Принципът на общата причина на Райхенбах

2023 Автор: Noah Black | [email protected]. Последно модифициран: 2023-11-26 16:06

Това е файл в архивите на Философията на Станфордската енциклопедия.

Принципът на общата причина на Райхенбах

За първи път публикуван на 23 септември 1999; съществена ревизия сря 18 август 2010 г.

Да предположим, че два гейзера, на разстояние около една миля, изригват на нередовни интервали, но обикновено изригват почти точно по едно и също време. Човек би подозирал, че те идват от общ източник или поне, че има обща причина за изригванията им. И тази обща причина със сигурност действа преди да се извършат и двете изригвания. Тази идея, че едновременните съпътстващи събития трябва да имат предишни общи причини, е била уточнена първо от Ханс Райхенбах (Reichenbach 1956). Той може да се използва за заключение за съществуването на незабелязани и незабележими събития и за извеждане на причинно-следствените връзки от статистическите отношения. За съжаление изглежда, че не е общовалиден, нито е налице съгласие относно обстоятелствата, при които е валидно.

• 1. Принципи на общата причина

  • 1.1 Принципът на общата причина на Райхбах
  • 1.2 Условието на причинителя Марков
  • 1.3 Законът за условната независимост

• 2. Проблеми за общи причини

  • 2.1 Запазени количества, индетерминизъм и квантова механика
  • 2.2 Електромагнетизъм; Закони на съвместното съществуване
  • 2.3 Хляб и вода; Подобни закони на еволюцията
  • 2.4 Маркови процеси
  • 2.5 Детерминирани системи

• 3. Опити за спасяване на общи принципи на причините

  • 3.1 Макроскопични количества
  • 3.2 Местни количества
  • 3.3 Първоначален микроскопичен хаос и принципът на общата причина
• 4. Заключения
• библиография
• Други интернет ресурси
• Свързани записи

1. Принципи на общата причина

В литературата има няколко, тясно свързани общи принципи на каузата. В следващите три подраздела описвам три такива принципни причини.

1.1 Принципът на общата причина на Райхбах

Изглежда, че корелация между събития A и B показва, че A причинява B, или че B причинява A, или че A и B имат обща причина. Изглежда също, че причините винаги се проявяват преди тяхното въздействие и, следователно, че често срещаните причини винаги се появяват преди свързаните събития. Райхенбах беше първият, който формализира тази идея доста точно. Той предположи, че когато Pr (A & B)> Pr (A) × Pr (B) за едновременни събития A и B, съществува по-ранна обща причина C на A и B, така че Pr (A / C)> Pr (A / ~ C), Pr (B / C)> Pr (B / ~ C), Pr (A & B / C) = Pr (A / C) × Pr (B / C) и Pr (A & B / ~ C) = Pr (A / ~ C) × Pr (B / ~ C). (Вж. Reichenbach 1956, стр. 158–159.) C се казва, че „изключва“корелацията между A и B, когато A и B са некорелирани, обусловени от C. По този начин РайхенбахПринципът на s също може да бъде формулиран по следния начин: едновременните корелирани събития имат предишна обща причина, която изключва корелацията.^{[1] [2]}

Принципът на общата кауза на Райхенбах трябва да бъде изменен. Помислете например за следния пример. Хари обикновено тръгва с 8 ч. Влак от Ню Йорк до Вашингтон. Но той не обича пълните влакове, така че ако влакът в 8 часа е пълен, понякога поема следващия влак. Той също така харесва влакове, които имат вечерни коли, така че ако влакът в 8 часа сутрин няма вагон, той понякога взема следващия влак. Ако влакът от 8 часа е пълен и няма вечерен автомобил, има голяма вероятност да поеме следващия влак. Джони, който не е свързан с пътуването, също обикновено пътува с влака в 8 часа от Ню Йорк до Вашингтон. Джони, така се случва, също не обича пълните влакове, а също така обича и по-вечерни коли. Дали Хари и Джони ще поемат влака в 8 часа сутринта, следователно ще бъдат свързани. Но тъй като вероятността Хари и Джони да вземат 8 часа сутринтавлак зависи от настъпването на две отделни събития (влакът е пълен, влакът има вечерен вагон) няма нито едно събитие C, такова, че условно за C и за условно за ~ C имаме независимост. По този начин принципът на общата кауза на Райхенбах, както е посочен по-горе, е нарушен. И все пак този пример очевидно не нарушава духа на общия принцип на Райхенбах, тъй като има разделяне на четири възможности, така че при всяка от тези четири възможности корелацията изчезва. Принципът на общата причина, тъй като има разделение на четири възможности, така че при всяка от тези четири възможности корелацията изчезва. Принципът на общата причина, тъй като има разделение на четири възможности, така че при всяка от тези четири възможности корелацията изчезва.

В по-общ план бихме искали да имаме общ принцип на причините за случаите, при които общите причини и последици са множество от величини с непрекъснати или дискретни набори от стойности, а не единични събития, които се случват или не настъпват. Естествен начин за промяна на принципа на общата кауза на Райхенбах за справяне с подобни видове случаи е следният. Ако едновременните стойности на величини A и B са свързани, тогава има общи причини C ₁, C ₂, …, C _n, такива, че при условие на всяка комбинация от стойности на тези величини в по-ранен момент, стойностите на А и В са вероятностно независими. (За по-пълно обсъждане на модификации като тази, включително случаите, в които има връзки между повече от две количества, вижте Uffink (1999)). Ще продължа да наричам това обобщение „принципът на общата причина на Райхенбах“, тъй като по дух той е много близък до принципа, който Райхенбах първоначално е заявил.

А сега да се обърна към два принципа - „причинно-следственото условие на Марков“и „законът за условната независимост“, които са тясно свързани с принципа на общата кауза на Райхбах.

1.2 Условието на причинителя Марков

Съществува дълга традиция да се правят опити за заключение на причинно-следствените връзки между набор от величини от вероятностни факти за стойностите на тези величини. За да може да го направи, човек се нуждае от принципи, свързани с причинно-следствените факти и вероятностните факти. Принцип, който е бил използван за най-голям ефект в Spirtes, Glymour & Scheines 1993, е „причинното състояние на Марков“. Този принцип важи за набор от величини {Q ₁,…, Q _n }, ако и само ако стойностите на всяко количество Q _i в този набор, които са обусловени от стойностите на всички величини в множеството, които са директни причини за Q _i, са вероятностно независими от стойностите на всички величини в множеството, различни от ефектите на Q _i. ^[3]Каузалното условие на Марков предполага следната версия на принципа на общата причина: Ако Q _i и Q _j са свързани и Q _i не е причина за Q _j, а Q _j не е причина за Q _i, тогава има общи причини за Q _i и Q _j в множеството {Q ₁, …, Q _n }, така че Q _i и Q _j са независими, обусловени от тези общи причини. ^[4]

1.3 Законът за условната независимост

Penrose and Percival (1962), следвайки Коста де Борегард, предлагат като общ принцип ефектите от взаимодействията да се усещат след тези взаимодействия, а не преди. По-специално те предполагат, че една система, която е била изолирана през миналото, е некорелирана с останалата част от Вселената. Разбира се, това е почти вакуумно твърдение, тъй като, освен в случаите на хоризонти в космологията, няма да изглежда появата на прекомерност на системи, които са били напълно изолирани от останалата част на Вселената през миналото. Пенроуз и Пърсивал обаче засилват своя принцип, като твърдят, че ако човек създаде „статистическа бариера“, която не позволява влиянието да действа както на пространствено-времеви регион А, така и на пространствено-времевия регион Б, след това посочва а в А и б в Б ще бъде некорелиран. Пенроуз и Пърсивал използват предположението, че влиянията не могат да пътуват по-бързо от скоростта на светлината, за да направят тази идея по-прецизна. Помислете за пространство-време C, където няма точка P към миналото на A или B, така че човек да може да пътува със скорост, не по-бърза от скоростта на светлината, както от P до A, така и от P до B, без да влиза в C,

Тогава Penrose и Percival казват, че човек може да предотврати въздействието на каквото и да е влияние върху A и B, като фиксира състоянието c в такъв регион C. Следователно те твърдят, че състояния a в A и b в B ще бъдат некорелирани в зависимост от състоянието c в C. За да бъдем точни, те предлагат "закона за условната независимост": "Ако A и B са два несъединени 4-региона, а C е всеки 4-регион, който разделя съединението на миналото на A и B на две части, като едната съдържа А и другото, съдържащо В, тогава А и В са условно независими като c. Тоест Pr (a & b / c) = Pr (a / c) × Pr (b / c), за всички a, b. “(Penrose and Percival 1962, стр. 611).

Това е времеви асиметричен принцип, който е тясно свързан с принципа на общата кауза на Райхенбах и каузалното състояние на Марков. Не бива обаче да се приемат състояния c в регион С да бъдат или да включват общите причини за (безусловните) корелации, които биха могли да съществуват между държавите в региони А и Б. Това е просто регион, който влияе от предишен общ източник както на А, така и на Б, трябва да премине през него, като се предполага, че такива влияния не се движат със скорост, превишаваща скоростта на светлината. Обърнете внимание също, че регионът трябва да се простира до началото на времето. По този начин не може да се извлече нещо като принципа на общата кауза на Райхенбах или причинно-следственото условие на Марков от закона за условната независимост и следователно човек не би наследил богатството на приложенията на тези принципи, особено каузалното състояние на Марков, т.е.дори човек да приеме закона за условната независимост.

2. Проблеми за общи причини

За съжаление има много противоположни примери за горните често срещани принципи. Следващите пет подраздела описват някои от по-значимите контрапримери.

2.1 Запазени количества, индетерминизъм и квантова механика

Да предположим, че една частица се разпада на 2 части, че запазването на общия импулс получава и че не се определя от предварителното състояние на частицата какъв ще бъде импулсът на всяка част след разпадането. Чрез запазването импулсът на едната част ще се определя от импулса на другата част. Чрез индетерминизма предишното състояние на частицата няма да определи какъв ще бъде моментът на всяка част след разпадането. По този начин няма изключен предварителен сито. Чрез едновременност и симетрия е неправдоподобно да се предполага, че импулсът на едната част причинява импулса на другата част. Толкова често се провалят принципите на причината. (Този пример е от ван Fraassen 1980, 29.)

По-общо, да предположим, че има количество Q, което е функция f (q ₁, …, q _n) на величините q _i. Да предположим, че някои от Q на количества _и развиват indeterministically, но това количество Q е запазена в тези събития. След това ще има корелации между стойностите на величините q _iкоито нямат изключен предварителен екран. Единственият начин, който могат да имат принципите на общата причина, когато има запазени глобални количества, е когато разработването на всяко от количествата, които съвместно определят стойността на глобалното количество, е детерминирано. И тогава в тривиалния смисъл е, че предишните детерминанти правят всичко останало без значение. Резултатите от квантовите механични измервания не се определят от квантовото механично състояние преди тези измервания. И често има запазени количества по време на такова измерване. Например, общото завъртане на 2 частици в квантово състояние "синглет" е 0. Това количество се запазва, когато човек измерва завъртанията на всяка от тези две частици в една и съща посока: винаги ще намерите противоположни завъртания по време на такова измерване, т.е. т.е.завъртанията, които човек намира, ще бъдат идеално антикорелирани. Кои завъртания човек ще намери, не се определя от предишното квантово състояние. Така предходното квантово състояние не изключва антикорелациите. Няма квантова обща причина за такива корелации.

Човек може да си помисли, че това нарушение на принципите на общата причина е причина да се смята, че тогава трябва да има повече от предишното състояние на частиците, отколкото от квантовото състояние; трябва да има „скрити променливи“, които премахват подобни корелации. Човек обаче може да покаже, предвид някои изключително правдоподобни предположения, че не може да има такива скрити променливи. Нека бъда малко по-прецизен. Когато две частици са в синглетно състояние на въртене, но са пространствено отдалечени една от друга, човек може да избере двойка посоки, в които да измерва своите завъртания едновременно (в някаква референтна рамка). Според квантовата механика резултатите от такава двойка измервания (общо) ще бъдат свързани (или антикорелирани),където силата на тази корелация (или антикорелация) зависи от ъгъла между двете посоки, в които се измерват завъртанията. Нещо повече, може да се покаже, че прогнозите на квантовата механика, които бяха експериментално потвърдени, не са в съответствие със следните три предположения:

1. Като се има предвид всяко пълно предварително състояние λ на двойката частици и всяка посока на измерване на една частица, резултатът от това измерване не зависи от посоката на измерване на другата частица.
2. Разпределението на вероятността на пълни предходни състояния λ на двойки частици не зависи от посоките на последващи измервания
3. Като се има предвид всяко пълно предварително състояние λ на двойката частици и всяка двойка посоки на измерване, вероятностите на (две) възможни резултати от измерването върху една от частиците не зависят от резултатите от другото измерване, т.е. пълни предварителни екрани λ изключете всички корелации между двата резултата.

Предполагането (1) изглежда изключително правдоподобно, тъй като ако не успее, то може да повлияе на вероятностите на резултатите от едновременни дистанционни измервания чрез манипулиране на настройката на измервателен апарат, което изглежда нарушава специалната относителност. Предполагането (2) изглежда изключително правдоподобно, тъй като неговото нарушение би представлявало конспиративна първоначална корелация между състоянията на частиците и посоките, в които избираме да измерваме техните завъртания. Така че изглежда изключително правдоподобно, че предположение 3) трябва да се провали. Но условие (3) е само версия на общия принцип на Райхенбах. (За повече подробности вижте van Fraassen 1982, Elby 1992, Redhead 1995, Clifton, Feldman, Halvorson, Redhead & Wilce 1998, Clifton & Ruetsche 1999, както и записите за теоремата на Бел и за механиката на Bohmian в тази енциклопедия.)

Hofer-Szabo et al. са предположили, че принципът на общата причина на Райхенбах все пак не е нарушен, тъй като 3) не е правилното представяне на принципа на общата кауза на Райхенбах в този контекст. (Вж. Hofer-Szabo et al. 1999 и Hofer-Szabo et al. 2002) По-конкретно, те твърдят, че принципът на общата кауза на Райхенбах просто изисква за всяка дадена двойка направления I, J да съществува количество Q _ij, което се изключва корелациите между резултатите от направленията на измервания I и J, а не че има едно единично количество (предишното състояние λ), което отменя всички корелации между всички двойки направления. Обаче е малко трудно да се разбере в какъв смисъл са количествата Q _ijможе да се каже, че съществуват, ако те не могат да бъдат комбинирани в едно единствено количество λ, което определя стойностите на всички Q _ij и следователно премахва всички корелации за всички двойки посоки на измерване. (Но вижте Grasshof, Portmann & Wuthrich 2003 [в секцията Други интернет ресурси] и Hofer-Szabo 2007 за повече информация.)

2.2 Електромагнетизъм; Закони на съвместното съществуване

Уравненията на Максуел не само управляват развитието на електромагнитните полета, но и предполагат едновременни (във всички референтни рамки) отношения между разпределения на заряди и електромагнитни полета. По-специално те предполагат, че електрическият поток през повърхност, която затваря някаква област от пространството, трябва да е равен на общия заряд в този регион. По този начин електромагнетизмът предполага, че съществува строга и едновременна корелация между състоянието на полето върху такава повърхност и разпределението на заряда в областта, съдържаща се от тази повърхност. И тази корелация трябва да се държи дори на космическата граница в началото на Вселената (ако има такава). Това нарушава и трите общоприети принципа. (За повече подробности и тънкости вижте Earman 1995, глава 5).

По-общо, всеки закон за съвместно съществуване, като Нютонова гравитация или принцип на изключване на Паули, ще включва корелации, които нямат предишна обща причина, условно при която те изчезват. Следователно, противно на това, което може да се надяваме, съществуват релативистични закони за съвместно съществуване, които нарушават общоприети принципи.

2.3 Хляб и вода; Подобни закони на еволюцията

Цените на хляба във Великобритания непрекъснато нарастват през последните няколко века. Водните нива във Венеция непрекъснато нарастват през последните няколко века. Следователно съществува връзка между (едновременните) цени на хляба във Великобритания и нивата на морето във Венеция. Предполага се обаче, че няма пряка причинно-следствена връзка, нито обща причина. По-общо, Елиът Собър (виж Sober 1988) предполага, че подобни закони на еволюция на иначе независими величини могат да доведат до корелации, за които не съществува обща причина.

Има начин да се разберат принципите на общопричината, така че този пример да не е обратен пример за това. Да предположим, че в природата има шансове за преход от стойностите на количествата в по-ранни времена към стойностите на количествата в по-късни времена. (За повече информация в тази идея вижте Arntzenius 1997). След това може да се посочи общ принцип на причината, както следва: при условие на стойностите на всички величини, от които зависят шансовете за преход към величини X и Y, X и Y ще бъдат вероятностно независими. В примера на Собер има вероятност за преход от по-ранни разходи за хляб към по-късни разходи за хляб и има шансове за преход от по-ранни водни нива към по-късни водни нива. В зависимост от по-ранните разходи за хляб, по-късните разходи за хляб са независими от по-късните нива на водата. Принципът на обща причина, формулиран както по-горе, е в този случай. Разбира се, ако се разгледа колекция от (едновременни) данни за нивата на водата и цените на хляба, ще видите корелация поради сходни закони на развитие (подобни шансове за преход). Но принципът на общата причина, разбиран по отношение на шансовете за преход, не означава, че трябва да има обща причина за тази връзка. Данните (които включват тези корелации) трябва да се разбират като доказателство за това какви са шансовете за преход в природата и именно тези преходни шансове могат да бъдат изискани, за да се удовлетвори принципът на общата причина.разбира се по отношение на шансовете за преход, не означава, че трябва да има обща причина за тази връзка. Данните (които включват тези корелации) трябва да се разбират като доказателство за това какви са шансовете за преход в природата и именно тези преходни шансове могат да бъдат изискани, за да се удовлетвори принципът на общата причина.разбира се по отношение на шансовете за преход, не означава, че трябва да има обща причина за тази връзка. Данните (които включват тези корелации) трябва да се разбират като доказателство за това какви са шансовете за преход в природата и именно тези преходни шансове могат да бъдат изискани, за да се удовлетвори принципът на общата причина.

2.4 Маркови процеси

Да предположим, че определен тип обект има 4 възможни състояния: S ₁, S ₂, S ₃ и S ₄. Да предположим, че ако такъв обект е в състояние S _i по време на t и не се намесва (изолиран), тогава във време t +1 има вероятност ½ да бъде в същото състояние S _i и вероятност ½ да бъде в състояние S _{i +1}, където определяме 4 + 1 = 1 (т.е. '+' представлява добавяне mod 4). Сега нека предположим, че поставяме много такива обекти в състояние S ₁ във време t = 0. Тогава във време t = 1 приблизително половината от системите ще бъдат в състояние S ₁, а приблизително половината ще бъдат в състояние S ₂, Нека определим свойството A да бъде свойството, което се получава точно, когато системата е или в състояние S _2, или в състояние S ₃, и нека определим свойството B да бъде свойството, което се получава точно, когато системата е или в състояние S ₂ или в състояние S ₄. Във време t = 1 половината от системите са в състояние S ₁ и следователно нямат нито свойство A, нито свойство B, а другата половина са в състояние S ₂, така че да имат както свойство A, така и свойство B. По този начин A и B са перфектно свързани при t = 1. Тъй като тези корелации остават обусловени от пълното предходно състояние (S ₁), не може да има такова количество, което да зависи от предварителна стойност на това количество А и В, да не са свързани. Следователно и трите принципа се провалят в случая. Човек може да обобщи този пример за всички общи процеси на държавно пространство с недетерминирани закони на развитието, а именно Марковски процеси. Поне човек може да направи това, ако позволи произволни дялове от състояние-пространство да се отчитат като количества. (По-специално, следователно процесите на Марков общо взето не удовлетворяват причинно-следственото условие на Марков. По този начин сходството на имената е малко подвеждащо. Вижте Arntzenius 1993 за повече подробности.)

2.5 Детерминирани системи

Да предположим, че състоянието на света (или система от интереси) по всяко време определя състоянието на света (тази система) по всяко време. След това следва, че за всяко количество X (на тази система) по всяко време t, ще има по всяко друго време t ', по-специално всяко по-късно време t', количество X '(по-точно: дял на състоянието- пространство), така че стойността на X 'при t' еднозначно определя стойността на X при t. В зависимост от стойността на X 'при t', стойността на X при t ще бъде независима от стойността на всяко количество по всяко време. (За повече подробности вижте Arntzenius 1993.) Принципът на общата кауза на Райхенбах следователно се проваля в детерминистичните контексти. Проблемът не е, че не винаги ще има условни по-ранни събития, при които корелациите изчезват. При условие на детерминираните причини всички корелации изчезват. Проблемът е, че винаги ще има и по-късни събития, които определят дали се случват по-ранните корелиращи събития. Принципът на общата кауза на Райхенбах по този начин се проваля, доколкото той твърди, че обикновено няма по-късни събития, при които по-ранните корелиращи едновременни събития не са свързани.

Това не предполага нарушение на каузалното условие на Марков. Въпреки това, за да можем да изведем причинно-следствените връзки от статистическите, в действителност Спирит, Глюмор и Шейнс приемат, че когато (безусловно корелираните) величини Q _i и Q _j са независими, се обуславят от някакво количество Q _k, тогава Q _k е причина от Q _i или Q _j, За да бъдем по-точни, те приемат „условието за вярност“, което гласи, че в природата няма вероятностни независимости, различни от тези, причинени от причинното условие Марков. Тъй като стойностите на такива величини X 'в по-късни времена t' със сигурност не са директни причини за X при t, Вярността е нарушена и с това върви способността ни да извеждаме причинно-следствените връзки от вероятностните отношения и голяма част от практическата стойност на причинно-следствената връзка Състояние на Марков. ^[5]

Сега, разбира се, количество като X, чиито стойности в по-късен момент t 'са детерминистично свързани със стойностите на X при t, като цяло ще съответства на неестествено, не локално и не пряко наблюдавано количество. Затова може да се твърди, че наличието на такова по-късно количество не нарушава духа на общите принципи. В тази връзка имайте предвид, че в детерминистичния случай за корелираните събития (или количества) A и B винаги може да се намерят по-ранни събития (или количества) C и D, които се случват съответно при A и B. По този начин свързването на C и D ще премахне корелацията между A и B. Отново подобна връзка не е нещо, което човек естествено би нарекъл обща причина за по-късните свързани събития,и следователно не е видът събитие, което Рейхенбах е възнамерявал да улови със своя общ принцип. И двата случая предполагат, че принципът на общата причина трябва да бъде ограничен до някакъв естествен подклас от количества. Нека да разгледаме по-подробно тази идея.

3. Опити за спасяване на общи принципи на причините

Следващите три подраздела ще разгледат някои начини, по които човек може да се опита да спаси общи принципи от горните контрапримери.

3.1 Макроскопични количества

Клеопатра хвърля голямо парти и иска да пожертва около петдесет роби, за да умилостиви боговете. Трудно е да убеди робите, че това е добра идея, и решава, че трябва да им даде шанс поне. Тя е получила много силна отрова, толкова силна, че една молекула от нея ще убие човек. Тя поставя по една молекула от отровата във всяка от сто чаши вино, която представя на сто роби. След като остави молекулите на отровата да се движат в движението на Браун за известно време, тя след това нарежда на робите да изпият по половин чаша вино. Нека сега приемем, че ако човек консумира отровата, тогава смъртта се предхожда от зловещо зачервяване на лявата и дясната ръка. Тогава,молекулата, която се намира в консумираната половина от чашата за вино, ще бъде предварителен пречистител на корелацията между зачервяване на лявата ръка и зачервяване на дясната ръка. Ако приемем, че смъртта настъпва точно в случаите, когато отровата е погълната, смъртта ще бъде изключена отзад. Ако човек се ограничи до макроскопични събития, ще бъде изключен само заден прожектор. Ако смъртта не е строго определена от поглъщането или непоглъщането на отровата, по всяко време няма да се изключи макроскопски скринин. Следователно, ако микроскопичните събития могат да имат такива макроскопични последици, принципът на общата причина не може да притежава макроскопични събития. В по-общ план този аргумент предполага, че принципът на общата причина не може да съдържа клас събития, които имат причини извън този клас. Този аргумент изглежда още по-силен за онези, които вярват, че единствената причина, поради която можем да придобием знания за микроскопични събития и микроскопични закони, е именно фактът, че в определени ситуации микроскопичните събития имат ефект върху наблюдавани събития.

Нека сега разгледаме друг вид контрапример на идеята, че принципът на общата причина може да съдържа макроскопични величини, а именно случаи, при които редът възниква от хаоса. Когато човек понижи температурата на определени материали, завъртанията на всички атоми на материала, които първоначално не са подравнени, ще се подредят в същата посока. Изберете произволни два атома в тази структура. Техните завъртания ще бъдат свързани. Не е така обаче, че едната ориентация на завъртане е причинила другата ориентация на завъртане. Нито има проста или макроскопична обща причина за всяка ориентация на всяко завъртане. Понижаването на температурата определя, че ориентациите ще бъдат корелирани, но не и посоката, в която ще се подредят. Всъщност, обикновено това, което определя посоката на подравняване, при липса на външно магнитно поле,е много сложен факт за общото микроскопично предишно състояние на материала и микроскопичните влияния върху материала. По този начин, освен практически пълното микроскопично състояние на материала и неговата среда, няма предварително пресяване на корелацията между връзките на въртене.

По принцип, когато хаотичните разработки водят до подредени състояния, ще има окончателни корелации, които нямат изключен предварителен преглед, освен практически пълното микроскопично състояние на системата и нейната среда. (За повече примери вижте Prigogine 1980). В такива случаи единственият изключен преса е ужасно сложно микроскопично количество.

3.2 Местни количества

Ако принципът на общата причина не е налице, когато човек се ограничава до макроскопични величини, може би това е вярно, ако се ограничава до местни количества? Нека покажа, че това не е така, като дам контрапример. Съществува връзка между времето за излитане на самолетите на летищата и времето, което дрехите трябва да изсъхнат по линиите за миене във всеки град в близост до тези летища. Привидно задоволително обяснение на често срещаната причина за това явление е, че високата влажност причинява както дългите времена на сушене, така и дългите излитащи времена. Това обяснение обаче предполага, че влажността на летището и в близките къщи е свързана. Сега не е така, че влажността в една област директно причинява влажността в други близки райони. Освен това няма местна обща причина за връзката между влажността в близките райони,тъй като няма местно по-ранно количество, което да определя влажността на отделни места в по-късни моменти. По-скоро обяснението на връзката между влажността в доста широко разделени области е, че когато общата система е в (приблизително) равновесие, влажността в различни области е (приблизително) идентична. Всъщност светът е пълен с (приблизителни) равновесни корелации, без локални общи причини, при които тези корелации изчезват. (За повече примери за този тип случаи вижте Forster 1986). Всъщност светът е пълен с (приблизителни) равновесни корелации, без локални общи причини, при които тези корелации изчезват. (За повече примери за този тип случаи вижте Forster 1986). Всъщност светът е пълен с (приблизителни) равновесни корелации, без локални общи причини, при които тези корелации изчезват. (За повече примери за този тип случаи вижте Forster 1986).

След това помислете за стадо птици, което лети повече или по-малко като единица в доста разнообразна траектория през небето. Корелацията между движенията на всяка птица в стадото би могла да има доста просто обяснение с обща причина: може да има птица-лидер, която следва всяка друга птица. Но също така може да се окаже, че няма водеща птица, че всяка птица реагира на определени фактори в околната среда (наличие на хищни птици, насекоми и т.н.), като в същото време ограничава разстоянието, което ще се премахне от съседните си птици в стадото (сякаш вързани за тях от пружини, които се дърпат по-силно, колкото по-далече се получава от другите птици). В последния случай ще има връзка между движенията, за които няма местна обща причина. Ще има „равновесна“корелация, която се поддържа при външни смущения. В 'равновесие' стадото действа повече или по-малко като единица и реагира като единица, вероятно по много сложен начин, в отговор на средата си. Обяснението на корелацията между движенията на неговите части не е често срещано обяснение на причината, а фактът, че при „равновесие“безбройните връзки между неговите части я карат да действа като единица.

Като цяло ние се научихме да разделяме света на системи, които ние считаме за единични единици, тъй като техните части обикновено (в равновесие) се държат по силно свързан начин. Обикновено не считаме корелациите между движенията и свойствата на частите на тези системи като изискващи обяснение на обща причина.

3.3 Първоначален микроскопичен хаос и принципът на общата причина

Много автори отбелязват, че има обстоятелства, при които причинно-следственото условие на Марков и принципът на общата кауза, който той предполага, имат доказателство. Грубо казано, това е случаят, когато светът е детерминиран и факторите A и B, които в допълнение към общата причина C, определят дали се появяват ефекти D и E, не са свързани. Нека бъда по-обща и точна. Помислете за детерминиран свят и набор от величини S с определени причинно-следствени връзки между тях. За всяко количество Q, нека да наречем факторите, които не са в S, които, когато се комбинират с преките причини за Q, които са в S, определят дали се появява Q, "детерминантите на Q извън S". Да предположим сега, че детерминантите извън S са всички независими, т.е.че съвместното разпределение на всички детерминанти извън S е продукт на разпределения за всеки такъв детерминант извън S. След това може да се докаже, че причинно-следственото условие на Марков има значение в S.^[6]

Но кога трябва да очакваме такава независимост? П. Хорвич (Horwich 1987) предполага, че подобна независимост следва от първоначалния микроскопичен хаос. (Вижте също Papineau 1985 за подобно предложение.) Идеята му е, че ако всички детерминанти извън S са микроскопични, тогава всички те ще бъдат некорелирани, тъй като всички микроскопични фактори ще бъдат некорелирани, когато са хаотично разпределени. Въпреки това, дори ако човек има микроскопичен хаос (т.е. равномерно разпределение на вероятностите в определени части на пространството на държавата при канонична координация на държавното пространство), все още не е така, че всички микроскопични фактори са некорелирани. Нека да дам общ обратен пример.

Да предположим, че количеството C е често срещана причина за количества A и B, че въпросната система е детерминирана и че количествата a и b, които в допълнение към C, определят стойностите на A и B, са микроскопични и независимо разпределени за всяка стойност на С. Тогава A и B ще бъдат некорелирани в зависимост от всяка стойност на C. Сега определете количества D: A + B и E: A - B. ("+" И "-" тук представляват обикновено събиране и изваждане на стойностите на величините.) Тогава, общо взето, D и E ще бъдат съотнесени в зависимост от всяка стойност на С. За да илюстрирам защо това е така, нека дам един много прост пример. Да предположим, че за дадена стойност на величини С и А са разпределени независимо, че А има стойност 1 с вероятност 1/2 и стойност -1 с вероятност 1/2,и че B има стойност 1 с вероятност 1/2 и стойност -1 с вероятност 1/2. Тогава възможните стойности на D са −2, 0 и 2, с вероятности съответно 1/4, 1/2 и 1/4. Възможните стойности на Е също са −2, 0 и 2, с вероятности съответно 1/4, 1/2 и 1/4. Но имайте предвид, например, че ако стойността на D е -2, тогава стойността на E трябва да бъде 0. Като цяло ненулевата стойност за D означава стойност 0 за E, а ненулева стойност за E означава стойност 0 за Г. По този начин стойностите на D и E са силно свързани за дадената стойност на C. И не е твърде трудно да се покаже, че общо взето, ако величините A и B са некорелирани, тогава D и E са свързани. Сега, тъй като D и E са свързани в зависимост от всяка стойност на C, от това следва, че C не е предишна обща причина, която изключва корелацията между D и E. И тъй като факторите a и b, които в допълнение към C определят стойностите на A и B, а оттам и тези на D и E, могат да бъдат микроскопични и ужасно сложни, няма да има преглед на корелациите между D и E различни от някои невероятно сложни и недостъпни микроскопични детерминанти. Следователно принципите на общата причина се провалят, ако човек използва количества D и E, а не количества A и B, за да характеризира по-късното състояние на системата. Следователно принципите на общата причина се провалят, ако човек използва количества D и E, а не количества A и B, за да характеризира по-късното състояние на системата. Следователно принципите на общата причина се провалят, ако човек използва количества D и E, а не количества A и B, за да характеризира по-късното състояние на системата.

Човек може да се опита да запази общопричинителни принципи, като предположи, че освен че C е причина за D и за E, D е причина и за E, или E също е причина за D. (Вж. Glymour and Spirtes 1994, стр. 277–278 за такова предложение). Това би обяснило защо D и E все още са свързани в зависимост от С. Независимо от това, това не изглежда правдоподобно предложение. На първо място D и E са едновременни. На второ място, очертаната ситуация е симетрична по отношение на D и E, така че коя трябва да причини коя? Изглежда далеч по-правдоподобно да признаем, че принципите на общата причина се провалят, ако човек използва количества D и E.

След това може да се опита да защити общопричините принципи, като предположи, че D и E не са наистина независими величини, като се има предвид, че всяко е дефинирано като A и B и че трябва да се очаква единствено принципите на общопричината да са верни на доброто, честното, независими количества. Въпреки че този аргумент е в правилната посока, до този момент той е твърде бърз и прост. Не може да се каже, че D и E не са независими поради начина, по който са дефинирани по отношение на A и B. По подобен начин A = ½ (D + E) и B = ½ (D - E), и освен ако няма причини, независими от такива уравнения, да се твърди, че A и B са добросъвестни независими величини, докато D и E не са, човек е заседнал, За сега нека заключим, че опитът да се докаже принципът на общата причина, като се приеме, че всички микроскопични фактори са некорелирани, се основава на невярна предпоставка.

Независимо от това, подобни аргументи са доста близки до правилните: микроскопичният хаос означава, че много голям и полезен клас микроскопични условия са независимо разпределени. Например, ако се приеме равномерно разпределение на микроскопичните състояния в макроскопични клетки, следва, че микроскопичните състояния на два пространствено разделени региона ще бъдат независимо разпределени, като се имат предвид макроскопичните състояния в двата региона. По този начин микроскопичният хаос и пространственото разделяне са достатъчни, за да осигурят независимост на микроскопичните фактори. Това всъщност обхваща много голям и полезен клас случаи. Почти всички корелации, които ни интересуват, са между фактори на системи, които не са точно на едно и също място. Помислете например за пример на Райхенбах.

Да предположим, че двама актьори почти винаги ядат една и съща храна. От време на време храната ще бъде лоша. Нека приемем, че дали всеки от участниците се разболява, зависи от качеството на храната, която консумират, и от други местни фактори (свойства на тялото им и т.н.) по време на консумация (а може би и по-късно), които преди това са се развили хаотично. Стойностите на тези локални фактори за един от участниците ще бъдат независими от стойностите на тези местни фактори за другия участник. След това следва, че ще има връзка между тяхното здравословно състояние и че тази зависимост ще изчезне, зависи от качеството на храната. Като цяло, когато човек има процес, който физически се разделя на два отделни процеса, които остават разделени в пространството,тогава всички „микроскопични“влияния върху тези два процеса ще бъдат независими оттук нататък. В действителност има много случаи, в които два процеса, независимо дали са пространствено разделени или не, ще имат точка, след която микроскопичните влияния върху процесите са независими, като се има предвид микроскопичен хаос. В такива случаи принципите на общата причина ще бъдат валидни, докато човек избере за свои количества (съответните аспекти на) макроскопските състояния на процесите по време на такива разделяния (а не макроскопските състояния преди тези разделяния) и някои аспекти на макроскопски състояния някъде по протежение на всеки отделен процес (а не някаква амалгама от количества от отделните процеси).ще има точка, след която микроскопичните влияния върху процесите са независими, като се има предвид микроскопичен хаос. В такива случаи принципите на общата причина ще бъдат валидни, докато човек избере за свои количества (съответните аспекти на) макроскопските състояния на процесите по време на такива разделяния (а не макроскопските състояния преди тези разделяния) и някои аспекти на макроскопски състояния някъде по протежение на всеки отделен процес (а не някаква амалгама от количества от отделните процеси).ще има точка, след която микроскопичните влияния върху процесите са независими, като се има предвид микроскопичен хаос. В такива случаи принципите на общата причина ще бъдат валидни, докато човек избере за свои количества (съответните аспекти на) макроскопските състояния на процесите по време на такива разделяния (а не макроскопските състояния преди тези разделяния) и някои аспекти на макроскопски състояния някъде по протежение на всеки отделен процес (а не някаква амалгама от количества от отделните процеси).s количествата (съответните аспекти на) макроскопските състояния на процесите по време на такива разделяния (а не макроскопичните състояния преди тези разделяния) и някои аспекти на макроскопичните състояния някъде по време на всеки отделен процес (а не някаква амалгама от количества от отделните процеси).s количествата (съответните аспекти на) макроскопските състояния на процесите по време на такива разделяния (а не макроскопичните състояния преди тези разделяния) и някои аспекти на макроскопичните състояния някъде по време на всеки отделен процес (а не някаква амалгама от количества от отделните процеси).

4. Заключения

Принципът на Райхенбах за общата кауза и нейните братовчеди, доколкото те имат, имат същия произход като времевите асиметрии на статистическата механика, а именно, грубо казано, първоначален микроскопичен хаос. (Тук съм много груб. Няма абсолютна, динамика-независима разлика между микроскопични и макроскопични фактори. За повече подробности кои количества ще се държат, сякаш са равномерно разпределени при обстоятелства, например Д. Алберт (1999).) Това обяснява защо трите принципа, които обсъждахме, понякога се провалят. За търсенето на първоначален микроскопичен хаос е изискване микроскопичните условия да бъдат равномерно разпределени (в канонични координати) в областите на държавното пространство, които са съвместими с основните закони на физиката. Ако има основни закони на физиката (с еднакво време), които изключват определени области в пространството на състоянието, което означава, че между определени величини съществуват (равни времеви) корелации, това не е нарушение на първоначалния микроскопичен хаос. Но трите общи принципа на каузата, които обсъдихме, ще се провалят при подобни корелации. По подобен начин квантовата механика предполага, че за определени квантови състояния ще има корелации между резултатите от измерванията, които не могат да имат обща причина, които да скринират всички тези корелации. Но това не нарушава първоначалния микроскопичен хаос. Първоначалният микроскопичен хаос е принцип, който разказва как да се разпределят вероятностите върху квантовите състояния при определени обстоятелства; тя не казва едно какви би трябвало да са вероятностите на стойностите на наблюдаваните при определени квантови състояния. И ако те нарушават общоприети принципи, така да бъде. Няма основополагащ природен закон, който да е или да предполага, че е общ принцип. Степента на истинността на принципите на общата кауза е приблизителна и производна, а не фундаментална.

Не бива да се интересуват и общи принципи, които позволяват всякакви условия, без значение колко микроскопични, разпръснати и неестествени, да се считат за общи причини. Защото, както видяхме, това би тривиализирало подобни принципи в детерминизирани светове и би скрило от забележителния факт, че когато човек има връзка между доста естествени локализирани количества, които не са свързани като причина и следствие, почти винаги човек може да намери сравнително естествена, локализирана преди често срещана причина, която изключва корелацията. Обяснението на този забележителен факт, което беше предложено в предишния раздел, е, че принципът на общата причина на Райхенбах и причинно-следственото условие на Марков трябва да са налице, ако определящите фактори, различни от причините, са независимо разпределени за всяка стойност на причините. Фундаменталните предположения на статистическата механика предполагат, че тази независимост ще се проведе в голям клас от случаи, предвид разумен избор на величини, характеризиращи причините и последиците. С оглед на това наистина е по-озадачаващо защо принципите на общата причина се провалят в случаи като описаните по-горе, като координираните полети на определени стада птици, равновесни корелации, ред, възникнал от хаос и т.н. Отговорът е, че при такива В случаите, когато взаимодействията между частите на тези системи са толкова сложни и има толкова много причини, действащи върху системите, че единственият начин да се постигне независимост от допълнителни детерминанти е чрез посочване на толкова много причини, че това да стане практическа невъзможност. Това, във всеки случай, би довело до позволяването на почти всеки разпръснат и неестествен набор от фактори да се отчита като общи причини,по този начин тривиализиране на общоприети принципи Следователно, вместо да правим това, ние разглеждаме такива системи като единични обединени системи и не изискваме обяснение на общата причина за свързаните движения и свойства на техните части. Доста интуитивна представа за това, което се счита за единна система, в края на краищата е система, която се държи по единен начин, т.е. система, чиито части имат много силна връзка в движенията си и / или други свойства, без значение колко сложна е набор от влияния, действащи върху тях. Например, твърд физически обект има части, чиито движения са свързани всички, а биологичният организъм има части, чиито движения и свойства са силно свързани, независимо колко сложни са влиянията, действащи върху него. Следователно тези системи са естествено и полезно третирани като единични системи за почти всякакви цели. Основната истина на принципите на общата кауза се отчасти разчита на избора ни как да разделим света на единни и независими обекти и количества, а отчасти на обективни, временно асиметрични принципи, които лежат в основата на статистическата механика.

библиография

• Albert, D., 1999, Chance and Time, Boston: Harvard University Press.
• Arntzenius, F., 1993, “Принципът на общата причина”, PSA, 2: 227-237.
• Arntzenius, F., 1997, „Шансове за преход и причинно-следствена връзка“, Pacific Philosophical Quarterly, 78 (2): 149–168.
• Clifton, R., Feldman, D., Halvorson, H., Redhead, M. & Wilce, A., 1998, "Свръхъгълни състояния", Physical Review A, 58: 135–145.
• Clifton, R. & Ruetsche, L., 1999, "Промяна на темата: Redei за причинната зависимост и скрининг в алгебраичната теория на квантовите полета", Философия на науката, 66: S156-S169.
• Ърман, Дж., 1995, Бъги, хрускания, хленч и крясъци, Оксфорд, Оксфордския университет прес.
• Elby, A., 1992, „Трябва ли да обясняваме причинно-следствените корекции на EPR?“, Философия на науката, 59 (1): 16–25.
• Forster, М., 1986, „Съединението и научният реализъм, преразгледани“, в PSA, 1: 394–405.
• Glymour, C. & Spirtes, P., 1994, "Избор на променливи и стигане до истината", в D. Stalker (ed.), Grue! Новата загадка за индукция, La Salle: Отворен съд, стр. 273-280.
• Hofer-Szabo, G., 2007, „Отделни срещу често срещани производни от типа производни на неравенствата на Бел“, Synthese, 163 (2): 199–215.
• Hofer-Szabo, G., M. Redei и LE Szabo, 1999, „За принципа на общата кауза на Райхенбах и идеята на Reichenbach за обща кауза“, British Journal for the Philosophy of Science, 50 (3): 377–399.
• Hofer-Szabo, G., M. Redei и LE Szabo, 2002, „Общите причини не са често срещани причини“, Philosophy of Science, 69: 623–636.
• Horwich, P., 1987, Асиметрии във времето, Кеймбридж: MIT Press.
• Papineau, D., 1985, “Причинна асиметрия”, Британско списание за философия на науката, 36: 273–289.
• Prigogine, I., 1980, От битието да стане. Сан Франциско: WH Freeman.
• Redhead, М., 1995, „Повече обожание за нищо“, Основи на физиката, 25: 123–137.
• Райхенбах, Х., 1956, Посоката на времето, Бъркли, Университет на Лос Анджелис Прес.
• Sober, E., 1988, „Принципът на общата причина“, в „Вероятност и причинност“, J. Fetzer (съст.). Дордрехт: Райдел, стр. 211–229.
• Spirtes, P., Glymour, C. & Scheines, R., 1993, Причинно-следствена връзка, Предсказване и търсене, Берлин: Springer Verlag.
• Uffink, J., 1999, „Принципът на общата кауза е изправен пред парадокса на Бернщайн“, Философия на науката, 66: S512-S525.
• Van Fraassen, B., 1980, The Scientific Image, Oxford: Clarendon Press.
• Van Fraassen, B., 1982, „Харибдите на реализма: гносеологични последици от неравенството на Бел”, Синтез, 52: 25–38.

Други интернет ресурси

• Grasshoff, G., Portmann, S. and Wuethrich, A. (2003), „Производство на минимално предположение за неравенство от тип Bell“, (LANL-архив).
• Ханс Райхенбах (Интернет енциклопедия на философията)