это не так, то все будет необходимо, т. е. если обязательно должна быть какая-то причина, отличная от случайной, того, что возникает и уничтожается. Будет это или нет? Да, если это произойдет; иначе нет. [8]
Философ Секст Эмпирик описал пирронистскую позицию относительно причин следующим образом:
... мы показываем, что существование причин правдоподобно, и если правдоподобны и те, которые доказывают, что утверждение о существовании причины неверно, и если нет возможности отдать предпочтение какой-либо из них перед другими - так как у нас нет согласованного признака, критерия или доказательства, как было указано ранее, то, если следовать утверждениям догматиков , необходимо приостановить и суждение о существовании причин, сказав, что они существуют не более, чем несуществующие [9]
Эпикур утверждал, что, когда атомы двигались через пустоту, были случаи, когда они «отклонялись» ( клинамен ) от своих иным образом определенных путей, тем самым инициируя новые причинные цепи. Эпикур утверждал, что эти отклонения позволят нам быть более ответственными за свои действия, что невозможно, если бы каждое действие было детерминистически вызвано. Для эпикурейства случайное вмешательство произвольных богов было бы предпочтительнее строгого детерминизма.
В Завещании Жана Мелье 1729 года говорится:
«Материя в силу своей собственной активной силы движется и действует слепо». [10]
Вскоре после этого Жюльен Оффруа де ла Меттри в своем «Человеке-машине». (1748, анон.) писал:
«Может быть, причина существования человека как раз в самом существовании? Может быть, он случайно заброшен в какую-то точку этой земной поверхности без всяких объяснений, как и почему ».
В его «Анти-сенеке» [ Traité de la vie heureuse, par Sénèque, avec un Discours du traducteur sur le même sujet , 1750] мы читаем:
«Тогда случай столкнул нас в жизни». [11]
В XIX веке французский философ Антуан-Огюстен Курно по-новому теоретизировал случайность как серию нелинейных причин. Он писал в «Эссе о фондах наших знаний » (1851 г.):
«Шанс действителен не из-за редкости. Напротив, именно из-за случайности они производят множество возможных других». [12]
Тихизм ( греч . τύχη «случай») — тезис, предложенный американским философом Чарльзом Сандерсом Пирсом в 1890-х годах. [13] Считается, что абсолютная случайность , также называемая спонтанностью, является реальным фактором, действующим во Вселенной. Его можно считать одновременно прямой противоположностью часто цитируемого изречения Альберта Эйнштейна о том, что « Бог не играет в кости со Вселенной», и ранним философским предвосхищением принципа неопределенности Вернера Гейзенберга .
Пирс, конечно, не утверждает, что во Вселенной нет закона. Напротив, он утверждает, что абсолютно случайный мир был бы противоречием и, следовательно, невозможен. Полное отсутствие порядка само по себе является своего рода порядком. Позиция, которую он отстаивает, скорее заключается в том, что во Вселенной существуют как закономерности, так и нерегулярности.
Карл Поппер отмечает [14] , что теории Пирса в наше время уделялось мало внимания и что другие философы не принимали индетерминизм до появления квантовой механики.
В 1931 году Артур Холли Комптон отстаивал идею человеческой свободы, основанную на квантовой неопределенности , и изобрел идею усиления микроскопических квантовых событий, чтобы привнести случайность в макроскопический мир. В своем несколько причудливом механизме он представлял себе динамитные шашки, прикрепленные к его усилителю, предвосхищая парадокс кота Шредингера . [15]
Отвечая на критику о том, что его идеи сделали случайность прямой причиной наших действий, Комптон разъяснил двухэтапную природу своей идеи в статье в журнале Atlantic Monthly в 1955 году. Сначала существует ряд случайных возможных событий, затем добавляется определяющий фактор в акт выбора .
Набор известных физических условий недостаточен, чтобы точно определить, каким будет предстоящее событие. Эти условия, насколько они могут быть известны, вместо этого определяют диапазон возможных событий, среди которых произойдет какое-то конкретное событие. Когда человек осуществляет свободу, своим актом выбора он сам добавляет фактор, не обусловленный физическими условиями, и, таким образом, сам определяет, что произойдет. О том, что он это делает, известно только самому человеку. Со стороны в его поступке можно увидеть лишь действие физического закона. Именно внутреннее знание того, что он на самом деле делает то, что намеревается сделать, говорит самому актеру, что он свободен. [16]
Комптон приветствовал рост индетерминизма в науке 20-го века, написав:
В своих размышлениях по этому жизненно важному вопросу я нахожусь в гораздо более удовлетворенном состоянии, чем мог бы находиться на любой более ранней стадии развития науки. Если бы утверждения законов физики считались правильными, то пришлось бы предположить (как это делало большинство философов), что чувство свободы иллюзорно, или если бы [свободный] выбор считался эффективным, что законы физики... [были] ненадежными. Дилемма оказалась неудобной. [17]
Вместе с Артуром Эддингтоном в Великобритании Комптон был одним из тех редких выдающихся физиков в англоязычном мире конца 1920-х и на протяжении 1930-х годов, которые выступали за «освобождение свободы воли» с помощью принципа неопределенности Гейзенберга, но их усилия были встретил не только физическую и философскую критику, но прежде всего жестокие политические и идеологические кампании. [18]
В своем эссе «Об облаках и часах» , включенном в его книгу «Объективное знание» , Поппер противопоставил «облака», свою метафору индетерминистических систем, «часам», означающим детерминистические системы. Он встал на сторону индетерминизма, написав
Я считаю, что Пирс был прав, утверждая, что все часы в значительной степени представляют собой облака — даже самые точные из часов. Я думаю, что это самая важная инверсия ошибочного детерминистского взгляда, что все облака — это часы [19].
Поппер также был сторонником теории вероятности предрасположенности .
Кейн – один из ведущих современных философов свободы воли . [20] [21] Защищая то, что в философских кругах называется « либертарианской свободой», Кейн утверждает, что «(1) существование альтернативных возможностей (или способности агента поступать иначе) является необходимым условием для свободного действия, и (2) ) детерминизм несовместим с альтернативными возможностями (он исключает возможность поступить иначе)». [22] Важно отметить, что суть позиции Кейна основана не на защите альтернативных возможностей (AP), а на идее того, что Кейн называет предельной ответственностью (UR). Таким образом, ПД является необходимым, но недостаточным критерием свободы воли. Необходимо, чтобы существовали ( метафизически ) реальные альтернативы нашим действиям, но этого недостаточно; наши действия могут быть случайными и не находиться под нашим контролем. Контроль находится в «высшей ответственности».
Что допускает максимальную ответственность за созидание в картине Кейна, так это то, что он называет «самоформирующими действиями» или SFA — те моменты нерешительности, во время которых люди испытывают противоречивые воли. Эти SFA представляют собой неопределенные, останавливающие регресс, произвольные действия или воздержания в историях жизни агентов, которые необходимы для UR. UR не требует, чтобы каждое действие, совершенное по нашей собственной свободной воле, было неопределенным и, таким образом, для каждого действия или выбора мы могли поступить иначе; для этого требуется только, чтобы некоторые из наших выборов и действий были неопределенными (и, следовательно, чтобы мы могли поступить иначе), а именно SFA. Они формируют наш характер или природу; они сообщают нам о нашем будущем выборе, причинах и мотивах действий. Если у человека появилась возможность принять характерообразующее решение (СФА), он несет ответственность за действия, являющиеся следствием его характера.
Марк Балагер в своей книге «Свобода воли как открытая научная проблема» [23] рассуждает аналогично Кейну. Он считает, что концептуально свободная воля требует индетерминизма, и вопрос о том, ведет ли мозг индетерминированно, открыт для дальнейших эмпирических исследований. Он также написал по этому поводу «Научно авторитетную версию индетерминистской либертарианской свободы воли». [24]
В теории вероятностей случайный процесс или иногда случайный процесс является аналогом детерминированного процесса (или детерминированной системы ). Вместо того, чтобы иметь дело только с одной возможной реальностью того, как процесс может развиваться с течением времени (как это имеет место, например, для решений обыкновенного дифференциального уравнения ), в стохастическом или случайном процессе существует некоторая неопределенность в его будущем развитии, описываемая формулой распределения вероятностей. Это означает, что даже если начальное состояние (или отправная точка) известно, существует много возможностей, по которым может пойти процесс, но некоторые пути могут быть более вероятными, а другие — менее.
Идея о том, что ньютоновская физика доказала причинный детерминизм, имела большое влияние в период раннего Нового времени. «Таким образом, физический детерминизм [..] стал господствующей верой среди просвещенных людей; и каждый, кто не принял эту новую веру, считался мракобесом и реакционером». [25] Однако: «Сам Ньютон может быть причислен к числу немногих несогласных, поскольку он считал Солнечную систему несовершенной и , следовательно, вероятной для исчезновения». [26]
Классический хаос обычно не считается примером индетерминизма, поскольку он может возникнуть в детерминированных системах, таких как задача трех тел .
Джон Эрман утверждал, что большинство физических теорий индетерминистичны. [27] [28] Например, ньютоновская физика допускает решения, в которых частицы непрерывно ускоряются, стремясь к бесконечности. К тому времени , когда рассматриваемые законы станут обратимыми , частицы также смогут направиться внутрь, независимо от какого-либо ранее существовавшего состояния. Он называет такие гипотетические частицы «космическими захватчиками».
Джон Д. Нортон предложил другой индетерминистический сценарий, известный как « Купол Нортона» , где частица изначально расположена точно на вершине купола. [29]
Ветвящееся пространство-время — теория, объединяющая индетерминизм и специальную теорию относительности . Идея принадлежит Нуэлю Белнапу . [30] Уравнения общей теории относительности допускают как индетерминированные, так и детерминированные решения.
Людвиг Больцман был одним из основоположников статистической механики и современной атомной теории вещества . Его помнят за открытие того, что второй закон термодинамики является статистическим законом, вытекающим из беспорядка . Он также предположил, что упорядоченная Вселенная, которую мы видим, — это всего лишь маленький пузырь в гораздо большем море хаоса. Мозг Больцмана придерживается аналогичной идеи.
Дарвиновская эволюция в большей степени полагается на случайный элемент случайной мутации по сравнению с более ранней эволюционной теорией Герберта Спенсера . Однако вопрос о том, требует ли эволюция подлинного онтологического индетерминизма, открыт для дискуссий [31].
В эссе «Шанс и необходимость» (1970) Жак Моно отверг роль конечной причинности в биологии , вместо этого утверждая, что смесь эффективной причинности и «чистой случайности» приводит к телеономии или просто кажущейся целенаправленности.
Японский популяционный генетик-теоретик Мотоо Кимура подчеркивает роль индетерминизма в эволюции. Согласно нейтральной теории молекулярной эволюции : «на молекулярном уровне большинство эволюционных изменений вызвано случайным дрейфом генных мутантов , которые эквивалентны перед лицом отбора. [32]
В своей книге 1997 года « Конец определенности » Пригожин утверждает, что детерминизм больше не является жизнеспособной научной верой. «Чем больше мы знаем о нашей Вселенной, тем труднее становится верить в детерминизм». Это серьезное отклонение от подхода Ньютона , Эйнштейна и Шредингера , которые выражали свои теории в терминах детерминированных уравнений. По мнению Пригожина, детерминизм теряет свою объяснительную силу перед лицом необратимости и нестабильности . [33]
Пригожин возводит спор о детерминизме к Дарвину , чья попытка объяснить индивидуальную изменчивость в соответствии с развивающимися популяциями вдохновила Людвига Больцмана объяснить поведение газов с точки зрения популяций частиц, а не отдельных частиц. [34] Это привело к развитию статистической механики и пониманию того, что в газах происходят необратимые процессы. В детерминистской физике все процессы обратимы во времени, то есть они могут протекать во времени как назад, так и вперед. Как объясняет Пригожин, детерминизм — это, по сути, отрицание стрелы времени . Без стрелы времени больше не существует привилегированного момента, известного как «настоящее», который следует за определенным «прошлым» и предшествует неопределенному «будущему». Все время просто дано, а будущее так же определено или неопределенно, как и прошлое. Благодаря необратимости стрела времени вновь возвращается в физику. Пригожин отмечает многочисленные примеры необратимости, включая диффузию , радиоактивный распад , солнечную радиацию , погоду , а также возникновение и эволюцию жизни . Подобно погодным системам, организмы являются нестабильными системами, существующими вдали от термодинамического равновесия . Нестабильность не поддается стандартному детерминистскому объяснению. Вместо этого из-за чувствительности к начальным условиям нестабильные системы можно объяснить только статистически, то есть с точки зрения вероятности .
Пригожин утверждает, что ньютоновская физика теперь была «расширена» трижды: сначала с использованием волновой функции в квантовой механике , затем с введением пространства-времени в общую теорию относительности и, наконец, с признанием индетерминизма в изучении нестабильных систем.
Одно время в физических науках предполагалось, что если поведение, наблюдаемое в системе, невозможно предсказать, то проблема связана с отсутствием детальной информации, так что достаточно детальное исследование в конечном итоге приведет к созданию детерминистической теории (« Если бы вы точно знали все силы, действующие на кости, вы бы смогли предсказать, какое число выпадет»).
Однако появление квантовой механики устранило основу этого подхода, утверждавшего, что (по крайней мере, согласно Копенгагенской интерпретации ) самые основные составляющие материи временами ведут себя недетерминировано . Это происходит из-за коллапса волновой функции , при которой состояние системы при измерении вообще невозможно предсказать. Квантовая механика предсказывает только вероятности возможных исходов, которые определяются правилом Борна . Недетерминированное поведение при коллапсе волновой функции является не только особенностью Копенгагенской интерпретации с ее зависимостью от наблюдателя , но также особенностью объективного коллапса и других теорий .
Противники квантового индетерминизма предположили, что детерминизм можно восстановить, сформулировав новую теорию, в которой дополнительная информация, так называемые скрытые переменные , [35] позволит определить определенные результаты. Например, в 1935 году Эйнштейн, Подольский и Розен написали статью под названием « Можно ли квантово-механическое описание физической реальности считать полным? » , утверждая, что такая теория на самом деле необходима для сохранения принципа локальности . В 1964 году Джон С. Белл смог определить теоретический тест для этих теорий локальных скрытых переменных, который был переформулирован как работоспособный экспериментальный тест благодаря работам Клаузера, Хорна, Шимони и Холта . Отрицательный результат тестов Алена Аспекта в 1980-х годах исключил такие теории при условии, что некоторые предположения об эксперименте верны. Таким образом, любая интерпретация квантовой механики , включая детерминистские переформулировки, должна либо отвергать локальность , либо вообще отвергать контрфактическую определенность . Теория Дэвида Бома является основным примером нелокальной детерминированной квантовой теории.
Интерпретация многих миров считается детерминистской, но результаты экспериментов по-прежнему невозможно предсказать: экспериментаторы не знают, в каком «мире» они окажутся. Технически контрфактическая определенность отсутствует.
Заметным следствием квантового индетерминизма является принцип неопределенности Гейзенберга , который препятствует одновременному точному измерению всех свойств частицы.
Первичные флуктуации — это изменения плотности в ранней Вселенной, которые считаются зародышами всех структур во Вселенной. В настоящее время наиболее широко распространено объяснение их происхождения в контексте космической инфляции . Согласно инфляционной парадигме, экспоненциальный рост масштабного фактора в процессе инфляции приводил к тому, что квантовые флуктуации поля инфлатона растягивались до макроскопических масштабов и, покинув горизонт , «вмерзали». На более поздних стадиях доминирования излучения и вещества эти флуктуации вновь вошли в горизонт и, таким образом, создали начальные условия для формирования структур .
Нейробиологи, такие как Бьорн Брембс и Кристоф Кох, считают, что термодинамически стохастические процессы в мозге являются основой свободы воли и что даже такие простые организмы, как мухи , обладают формой свободной воли. [36] Подобные идеи выдвигаются некоторыми философами, такими как Роберт Кейн.
Несмотря на признание индетерминизма необходимой предпосылкой очень низкого уровня, Бьорн Брембс говорит, что он даже близко не достаточен для решения таких вопросов, как мораль и ответственность. [36]
В противовес Эйнштейну и другим сторонникам детерминизма индетерминизм, отстаиваемый английским астрономом сэром Артуром Эддингтоном , утверждает, что физический объект имеет онтологически неопределенный компонент, который не обусловлен эпистемологическими ограничениями понимания физиков. Таким образом, принцип неопределенности не обязательно обусловлен скрытыми переменными , а индетерминизмом самой природы. [37]
Детерминизм и индетерминизм рассматриваются в книге Дэвида Бома « Причинность и случайность в современной физике ». Он предполагает, что, поскольку детерминизм может возникнуть из основного индетерминизма (посредством закона больших чисел ) [38] и что индетерминизм может возникнуть из детерминизма (например, из классического хаоса ), Вселенную можно представить как имеющую чередующиеся слои причинность и хаос. [39]
Индетерминизм — или, точнее, физический индетерминизм — это всего лишь учение о том, что не все события в физическом мире предопределены с абсолютной точностью.
Рассел, Бертран. «Элементы этики». Философские очерки, 1910.