John D. Norton: Jak nie myśleć o przyczynowości

Nauka upewnia nas w tym, że zmianami w świecie rządzą niezawodne i powtarzalne prawidłowości. Ciała spadają swobodnie, ciepło przepływa od miejsca gorącego do zimnego, a światło rozchodzi się z dużą prędkością po liniach prostych. To wszystko jest przedmiotem badania nauki: teorii grawitacji, termodynamiki i optyki. Te wszystkie fakty przedstawiają sens uporządkowanego połączenia przedmiotów w naszym świecie. Metafizycy jednak powiedzą, że odkryli głębszą prawdę na temat tego, jak rzeczy łączą się ze sobą.

Tekst ukazał się w „Filozofuj!” 2019 nr 3 (27), s. 16–18. W pełnej wersji graficznej jest dostępny w pliku PDF.

Metafizyka przyczynowości

Metafizycy twierdzą, że w świecie istnieje przyczynowość na bardziej fundamentalnym poziomie. Wyraża się ona w jednym z najogólniejszych faktów o świecie: w zasadzie przyczynowości. Zasada ta poprzedza wszelką naukę. Każda dyscyplina nauki musi ją uwzględniać; celem zaś poszczególnych dyscyplin jest jedynie znalezienie konkretnej formy tej zasady, dostosowanej do danego przedmiotu badań.

Byłoby cudownie mieć taką zasadę. Trudność tkwi jednak w tym, że metafizycy nie byli w stanie sformułować zasady przyczynowości, która by w sposób poprawny i zdecydowany wprowadzała faktyczne ograniczenia procesów zachodzących w świecie. Próby sformułowania tych apriorycznych ograniczeń tworzą ciągłą historię niepowodzeń.

Historia niepowodzeń

Arystoteles twierdził, że wszystkie procesy mają przyczyny celowe. Są one tym, po co procesy zachodzą. Woda spływa po górskich zboczach, by osiągnąć swoje naturalne miejsce w dolinie. Ogień strzela w górę, by osiągnąć swoje naturalne miejsce w zewnętrznej sferze ziemskiej. XVII-wieczni filozofowie mechanicystyczni nie zgadzali się z tym. Uważali, że wszystkie procesy kierowane są czysto mechanicznie przez podmioty działające w danej chwili w fizycznym kontakcie z procesem. Same procesy nie mają żadnych celów. Nie ma przyczyn celowych.

Gdy wprowadzi się jakieś sprostowanie, łatwo jest ulec złudzeniu, że jest ono ostateczne, na zawsze prawdziwe. Nawet Newton, jeden z moich największych naukowych bohaterów, wpadł w tę pułapkę. Gdy Ziemia przyciąga grawitacyjnie Księżyc, czy siła ziemskiej grawitacji działa na odległy Księżyc bez żadnego pośrednika, który by ją przenosił, wbrew założeniom filozofii mechanistycznej? Newton odrzucił ten pomysł, uważając go za niedorzeczny:

że jedno ciało mogłoby oddziaływać na drugie na odległość przez próżnię, bez żadnego pośrednika, poprzez i dzięki któremu jego oddziaływanie i siła mogłyby zostać przekazane od jednego do drugiego, jest dla mnie tak wielkim absurdem, że uważam, że nikt, kto ma odpowiednio wykształconą zdolność myślenia o kwestiach filozoficznych, nie mógłby go przyjąć [Four Letters From Isaac Newton to Doctor Bentley, 1761].

Mimo to dziś grawitację Newtonowską powszechnie uznaje się za niewymagające ośrodka oddziaływanie na odległość.

Do XIX wieku pojęcie przyczynowości zostało oczyszczone z wszelkich ozdobników. Zostało zredukowane do jednej prostej idei: obecny stan układu determinuje stan przyszły. Nic więcej. Przyczynowość polega na determinizmie. Oto co twierdzi John Stewart Mill w swoim XIX-wiecznym dziele System logiki dedukcyjnej i indukcyjnej:

Prawo przyczynowości […] jest tylko prawdą potoczną, że na podstawie obserwacji okazuje się, iż niezmienne następstwo zachodzi między każdym faktem w naturze i jakimś innym faktem, który go poprzedzał; niezależnie do wszelkich rozważań, które biorą pod uwagę ostateczny sposób wywoływania zjawisk i od wszelkiego innego pytania co do natury „rzeczy samych w sobie” [System logiki dedukcyjnej i indukcyjnej, 1962].

Filozoficzna atrakcyjność tego oczyszczonego pojęcia tkwi w jego klarowności i prostocie. Stąd też bierze się jego zguba. We wczesnych latach 20. XX wieku podstawy fizyki zostały opanowane przez teorię kwantową. Zgodnie z nią teraźniejszość już nie determinuje przyszłości. Jedyne, co teoria kwantowa może zaoferować, to prawdopodobieństwo nadejścia różnych przyszłości. Filozofowie zareagowali szokiem. Przyczynowy porządek świata został zniszczony.

Friedrich Waismann opisał później to zniszczenie w chmurnych słowach w wykładzie z 1958 roku pt. The Decline and Fall of Causality. Jak twierdzi,

zdecydowanie nadszedł koniec przyczynowości, nauka o atomie dotarła do poziomu, gdzie wymagana jest zupełnie nowa orientacja [Turning Points in Physics, 1959].

Jego ponury ton był spowodowany nie tylko utratą determinizmu, ale i nową koncepcją Bohra, zgodnie z którą klasyczne opisy przestrzeni i czasu również trzeba odrzucić jako zawodne.

Zgiełk i zamieszanie wkrótce minęły. Jedyne, co naprawdę straciliśmy, to wadliwe pojęcie przyczynowości. Nie było trudno zastąpić go innym. Stwierdzono, że przyczyny nie determinują swoich skutków. One jedynie podnoszą ich prawdopodobieństwo. Hans Reichenbach wprowadził nową zasadę wspólnej przyczyny: probabilistycznie skorelowane wyniki muszą mieć wspólną przyczynę, odpowiedzialną za ich korelację. Jednak nawet ta zasada została obalona przez anomalie manifestujące się w dziwnych stanach kwantowych, zwanych stanami splątanymi.

Ten probabilistyczny pogląd jest mimo to obecnie powszechnie przyjmowany. Jednak i on jest kruchy. Wystarczy, że się trochę nad problemem pochylimy, a zauważymy, że dość proste teorie fizyczne dają przykłady układów, których stan obecny nie ustala stanów przyszłych, a nawet nie wskazuje prawdopodobieństwa wystąpienia różnych ich możliwości (zajrzyj na przykład do mojego artykułu Causation as Folk Science).

Konsekwencje

Jaką lekcję powinniśmy wynieść z tej historycznej porażki? Czy jest analogiczna do rewolucji, które widywaliśmy wielokrotnie w nauce? Słynna mechanika Newtona została zastąpiona teorią względności Einsteina. XIX-wieczne fale i cząstki zostały zastąpione dualizmem korpuskularno-falowym w XX-wiecznej teorii kwantowej. I tak dalej. Te porażki są częścią naukowej samokorekty. Każda nowa teoria włącza starą i ją poprawia.

Porażka metafizyki ma inny charakter, gdyż rewolucje naukowe mają źródło w samej nauce. Wyrastają z obserwacji i eksperymentów. Metafizyka przyczynowości nie ma żadnego niezależnego sposobu generowania nowych pomysłów. Zmiany są w niej narzucane przez zmiany w nauce i często są niechętnie przyjmowane przez opornego metafizyka. Metafizyka przyczynowości, udając, że przewodzi nauce, tak naprawdę po prostu ją naśladuje i za nią podąża.

Jak powinniśmy więc myśleć o rozwlekłych oświadczeniach metafizyków przyczynowości? Jeśli usiłują ograniczyć faktyczne możliwości wszystkich nauk, to jest to próba uprawiania nauki niezależnie od doświadczenia istotnych części świata. Ich porażka jest nieunikniona, bo natura wielokrotnie już udowodniła, że potrafi przekraczać nasze najśmielsze wyobrażenia.

Jeśli jednak te oświadczenia nie ograniczają faktycznych możliwości nauk, to co w takim razie robią? Sądzę, że co najwyżej etykietują. Widzimy ciało spadające pod wpływem grawitacji. Mówimy, że grawitacja spowodowała jego upadek. Widzimy, jak siła magnetyczna przyciąga opiłki żelaza w stronę magnesu. Mówimy, że magnes powoduje ruch opiłków żelaza. Widzimy, że morskie powietrze koroduje żelazne tory. Mówimy, że morskie powietrze powoduje korozję.

Te przyczynowe etykiety nie dodają żadnych faktów do oryginalnego twierdzenia naukowego. Przyczepiają tylko nazwy. Jednak nie są bezwartościowe. Oswajają nas z procesami, które bez nich wydawałyby nam się tajemnicze i niezrozumiałe.

Jak niewidzialne słone powietrze może korodować żelazo? To jak mysz, która przychodzi nocą niezauważona i podjada ser. Jak Ziemia może przyciągać Księżyc, a magnes żelazo bez żadnego pośrednictwa? To jak przyciąganie psa do pełnej jedzenia miski albo przyciąganie fanów przez gwiazdę filmową. Dzięki temu nieznajome staje się znajome.

Istnieje też praktyczna korzyść. Odkryliśmy, że podwyższony poziom fluoru w wodzie pitnej jest powiązany z lepszym stanem uzębienia. Określiliśmy fluor jako przyczynę zdrowia zębów. Łączymy teraz ten proces z innymi przypadkami użytecznej wiedzy, w której zmiany jakiegoś czynnika wiążą się z pożądanymi przez nas wynikami. Zyskujemy w ten sposób kontrolę nad światem. Metafizyczne koncepcje nie dają nam żadnej nowej wiedzy o świecie. Po prostu poszukiwanie użytecznych reakcji jednych czynników na drugie nazywamy poszukiwaniem przyczyn.

Analiza przyczynowości nie przynosi głębokich, uprzednich względem nauki prawd na temat świata. Natomiast ułatwia nam pracę z wiedzą, którą już posiadamy albo którą możemy nabyć na drodze rozwoju naukowego.

Tłumaczenie: Elżbieta Drozdowska

John D. Norton – profesor Uniwersytetu w Pittsburghu. Jego zainteresowania naukowe dotyczą filozofii i historii nauki. Podejmuje m.in. zagadnienia dotyczące termodynamiki i przetwarzania informacji, przyczynowości, eksperymentów myślowych w fizyce czy indukcji. Jest uznanym badaczem dorobku Einsteina – pracował nad zebraniem, przetłumaczeniem i wydaniem zbioru wszystkich jego prac w projekcie Einstein Papers.