Determinizm

Stanowisko determinizmu bywa przedstawiane na wiele nierównoważnych sposobów. Jedna z możliwych interpretacji determinizmu odwołuje się do pojęcia przyczynowości – głosi ona, że każde zdarzenie ma przyczynę. Teza ta znana jest również pod nazwą zasady przyczynowości. Należy zauważyć, że sens zasady przyczynowości zależy od tego, jak zinterpretuje się występujące w niej pojęcie przyczyny. Na przykład przy założeniu kontrfaktycznej koncepcji przyczynowości można przypuszczać, że zasada przycznowości będzie w dość oczywisty sposób spełniona. Wydaje się bowiem, że dla każdego zdarzenia x można znaleźć inne od niego zdarerzenie y takie, że bez y x by nie zaszło. Można na przykład uważać, że dla każdego zdarzenia takim koniecznym waruniem jest zajście Wielkiego Wybuchu (gdyby nie było Wielkiego Wybuchu, żadne późniejsze zdarzenie by nie zaszło). Jednakże twierdzi się, że zasada przyczynowości jest złamana przez niektóre znan nam zjawiska, a zatem użyte w niej pojęcie przyczynowości musi być inne od kontrfaktycznego. Jako przykład zdarzenia łamiącego zasadę przyczynowości podaje się rozpad promieniotwórczego atomu (np. izotopu węgla 14C). Czas rozpadu pojedynczego atomu nie jest wyznaczony przez żadne wcześniejsze zdarzenie – możliwe jest tylko statystyczne scharakteryzowanie zachowania większej liczby atomów (np. przy pomocy okresu połowicznego rozpadu, czyli czasu, po którym statystycznie połowa atomów ulegnie rozpadowi).

Najbardziej znane określenie determinizmu zawdzięczamy P.S. de Laplace’owi. Determinizm Laplace’a oparty jest na pojęciu przewidywalności. Dobrze znany jest fakt, że prawa przyrody umożliwiają nam przewidywanie przyszłych zdarzeń na podstawie przeszłych faktów. Na przykład prawa mechaniki klasycznej (Newtonowskiej) pozwalają teoretycznie na obliczenie trajektorii przedmiotów materialnych jeśli znane są ich położenia i prędkości początkowe oraz wszystkie działające siły. Jednakże w praktyce takie obliczenie napotyka na przeszkody, związane z tym, że nasza wiedza na temat warunków początkowych jest ograniczona błędem niepewności. Problemem jest także ograniczona zdolność obliczeniowa, a jak wiadomo stopień komplikacji równań ruchu rośnie dramatycznie wraz ze wzrostem liczby obiektów. Dlatego też Laplace w swojej interpretacji determinizmu odwołał się do eksperymentu myślowego. Gdyby istota potężniejsza od człowieka („demon” Laplace’a) znała dokładnie stan początkowy całego wszechświata i umiała dokonać wszystkich niezbędnych obliczeń, istota ta znałaby stan wszechświata w każdej chwili późniejszej. Jednym z problemów tej definicji determinizmu jest to, jakie zdolności obliczeniowe możemy przypisać demonowi Laplace’a. Jeśli są one porównywalne z mocą obliczeniową dowolnie wielkiej ale skończonej maszyny Turinga, to jest bardzo prawdopodobne, że demon nie byłby w stanie dokonać wszystkich niezbędnych obliczeń, a zatem przewidywanie okazałoby się niemożliwe nawet w ściśle deterministycznym świecie. Jeśli natomiast wyposażymy demona w nadprzyrodzone zdolności, to co stoi na przeszkodzie po prostu założyć, że może on „zobaczyć”, jaki będzie stan świata w dowolnej chwili? To jednak ma niewiele wspólnego z doktryną determinizmu.

Nieco inną wersję determinizmu epistemologicznego zaproponował Karl Popper. Zamiast odwołania do „demona” Popper wprowadza pojęcie idealnego naukowca, który jednakże może poznać stan początkowy świata tylko w granicach pewnego błędu pomiarowego. Teza determinizmu w takim ujęciu głosiłaby, że znajomość stanu początkowego z pewną dokładnością powinna umożliwić przewidzenie przyszłych stanów z tą samą dokładnością. Okazuje się jednak, że nawet przy założeniu determinizmu praw rządzących ewolucją świata, tego typu przewidywanie może okazać się niewykonalne. Zjawisko tzw. chaosu deterministycznego uniemożliwia dokonanie skutecznego przewidywania, jeżeli stan początkowy jest znany tylko w przybliżeniu. Wynika to stąd, że niewielkie odchylenia od stanu początkowego powodują dramatyczne rozbieżności w późniejszej ewolucji układu chaotycznego (tzw. efekt motyla).

Większość filozofów opowiada się za ontologiczną, a nie epistemologiczną interpretacją determinizmu. Jedna z możliwych eksplikacji jest następująca: świat jest deterministyczny, gdy kompletny stan w dowolnej chwili t wyznacza (determinuje) stan świata w każdej chwili późniejszej. Jak jednak należy rozumieć pojęcie „wyznaczania”? Można je scharakteryzować następująco: stan S1 w chwili t1 wyznacza stan w chwili t2 gdy istnieje dokładnie jeden stan S2 w t2 odpowiadający stanowi S1 w t1. To określenie narażone jest jednak na następujący zarzut. Oczywiste jest, że w każdej chwili świat znajduje się dokładnie w jednym stanie (istnieje dokładnie jedna faktyczna ewolucja czasowa wszechświata). Z tego jednak wynikałoby, że determinizm jest trywialnie prawdziwy. W definicji determinizmu chodzi o to, że istnieje dokładnie jeden możliwy, a nie tylko aktualny, stan w t2, który jest zgodny ze stanem w t1. O jaką możliwość tutaj chodzi? Na pewno nie logiczną, a zatem fizyczną (nomologiczną). Dlatego też do pełnego sformułowania tezy determinizmu potrzebujemy pojęcia praw przyrody. Powiemy, że świat jest deterministyczny, gdy stan świata w dowolnej chwili t plus prawa przyrody logicznie implikują stany świata w chwilach późniejszych od t.

Równoważna definicja determinizmu może być sformułowana przy pomocy pojęcia światów możliwych. Niech W będzie zbiorem wszystkich światów możliwych, w których obowiązują te same prawa, co w świecie rzeczywistym. Powiemy, że świat rzeczywisty jest deterministyczny, gdy dla każdych dwóch światów w1 i w2 należących do W, jeżeli w1 i w2 są identyczne w momencie t, to są one identyczne w każdej chwili późniejszej od t. Warto również dodać, że charakterystyka świata w chwii t (stan świata w chwili t) nie powinna zawierać odniesień do chwil różnych od t. Na przykład nie byłoby właściwe włączenie do opisu stanu świata w chwili t tego, że za pięć minut stan świata będzie taki-a-taki. W takiej bowiem sytuacji byłoby banalnie prawdziwe, że stan w chwili t determinuje stan w późniejszej chwili t + 5. Jednakże pewnym problemem jest to, że w mechanice klasycznej do opisu stanu świata w danej chwili włącza się prędkości chwilowe, a z definicji prędkości chwilowej wynika, że zawiera ona informację na temat zachowania ciała w infinitezymalnym interwale objemującym daną chwilę. Z drugiej strony, prędkość chwilowa w momencie t nie implikuje żadnej konkretnej wartości prędkości ani położenia w żadnym momencie różnym od t, a zatem problem trywializacji tezy determinizmu nie powstaje.

Determinizm może być rozważany nie tylko w odniesieniu do przyszłych stanów, ale także przeszłych. Można zatem rozróżnić wariant determinizmu określany jako futurystyczny oraz determinizm historyczny. Jeśli obowiązujące prawa przyrody są symetryczne w czasie (tj. jeżeli proces P jest zgodny z prawami przyrody, to jego „odwrócenie” w czasie jest także zgodne z prawami), to obie wersje determinizmu stają się równoważne. Można również wprowadzić ograniczony wariant determinizmu (determinizm lokalny) dotyczący nie całego świata, ale pewnego wydzielonego fragmentu (pewnego układu). Ważne jest, aby w sformułowaniu determinizmu lokalnego dodać warunek izolowania układu, w przeciwnym razie determinizm będzie w oczywisty sposób fałszywy (jeśli dopuszczamy zaburzenia z zewnątrz, przeszły stan układu nigdy nie będzie wyznaczał jednoznacznie przyszłych stanów). Warunek izolowalności nie jest potrzebny w wypadku całego świata, gdyż nie ma on żadnego otoczenia. Wreszcie, można ograniczyć pojęcie determinizmu nie do świata ani jego fragmentów, ale do określonych teorii naukowych. Powiemy, że teoria T jest deterministyczna, gdy kompletny stan izolowanego układu w chwili t opisany za pomocą pojęć teorii T plus prawa teorii T implikują kompletny stan układu w dowolnej chwili późniejszej od t. Najbardziej znanym przykładem teorii niedeterministycznej jest mechanika kwantowa. Warto jednak dodać, że teoria ta zawiera deterministyczną „pod-teorię”, opisującą zachowanie układów fizycznych niepoddanych obserwacji. Zachowanie to opisane jest ściśle deterministycznym równaniem Schrödingera. Element indeterminizmu zostaje wprowadzony tylko w momencie pomiaru.