3 152
Являются ли прививки, сделанные в раннем детстве причиной аутизма, как утверждает американская модель Дженни МакКарти? Связаны ли производимые человечеством выбросы углекислого газа, с эффектом глобального потепления? Если щёлкнуть выключателем, загорится ли свет на крыльце? Очевидно, что это вопросы, которые интересуют всех.
Поскольку выбросы парниковых газов влияют на изменение климата, их сокращение отсрочит глобальное потепление. А вот предотвратить аутизм, не делая ребёнку прививок, невозможно. Тут есть одна тонкость. Чтобы делать правильные умозаключения, следует различать причинно-следственные связи и простые совпадения. Число людей, утонувших в бассейне за десятилетие может оказаться в точном соответствии с количеством фильмов, в которых снялся Николас Кейдж, но сомнительно, что возможно снизить количество утонувших, не выпуская Кейджа на экраны.
Казалось бы, очевидный факт, что умение пользоваться причинно-следственными связями необходимо для существования в нашем мире. Однако, в философии с давних пор существует уважаемая теория, высказанная в 18 веке Дэвидом Юмом, которая ставит под сомнения зависимость причины и следствия. И это ещё мягко сказано.
По мнению Юма, не существует силы, которая с железной закономерностью производила бы следствие из причины. Все, что мы выдаём за закономерности, это, всего лишь, бесконечные сочетания случайных наблюдений. Он заключает из этого, что причинности не существует. Это не означает, что он отрицает важность суждений, сделанных на основе этих наблюдений. Это, по его словам, единственная возможность «выходить за пределы нашей памяти и чувств». Причинные суждения одновременно незаменимы и некорректны. Таким образом, мы оказываемся перед лицом дилеммы.
В эпоху Юма подобные метафизические проблемы решались просто: хорошо поесть, поиграть в нарды с друзьями и выбросить проблему из головы. Но на рубеже 19-го и 20-го веков поднятая им проблема причинности, осложнилась другой проблемой, от которой оказалось сложно отвернуться. Вдруг обнаружилось, что в такой основополагающей науке, как физика, существующие представления о причинности оказались не действующими.
На это указывают два обстоятельства. Во-первых, понятие причины слишком неопределённо для математически точной науки. Если механизм взаимодействия причины и следствия нельзя описать, то как измерить это взаимодействие? Если его нельзя измерить, то как рассчитать это взаимодействие? Во-вторых, причинность имеет совершенно определённый вектор во времени: причина предшествует следствию. Однако, базовые законы физики (в отличие от таких статистических обобщений более высокого порядка, как законы термодинамики) симметричны по отношению ко времени. То есть, физические процессы обратимы.
Английский философ 20-го века Бертран Рассел на этой основе построил теорию, что, причинно-следственные связи не имеют существенного значения в физике, и, следовательно, их можно изъять из философского словаря. Закон причинности он назвал мёртвой реликвией ушедшего века, которая, подобно монархии, живёт только потому, что её ошибочно считают безвредной.
Нео-расселианцы в XXI веке продолжают утверждать, что закон физики должен содержать только математические формулировки, а так как для описания причинно-следственная связи обычно используют философские понятия, то она не является законом.
Эти рассуждения могут обескуражить, но они оставляют без ответа вопрос, как, всё же, связаны причина и следствие?
Феномен временной симметрии физических явлений подвергся сомнению в начале двадцатого века. В 1909 году, за несколько лет до того, как Рассел подверг критике причинно-следственную теорию, Альберт Эйнштейн развернул полемику о радиационной асимметрии. Его оппонентом был швейцарский физик Вальтер Ритц, предшественник Эйнштейна на должности профессора теоретической физики Цюрихского университета.
В их полемике Эйнштейн настаивал, что необратимость радиационных процессов следует объяснять вероятностно. Ритц допускал причинное объяснение. С его точки зрения, причина асимметрии в том, что первичный источник излучения влияет на другие источники в будущем, и не влияет на источники в прошлом.
Читайте: Квантовые чудеса: эксперимент доказывает, что будущее влияет на прошлое
Эта публичная дискуссия двух учёных широко известна. Менее известно то, что позднее Эйнштейн изменил своё мнение и согласился с Рицем. Теперь он утверждал, что, согласно волновой теории света, источник волны «создает сферическую волну, распространяющуюся наружу. Обратный процесс не существует». Единственный способ создать сходящиеся волны, по словам Эйнштейна, это объединить множество одновременных источников волн.
Это конкретный пример более широкого феномена. Рассмотрим два события, которые разделены в пространстве, но совпадают во времени. Если они не связаны как причины и следствия, они, как правило, являются следствиями общей причины. Если две лампочки гаснут одновременно, маловероятно, что они разом перегорели: следует искать выключатель, который их погасил.
В своей книге «Направление времени» (1956) философ Ганс Райхенбах сформулировал принцип, лежащий в основе таких умозаключений:
«Если произошло невероятное совпадение, должна существовать общая причина.»
Мысля категориями причины и следствия, мы не думаем о механизме, который ими управляет. Критики закона причинности указывают, что для учёного, изучающего законы физических явлений, причинно-следственная связь не представляет интереса.
С этим утверждением можно поспорить. Проблема точных наук, таких как физика, в том, что у них обычно не хватает данных для построения безупречной теории. Предположим, мы хотели бы представить состояние мира всего через секунду. Учитывая, что ничто не может двигаться быстрее света, нам пришлось бы составить описание пространства радиусом 300 тыс. км. На практике это, конечно, невозможно. Таким образом, даже в физике мы вынуждены прибегать к допущениям.
Ярким примером являются астрономические наблюдения. Откуда нам знать, что точки света в ночном небе — это звезды? Точный ответ потребовал бы неизмеримо сложных расчётов, учитывающих движение небесной сферы за многие миллиарды лет. Как же быть? Мы можем применить допущение, что звездами являются световые точки, координаты которых остаются относительно неизменными, при наблюдении их из разных точек земной эклиптики. Это допущение ведёт нас к выводу, что результатом наших наблюдений становятся именно звёзды. Таким образом, закон причинности необходим для понимания устройства мира.
Успехи, достигнутые в построении теорий причинности за последние два десятилетия, свидетельствуют о том, что разница между двумя теориями — причинной и вероятностной — намного меньше, чем кажется на первый взгляд. Ученый компьютерщик Юдея Пирл из Калифорнийского университета пришёл к выводу, что причинность можно описать с математической точностью. По его мнению, причинно-следственную теорию следует применять вместе с теорией вероятности.
Это предположение перекликается с теорией американского физика Ричарда Фейнмана о физических законах. Фейнман утверждал, что законы физики равноправны, и не вытекают один из другого. Вместо «евклидовой иерархии» Фейнман предлагает то, что он называет «вавилонской традицией», согласно которой принципы физики обеспечивают нам взаимосвязанную структуру, не предоставляющую нам конкретной отправной точки для построения выводов. Поясняя свою мысль, Фейнман сказал:
«Я никогда не уверен, где я должен начать или где я должен закончить».
Я хочу предположить точно также относиться к феномену причинности в физике. Что бы не говорили расселовские скептики, причинность играет роль как в физике, так и в других науках. И не надо принимать чью-то сторону в споре Эйнштейна и Ритца. Выводы не не имеют определённой отправной точки. Предположение о вероятностной независимости и причинная асимметрия это два взаимосвязанных аспекта причинных связей.
Это утверждение предполагает, что мы соглашаемся с Юмом, и не существует метафизических сил, «производящих» или «регулирующих» причинные закономерности, этаких мышечных сил законов природы. В природе существуют только шаблоны, непрерывные сочетания разных видов событий.
Это смутно тревожащее умозаключение, не так ли? Но этого вполне достаточно.