Zagadnienie związku przyczynowo-skutkowego. Determinizm i indeterminizm Andrzej Łukasik

Zagadnienie związku przyczynowo-skutkowego.

Determinizm i indeterminizm

Andrzej Łukasik

Zakład Ontologii i Teorii Poznania

Instytut Filozofii UMCS

http://bacon.umcs.lublin.pl/~lukasik

www.filozofia.umcs.lublin.pl

Sformułowanie problemu

Czy wszelkie zdarzenia w przyrodzie podporządkowane są prawom, wedle których cała teraźniejszość i przyszłość wyznaczona jest z nieuchronną

koniecznością przez przeszłość, czy też istnieją zdarzenia, które nie zostały wywołane przez żadne zdarzenia wcześniejsze?

Czy każde zdarzenie występuje jako nieuchronny skutek pewnej przyczyny, czy też istnieją zdarzenia, które nie są skutkiem żadnej przyczyny? (K.

Ajdukiewicz, Zagadnienia…, s. 161).

www.umcs.filozofia.lublin.pl

Podstawowe zagadnienia

Determinizm – indeterminizm

Kauzalizm – finalizm

Mechanicyzm – teleologia

Mechanicyzm – witalizm

Zagadnienie przewidywalności zjawisk (prewidyzm)

Zagadnienie wolności woli

Związek z zagadnieniem istnienia przyszłości (eternalizm-transjentyzm)

Problem prawdziwości zdań o przyszłości


Zagadnienie zmian w świecie


zagadnienie realności zmian

wariabilizm (transjentyzm) permanentyzm (eternalizm)

zagadnienie przyczynowości

determinizm indeterminizm

zagadnienie celowości

kauzalizm teleologia

Zasada przyczynowości

Dla każdego zdarzenia s istnieje zdarzenie p będące jego przyczyną.

Nie ma zdarzeń pozbawionych jakichkolwiek przyczyn (absolutnie przypadkowych), resp. nipodlegających żadnym prawom przyrody.

„Przez przyczynę jakiegoś zjawiska rozumie się ten czynnik, który to zjawisko swym działaniem wywołuje, który jest niejako jego sprawcą”. (K.

Ajdukiewicz, Zagadnienia i kierunki filozofii, 116)

relacja przyczynowo-skutkowa = relacja kauzalna


Własności relacji kauzalnej

relacja dwuelementowa, której dziedziną i przeciwdziedziną jest zbiór zdarzeń (dawniej też rzeczy); (p s, p i s są zdarzeniami lub procesami,

resp. stanami rzeczy, ściślej: zdarzenia typu p i zdarzenia typu s, a nie indywidualne p i s)

relacja antysymentryczna (przeciwzwrotna): jeśli p s, to nie s p; asymetria czasowa i warunkowania egzystencjalnego; p poprzedza w czasie

s i s pojawia się zawsze po p (t > x/c); p jest warunkiem koniecznym ale nie jest warunkiem wystarczającym s (post hoc non est propter hoc)

relacja przechodnia: p s, s q, p s q; łańcuch przyczynowy (zależności bezpośrednie i pośrednie)


Własności relacji kauzalnej cd.

konieczność: zajście przyczyny musi powodować zajście skutku; eksplikowana nomologicznie tj. przez odwołanie się do praw przyrody: p jest

przyczyną s wtw gdy istniej prawo przyrody, z którego wynika, że po zajściu zdarzenia p zawsze zachodzi zdarzenie s

problem: jak poznać, czy zjawisko s nastąpiło po prostu po zjawisku p, czy s nastąpiło wskutek p?

ciągłość czasoprzestrzenna — między p i s zachodzi oddziaływanie fizyczne; istnienie s jest zawsze uwarunkowane przez p; związek czasowo-

przestrzenny i energetyczny

obiektywna prawidłowość; związek przyczynowo-skutkowy zachodzi w świecie niezależnie od jego rozpoznania i ujęcia w postaci prawa naukowego


Demokryt (ok. 460-360 p.n.e.)

– konieczność

Wszystko dzieje się wskutek konieczności (κατ’ άνάγκην), bo ruch wirowy jest przyczyną wszelkiego powstawania rzeczy; to nazywa on

koniecznością.

„Konieczność” to „opór, ruch i uderzenie materii”.

pojęcie przypadku – rezultat niewiedzy

„Ludzie zrobili sobie z pojęcia przypadku zasłonę dla własnej nieroztropności”.


Epikur (341-271 p.n.e.)

– koncepcja parenklizy

gr. παρέγκλισις - odchylenie, łac. clinamen

„Pragniemy, abyś przy tych rzeczach i to jeszcze poznał, że ciałka, pędząc pionowo w dół przez próżnię na mocy własnych ciężarów, w zgoła

nieokreślonym czasie i w nieokreślonych miejscach nieco zbaczają w przestrzeni, tylko tyle, ile mógłbyś nazwać zmienionym drgnięciem. Bo gdyby

nie miały zwyczaju odchylania się, to wszystkie spadałyby w dół, jak krople deszczu, przez przepastną próżnię. I nie byłoby powstało zderzenie, ni

cios nie byłby się zrodził pośród zaczątków. Tak nic byłaby nigdy natura nie zrodziła”. (Titus Lucretius Carus, De rerum natura).

„[…] lepiej by było uznać mitologiczne bajki o bogach, niż stać się niewolnikiem przeznaczenia przyrodników. Mitologia dopuszcza bowiem

przynajmniej możliwość przebłagania bogów przez oddawanie im czci, przeznaczenie natomiast jest nieubłagane” (Epikur, List do Menoikeusa)


Arystoteles (384-322 p.n.e.)

– teoria czterech przyczyn

Przyczyna materialna (causa materialis) – to, czego coś powstaje i dzięki czemu trwa

Przyczyna formalna (causa formalis) – rzecz powstaje przez ukształtowanie materii przez formę

Przyczyna sprawcza (causa efficiens) – to, co powoduje, że dany byt się urzeczywistnia, powoduje zaistnienie rzeczy

Przyczyna celowa (causa finalis) – to, ze względu na co jakiś byt powstaje


David Hume (1711-1766)

– krytyka pojęcia przyczynowości

empiryzm: pojęcie przyczynowości nie jest dane a priori

„[…] wszystkie prawa przyrody i wszystkie bez wyjątku zachowania się ciał znamy wyłącznie z doświadczenia” […] każdy skutek jest zdarzeniem

różnym od swojej przyczyny. Nie można go przeto wykryć w przyczynie, a aprioryczne na jego temat pomysły i koncepcje są czymś zupełnie

dowolnym”. (David Hume, Badania dotyczące rozumu ludzkiego).

pojęcie przyczynowości wykracza poza (dotychczasowe) doświadczenie

Obserwujemy jedynie następstwo zdarzeń, ale post hoc non est propter hoc:

„[…] nie można na tej tylko podstawie, że jedno zjawisko w jednym przypadku wyprzedziło inne, wyprowadzić rozumnego wniosku, że pierwsze jest

przyczyną drugiego”. (David Hume, Badania dotyczące rozumu ludzkiego)


„[…] tym, co wobec stałego związku dwóch rzeczy, np. gorąca i płomienia, ciężaru i masy, każe nam po ukazaniu się jednego oczekiwać drugiego,

jest wyłącznie przyzwyczajenie. […] jest to jedyna hipoteza, która usuwa trudność wytłumaczenia, dlaczego z tysiąca przypadków wyprowadzamy

wniosek, którego nie możemy wyprowadzić z jednego przypadku, niczym od tamtych się nie różniącego”. (David Hume, Badania dotyczące rozumu

ludzkiego)


Immanuel Kant (1724-1804)

przyczynowość jako

aprioryczna zasada czystego przyrodoznawstwa

„[…] pojęcie przyczyny […] musi mieć swą podstawę zupełnie a priori w intelekcie, albo też trzeba je całkowicie zarzucić jako czyste urojenie.

Pojęcie to bowiem wymaga bezwzględnie, żeby coś (A) był takie, iżby coś innego (B) z niego wypływało z koniecznością i wedle bezwzględnie

ogólnego prawidła”.

„[…] stosunek przyczyny do skutku jest warunkiem przedmiotowej ważności naszych sądów empirycznych odnoszących się do szeregu

spostrzeżeń, a tym samym jest warunkiem ich empirycznej prawdziwości, a więc i doświadczenia” (Immanuel Kant, Krytyka czystego rozumu, t. 1).


Rudolf Carnap (1891-1970)

– przyczynowość jako przewidywalność

„relacja przyczynowa oznacza możliwość przewidywania” (w zasadzie) — dedukowalność z praw (utożsamienie determinizmu z prewidyzmem —

wersja epistemologiczna i metodologiczna, bez ontologicznej)

„A spowodowało B” […] [oznacza, że] istnieją pewne prawa przyrody, z których — w połączeniu z pełnym opisem zdarzenia A — można logicznie

wydedukować zdarzenie B (R. Carnap, Wprowadzenie do filozofii nauki, s. 193).

prawa przyczynowe mają postać uniwersalnych zdań warunkowych „jeśli p to q” (dla każdego punktu czasoprzestrzeni) dołączenie „i dzieje się to z

koniecznością” nie zmienia mocy predyktywnej systemu

„Zdanie o relacji przyczynowej jest zdaniem warunkowym. Opisuje zaobserwowaną regularność przyrodniczą i nic więcej” (R. Carnap,

Wprowadzenie do filozofii nauki, s. 200).


Problem indukcji

Czy teorie naukowe stanowią indukcyjne uogólnienia rezultatów obserwacji?

Zasada indukcji:

„Jeżeli duża ilość przedmiotów A została zaobserwowana i wszystkie miały własność B, to wszystkie A mają własność B”. (A. Charmerls, Czym jest

to, co zwiemy nauką?)

Jak uzasadnić zasadę indukcji?

Rozumowanie indukcyjne jest zawodne (w odróżnieniu od rozumowania dedukcyjnego) – prawdziwość przesłanek rozumowania indukcyjnego nie

gwarantuje prawdziwości wniosku. Zasady indukcji nie można uzasadnić na gruncie czysto logicznym [Russell i opowieść o indyku]

Zasady indukcji nie można uzasadnić na podstawie doświadczenia:

Zasada indukcji okazała się skuteczna w sytuacji x1

Zasada indukcji okazała się skuteczna w sytuacji x2, itd.

________

Zasada indukcji jest zawsze skuteczna

Błąd circulus vitiosus – nie można posługiwać się indukcją w celu uzasadnienia indukcji


Problem indukcji cd.

Co to jest „duża ilość” obserwacji?

Czy aby się przekonać, że bomba atomowa może wywołać ogromne zniszczenia i śmierć wielu ludzi trzeba wielokrotnie powtarzać jej zrzucenie na

miasto?

Czy aby się przekonać, że ogień parzy, trzeba wielokrotnie wkładać rękę do ognia?

Czy na podstawie tego, że „jasnowidzowi” udało raz poprawnie przewidzieć jakieś wydarzenie należy uznać, że posiada dar przewidywania

przyszłości?


Determinizm i indeterminizm

Determinizm (łac. determinare – ograniczyć, wyznaczyć): każde zjawisko jest wyznaczone przez prawa przyrody i całokształt warunków (aspekt

ontologiczny), zatem dysponując odpowiednią wiedzą można (przynajmniej w zasadzie) przewidywać przyszły bieg zdarzeń (aspekt

epistemologiczny)

Indeterminizm: istnieją zjawiska niepodlegające prawom przyrody albo, że nie wszystkie zdarzenia podlegają prawom jednoznacznym


Idea determinizmu

„Intuicyjną ideę determinizmu można ogólnie ująć w stwierdzeniu, że świat przypomina taśmę filmową. Obraz lub zdjęcie, które jest w tym właśnie

momencie wyświetlane, to teraźniejszość. Części filmu, które zostały już wyświetlone, to przeszłość, natomiast te zdjęcia, których jeszcze nie

pokazano, to przyszłość. Na taśmie filmowej przyszłość współistnieje z przeszłością, podobnie przyszłość jest już ustalona w dokładnie takim

samym sensie jak przeszłość. Chociaż obserwator nie może znać przyszłości, każde bez wyjątku przyszłe wydarzenie może w zasadzie być znane

z całą pewnością dokładnie tak samo jak przeszłość, ponieważ istnieje ono w takim samym sensie jako przeszłość”. (K. R. Popper, Wszechświat

otwarty, s. 27)


Determinizm fizyki klasycznej

Mechanika klasyczna jest teorią deterministyczną: stan układu w pewnej chwili t0 jednoznacznie wyznacza stan układu

w dowolnej chwili t.

Stan układu (izolowanego) określony jest przez położenia r i pędy p wszystkich jego składników w chwili t.

Dynamikę układu opisują liniowe równania różniczkowe Newtona.

Równania liniowe mają jednoznaczne rozwiązania.


Fdttrdm

2

2 )(

Przewidywalność zjawisk

Aby móc przewidywać należy znać:

1) ogólne prawa ruchu

2) działające siły

3) warunki początkowe (lub brzegowe)

(pędy i położenia składników w pewnej chwili t0)

Warunki początkowe znamy zawsze ze skończoną dokładnością (pomiary).

Liniowość równań CM – dokładność przewidywań jest wprost proporcjonalna do dokładności pomiarów.


Demon Laplace’a

„Możemy uważać obecny stan wszechświata za skutek jego stanów przeszłych i przyczynę stanów przyszłych. Intelekt, który w danym momencie

znałby wszystkie siły działające w przyrodzie i wzajemne położenia składających się na nią bytów i który byłby wystarczająco potężny, by poddać te

dane analizie, mógłby streścić w jednym równaniu ruch największych ciał wszechświata oraz najdrobniejszych atomów; dla takiego umysłu nic nie

byłoby niepewne, a przyszłość, podobnie jak przeszłość, miałby przed oczami”. (P. S. de Laplace, Essai philosophique sur les probabilités)

skrajny determinizm mechanistyczny

pojęcie przypadku = rezultat naszej niewiedzy


Prawa deterministyczne a prawa statystyczne

W większości przypadków dedukcja zachowania układów złożonych ze znajomości elementarnych procesów mechanicznych okazała się

efektywnie niewykonalna – w fizyce zastosowano prawa statystyczne (kinetyczna teoria gazów), które ustalają przebieg zjawisk w skali masowej i

nie muszą być spełnione w każdym pojedynczym przypadku.

Przyjmowano, że prawa statystyczne mają status praw wtórnych (każda cząsteczka gazu porusza się zgodnie z deterministycznymi równaniami

Newtona, które mają charakter praw podstawowych).

Zagadnienie trzech ciał na gruncie mechaniki klasycznej nie ma ścisłego rozwiązania i trzeba szukać rozwiązań przybliżonych.


Indeterminizm fizyki kwantowej

Procesy takie, jak rozpad atomów pierwiastków promieniotwórczych podlegają jedynie prawidłowościom statystycznym.

Można przewidzieć jedynie prawdopodobieństwo tego, że dany atom pierwiastka promieniotwórczego rozpadnie się w określonym czasie.


teNtN 0)(

Zasada nieoznaczoności Heisenberga

Nie można jednocześnie z dowolną dokładnością zmierzyć położenia i pędu cząstki elementarnej [z przyczyn zasadniczych]

Nie można ustalić warunków początkowych z taką precyzją, jaka jest wymagana w mechanice klasycznej.

Ruch cząstek kwantowych nie podlega deterministycznym prawidłowościom.

Można przewidzieć jedynie prawdopodobieństwo znalezienia cząstki kwantowej w pewnym obszarze przestrzeni.

Przykład: jeśli zlokalizowano obiekt atomowy o rozmiarach 10-8

cm i gęstości 1 g/cm3, to nieoznaczoność jego prędkości wynosi ponad 1 km/s!


2

xpx

Zasada nieoznaczoności Heisenberga a „transfer świadomości”

W kognitywistyce często rozważa się możliwość „skopiowania” świadomości człowieka do komputera

Należałoby poznać stan umysłu/mózgu w najdrobniejszych szczegółach…

Zasada nieoznaczoności nie pozwala na poznanie jednocześnie pędu i położenia nawet dla jednej cząstki elementarnej...


2

xpx

Indeterminizm pomiarowy

U: równanie Schrödingera – liniowa i deterministyczna ewolucja układu w czasie

superpozycja stanów

R: pomiar – redukcja wektora stanu (nieciągłość i indeterminizm)

„


t

iVm

2

2

2

i

iic

ji

iic

j

2 probc j

Problemy dotyczące pomiaru w QM

Dlaczego równanie Schrödingera (liniowa i deterministyczna ewolucja układu w czasie) nie opisuje procesu pomiaru (redukcja wektora stanu –

nieciągłość i indeterminizm)?

Jakie czynniki sprawiają, że następuje redukcja funkcji falowej?

Jaka jest rola świadomości (umysłu) obserwatora w opisie i przebiegu zdarzeń atomowych?

Czy kwantowomechaniczny opis rzeczywistości fizycznej można uznać za zupełny (i obiektywny)?

„



Prawa naukowe

Statystyczne

(ustalają prawdopodobieństwo zjawiska –

zależność spełniona w akali masowej, ale nie w

każdym pojedynczym przypadku)

PS w sensie węższym – podają

prawdopodobieństwo

np. N = N0 e-λt

PS w sensie szerszym – spełnione są

tylko z pewnym prawdopodobieństwem

np. pV = nRT

Jednoznaczne

(zależność spełniona w każdym przypadku,

np. F = ma)

Pytania kontrolne

Sformułuj zasadę przyczynowości.

Jakie są podstawowe własności relacji kauzalnej?

Przedstaw teorię czterech przyczyn Arystotelesa.

Omów krytykę Hume’a pojęcia przyczynowości.

Status przyczynowości w ujęciu Kanta.

Przyczynowość w ujęciu neopozytywizmu.

Co to jest problem indukcji?

Na czym polega spór determinizm-indeterminizm?

Determinizm mechaniki klasycznej i demon Laplace’a.

Zasada nieoznaczoności Heisenberga a determinizm.

Na czym polega indeterministyczny charakter mechaniki kwantowej?



Literatura

Do zagadnień związanych z mechaniką kwantową (i wiążących się z kognitywistyką) polecam:

W. Heisenberg, Fizyka a filozofia

N. Bohr, Fizyka atomowa a wiedza ludzka

P. C. W. Dawies, Duch w atomie

J. Gribbin, W poszukiwaniu kota Schodingera

R. Penrose, Nowy umysł cesarza

J. A. Barrett, The Quantum Mechanics of Minds and Worlds

K. R. Popper, Quantum Theory and the Schism in Physics

Zagadnienie związku przyczynowo-skutkowego. Determinizm i indeterminizm Andrzej Łukasik

Documents

Transcript of Zagadnienie związku przyczynowo-skutkowego. Determinizm i indeterminizm Andrzej Łukasik