Określanie rzeczywistości jako deterministycznej lub indeterministycznej na podstawie historii filozofii, fizyki oraz współczesnej neurobiologii

Starożytność

Zadawanie pytań dotyczących mechaniki świata nie jest ludzkości obce i zdecydowanie nie jest nowe.  Przykładem społeczności, która dużo wysiłku włożyła w szukanie odpowiedzi na swoje dywagacje dotyczące otaczającej jej rzeczywistości, byli mieszkańcy antycznej Grecji. Początkowo rozwiązań takich refleksji poszukiwali w świecie nadprzyrodzonym, co doprowadziło do zbudowania barwnego świata wyznaniowego, który dzisiaj określany jest jako mitologia grecka. Nie dostarczała ona jednak wystarczającej ilości odpowiedzi na piętrzące się pytania odnośnie istoty tego, co widzieli wokół siebie. Wtedy starożytni Grecy zmienili taktykę, a swoje dylematy o charakterze ontologicznymu zaczęli rozwiązywać za pomocą nie tylko wnikliwej obserwacji i analizy, ale również dedukcji, które doprowadziły do rozwoju kluczowych wówczas dziedzin, czyli matematyki i astronomii.

Wraz z upływem czasu, a zarazem rozwojem zdobywanej wiedzy, ludzie zdali sobie sprawę, że znajomość poszczególnych reguł i właściwości pozwala im określić w przybliżeniu rezultat danych działań. Możliwość prognozy przyszłości na podstawie analizy ciągów przyczynowo-skutkowych stała się przedmiotem rozmaitych dysput. 

Jednym z pionierów dywagacji takiej natury został Demokryt z Abery, współtwórca filozofii atomizmu. Wysnuł wniosek, że każdy ruch atomu jest spowodowany przez konkretne zdarzenie, więc nie może on zachować się w sposób losowy. Według niego korelacja między skutkiem, a przyczyną ma właściwość konieczną i jednoznaczną. Znając dane wydarzenie, oraz znając jego następstwo, można wydedukować w jaki sposób kształtuje się przyszłość obiektu, na którym ono poskutkuje. Vice versa - dysponując niezbędną wiedzą dotyczącą przyczyn i skutków, jesteśmy również w stanie określić co kiedyś doprowadziło do rezultatu, który obserwujemy w teraźniejszości.

W mniemaniu Demokryta brak możliwości określenia dlaczego dany atom poruszył się w szczególny sposób, nie wynika stąd, że takiej przyczyny nie ma, ale z braku poznania jej przez człowieka. 

Działający równolegle z Demokrytem, Arystoteles nie zgadzał się z tym, że świat jest z góry uwarunkowany przez przeszłe zdarzenia. Wychodził z założenia, że chociaż działa na niego pewna przyczynowość, to finalnie to człowiek dokonuje określonych wyborów na podstawie swojej woli - nie przeznaczenia. Według Arystotelesa uznanie naszej rzeczywistości wyłącznie za wynik sekwencji danych zdarzeń oznaczałoby brak autonomii człowieka, a co za tym idzie - wolności stojącej za wyborami przez niego podejmowanymi. Ta opinia nie całkiem współgrała z ówczesnymi wierzeniami dotyczącymi odgórnego przeznaczenia. Hellenowie utrzymywali, że istnieje absolutnie nieuchronny los, od którego nie ma ucieczki - określali je mianem fatum. Ten motyw przewija się wielokrotnie w kulturze antycznej Grecji, np. wśród wspomnianych wcześniej wierzeń mitologicznych pod postacią trzech bogiń  losu - Mojr lub jako główny temat ,,Króla Edypa” Sofoklesa.

Wygląda na to, że w starożytności na obszarze uznawanym za kolebkę filozofii, zdania odnośnie tego czy dane zdarzenia są ścisłą konsekwencją sytuacji, które wydarzyły się wcześniej, były podzielone. Ta ambiwalentność prawdopodobnie wynikała z tego, że teorie odnośnie jakichkolwiek właściwości świata dopiero zaczynały się formować.

Determinizm oraz stanowisko na jego temat wraz z upływem odkryć naukowych

Zanim ludzkość mogła w ogóle pochwalić się przełomowymi odkryciami naukowymi, refleksje o podobnym charakterze były zwykle dyktowane panującymi na danym terenie i w danym okresie wymogami kulturowymi, a przede wszystkim - religijnymi. W społeczeństwie ukierunkowanym na doktrynę chrześcijańską, mawiało się o Opatrzności, która w jakiś sposób ingeruje z profanicznym światem, pozostawiając jednak człowiekowi wolną wolę. Tego rodzaju dogmaty często kolidowały z kolejno powstałymi symbolami rewolucji nauki, np. darwinizmem, który deklarował, że to selekcja naturalna zarządza zmianami w kontekście rozwoju ssaka (również człowieka), a nie boska ingerencja. Ortodoksja nieustannie ścierała się w krwawym boju z nauką, przez co dotarcie do uniwersalnie akceptowanego rozwiązania odnośnie tego, czy rzeczywistość jest odgórnie uwarunkowana, było niemożliwe.

Jednak wraz z biegiem czasu, a zarazem wraz z postępem nauki, postawa wobec tego problemu zaczęła się kształtować bardziej jednolicie. Naukowcy, szczególnie ci parający się zawodowo fizyką, niemal jednogłośnie zgadzali się z tym, że każda “akcja” jest skutkiem danej reakcji, a wszystkie wydarzenia mają swoją dokładnie określoną przyczynę. 

Wobec tak wysnutych wniosków, pod koniec XVIII wieku zostały ukute pojęcia determinizmu oraz indeterminizmu. Determinizm to pogląd zakładający, że wszystkie zdarzenia są ścisłym skutkiem poprzedzających ich zajść w efekcie działania określonych praw przyrody. Twórca tej terminologii - Pierre Simon de Laplace- spekulował, że gdyby na świecie istniała istota (demon) znająca precyzyjne położenie każdego atomu, wraz z jego dodatkowymi wartościami takimi jak położenie, prędkość i kierunek ruchu, byłaby ona w stanie wyliczyć całą przyszłość świata oraz wydedukować jego przeszłość, za pośrednictwem reguł fizyki. 

Efektem nagłego postępu nauki stała się uniwersalizacja poglądu, że znając konsekwencję danego działania na podstawie wcześniejszych obserwacji, człowiek byłby w stanie ów konsekwencję odgadnąć, spotkawszy się z tym działaniem wtórny raz. Poznawszy wszelkie przyczyny, mógłby dokładnie określić każdą sytuację, która miałaby nastąpić, jednym słowem: byłby w stanie przewidzieć przyszłość. Dotychczas badana fizyka klasyczna była w pewnym sensie sposobem na prognozowanie tego, co ma się wydarzyć - każda ukuta dotąd na podstawie tej dziedziny reguła pozwalała na klarowną ocenę tego, co miało nadejść. Przykładowo newtonowskie prawa mechaniki umożliwiały określenie w jaki sposób poruszy się dane ciało, gdy zadziała się na nie konkretną siłą. 

Gdy XIX wiek chylił się ku końcowi, uczeni byli przekonani, że znaczną większość odkryć z zakresu fizyki mają już za sobą. Jedną z chętnie przytaczanych anegdot stanowiących dowód na takie założenia jest historia Maxa Plancka, fizyka teoretycznego, odnośnie jego nauczyciela - Philippa von Jolly’ego. Planck opowiadał, że kiedy zwrócił się do mentora, aby zasięgnąć jego opinii odnośnie studiowania tej dziedziny, von Jolly przedstawił mu fizykę jako naukę, której zgłębianie dobiega już końca. Również tak słynni i znamienici fizycy jak Max Born, Stephen Hawking i Albert Michelson przychylali się ku wnioskom, że ta dyscyplina została już niemal do reszty poznana i ludzkość dzieli zaledwie krok od zrozumienia wszystkich jej tajników.

Owocem takich przypuszczeń był wniosek, że ludzie wkrótce zyskają wiedzę pozwalającą trafnie określić dalszy stan rzeczywistości. Przypuszczano, że skoro kolektyw badawczy jest już z grubsza zaznajomiony z tym, w jaki sposób ma zachować się dane ciało na podstawie sprecyzowanego czynnika, to możliwym stanie się przewidywanie przyszłości. Uczeni byli niemal przeświadczeni, że od nabycia umiejętności proroctwa dzieli ich jeden krok.

Przełomem okazały się być brzemienne w skutki odkrycia dotyczące całkiem nowej i wcześniej niebadanej dziedziny - fizyki kwantowej.

Deterministyczne określenie świata, a fizyka kwantowa

Za bezpośrednie odkrycie prowadzące do rozpoznania i uznania fizyki kwantowej uważa się sformułowanie przez Plancka teorii promieniowania ciała doskonale czarnego w 1900 roku. Ta dziedzina okazała się być bardzo złożona i mało intuicyjna, a w rezultacie niezwykle frustrująca dla badaczy. Mówiąc kolokwialnie, fizyka kwantowa utarła, pewnym skompletowania już całej wiedzy fizykom, nosa. 

Zmusiła również uczonych do ponownego przybrania postawy pełnej sceptyzmu odnośnie deterministycznego modelu rzeczywistości. Nowo poznane reguły fizyki teoretycznej dowodziły, że cząsteczki stanowiące elementarny budulec świata zachowują się w sposób probabilistyczny, czyli nie są w żaden sposób możliwe do odgórnego określenia.

Pozwolę sobie przytoczyć prosty eksperyment myślowy, celem zobrazowania wyżej przedstawionej rewelacji naukowej. Proszę wyobrazić sobie szybę okienną, na którą skierowano jednobarwną wiązkę widzialnego światła. Fotony (tj. cząsteczki światła) danej barwy są jednakowe - posiadają te same parametry, niezróżnicowany kolor i kierunek poruszania. Każda szyba pochłania część światła, z kolei resztę odbija lub przepuszcza - w ten sposób osoba w nią patrząca może zobaczyć swoje odbicie. Jednak skoro wszystkie cząsteczki określonej barwy są identyczne, co sprawiło, że niektóre z nich zostały odbite, a inne przepuszczone? 

Jeśli jednakowa wiązka światła zostanie ponownie skierowana na tę samą szybę co poprzednio, można spodziewać się, że fotony, które wcześniej były odbite, zostaną ponownie poddane odbiciu, z kolei cząsteczki, które zostały przepuszczone przez szybę, ponownie zachowają się w ten sposób. Nic bardziej mylnego - kwarki mogą zachowywać się na różne sposoby, nawet jeżeli warunki eksperymentu pozostaną niezmienne. Wyglądało na to, że cząsteczki elementarne zachowują się w sposób probabilistyczny - chociaż są takie same to bez żadnej przyczyny wchodzą w interakcje z szybą na różne sposoby.

Na potrzeby dokładniejszego przedstawienia fenomenu probabilizmu cząsteczek, przybliżę dodatkowo zasadę superpozycji, czyli kolejne odkrycie, które sprawiło, że kolektyw naukowy począł wątpić w możliwość nabycia zdolności przewidywania przyszłości przez człowieka.

Superpozycja to własność, według której układ fizyczny znajduje się we wszystkich możliwych stanach w jednym czasie, tak długo jak nie zostanie poddany weryfikacji przez postronnego obserwatora, która doprowadzi do załamania się danej funkcji falowej.

Fenomen ten obrazuje eksperyment myślowy opublikowany przez austriackiego fizyka teoretyka Erwina Schrödingera w 1935 roku. Aby lepiej zrozumieć na czym polega zasada superpozycji, Schrödinger proponuje wyobrazić sobie animizację cząstki w postaci kota, który zostaje wpuszczony do pudełka. W pojemniku znajduje się również atom, którego rozpad emituje cząstkę promieniowania jonizującego, oraz wykrywacz takiej radiacji. Gdy czujnik wykryje cząstkę, ma uwolnić trujący gaz. 

Po upływie czasu rozpadu połowicznego atomu, który znajduje się w pudełku, można by przypuszczać, że istnieje 50% prawdopodobieństwa na to, że kot pozostał w nim żywy. Należy jednak pamiętać, że eksperyment nie dotyczy faktycznego zwierzęcia, ale animizacji cząsteczki. Jak zachowa się nano-kotek?

Chociaż obiekty w naszej rzeczywistości (w skali makro) składają się z obiektów nano, to podlegają one innym regułom. Przyjmując, że kot jest cząsteczką, należy zastosować się do reguł panujących w tym małym świecie - zgodnie z nimi zanim pudełko zostanie otwarte, a żywotność kota zweryfikowana przez obserwatora, będzie on martwy i żywy zarazem. Odkrywając pokrywę pojemnika, nastąpi załamanie funkcji falowej i kot przyjmie jeden, konkretny ze stanów (martwy / żywy).

Obserwacje dotyczące zmienności zachowań cząsteczek zmieniły kształtujący się dotąd pogląd, że każde zdarzenie jest immanentną odpowiedzią na bodziec. Okazało się, że nie ma możliwości przewidzenia w jaki sposób zachowają się dane cząsteczki, a wbrew anegdotom o rozstrojonym przez fizykę teoretyczną Einsteinie - najwyraźniej Bóg gra jednak w kości.

Do dzisiaj znakomita część osób zajmujących się zawodowo tą dziedziną, uważa że elementarne drobiny materii ,,podejmują decyzje” o swoim stanie w sposób randomowy, czyli bez konkretnych przyczyn odpowiadających za ich finalne położenie. Faktycznie nie ma innej możliwej konkluzji, przyjąwszy, że wyłącznie to co wydarzyło się w przeszłości ma wpływ na teraźniejszość.

Warto jednak zastanowić się, czy to założenie jest słuszne, przyjrzeć się trochę bliżej czasowi samemu w sobie, i zweryfikować na ile jego standardowa wizualizacja odpowiada rzeczywistości. 

Rola postrzegania czasu w rozstrzygnięciu deterministycznego zachowania cząsteczek

Czas oraz jego upływ postrzega się jak na poniższym rysunku, tj. jako płynący w jednym, niezmiennym kierunku - do przodu. Taka kolej rzeczy oznacza, że wydarzenia z teraźniejszości wpłynęły te z przeszłości, z kolei na przyszłość wpływa teraźniejszość.

Przedstawiany w taki sposób czas jest określany jako linearny. Przyjmuje naturę progresu, ma charakter postępowy. Chociaż uznaje się, że ten koncept został ukształtowany przez kulturę żydowską, to później został chętnie przyjęty przez społeczność chrześcijańską. Czas w przedstawieniu linearnym wpasowuje się w biblijną koncepcję świata - rozpoczął się wraz ze Słowem (,,Na początku było Słowo, a Słowo było u Boga, i Bogiem było Słowo”), które jest poza nim. Boga nie dotyka upływ czasu, obserwuje jego działania z góry, samemu będąc wiecznym. 

Jednak przyjmując taki wyznaniowy schemat myślowy, trudnym (o ile w ogóle możliwym) jest zauważyć jakąkolwiek racjonalność w zachowaniu cząstek - wyda się ono losowe.

Wcześniej wspomniane odkrycia naukowe udowodniły, że człowiek nie jest w stanie określić przyczyn, które miałyby definiować ostateczną pozycję kwarka. Lecz co jeśli brak tej możliwości wynika z tego, że one jeszcze nie nadeszły? Należy zadać sobie pytanie, co jeżeli to wydarzenia z przyszłości wpływają na teraźniejszość, wobec czego obserwator nie jest w stanie określić bodźca reakcji danej cząstki. Postrzegając czas jako odcinek biegnący w jednym kierunku, można dojść do wniosku, że to absurdalna hipoteza, ponieważ w takim wypadku punkty umieszczone na osi czasu nie miałyby absolutnie żadnego sensu - strzałki obrazujące wpływ byłyby oznaczone przeciwnym zwrotem niż oś czasu.

Proszę jednak wyobrazić sobie czas nie jako strzałę tudzież oś, ale jako okrąg jak na poniższym obrazku.

Czas przedstawiony w ten sposób określa się mianem cyklicznego. Ten fenomen nie jest niczym nowym. Przykładowo, w kulturze starożytnej Grecji (lub jej odłamach) był związany z periodycznością otaczającej człowieka natury. We wczesnej filozofii Wschodu był z kolei immanentnym fragmentem wiary w reinkarnację. Odniesienie do tego rodzaju wierzeń może pomóc w urzetelnieniu konceptu cyklicznego czasu.

Chociaż nie ma empirycznych dowodów na istnienie metempsychozy per se, na podstawie dzisiejszych odkryć  fizyki można przyjąć, że po śmierci człowiek faktycznie zyskuje nowe wcielenie w taki czy inny sposób. Każdy obiekt składa się z energii chemicznej, która po określonym upływie czasu przemienia się w plazmę elementarnych cząsteczek. Przyjmują one wtedy kolejny stan, aby przekształcić się w nową materię. Po upływie wystarczająco długiego interwału czasowego, obiekt wróci do swojego pierwotnego stanu , aby cały proces rozpoczął się od nowa.

Wygląda na to, że na podstawie dawnych wierzeń wschodu odnośnie reinkarnacji oraz znanym nam dzisiaj reguł fizyki, można dojść do wniosku, że czas faktycznie jest cykliczny.

W takim wypadku czas klaruje się jako uroboros zjadający własny ogon. Pojęcia przeszłości, teraźniejszości i przyszłości ulegają zatraceniu, zatem nie ma możliwości wskazania na przestrzeni czasu momentu, który się odbył lub który się odbędzie.

Aby lepiej zobrazować jak wyżej sformułowany wniosek ma się do wyjaśnienia problemu probabilizmu cząsteczek, proszę ponownie wyobrazić sobie nakierowanie wiązki światła na szybę oraz zwrócić szczególną uwagę na moment w którym kwarek ,,podejmuje decyzję” czy zostanie przez nią odbity, czy przepuszczony. Ta chwila została na poniższym rysunku oznaczona na okręgu czasu jako Wydarzenie A. Bodziec, które wpłynie na to czy zostanie przez nią odbity, czy przepuszczony zostało określone jako Wydarzenie B.

Gdy czas zostaje zobrazowany jako cykliczny, a nie linearny, możliwym staje się to, aby na cząsteczkę miała wpływ sytuacja, która z perspektywy eksperymentatora jeszcze nie zaszła (ponieważ nie doświadczył jej za życia w danej formie). Oznacza to, że Wydarzenie B może dopiero nadejść w percypowanej przez eksperymentatora przyszłości . Należy pamiętać, że z obiektywnie obierając czas, to Wydarzenie B nie odbywa się ani w przyszłości, ani przeszłości względem Wydarzenia A, ponieważ te dwa koncepty się ze sobą zcierają.

Właściwie przedstawienie czasu jako okręgu również nie jest całkiem precyzyjne. Płaskie koło przedstawia wyłącznie historię konkretnej cząsteczki - z kolei trójwymiarowa kula jest zestawieniem cyklicznej transformacji wszystkich cząsteczek w ogóle, ponieważ łączy ze sobą pozostałe okręgi historii w jeden i przedstawia w jaki sposób mogą ze sobą interagować. Takie rozwiązanie zostało przedstawione na poniższym rysunku.

W każdym razie, jeśli czas nieustannie powraca do danego wydarzenia, to nie ma możliwości wskazania przeszłości i przeszłości, bez stawiania w pewnym jego momencie punktu odniesienia. Należy jednak spojrzeć na czas jako na całość, nie określając go na podstawie obranego punktu.

Jeśli nie ma warunków do określenia przeszłości i przyszłości to pozycje danych cząsteczek są kształtowane przez bodźce, które z perspektywy eksperymentatora dopiero mają nadejść. Wyboru o stanie nano drobin mogą być uwarunkowane czynnikami, o których zajściu nie wie obserwator w momencie pomiaru, ponieważ w jego poznaniu jeszcze się nie wydarzyły. Tak jak przypuszczał Demokryt, jeśli człowiek nie jest w stanie określić przyczyny danego wydarzenia, to nie dlatego, że tej przyczyny nie ma, ale dlatego że nie jest mu ona znana. To z kolei oznacza, że nasza rzeczywistość może być warunkowana deterministycznie, pomimo pozornej probabilistyce cząstek.

Dylemat odnośnie wolnej woli człowieka

Można jednak debatować, że chociaż cząsteczki świata, który nas otacza, mogą być uwarunkowane deterministycznie, to jednak ludzie oraz decyzje przez nich podejmowane - nie. Jeżeli człowiek samodzielnie dokonuje danego wyboru, to przyszłość nie może być odgórnie określona, ponieważ jest skutkiem ludzkiej, nieprzewidzianej decyzji. Ten zgrzyt przypomina nam o stanowisku Arystotelesa odnośnie tego, że określenie losu jako deterministycznego kłóci się z założeniem wolnej woli. 

Warto jednak zwrócić uwagę na to, że człowiek nie żyje w próżni i z próżni się nie wywodzi. Amerykański neurobiolog profesor Robert Sapolsky tłumaczy, że decyzje podejmowane przez człowieka nie są konsekwencją posiadania wolnej woli, ale mieszanki ewolucji, biologii oraz wcześniejszych doświadczeń danej jednostki. W wyniku tych czynników człowiek dokonuje danego wyboru, nawet jeśli jemu samemu wydaje się, że zrobił to w sposób losowy, ,,nie myśląc o tym”.

Przykładowo, proszę wyobrazić sobie osobę, która została poproszona przez eksperymentatora o wybranie liczby całkowitej w zakresie od 1 do 100. Eksperymentator poinformował wcześniej tę osobę, że jej decyzja nie będzie miała w żaden sposób wpływu na to co wydarzy się potem. Wydawać by się mogło, że postawiony w takiej sytuacji człowiek podejmie wybór całkowicie losowo. Jednak jakiś konkretny czynnik wpłynie na selekcję danej liczby, chociaż prawdopodobnie wykonawca tej prośby nie będzie zdawać sobie z tego sprawy. Niemniej jednak, jakiś impuls, skojarzenie lub myśl sprowokowana pewnym bodźcem sprawi, że osoba badana wybierze określoną liczbę. Człowiek nie podejmuje nawet pozornie akcydentalnego wyboru ,,sam z siebie”, lecz z powodu konkretnego czynnika. 

Proszę teraz sobie wyobrazić, że po wyborze danej liczby w sposób rzekomo losowy, eksperymentator jest w stanie dokonać cofnięcia czasu, w taki sposób, że osoba badana nie pamięta swojej wcześniejszej decyzji. Powołując się na poprzedni wniosek odnośnie bodźca prowokującego selekcję liczby, można dojść do konkluzji, że wybierze ona dokładnie tę samą opcję co wcześniej, chociaż założenie wolnej woli zakładałoby, że szanse na jej ponowny wybór wynoszą 1/100.

Z powyższego przykładu płynie wniosek, że wolna wola jako taka nie istnieje, decyzje jednostki są kształtowane przez określone czynniki - między innymi ewolucyjno-biologiczne, społecznościowe lub biograficzne (odnoszące się do wcześniejszych wydarzeń z jej życia). Wobec tego, ludzie jako kolektyw również są uwarunkowani odgórnie przez dane bodźce, a ich zachowania są odgórnie zdeterminowane.

Konkluzja

Wygląda na to, że po długiej i wyboistej drodze od starożytności po współczesność dotyczącej rozważań w kwestii tego, czy świat jest uwarunkowany deterministycznie, naukowcy dochodzili do rozmaitych wniosków. 

Proszę wybaczyć brak odwołania do kosmologii oraz geologii w drobnym rozdziale dotyczącym cykliczności czasu, jednak nie posiadam wystarczającej wiedzy w zakresie tych dziedzin, aby móc samodzielnie formułować wnioski na ich temat; warto również pamiętać, że chociaż fenomen nieskończonego czasu nie jest niczym nowym, to nie doczekał się dotąd traktowania z należytą uwagą i zaangażowaniem przez środowisko naukowe, dlatego w pewnych obszarach brakuje jasnego stanowiska dotyczącego tego tematu. 

Niemniej jednak powyższe dywagacje odnośnie natury czasu pod względem probabilizmu cząsteczek oraz wolnej woli człowieka skłaniają się ku wizji świata jako uwarunkowanego deterministycznie, w którym dzieje kolektywu oraz dzieje jednostki są nie tylko z góry określone, ale również nieskończone w swojej powtarzalności.