Luku 2: Oletukset todellisuuden luonteesta.
Edellinen alaluku: 2.6. Erillisen ilmaantuminen
Seuraava alaluku: 2.10. Kehittyminen
Demoni ja Aasi
Laplacen demoni: “Äly, joka tietyllä hetkellä tietäisi kaikki voimat, jotka aiheuttavat todellisuuden liikkeet, kaikkien asioiden kaikki sijainnit, joista todellisuus muodostuu, jos tämä äly olisi riittävän voimakas käsittämään ja analysoimaan kaiken tämän tiedon, se voisi yhdistää niin suurimpien kappaleiden kuin pienimpien atomien liikkeet yhteen yhtälöön; Sille älylle mikään ei olisi epävarmaa ja tulevaisuus, kuten menneisyyskin, olisi nykyhetkeä sen silmien alla” (Laplace 1814).
Descartesin ja Malebranchen mielestä eläimet ovat koneita ja vain ihmiset kykenevät ajattelemaan (Malebranche 1680 s.394). Puiden päätökset kasvattaa oksansa tietynlaisiksi on onnistuttu palauttamaan ennustettaviin sääntöihin (Mandelbrot 1980). Aasit ovat toistaiseksi pitäneet salaisuutensa.
Buridanin aasi seisoo puolivälissä kahta identtistä heinäpaalia (Viitattu: Rescher 2005). Aasi ei osaa päättää kahden identtisen ratkaisun välillä ja kuolee nälkään (ibid). Tällä Jean Buridan kritisoi ajatusta, että aasi olisi kone ja argumentoi aasin vapaan tahdon puolesta.
Voiko syyn ja seurauksen lain perusteella Laplacen demoni, joka tietää täydellisesti Buridanin aasin aivojen lähtötilan, ennustaa kumman täysin identtisen vaihtoehdon aasi valitsee?
Kvanttimekaniikka on epävarmaa (Heisenberg 1927; Schrödinger 1926). Kvanttitasolla sama syy voi aiheuttaa useita erilaisia seurauksia, sama seuraus voi aiheutua useista erilaisista syistä. Tismalleen sama lähtötilanne voi johtaa erilaisiin lopputilanteisiin.
Terminator 2: Tuomion Päivä (1991)
Bellin teoreeman mukaan kvanttiaallon luhistuminen luo aidosti satunnaista informaatiota (Bell 1964). Informaatiota, jota ei voida palauttaa mihinkään aiheuttajaan, eikä ennustaa minkään aiheuttajan ominaisuuksista käsin. Informaatiota, jota Laplacen demoni ei voi ennustaa, vaikka tietäisi lähtötilanteen täydellisesti. Kyse ei ole uudesta asiasta, joka nyhjäistäisiin tyhjästä. Kyse on energia-aalloista, joiden ominaisuudet muuttuvat toistaisen parhaan tiedon perusteella aidon satunnaisesti.
Kaikki asiat ovat energiaa, kaikki asiat ovat toiminnan järjestelmiä. Toiminnan järjestelmiä, jotka olennaisesti kätkevät sisäänsä satunnaisuutta.
Kompleksisuus on paljon enemmän kuin monimutkaisuutta. Kompleksinen järjestelmä ilmaantuu monien vuorovaikutteisten osien yhtäaikaisesta, yhteenkietoituneesta ja keskinäisesti palautteellisesta yhteisvaikutuksesta.
Kaaos tarkoittaa kompleksisen järjestelmän arvaamatonta käyttäytymistä. Prosessin sisäinen palautteellisuus luo suuren herkkyyden pikkuriikkisille muutoksille. Järjestelmän epävakaus tekee sen herkäksi satunnaisuudelle.
Universumin tyypillinen taipumus ratkaista tämä nk. ‘kolmen kappaleen ongelma’ on löytää vakaus sinkoamalla kolmas kappale avaruuteen.
“Anna minulle yksi ihminen, niin näytän pyhimyksen, anna kaksi vertaista ja he rakastuvat, anna kolme niin näytän murhan” – Tuntematon.
Kvanttimekaanisen tason sisältämä satunnaisuus ei suoraan johda satunnaisuuteen korkeammilla kompleksisuuden tasoilla. Pääasiassa käsitteellisesti eroteltavissa olevat asiat ovat toimintakokonaisuuksien ei-kaoottisia tasapainotiloja. Esimerkiksi vedyn, hapen tai veden ominaisuudet eivät satunnaisesti vaihtele. Ne ovat toiminnan tasapainotilassa, jossa kaaos on kurissa ja siksi vedyn, hapen tai veden ‘ilmiö’ jatkuu ylläpitäen samat ominaisuudet.
Vedyn, hapen tai veden ei-kaoottinen kokonaisuus supervenioi kaoottisia osiaan luoden kaavamaisuutta pysyäkseen olemassa, jos se ei tekisi näin, kokonaisuus hajoaisi. Tämä pätee niin molekyyliin, moottoriin kuin Moldovaan. Ne tarvitsevat toiminnan kaavamaisuutta, vakautta ja ennakoitavuutta pysyäkseen koossa. Pääasiassa olemassa olevat, olemassa pysyvät, asiat eivät ole kaoottisia. Juuri siksi ne ovat olemassa.
Alku- ja lopputilat ovat.
Kvanttimekaaninen satunnaisuus saa aikaan suurta satunnaisuutta hyvin pienissä toiminnan kokonaisuuksissa, esimerkiksi fotonien, eli valohiukkasten ominaisuuksissa. Valohiukkaset ovat satunnaisia ja kaoottisia yksittäin, mutta suuret määrät valohiukkasia, esimerkiksi auringonpaiste ja sen ominaisuudet, ovat varsin vakaita ja ennakoitavia. Tämä johtuu suurten numeroiden laista.
Suurten numeroiden laki tarkoittaa, että yhden nopanheiton tulos voi olla täysin ennakoimattomasti mitä vain välillä 1-6, mutta heittomäärän kasvaessa ennustettavuus kasvaa ja heittojen mitattu keskiarvo väistämättä lähestyy teoreettista keskiarvoa (Bernouilli 1713).
Eli jos esimerkiksi yksittäisellä fotonilla on täysin satunnaisesti määräytyvä 50% todennäköisyys läpäistä tietynlainen kalvo on kuitenkin kohtuullisen varmaa ja ennakoitavaa, että miljardista fotonista noin puolet läpäisevät kalvon. Suurten numeroiden laki tekee suuresta määrästä satunnaisuuksia ja epävakaisuuksia kokonaisuuden tasolla ennakoitavan ja vakaan.
Suuret kokonaisuudet voivat olla suurten numeroiden lain ansiosta vakaita, vaikka niiden osat olisivat epävakaita. Sama on kuitenkin totta myös päinvastoin. Kokonaisuudet voivat olla kaoottisia, vaikka osat eivät olisi epävakaita, esimerkkinä edellä esitetty kolmen identtisen kappaleen painovoimakenttä. Kappaleiden ominaisuudet ovat vakaita, mutta järjestelmän liikeradat ovat silti kaoottisia.
Avaruusraketin lentorata toiselle planeetalle on monimutkaista, ihmiset onnistuvat sen ennustamisessa hyvin. Sään ennustaminen on kompleksista, ihmiset onnistuvat sen ennustamisessa huonosti. ‘Sää’ on kompleksinen kaoottinen ilmiö. Avaruusfysiikka on monimutkaista ja ennakoitavaa, sosiologia on kompleksista ja kaoottista.
Kuuluisan vertauksen mukaan perhosen siiven lehahdus Brasiliassa voi aiheuttaa tornadon Texasissa (Lorenz 1963). Tätä on kaaos. Pikkuriikkinen muutos ilmiön lähtötilassa voi aiheuttaa valtavan suuren muutoksen lopputilassa. Pikkuriikkistä muutosta, joka johtaa kaoottisessa järjestelmässä valtavan suureen muutokseen kutsutaan perhosvaikutukseksi.
Jerusalemin traditio maailmasta mysteerinä ja tiedosta uskon asiana toteutui maailmanhistoriassa uudelleen ja uudelleen, mutta Ateenan traditio puhkesi kukkaan yksittäisenä sattumana. Kun ensin ihmiskunta oli polkenut paikallaan kymmeniä tuhansia vuosia yhtäkkiä kehitys ampaisi hurjaan laukkaan. Pieni sattuma. Ratkaiseva vaikutus.
Murphyn lain mukaan jos teet asian äärettömän monta kertaa pienimmätkin todennäköisyydet toteutuvat vuorenvarmasti (Bloch 1977). Kansanomaisemmin jos jokin voi mennä pieleen, se menee ennenpitkää varmasti pieleen toistojen määrän kasvaessa. Jos noppaa heitetään äärettömän monta kertaa tulee väistämättä eteen se kerta kun heittäjä heittää kuutosen miljoona kertaa putkeen.
Murphyn laki (Bloch 1977) voimistaa todellisuuden kaoottisuutta. Laskar ja Gastineau ajoivat kaksi tuhatta simulaatiota aurinkokuntamme planeettojen liikkeistä viisi miljardia vuotta eteenpäin niin, että jokaiseen simulaatioon oli muutettu merkuriuksen etäisyyttä auringosta yhdellä metrillä. (Laskar & Gastineau 2009). Noin 200 simulaatiossa merkurius joko törmäsi venukseen tai syöksyi aurinkoon (ibid). Yhdessä simulaatiossa kahdestatuhannesta koko aurinkokunta tuli epävakaaksi ja kaikki planeetat, joko syöksyivät aurinkoon tai lensivät kiertoradoiltaan ulkoavaruuteen (ibid). Vain vakaat järjestelmät ovat edelleen olemassa. Vain pikkuruiset muutokset joskus riittävät epävakauteen.
On mahdollista, että maapalloa ei olisi lainkaan olemassa.
On mahdollista, että olisi enämmän tai vähemmän kuin neljä ulottuvuutta.
On mahdollista, että muutama odottamattoman satunnaisesti samalla tavoin varautunutta fotonia iskeytyy molekyyliin ja juuri ja juuri ylittää molekyylin sidosteen kestokyvyn. Yhdiste odottamattoman satunnaisesti purkautuu erillisiksi molekyyleiksi, jotka vuorostaan liittyvät toisiin yhdisteisiin, jotka vapauttavat uudet molekyylit, jotka liittyvät toisiin yhdisteisiin. Fotonien satunnaisuuden aiheuttama perhosvaikutus käynnistää ketjureaktion, joka levitessään saa aikaan pienen kutinan, johon perhonen Brasiliassa reagoi lehahduttamalla siipeään. Vuotta myöhemmin Texasiin iskee satunnainen ja ennakoimaton tornado. Tornado tappaa ihmisen, joka olisi muuten kehittänyt tietoisen tietokoneen, ‘jumalan koneesta’.
Alkuräjähdyksen alkuhetket olivat ainutlaatuisen kaoottisia ja pikkuriikkisillä satunnaisuuksilla oli totaalinen vaikutus. Herää mielenkiintoinen kysymys. ‘Jumalan’ puhaltaessa energian tyhjyyteen, tiesikö hän mitä oli tekemässä?
Koska kaikki järjestelmät ovat avoimia. Koska todellisuus on Yksi lomittuneiden kausaaliketjujen vyyhti tästä hetkestä takaisin absoluuttiseen alkupisteeseen. Koska todellisuus on Yksi kaoottinen kompleksinen järjestelmäkokonaisuus, pienimmänkin satunnaisuuden olemassaolo riittää tekemään todellisuuden tulevaisuudesta kokonaan ennakoimattoman.
Oletukset:
– Todellisuus sisältää satunnaisuutta.
– Todellisuus sisältää kaoottisia järjestelmiä.
– Jos jokin voi tapahtua, se ennenpitkää tapahtuu toistojen määrän kasvaessa.
– Kaikki järjestelmät ovat avoimia. Kaikki kytkeytyy kaikkeen.
> Pienikin satunnaisuus väistämättä tuottaa suurta satunnaisuutta.
Väittämä: Tulevaisuus ei ole määrätty. Kohtaloa ei ole olemassa.
Päätelmä: Ilmiöitä, siten ajatuksia, siten tekoja, siten historiaa ei voi ennustaa, eikä niitä ole sidottu tiettyyn tulokseen.
Digitaaliportti on sähkömekaaninen laite, joka muuntaa vaihtelevan sähköjännitteen, joko nollaksi tai ykköseksi. Välillä on hetkiä kun jännite on juuri puolivälissä, eikä tulos ole nolla eikä yksi. Jännitteen luontainen epävakaus kuitenkin vain nanosekunneissa päättää välitilan. On mahdollista, että tuossa herkkääkin herkemmässä epävakauden tilassa pienistäkin pienin aito satunnaisuus kanttimekaanisissa sähkömagneettikentissä tuottaa aiheutuvaan päätökseen aitoa satunnaisuutta.
Aasin ajatuksen muodostuminen on neuronien kompleksisessa kaoottisessa vuorovaikutusverkossa ilmaantuva sähkökemiallinen ilmiö. Aasin on mahdollista valita satunnaisesti kumpi tahansa heinäpaali ja vaikka jumala olisi kaikkitetävä, hänkään ei välttämättä kykene nykyhetken perusteella ennustamaan aasin valintaa.
Päätelmä: ‘Laplacen demoni’ ei osaa ennustaa kummasta heinäpaalista ‘Buridanin aasi’ syö.
Vaikka todellisuuden ilmiöistä vain miljardisosa määräytyisi satunnaisesti, kaaoksen voima ja historian pituus tekisi historian lopputuloksen ennustamisen väistämättä mahdottomaksi.
Satunnaisuus on suurinta toisaalta hyvin pienissä ja toisaalta hyvin suurissa kokonaisuuksisa. Lähes aina keskikokoisia kokonaisuuksia voidaan ennakoida, mutta mitä suuremmista ja kompleksisemmista kokonaisuuksista on kysymys, sitä enemmän tulevaisuuspolussa on risteyksiä, joissa hyvin pienet tönäisyt riittävät muuttamaan suurten järjestelmien tulevaisuuden suunnan.
Todellisuusmyrsky. Eteenpäinjylisevien kausaaliketjujen vyyhti. On avoinna mutaatioille, kaoottiselle evoluutiolle.
Lähdeluettelo:
Sisällysluettelo:
Johdanto ja sisällys tähän lukuun.
Koko artikkelisarjan sisällys.
AI APPENDIX
Yhteenveto
Tämä artikkeli tarkastelee todellisuuden luonnetta mutaation, satunnaisuuden ja kaaoksen käsitteiden kautta. Se haastaa deterministisen maailmankuvan, jossa kaikki tapahtumat olisivat ennalta määrättyjä. Tekstissä esitellään Laplacen demonin ja Buridanin aasin ajatuskokeet, jotka kyseenalaistavat täydellisen tiedon ja ennustettavuuden. Artikkelissa syvennytään kvanttimekaniikan epävarmuuteen, Bellin teoreeman osoittamaan aitoon satunnaisuuteen sekä kaaoksen ja kompleksisuuden eroihin. Perhosvaikutuksen avulla kuvataan, kuinka pienet muutokset voivat aiheuttaa suuria, arvaamattomia seurauksia kaoottisissa järjestelmissä. Lisäksi käsitellään suurten lukujen lakia, joka selittää vakauden syntymistä suurissa satunnaisten tapahtumien joukoissa, sekä Murphyn lakia, joka liittyy harvinaisten tapahtumien toteutumiseen toistojen myötä.
Usein kysytyt kysymykset
Mitä Laplacen demoni tarkoittaa?
Laplacen demoni on kuvitteellinen äly, joka tietäessään kaikkien hiukkasten paikat ja liikemäärät tietyllä hetkellä voisi laskea maailmankaikkeuden koko menneisyyden ja tulevaisuuden. Artikkelissa kuitenkin todetaan, että kvanttimekaniikan satunnaisuus tekee tämän mahdottomaksi.
Miten Bellin teoreema liittyy satunnaisuuteen?
Bellin teoreeman mukaan kvantti-ilmiöt tuottavat aidosti satunnaista informaatiota, jota ei voi ennustaa edes täydellisellä tiedolla järjestelmän lähtötilasta. Tämä on yksi keskeinen argumentti todellisuuden perustavanlaatuista satunnaisuutta vastaan.
Mikä on kompleksisuuden ja kaaoksen ero?
Kompleksinen järjestelmä syntyy monien osien vuorovaikutuksesta, kun taas kaaos on tällaisen järjestelmän arvaamatonta käyttäytymistä. Kaoottiset järjestelmät ovat erittäin herkkiä pienille muutoksille (perhosvaikutus), mikä tekee niiden kehityksen ennustamisesta pitkällä aikavälillä mahdotonta.
Miten suurten numeroiden laki selittää ennustettavuutta?
Vaikka yksittäinen satunnainen tapahtuma, kuten nopanheitto, on arvaamaton, suurten numeroiden lain mukaan suuri määrä toistoja johtaa ennustettavaan lopputulokseen. Esimerkiksi miljoonan nopanheiton keskiarvo on hyvin lähellä teoreettista keskiarvoa 3,5. Tämä laki selittää, miten satunnaisuus voi tuottaa vakautta makrotasolla.
Voiko Laplacen demoni ennustaa Buridanin aasin valinnan?
Ei. Artikkelin mukaan edes Laplacen demoni ei voisi ennustaa Buridanin aasin valintaa kahden identtisen heinäpaalin välillä, koska aasin aivojen toiminta on kompleksinen ja kaoottinen sähkökemiallinen prosessi. Tämä mahdollistaa aidosti satunnaisen valinnan, jota ei voi deterministisesti ennustaa.
Avainkäsitteet
-
Bellin teoreeman mukaan kvantti-ilmiöt tuottavat aidosti satunnaista informaatiota, jota ei voi ennustaa.
Bellin teoreeman mukaan kvanttiaallon luhistuminen luo aidosti satunnaista informaatiota (Bell 1964).
-
Kaaos tarkoittaa kompleksisen järjestelmän arvaamatonta käyttäytymistä, joka on herkkä pienille muutoksille.
Kaaos tarkoittaa kompleksisen järjestelmän arvaamatonta käyttäytymistä. Prosessin sisäinen palautteellisuus luo suuren herkkyyden pikkuriikkisille muutoksille.
-
Perhosvaikutus kuvaa, kuinka pieni muutos järjestelmän alkutilassa voi aiheuttaa valtavan suuren muutoksen lopputilassa.
Pikkuriikkistä muutosta, joka johtaa kaoottisessa järjestelmässä valtavan suureen muutokseen kutsutaan perhosvaikutukseksi.
-
Suurten numeroiden lain mukaan yksittäisten tapahtumien satunnaisuus tasoittuu suurissa määrissä, mikä johtaa ennustettavuuteen ja vakauteen.
Suurten numeroiden laki tekee suuresta määrästä satunnaisuuksia ja epävakaisuuksia kokonaisuuden tasolla ennakoitavan ja vakaan.
-
Murphyn lain mukaan on väistämätöntä, että epätodennäköinenkin tapahtuma toteutuu, jos sitä yritetään riittävän monta kertaa.
Murphyn lain mukaan jos teet asian äärettömän monta kertaa pienimmätkin todennäköisyydet toteutuvat vuorenvarmasti (Bloch 1977).
-
Artikkelin pääväittämä on, että tulevaisuus ei ole ennalta määrätty, koska todellisuus sisältää aitoa satunnaisuutta ja kaoottisia järjestelmiä.
Väittämä: Tulevaisuus ei ole määrätty. Kohtaloa ei ole olemassa.
Mainitut henkilöt ja käsitteet
Hypoteettinen äly, joka tietäessään kaiken nykyhetkestä voisi ennustaa tulevaisuuden. Artikkelissa tätä pidetään kvanttimekaniikan vuoksi mahdottomana.
Filosofinen ongelma, jossa aasi kuolee nälkään, koska ei osaa valita kahden identtisen heinäpaalin väliltä. Sitä käytetään esimerkkinä vapaasta tahdosta ja satunnaisesta valinnasta.
Fysiikan teoreema, jonka mukaan kvanttimekaaniset mittaukset voivat tuottaa aidosti satunnaisia tuloksia, joita ei voi ennustaa.
Kaaosteorian käsite, jonka mukaan pieni muutos (kuten perhosen siivenisku) voi aiheuttaa suuria ja ennakoimattomia seurauksia monimutkaisessa järjestelmässä.
Kansanomainen periaate, jonka mukaan "jos jokin voi mennä pieleen, se myös menee pieleen", mikä artikkelissa liitetään toistojen vaikutukseen todennäköisyyksiin.
Keskiaikainen filosofi, joka käytti aasi-esimerkkiä kritisoidessaan ajatusta, että eläimet olisivat pelkkiä koneita, ja argumentoi vapaan tahdon puolesta.