非決定論とは、出来事(あるいは特定の出来事、あるいは特定の種類の出来事)は原因を持たない、あるいは決定論的に原因を持たないという考え方である。
決定論とは反対で、偶然性に関連しています。自由意志の哲学的問題、特に形而上学的自由意志主義の形で、非常に重要な意味を持ちます。科学、特に物理学の量子論では、不確定性は、いかなる出来事も確実ではなく、あらゆる結果全体が確率的であるという信念です。ハイゼンベルクの不確定性原理とマックス・ボルンが提唱した「ボルンの規則」は、宇宙の不確定性を支持する出発点となることがよくあります。[ 1 ]不確定性は、アーサー・エディントン卿やマレー・ゲルマン によっても主張されています。不確定性は、フランスの生物学者ジャック・モノのエッセイ「偶然と必然」によって推進されました。物理学者兼化学者のイリヤ・プリゴジンは、複雑系における不確定性を主張しました。
非決定論者は原因の存在を否定する必要はない。むしろ、存在する原因は未来を単一の道筋に制約しない種類のものだけだと主張することができる。例えば、必要原因は存在するが十分原因は存在しないと主張することができる。必要/十分の区別は次のように機能する。
xがyの必要原因であるならば、 yの存在は、 xがyに先行していた ことを確実に意味する。しかし、 xの存在は、 yの発生を必ずしも意味するものではない。
xがyの十分原因である場合、 yの存在はxがyに先行していた可能性を示唆する。(ただし、別の原因zがyを引き起こす可能性もある。したがって、 yの存在はx、z、またはその他の原因の存在を必ずしも意味するものではない。)
不確定性が成り立ち、未来が不確定である場合でも、あらゆる事象には必然的な原因が存在する可能性がある。なぜなら、必然的な条件が単一の必然的な結果につながるわけではないからである。不確定性(あるいは確率的)な因果関係はあくまで可能性の一つであり、「あらゆる事象には原因がある」という表現は、不確定性を明確に述べているとは言えない。
因果関係を決定論的な関係として解釈すると、 AがBを引き起こす場合、Aの後には必ずBが続くことになる。しかし、この意味では、戦争が必ずしも死者を生むとは限らない(サイバー戦争を参照)。また、喫煙の瞬間が必ずしも癌を引き起こすとも限らない。そのため、多くの人が確率的因果関係の概念に目を向ける。非公式には、Aの発生がBの確率を高める場合、Aは確率的にBを引き起こす。これは、決定論的システムの不完全な知識を反映していると解釈されることもあるが、研究対象の因果システムが本質的に非決定論的性質を持っていることを意味すると解釈されることもある。(傾向確率は類似の考え方であり、確率は客観的に存在し、単に主体の知識の限界ではないとされる。)[ 2 ]
一様分布以外の任意の確率分布の実現値は、後者に従う確率変数(つまり「絶対ランダム」な確率変数[ 3 ] )に(決定論的な)関数(すなわち逆分布関数)を適用することと数学的に等しいことが証明できます。確率は決定論的な要素に含まれています。これを実証する簡単な方法としては、正方形内でランダムに射撃し、比較的大きな部分正方形を(決定論的に)より確率の高い結果として解釈することが挙げられます。
一般的に、不確定性と単に変数を測定できないこと(精度の限界)とは区別される。これは特に、量子力学のさまざまな解釈で提唱されている物理的不確定性の場合に当てはまる。しかし、一部の哲学者は、不確定性と予測不可能性は同義であると主張している。[ 4 ]
偶然性の概念について最も古い言及は、原子論の最古の哲学者であるレウキッポスによるもので、彼は次のように述べている。
「こうして宇宙は球状の形になった。原子は偶然的で予測不可能な動きに、速く絶え間なく従属するようになった。」[ 5 ]
アリストテレスは、考えられる原因を4つ(質料因、作用因、形式因、目的因)に分類しました。アリストテレスがこれらの原因に用いた言葉はαἰτίαι(aitiai、aetiologyのaitiaiと同じ)で、これは出来事を引き起こす複数の要因という意味で「原因」と訳されます。アリストテレスは、後に広まる「すべての出来事には(単一の)原因がある」という単純な考え方には賛同しませんでした。
アリストテレスは『物理学と形而上学』の中で、偶然(τύχη、 tukhe )のみによって引き起こされる偶発的な出来事(συμβεβηκός、sumbebekos )が存在すると述べた。そして、彼自身と初期の物理学者たちは、原因の中に偶然の入り込む余地を見出さなかったと指摘した。
アリストテレスが、物事の一般的な説明において偶然を決定的な要素とする見解からいかに距離を置いているかを見てきた。そして彼は概念的な根拠に基づいてそうしている。偶然の出来事は、定義上、異例であり、特定の説明的特徴を欠いていると彼は考えている。そのため、偶然の出来事は、完全な自然的説明を与えることができる事物の補集合を形成する。[ 6 ]
— RJ ハンキンソン、「原因」、『ブラックウェル版アリストテレス入門』
アリストテレスは、偶然の出来事を必然性と対比させた。
事故にも明確な原因はなく、偶然(τυχόν)、つまり不定(ἀόριστον)の原因があるだけです。[ 7 ]
生成と破壊の実際の過程とは別に、生成可能で破壊可能な原理と原因が存在することは明らかである。なぜなら、これが真実でないならば、すべては必然的なものとなるからである。つまり、生成され破壊されるものには、偶然以外の何らかの原因が必然的に存在しなければならないということである。これは起こるだろうか、それとも起こらないだろうか?もし起こるならば、起こる。そうでなければ起こらない。[ 8 ]
哲学者セクストゥス・エンピリクスは、ピュロン主義の原因論的立場を次のように説明している。
...原因の存在がもっともらしいことを示し、原因の存在を主張することが誤りであることを証明する原因もまたもっともらしく、そして、先に指摘したように、合意された兆候、基準、または証明がないため、これらのどれかを他のものより優先する方法がない場合、ドグマティストの主張に従うならば、原因の存在についても判断を保留し、それらは存在しないのと同様に存在すると言わなければならない[ 9 ]。
エピクロスは、原子が虚空を移動する際に、本来定められた経路から「逸れる」(クリナメン)ことがあり、それによって新たな因果連鎖が生じると主張した。エピクロスは、こうした逸れによって、私たちは自らの行動により責任を持つことができるようになると主張した。もしすべての行動が決定論的に引き起こされるのであれば、それは不可能なことである。エピクロス主義においては、厳密な決定論よりも、時折起こる恣意的な神々の介入の方が好ましいと考えられた。
1729年のジャン・メスリエの遺言書には次のように記されている。
「物質は、その能動的な力によって、盲目的に動き、作用する。」[ 10 ]
ロム・マシンのジュリアン・オフロワ・ドゥ・ラ・メトリーの直後。 (1748 年、アノン) は次のように書きました。
「もしかしたら、人間の存在の原因は、存在そのものにあるのかもしれない。もしかしたら、人間は偶然にも、何の理由もなく、この地球上のどこかの場所に放り込まれたのかもしれない。」
彼の反セネク[ Traité de la vie heureuse, par Sénèque, avec un Discours du traducteur sur le même sujet , 1750] には次のように書かれています。
「そして、人生において、偶然が私たちを突き落としたのだ。」[ 11 ]
19世紀、フランスの哲学者アントワーヌ=オーギュスタン・クールノーは、偶然を非線形的な原因の連鎖として、新たな方法で理論化した。彼は『我々の知識の基盤に関する試論』(1851年)の中で次のように述べている。
「その可能性が実際に存在するのは、稀少性によるものではない。むしろ、偶然性によって、他の多くの可能性が生み出されるのだ。」[ 12 ]
ティキズム(ギリシャ語: τύχη 「偶然」)は、 1890年代にアメリカの哲学者チャールズ・サンダース・パースによって提唱されたテーゼである。 [ 13 ]絶対的な偶然、または自発性とも呼ばれるものが、宇宙で作用する実際の要因であると主張する。これは、アルバート・アインシュタインのよく引用される格言「神は宇宙とサイコロ遊びをしない」の正反対であると同時に、ヴェルナー・ハイゼンベルクの不確定性原理の初期の哲学的先駆けであると考えることができる。
もちろん、パースは宇宙に法則が存在しないと主張しているわけではない。むしろ、完全に偶然の世界は矛盾であり、したがって不可能だと主張している。完全な無秩序そのものが一種の秩序なのである。彼が提唱する立場は、宇宙には規則性と不規則性の両方が存在するというものだ。
カール・ポパーは[ 14 ]、パースの理論は当時ほとんど注目されず、他の哲学者たちは量子力学の台頭まで非決定論を採用しなかったと述べている。
1931年、アーサー・ホリー・コンプトンは量子不確定性に基づく人間の自由の考え方を提唱し、マクロな世界に偶然性をもたらすために微視的な量子事象の増幅という概念を発明した。彼のやや奇妙なメカニズムでは、増幅器にダイナマイトの棒を取り付け、シュレーディンガーの猫のパラドックスを予見していた。[ 15 ]
コンプトンは、自身の考えが偶然を行動の直接の原因としているという批判に対し、 1955年のアトランティック・マンスリー誌の記事で、自身の考えが二段階構造であることを明確にした。まず、様々なランダムな出来事が起こり得る。次に、選択行為に決定的な要因が加わる。
既知の物理的条件の集合だけでは、これから起こる出来事を正確に特定するには不十分である。これらの条件は、可能な限り、起こりうる出来事の範囲を定義し、その中から特定の出来事が起こる。人が自由を行使するとき、選択という行為によって、物理的条件では提供されない要素を自ら加え、それによって何が起こるかを自ら決定する。そうしていることは、本人にしか分からない。外から見ると、その行為には物理法則の働きしか見えない。自分が意図したことを実際に行っているという内なる認識こそが、行為者自身に自分が自由であることを告げるのである。[ 16 ]
コンプトンは20世紀の科学における非決定論の台頭を歓迎し、次のように書いている。
この重要なテーマについて私自身が考えていることは、科学のどの初期段階よりもずっと満足のいく精神状態にあるということです。物理法則の記述が正しいと仮定すると、(ほとんどの哲学者がそうであったように)自由の感覚は幻想であると仮定しなければならなかったでしょうし、あるいは(自由な)選択が有効であると考えるならば、物理法則は信頼できないものだったでしょう。このジレンマは、厄介なものでした。[ 17 ]
コンプトンは、イギリスのアーサー・エディントンとともに、1920年代後半から1930年代にかけて英語圏でハイゼンベルクの不確定性原理を用いて「自由意志の解放」を主張した数少ない著名な物理学者の一人であったが、彼らの努力は物理学や哲学の批判だけでなく、何よりも激しい政治的・イデオロギー的キャンペーンに直面した。[ 18 ]
ポパーは著書『客観的知識』に収録されているエッセイ「雲と時計について」の中で、 非決定論的システムの比喩である「雲」と、決定論的システムを意味する「時計」を対比させた。彼は非決定論の側に立って、次のように書いている。
私は、最も精密な時計でさえも、すべての時計はある程度雲であると主張したパースの主張は正しかったと思います。これは、すべての雲が時計であるという誤った決定論的見解の最も重要な逆転だと思います[ 19 ]。
ポッパーは傾向確率の提唱者でもあった。
ケインは自由意志に関する現代哲学の第一人者の一人であった。[ 20 ] [ 21 ] 哲学界で「リバタリアン的自由」と呼ばれるものを提唱するケインは、「(1) 代替の可能性(または行為者が別の行動をとる力)の存在は、自由に行動するための必要条件であり、(2) 決定論は代替の可能性と両立しない(別の行動をとる力を排除する)」と主張する。[ 22 ]ケインの立場の核心は、代替の可能性(AP)の擁護ではなく、ケインが究極的責任(UR)と呼ぶ概念に基づいている。したがって、APは自由意志の必要条件ではあるが、十分条件ではない。私たちの行動には(形而上学的に)現実的な代替案が存在することが必要であるが、それだけでは十分ではない。私たちの行動は、私たちの制御下になくてもランダムになり得る。制御は「究極的責任」に見出される。
ケインの描く創造の究極的な責任を可能にするのは、彼が「自己形成行為」またはSFAと呼ぶもの、つまり人々が相反する意志を経験する決断の迷いの瞬間である。これらのSFAは、URに必要な、行為者の人生史における未決定で後退を止める自発的な行為または抑制である。URは、私たちの自由意志で行われるすべての行為が未決定であり、したがってすべての行為や選択において別の行動をとることができたことを要求するものではない。必要なのは、私たちの選択と行為の一部が未決定であること(したがって別の行動をとることができたこと)、すなわちSFAのみである。これらは私たちの性格や性質を形成し、将来の選択、理由、行動の動機に影響を与える。もし人が性格形成的な決定(SFA)を行う機会があったならば、その人はその性格の結果として生じる行為に対して責任を負う。
マーク・バラゲールは著書『自由意志は未解決の科学的問題である』 [ 23 ]の中で、ケインと同様の主張を展開している。彼は、概念的に自由意志には非決定論が必要であり、脳が非決定論的に振る舞うかどうかは、さらなる実証的研究の対象となるべきだと考えている。彼はまた、この問題について「非決定論的自由意志の科学的に信頼できるバージョン」[ 24 ]という著作も発表している。
確率論において、確率過程(またはランダム過程)は、決定論的過程(または決定論的システム)の対義語です。例えば常微分方程式の解のように、過程が時間とともにどのように変化するかという一つの可能性だけを扱うのではなく、確率過程(またはランダム過程)では、確率分布によって記述される将来の変化に不確定性があります。これは、初期条件(または開始点)が分かっていても、過程がたどる可能性のある経路は多数存在し、ある経路はより起こりやすく、他の経路は起こりにくいことを意味します。
ニュートン物理学が因果的決定論を証明するという考えは、近世初期に非常に大きな影響力を持っていた。「こうして物理的決定論は啓蒙された人々の間で支配的な信仰となり、この新しい信仰を受け入れない者は皆、蒙昧主義者で反動的であるとみなされた」[ 25 ] 。しかし、「ニュートン自身も数少ない異論者の一人と言えるだろう。彼は太陽系を不完全なものとみなし、したがって滅びる可能性が高いと考えていた」[ 26 ] 。
古典的なカオスは、三体問題のような決定論的なシステムでも発生する可能性があるため、通常は非決定論の例として考えられていない。
ジョン・アーマンは、ほとんどの物理理論は非決定論的であると主張している。[ 27 ] [ 28 ]例えば、ニュートン力学では、粒子が無限遠に向かって連続的に加速する解が存在する。問題となっている法則の可逆性の時点では、粒子は既存の状態に促されることなく内側に向かうこともできる。彼はこのような仮説上の粒子を「スペースインベーダー」と呼んでいる。
ジョン・D・ノートンは、粒子が最初にドームの正確な頂点に位置するという、ノートンのドームとして知られる別の非決定論的シナリオを提案した。 [ 29 ]
分岐時空は、非決定論と特殊相対性理論を統合する理論である。このアイデアはヌエル・ベルナップによって提唱された。[ 30 ]一般相対性理論の方程式は、非決定論的解と決定論的解の両方を許容する。
ルートヴィヒ・ボルツマンは、統計力学と現代の原子論の創始者の一人です。彼は、熱力学第二法則が無秩序から生じる統計法則であることを発見したことで知られています。また、秩序ある宇宙は、広大な混沌の海の中の小さな泡に過ぎないという説も唱えました。ボルツマン脳は、これと似た考え方です。
ダーウィン進化論は、ハーバート・スペンサーの初期の進化論に比べて、ランダムな突然変異の偶然性要素への依存度が高い。しかし、進化論が真の存在論的非決定論を必要とするかどうかは議論の余地がある[ 31 ]。
ジャック・モノはエッセイ『偶然と必然』 (1970年)の中で、生物学における目的因果の役割を否定し、代わりに効率的な因果と「純粋な偶然」の混合が目的論、つまり単なる見かけ上の目的性につながると主張した。
日本の理論集団遺伝学者である木村元夫は、進化における不確定性の役割を強調している。分子進化の中立理論によれば、「分子レベルでは、ほとんどの進化的な変化は、選択に直面しても同等である遺伝子変異体のランダムな浮動によって引き起こされる」 [ 32 ]。
プリゴジンは1997年の著書『確実性の終焉』の中で、決定論はもはや有効な科学的信念ではないと主張している。「宇宙について知れば知るほど、決定論を信じることは難しくなる」。これは、ニュートン、アインシュタイン、シュレーディンガーのアプローチとは大きく異なる。彼らは皆、決定論的な方程式を用いて自らの理論を表現していた。プリゴジンによれば、不可逆性と不安定性に直面すると、決定論はその説明力を失う。[ 33 ]
プリゴジンは、決定論をめぐる論争をダーウィンにまで遡り、ダーウィンが個体の変動性を進化する集団に基づいて説明しようとしたことが、ルートヴィヒ・ボルツマンに、個々の粒子ではなく粒子の集団という観点から気体の挙動を説明するよう促したと述べている。[ 34 ]これにより、統計力学の分野が生まれ、気体は不可逆過程を経るという認識に至った。決定論的物理学では、すべての過程は時間反転可能であり、つまり、時間的に前進するだけでなく後退することもできる。プリゴジンが説明するように、決定論は根本的に時間の矢の否定である。時間の矢がなければ、決定された「過去」に続き、不確定な「未来」に先行する「現在」と呼ばれる特権的な瞬間はもはや存在しない。すべての時間は単に与えられており、未来は過去と同様に決定されているか、不確定である。不可逆性によって、時間の矢が物理学に再び導入される。プリゴジンは、拡散、放射性崩壊、太陽放射、気象、生命の出現と進化など、不可逆性の多くの例を挙げている。気象システムと同様に、生物は熱力学的平衡から大きくかけ離れた不安定なシステムである。不安定性は、標準的な決定論的説明では説明できない。むしろ、初期条件に対する感度のため、不安定なシステムは統計的に、つまり確率の観点からのみ説明できる。
プリゴジンは、ニュートン物理学はこれまで3回「拡張」されてきたと主張している。最初は量子力学における波動関数の使用、次に一般相対性理論における時空の導入、そして最後に不安定系の研究における非決定論の認識である。
かつて物理科学では、あるシステムで観察される挙動が予測できない場合、それは詳細な情報が不足しているためであり、十分に詳細な調査を行えば最終的には決定論的な理論が得られると考えられていた(「サイコロに作用するすべての力を正確に把握できれば、どの数字が出るかを予測できるだろう」)。
しかし、量子力学の出現により、そのアプローチの根拠が失われ、(少なくともコペンハーゲン解釈によれば)物質の最も基本的な構成要素が時として非決定論的に振る舞うという主張がなされました。これは波動関数の崩壊に由来し、測定時のシステムの状態は一般に予測できません。量子力学は、ボルン規則によって与えられる可能な結果の確率のみを予測します。波動関数の崩壊における非決定論的な振る舞いは、観測者依存性を持つコペンハーゲン解釈の特徴であるだけでなく、客観的崩壊や他の理論にも共通する特徴です。
量子非決定論の反対者は、いわゆる隠れた変数[ 35 ]と呼ばれる追加情報によって明確な結果を決定できる新しい理論を定式化することで、決定論を回復できると示唆した。例えば、1935年にアインシュタイン、ポドルスキー、ローゼンは「物理的現実の量子力学的記述は完全であると考えられるか?」というタイトルの論文を書き、局所性の原理を維持するためにはそのような理論が実際に必要であると主張した。1964年、ジョン・S・ベルはこれらの局所隠れ変数理論の理論的テストを定義することができたが、これはクラウザー、ホーン、シモニ、ホルトの研究によって実行可能な実験的テストとして再定式化された。1980年代のアラン・アスペによるテストの否定的結果は、実験に関する特定の仮定が成り立つ限り、そのような理論を排除した。したがって、決定論的再定式化を含む量子力学のいかなる解釈も、局所性を否定するか、反事実的確定性を完全に否定するかのいずれかでなければならない。デイヴィッド・ボームの理論は、非局所的決定論的量子理論の代表的な例である。
多世界解釈は決定論的であると言われているが、実験結果は依然として予測できない。実験者は自分がどの「世界」にたどり着くのかを知らないからだ。厳密に言えば、反事実的な確定性は欠如している。
量子力学における非決定論の顕著な帰結の一つは、ハイゼンベルクの不確定性原理であり、これは粒子のすべての性質を同時に正確に測定することを不可能にする。
原始的なゆらぎとは、初期宇宙における密度変動のことで、宇宙のあらゆる構造の種と考えられています。現在、その起源に関する最も広く受け入れられている説明は、宇宙インフレーションの文脈でなされています。インフレーション理論によれば、インフレーション中のスケールファクターの指数関数的な増加により、インフラトン場の量子ゆらぎが巨視的なスケールまで引き伸ばされ、事象の地平線を離れると「凍結」します。放射優勢期と物質優勢期の後期には、これらのゆらぎが再び事象の地平線に入り、構造形成の初期条件が設定されたとされています。
ビョルン・ブレムスやクリストフ・コッホなどの神経科学者は、脳内の熱力学的に確率的なプロセスが自由意志の基礎であり、ハエのような非常に単純な生物でさえ自由意志の一形態を持っていると信じています。[ 36 ]ロバート・ケインなどの哲学者も同様の考えを提唱しています。
ビョルン・ブレムスは、非決定論が非常に低レベルで必要な前提条件であることを認めつつも、道徳や責任といった問題に取り組むには到底十分ではないと述べている。[ 36 ]
アインシュタインや決定論を主張した他の人々に反して、イギリスの天文学者アーサー・エディントン卿が提唱した非決定論は、物理的対象には物理学者の理解の認識論的限界によるものではない、存在論的に未決定な要素があると主張する。したがって、不確定性原理は必ずしも隠れた変数によるものではなく、自然そのものの非決定性によるものとなる。[ 37 ]
決定論と非決定論は、デイヴィッド・ボーム の著書『現代物理学における因果律と偶然性』で考察されている。彼は、決定論は根底にある非決定論から(大数の法則を介して)生じる可能性があり、[ 38 ]また非決定論は決定論から(例えば、古典的なカオスから)生じる可能性があるため、宇宙は因果律とカオスの層が交互に重なったものとして捉えることができると推測している。[ 39 ]
確定性、より正確には物理的不確定性とは、物理世界のすべての出来事が絶対的な精度で予め決定されているわけではないという教義にすぎない。
ラッセル、バートランド。「倫理の要素」。『哲学論文集』、1910年。