Причинность и каузальное объяснение

47

ПРИЧИННОСТЬ И КАУЗАЛЬНОЕ ОБЪЯСНЕНИЕ

1. Причинность не является устаревшей категорией в философии науки. Подводящая теория объяснения отвергает идею номических связей и вместе с тем -- проблему причинности.

2. Каузальные отношения как отношения обусловленности. Достаточные и необходимые условия. Экстенсионально-кванторное и интенсионально-модальное понимание отношений обусловленности.

3. Асимметрия причины и следствия. Эту асимметрию нельзя истолковать только в терминах временного отношения. Возможность "ретроактивной причинности".

4. Формально-логический аппарат: пропозициональная логика, пропозициональная модальная логика и пропозициональная временная логика для дискретного времени. Положение дел как основная онтологическая категория. Понятие мира и его истории. Топологическое представление возможных историй мира. Понятие системы.

5. Каузальный анализ систем. Цепи достаточных условий не могут иметь пробелов; цепочки необходимых условий могут иметь пробелы. Понятие замкнутости.

6. Типы каузального объяснения. Вопросы "почему необходимо?" и "как возможно?". Ответы на вопросы первого типа можно использовать для предсказаний, ответы на вопросы второго типа -- для ретросказаний. Квазителеология, или каузальное объяснение целесообразности в природе.

7. Замкнутый характер систем устанавливается путем "приведения их в движение" посредством вмешательства в ход природных событий.

8. Действие и причинность. Различие между совершением действия и вызыванием следствия. Базисные действия.

9. Эксперименталистское понятие причинности. Различие между причиной и следствием основывается на различии между совершаемыми действиями и вызываемыми посредством них следствиями. Фактуальные условия, обеспечивающие логическую возможность действия, являются также и основой для проведения различия между комическими связями и случайными единообразиями в природе.

10. Проблема асимметрии каузального отношения. Повторное рассмотрение возможности ретроактивной причинности. Предполагается, что, совершая базисные действия, агент может вызывать предшествующие события в нервной системе. Детерминизм -- это метафизическая иллюзия, обусловленная склонностью считать, что для установления номических связей достаточно простого наблюдения регулярных последовательностей.

1. Среди философов давно стало принято проводить различие между причиной и следствием, с одной стороны, и основанием и следствием -- с другой. Первое отношение является фактуальным и эмпирическим, второе -- концептуальным и логическим. До того как различие между этими отношениями получило признание, оно часто игнорировалось или затушевывалось, особенно в рационалистической философии XVII века. Но когда оно было ясно осознано (во многом благодаря Юму), возникли новые проблемы. Вероятно, все каузальные связи являются фактуальными, однако очевидно, что далеко не все фактуальные связи носят каузальный характер. Что же тогда, помимо эмпирического характера, является отличительной чертой каузальных связей? Согласно Юму, отношение между причиной и следствием -- это регулярное сопутствование (конкретных проявлений) родовых явлений. Проецировать такую регулярность в будущее -- значит делать индуктивное умозаключение, основываясь на прошлом опыте.

Со времени Юма причинность остается "трудным ребенком" для эпистемологии и философии науки. Было приложено много усилий, чтобы показать либо ошибочность юмовского понимания причинности, либо, если принималась его точка зрения, возможность удовлетворительного решения проблемы индукции, или, как ее часто называли, "проблемы Юма"(3), которую он оставил открытой. В целом эти усилия не достигли успеха, и неудовлетворительное состояние проблемы индукции было названо "скандалом в философии".

Подобные трудности послужили, вероятно, одной из причин, объясняющих убеждение некоторых философов в том, что роль понятия причинности в науке незначительна и в конечном итоге это понятие может быть полностью устранено из научного мышления. В этом случае философия науки освободится от необходимости решать философские проблемы, связанные с причинностью. Наиболее ярко это мнение отражено в знаменитом эссе Бертрана Рассела "О понятии причины", где с присущим ему остроумием он пишет: "Философы каждой школы воображают, что причинность -- это одна из фундаментальнейших аксиом или постулатов науки. Но как это ни странно, такие развитые науки, как, например, гравитационная астрономия, обходятся вовсе без этого понятия... Я убежден, что закон причинности есть пережиток прошлой эпохи, уцелевший--подобно монархии -- только потому, что ошибочно считался безвредным". И далее продолжает: "Несомненно, старый "закон причинности" только потому продолжает проникать в книги философов, что большинству из них неизвестно понятие функции, и поэтому они прибегают к чрезмерно упрощенной формулировке".

Можно согласиться с Расселом в том, что "закон причинности", что бы он ни значил, является типичной конструкцией философов и не имеет собственного места в науке. Однако возражение Рассела против самого понятия причины более спорно. По-видимому, он полагает, что причина -- это преднаучный предшественник научного понятия функции.

Хотя понятия "причина" и "следствие" и другие элементы каузальной терминологии и не играют значительной роли в развитых теоретических науках, каузальные идеи и каузальное мышление все же не так устарели, как можно было бы полагать, исходя из изменений в терминологии, т.е. из распространения термина "функциональное" отношение вместо "причинного". Как замечает Э. Нагель, понятие причины "не только обнаруживается в повседневной речи и исследованиях экономистов, социальных психологов и историков, оно проникает и в описания лабораторных исследований у естествоиспытателей, так же как и в интерпретации математического формализма у многих физиков-теоретиков". Другой видный современный философ науки, П. Суппес, идет еще дальше: "Вопреки представлениям того времени, когда было написано эссе Рассела, понятия "причинность" и "причина" свободно и широко используются физиками в их наиболее плодотворных исследованиях".

Однако это последнее утверждение, видимо, является преувеличением. Пытаясь оценить значимость понятия причинности для науки, следует помнить, что слово "причина" и вообще каузальные термины используются во множестве значений. Не только "причины" в человеческих делах отличаются от "причин" естественных событий, но и в рамках естественных наук причинность не является однородной категорией. Понятие причины, которое я буду обсуждать в данной главе, существенно связано с идеей действия и, следовательно, -- как научное понятие -- с идеей эксперимента. Я думаю, это понятие играет важную роль в "описаниях лабораторных исследований у естествоиспытателей", но я меньше уверен в том, что оно включается также в "интерпретации математического формализма у многих физиков-теоретиков".

Я отдаю приоритет этому "акционистскому" (асtionistic), или "эксперименталистскому", понятию причины в силу того, что, помимо его значимости для экспериментальных естественных наук, преимущественно именно оно обсуждается в философских дискуссиях об универсальной причинности и детерминизме в противоположность свободе, о взаимодействии тела и мышления и т, д. Но я сочувствую и тем, кто считает, как, например, Б. Рассел и Н, Кэмпбелл, что такое понятие причины не играет важной роли в ведущих теоретических науках и в этих науках вполне можно использовать функциональную терминологию вместо каузальной. Но справедливо это или нет, остается фактом, что каузальное мышление как таковое не изгоняется из науки подобно злому духу, а следовательно, философские проблемы причинности остаются центральными в философии науки. Особое значение эти проблемы приобретают в теории научного объяснения.

Модель объяснения посредством закона первоначально рассматривалась как обобщение идей, связанных с каузальным объяснением. Специфические проблемы причинности в силу такого расширения концептуального горизонта многим казались утратившими актуальность, аналогично тому как Рассел отказал в философской значимости понятию причинности, так как его можно подвести под более широкую категорию функционального отношения. Однако это ошибочное мнение.

Как мы уже видели (гл. I, разд. 8), включенное в подводящую модель объяснения понятие закона само по себе проблематично. Современные дискуссии по этим проблемам выдвинули в центр обсуждения модальные идеи естественной необходимости и номической связи. Поскольку эти идеи тесно связаны с понятиями причины и следствия, можно объединить все вопросы, связанные с ними, под общим заголовком проблемы причинности. Если настаивать на том, что модель объяснения посредством закона обладает силой только в том случае, когда включенные в нее законы выражают (нелогические) номические связи, то это равнозначно утверждению, что объяснения посредством закона и каузальные объяснения, в сущности -- одно и то же. А раз так, то проблемы гемпелевской модели объяснения сразу же превращаются в новую форму проблемы причинности.

2. Рассел предполагал, что в философии науки понятие причины вытесняется понятием функции. Наряду с понятием функции существует еще одно понятие, о котором можно утверждать то же самое: понятие условия. В данной работе я буду анализировать причинно-следственную связь в терминах отношений обусловленности, а не функциональных отношений.

Обычно различают необходимые и достаточные условия. Можно выделить и другие -- способствующие условия, условия замещаемости и пр. Однако нам не понадобятся эти "вторичные" понятия об условиях.

Утверждение, что родовое явление (состояние, событие) p является достаточным условием q, можно в первом приближении истолковать так: всякий раз, когда имеется p, будет иметь место также q; присутствия (наличия) p достаточно, чтобы гарантировать присутствие (наличие) q. Утверждение, что p является необходимым условием q, означает, что всякий раз, когда имеется q, должно быть и p, т.е. присутствие (наличие) q требует или предполагает присутствие (наличие) p.

Если p "управляемо", т.е. если его можно производить или не допускать "по желанию" ("экспериментально") , то, производя p, мы можем получить то, для чего p является достаточным условием, а устраняя или предотвращая p, можно гарантировать отсутствие события, для которого p является необходимым условием.

Одно явление может быть и необходимым, и достаточным условием для некоторого другого явления. Условие может быть сложным, т.е. функционально-истинностным соединением некоторых родовых явлений. В отношении сложности и множественности условий необходимо обратить внимание на следующую асимметрию между различными видами условий.

Сложное достаточное условие представляет собой конъюнкцию. Для появления r может оказаться недостаточным наличия только p или только q. Но если p и q появляются вместе, то несомненно будет также и r. Сложное необходимое условие, с другой стороны, -- это дизъюнкция. Для появления p может не быть необходимо ни (безусловное) наличие q, ни (безусловное) наличие r; тем не менее p может требовать присутствия по крайней мере одного из этих двух условий -- q или r.

Дизъюнктивные достаточные условия могут "распадаться" (resolved) на множество достаточных условий. Если p или q достаточны для появления r, то и p само по себе достаточно для этого, и q. Аналогично могут "распадаться" конъюнктивные необходимые условия. Если конъюнкция p и q есть необходимое условие r, то и p, и q по отдельности необходимы для r.

Такие "асимметрии" понятий обусловленности могут найти интересное применение в индуктивной логике.

Множество каузальных факторов, которые трудно или даже невозможно выделить, если неопределенно говорить о "причине" и "следствии", можно различить в терминах условий. Понятия обусловленности могут также оказаться полезными для прояснения идей философов о (универсальном) детерминизме и (универсальном) законе причинности. Поэтому меня удивляет, что теория понятий обусловленности и ее применения относительно мало развита и изучена. В учебниках по логике эта теория редко даже упоминается. Мне же она представляется прекрасной пропедевтикой к логике и методологии науки.

Несмотря на полезность понятий обусловленности, с ними также связаны проблемы. Проблемы касаются их "места" в логике. Существуют две принципиальные позиции, противоположные друг другу. Одна относит такие понятия к теории квантификации, В логическом языке, включающем имена индивидов и предикаты, "основной формой" отношений обусловленности будет универсальная импликация (х)(Рх -> Qx). В более бедном языке, включающем только пропозициональные переменные, отношения обусловленности можно сформулировать как утверждения временной логики, их "основной формой" будет "всякий раз, когда p, то q" или в символической форме: /\ (p -> q) .

Позицию, согласно которой понятия обусловленности являются понятиями теории квантификации, можно также назвать экстенсионалистским пониманием этих понятий. Альтернативную позицию я буду называть интенсионалистской. Согласно последней, понятия обусловленности являются по сути модальными понятиями и "основная форма" отношения обусловленности -- это строгая импликация N (p -> q ).

По-видимому, понятия теории квантификации относительно непроблематичны в "философском плане". Экстенсионалистское понимание обусловленности, следовательно, не связано с внутренними философскими трудностями. Недостатки этой позиции, насколько я могу судить, являются "внешними", а именно: можно подвергнуть сомнению идею о том, что экстенсионалистская позиция дает адекватное описание отношений обусловленности. Некоторые считают, что адекватное описание можно дать только в модальных терминах. Однако с модальными понятиями в свою очередь связаны известные трудности "философского" характера. Таким образом, интенсионалистская позиция должна расплачиваться за внешнюю адекватность внутренними философскими проблемами. По большей части это те же самые проблемы, которые осаждают идею номической, законоподобной связи. Они были введены в аналитическую философию главным образом через проблему контрфактических условных высказываний (см. гл. I, разд. 8).

Анализ каузальных идей посредством понятий обусловленности не избегает, но и не решает философских проблем, связанных с причинностью или идеей естественного закона. Однако этот анализ очень полезен, чтобы представить данные проблемы более ясно.

3. Независимо от понимания отношений обусловленности -- экстенсионалистского или интенсионалистского, -- при любой попытке анализа каузальности в терминах понятий обусловленности мы сталкиваемся со следующими проблемами.

Из предварительного обсуждения понятий необходимых и достаточных условий следует, что p есть достаточное условие q, если, и только если, q есть необходимое условие p. Так, если дождь -- достаточное условие увлажнения почвы, то последнее есть необходимое условие дождя. Аналогично, если наличие кислорода в окружающей среде является необходимым условием существования высших форм органической жизни, то органическая жизнь -- достаточное условие для наличия кислорода. Следует заметить, что, пока речь идет об отношениях обусловленности, эти симметрии вполне обоснованны. Но применительно к причинности они удивляют своей абсурдностью. Как ясно из второго примера, странность заключается не в том, что мы приписываем каузальную роль фактору, который является "только" необходимым, но не достаточным условием, а в том, что при таком определении условий затушевывается безоговорочно признаваемая асимметрия между обусловливающим, или причинным, фактором и обусловленным фактором, или следствием. Если p есть причинный фактор по отношению к q, a q, следовательно, есть фактор-следствие по отношению к p, то мы, по крайней мере обычно, не считаем, что q есть причинный фактор по отношению к p, а p есть фактор-следствие по отношению к q. (Я говорю "причинный фактор", а не "причина" для того, чтобы избежать в данном случае полной идентификации терминов "причина" и "достаточное условие".) Данную проблему я буду называть проблемой асимметрии причины и следствия.

Можно попытаться решить ее, предположив, что эта. асимметрия просто отражает асимметрию временных отношений. Появление причинного фактора должно во времени предшествовать появлению соответствующего следствия. Отношение предшествования во времени асимметрично. Если появление p предшествует во времени q, то в данном случае q не предшествует p. Конечно, не исключено, что в другом случае q может предшествовать (данному или) другому появлению p. Поскольку p и q -- родовые феномены, постольку их временная асимметрия, т.е. соотношение их как причины и следствия, должна быть асимметрией конкретных проявлений факторов (см. ниже, разд. 10).

С проблемой временного отношения причины и следствия связан ряд других проблем. Если причина и следствие -- это события, которые продолжаются в течение некоторого периода времени, то тогда возможно, что причина продолжает существовать после появления следствия. В подобном случае предшествование во времени будет заключаться в более раннем появлении причины. Проблематичнее другой вопрос: может ли быть промежуток времени между исчезновением причины и наступлением следствия или причина и следствие должны пересекаться во времени?

Альтернативой идеи обязательного предшествования причины следствию является идея о том, что следствие не может предшествовать причине. Тогда следует допустить, что причина может (начинать) появляться одновременно со следствием. Однако отношение одновременности симметрично. Поэтому, если причина и следствие могут быть одновременными, нам следует либо отказаться от понимания причинного отношения как всегда асимметричного, либо искать основание асимметрии не во времени, а в чем-то другом.

Правомерен даже такой вопрос: не может ли иногда следствие появляться или начинать появляться раньше причины? Как я надеюсь показать ниже, к возможности "ретроактивной причинности" следует отнестись серьезно.

В данной работе я не буду подробно останавливаться на обсуждении проблемы времени и причинности главным образом потому, что, по моему мнению, асимметрию каузального отношения, отделение причинного фактора от фактора-следствия нельзя описать исключительно в терминах временного отношения. Источник данной асимметрии находится в чем-то другом.

4. Здесь я представлю формально-логический аппарат, который будет использоваться в данном исследовании. Он крайне прост.

Рассмотрим совокупность логически независимых родовых положений дел p1, р2,.... Примеры таких положений дел: "солнце светит", "дверь открыта". Я не буду глубже разъяснять понятие положения дел. Положение дел -- это не обязательно нечто статичное, такие процессы, как "идет дождь", также можно рассматривать как "положение дел".

Родовой характер положения дел означает, что его можно или нельзя получить в некоторых случаях, а следовательно, можно или нельзя воспроизвести повторно. Я буду рассматривать родовой характер как существенное свойство всех положений дел, которые могут включаться в каузальные или другие номические связи друг с другом. Реализацию положения дел(19) в некотором случае можно также назвать локализацией положения дел в пространстве и времени. Мы будем обращать внимание только на временной фактор.

Наконец, логическая независимость положения дел означает, что логически возможно в любом данном случае получить или не получить любые их комбинации. Если число положений дел в совокупности конечно и равно n, то число таких возможных комбинаций будет 2**n. Любую такую комбинацию можно назвать полным состоянием или возможным миром. Для обозначения конъюнкции предложений и их отрицаний (порядок членов конъюнкции не важен), которые описывают положения дел, т.е. "атомы" или "элементы" возможного мира, был введен термин "описание состояния".

Рассматриваемое множество положений дел я буду также называть "пространством состояний", В нашем формальном анализе везде будет предполагаться, что пространства состояний являются конечными.

Допустим, что полное состояние мира в данном случае можно описать путем установления любого данного элемента некоторого пространства состояний, независимо от того, получается он или нет в этом случае. Удовлетворяющий этому условию мир можно назвать "миром Трактата". Именно такого рода мир исследовал Витгенштейн в своем "Логико-философском трактате". Он представляет собой частный случай более общей концепции структуры мира, которую можно назвать логическим атомизмом.

Является ли мир, в котором мы живем, "миром Трактата" или миром с логико-атомистической структурой? Это глубокий и сложный метафизический вопрос, и я не знаю, как на него ответить. (Тот факт, что "мир Трактата" "узок", что огромное множество известных и важных вещей остается за его пределами, не является убедительным возражением против идеи существования этого мира.) Однако независимо от нашего ответа нельзя отрицать, что в качестве упрощенной модели мира концепция Витгенштейна, развитая в "Трактате", и интересна сама по себе, и полезна для многих целей в философии логики и науки. Я буду использовать в своем анализе эту модель, что, в частности, означает, что положения дел рассматриваются мной как единственные "онтологические кирпичики", из которых составлен изучаемый нами мир. Мы не будем анализировать внутреннюю структуру этих "кирпичиков". Вещи, свойства и отношения -- это онтологические сущности, анализ которых выходит за рамки нашего формально-логического исследования.

В основе формализма нашей логики лежит "классическая" двузначная пропозициональная логика (ПЛ). Я предполагаю, что этот раздел логики известен читателю. Его описание можно найти в любом учебнике по элементарной логике.

На основе ПЛ мы строим следующую (элементарную) временную логику.

К алфавиту ПЛ добавляется новый символ Т, представляющий бинарную связку. Выражение "p Т q" читается так: "Сейчас происходит событие p, а затем, т.е. в следующий момент, происходит событие q".

Выражения слева и справа от Т могут быть соединением переменных и функционально-истинностных связок. Особый интерес представляет случай, когда они являются описаниями состояния. Полное выражение будет тогда говорить, что в данный момент мир находится в определенном состоянии, а в следующий момент находится в том же самом состоянии или в каком-то другом.

Выражения слева и справа от Т могут сами содержать символ Т. Можно построить цепочку формул -- Т ( -- Т (-- Т ... ))..., описывающих состояния, которые последовательно, т.е. в различные моменты некоторого отрезка времени, проходит мир. Особый интерес представляет случай, когда выражения, обозначенные как "--", являются описаниями состояния. Цепочку такого типа будем называть (фрагментом) истории мира. Термин "история" имеет двойственное значение: он может означать последовательность как самих полных состояний мира, так и их описаний.

Мы получим "логику" с оператором Т, если к аксиомам пропозициональной логики добавим следующие четыре аксиомы:

T1. (p\/q T r\/s )<-> (р T r ) \/ (p T s) \/ (q T r) \/ (q T s)

T2. (p T q) & (p T r) -> (p T q & r)

T3. p <->^(p T q \/ ~q)

T4. ~ (p T q & ~q),

а к правилам вывода пропозициональной логики добавим правило: если эквивалентность некоторых выражений доказана, то они взаимозаменимы (правило экстенсиональности) .

Если число возможных полных состояний мира (в данном случае) равно 2**n, то число возможных историй мира в m последовательных моментах равно 2**(m*n). Удобно говорить, что n измеряет "ширину" мира, а m измеряет "длину" его истории. Дизъюнкцию 2**(m*n) различных возможных историй мы будем называть Т-тавтологией или "тавтологичной историей". Она говорит о всех возможных путях изменения мира, когда "время проходит" от первого момента до момента т., никак не ограничивая действительный ход событий. Таким образом, эта тавтология вообще ничего не говорит о его реальной истории.

Понятие T-тавтологии дает нам критерий логической истинности для исчисления со связкой Т. Можно показать, что в данном исчислении доказуемы те, и только те, формулы, для которых доказуема их эквивалентность T-тавтологиям. Это означает, что логика связки Т является семантически полной. Она также разрешима; относительно любой данной формулы можно показать, является ли она (доказывается ли ее эквивалентность) T-тавтологией.

Как должно быть ясно из приведенных объяснений и структуры нашего формализма (особенно аксиомы Т2), в нашей временной логике время рассматривается как дискретное, как линейное течение исчислимых последовательных случаев (мгновений, моментов времени) . Как и в случае допущения о логико-атомистической структуре мира, здесь также можно задать вопрос: "действительно" ли время имеет дискретную структуру? Не следует ли рассматривать время как "плотное", по крайней мере, т.е. такое, что между двумя любыми моментами времени всегда есть третий? И не следует ли считать его непрерывным? Нет необходимости останавливаться здесь на этих вопросах. Логика связки Т в качестве упрощенной модели временной последовательности состояний мира вполне удовлетворяет целям нашего анализа.

Следует обратить внимание, что под "упрощенностью" модели я понимаю логическую простоту ее концептуальной структуры. Когда в научном анализе каузальные связи формулируются как функциональные зависимости между переменными или когда в математических исчислениях анализируются функции, может оказаться значительно проще трактовать время как континуум, чем рассматривать его как развертывание дискретных моментов. Понимание законов природы как системы дифференциальных уравнений тесно связано с идеей непрерывности времени и пространства. Однако с логической точки зрения эта концепция чрезвычайно запутана и сложна и нелегко определить ее отношение к "действительности". Идея континуума, по-видимому, -- это "идеализация", сглаживающая неровную поверхность действительности.

Можно добавить в исчисление коннективного T-оператора временной квантор, например понятие "всегда" ("всякий раз, когда"). Если "всегда" обозначить символом /\ , то "никогда" можно определить как /\ ~ , а "иногда" -- как ~ /\ ~ . Если добавить символ /\ в алфавит Т-исчисления, то в нашем логическом языке можно сформулировать такие высказывания, как "Всякий раз, когда есть p, в следующий момент будет q". Символически: /\ (p -> ~ (p T q)). Мы не будем обсуждать проблемы аксиоматики и металогики (вопросы полноты, разрешимости и т.п.) в отношении этой кванторной логики дискретного времени(21).

Следующий, и последний, концептуальный элемент, добавляемый в наш формализм, -- это оператор М. Оператор М выражает понятие возможности. Невозможность будет определяться как ~М, а необходимость -- как ~М~. Аксиоматика нужной нам модальной логики должна обладать по крайней мере такой же силой, как система, образованная пропозициональной логикой, правилом экстенсиональности и следующими аксиомами:

M1. М (p \/ q ) <-> М p \/ M q .

M2. p -> М p .

М3. ~ М ( p & ~ р ).

Мы не будем доказывать теоремы на основе этих аксиом и даже пытаться выразить результаты наших рассуждений в символическом языке ПЛ+Т+Л+М исчисления. Проблема надлежащей формализации логики обусловленности и каузального анализа (как я предлагаю его называть) в значительной мере остается еще открытой, но я надеюсь, что со временем она будет решена. В данной работе в лучшем случае предлагаются лишь отдельные компоненты, необходимые для ее решения.

Вместо формального анализа в рамках исчисления я буду использовать квазиформальный метод представления и иллюстрации посредством простых топологических фигур (деревьев). Пусть кружки обозначают полные состояния мира, "образованные" из некоторых "элементарных" n состояний. Последовательности кружков, связанных линиями слева направо, будут выражать возможные истории мира. Если кружок связан более чем с одним кружком, стоящим непосредственно справа от него, то эти последние означают альтернативные возможные состояния мира, следующие за состоянием, представленным первым кружком.

Данная фигура ничего не говорит о "внутренней структуре" полных состояний (возможных миров), образованных из n элементов. Не показывается даже, выражают ли два каких-либо кружка одно и то же или различные полные состояния. Мы примем соглашение о том, что альтернативные возможности, следующие непосредственно после данного состояния, все будут различны. (В противном случае будет получаться иногда совершенно бессмысленное умножение кружков.) Мы примем также соглашение о том, что верхняя горизонтальная линия (см., например, иллюстрацию на с. 86) представляет действительный ход истории мира на протяжении данного промежутка времени. Под этой "поверхностью действительности" лежит "глубина альтернативных возможностей".

Эта картинка позволяет изучить "свободу движения", которой обладает или обладал бы мир на каждой стадии своей истории. Свобода на разных стадиях может быть большей или меньшей. Ее совсем может не быть, что выразится в продвижении от кружка к непосредственно следующему за ним справа без всяких альтернатив. Свобода мира может быть безграничной. Тогда за один шаг мир может измениться от данного состояния к какому-либо одному из 2**n возможных состояний, которые образованы из тех же элементов. Если m означает число альтернативных возможностей развития на данной стадии истории мира, то можно использовать дробь

(m - 1)/(2**n - 1)

для измерения степени свободы развития мира на этой стадии. Когда минимальное значение m. равно 1, то степень свободы равна 0. Развитие мира от этой стадии к следующей, таким образом, в этой точке полностью детерминировано. Если же максимальное значение m равно 2**n, то степень свободы равна 1. Ход истории мира в таком случае совершенно неопределен.

Фрагмент истории мира, подобный тому, который мы только что описали, я буду называть системой. Система (в этом смысле) определяется через пространство состояний: начальное состояние, число стадий развития и совокупность альтернативных возможностей развития на каждой стадии.

Данную систему можно расширить двумя способами. Первый заключается в том, чтобы продлить ее назад во времени, добавив стадии, предшествующие исходному состоянию, или вперед -- добавив стадии, следующие за конечным состоянием. Другой способ состоит в добавлении новых элементов к пространству состояний. В первом случае произойдет удлинение и, возможно, увеличение количества ветвей топологического дерева. При втором способе может измениться форма дерева вследствие "расщепления" в точках пересечения (а следовательно, и увеличится количество ветвей). Например, если p первоначально не входило в пространство состояния фигуры на с. 86, а было включено позднее, то полное состояние b может "расщепиться" на два, а именно: b&p и b&~p. Но произойдет ли в действительности такое расщепление, зависит от возможностей развития системы. Может быть, после a возможно только b&р, но невозможно b&~р. В этом случае расщепление в b не произойдет. Аналогичное справедливо и по отношению к остальным кружкам.

То значение понятия "система", которое мы используем, не легко отождествить с каким-либо общим или распространенным(22), но, несомненно, оно связано с несколькими известными значениями этого термина.

Примером системы в нашем понимании может служить осуществление решения и расчет возможных последствий (вариантов) в течение ограниченного промежутка времени, представляющие собой альтернативные реакции на следствия нашего решения(23). Деятельность, называемая планированием, обычно имеет структуру, сходную с "системой" в нашем понимании. Другим примером может служить наблюдение в физически изолированной области пространства за последовательностью изменений, например температуры, влажности, атмосферного давления, химического состава и т.п. Научные эксперименты часто имеют дело с системами такого характера или осуществляются в их рамках; ниже мы попытаемся описать, в чем состоит активный компонент деятельности "экспериментирования".

5. Для описания процедуры, которую я предлагаю называть каузальным анализом, удобно представить систему в виде топологических деревьев, являющихся фрагментами истории (возможного) мира.

Рассмотрим следующую систему:

Система актуально проходит через пять стадий -- от a до е1, . Возьмем конечное состояние e1. Мы хотим исследовать "причины" происхождения и структуру этого индивидуального события. Например, было ли прохождение системой через d1, на четвертой стадии достаточным условием для ее реализации в e1? Очевидно, нет, так как после d1, конечным состоянием могло быть также и e;. (Это следует из нашего соглашения о том, что e1 и e2 -- это различные полные состояния системы. См. выше, с. 83.)

Далее, было ли прохождение через d1 на четвертой стадии необходимым условием для реализации системы в e1? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно проанализировать структуру всех других возможных предпоследних и конечных состояний системы. Если конечное состояние, тождественное е1, реализуется только после состояний, тождественных d1 , то ответ будет утвердительным, если нет -- отрицательным.

Следует заметить, что смысл вопроса о том, является ли d1 тем или иным условием для реализации системы в e1, состоит в следующем: является ли то, что состояние системы на четвертой стадии в родовом (generically) смысле тождественно d1 (т.е. ее структура, если говорить об элементах рассматриваемого пространства состояния, та же, что и у d1), тем или иным условием для реализации ее в состоянии, которое тождественно e1.

Каузальный анализ может дать ответы на множество различных вопросов. В данной работе я не буду исчерпывающе или систематически рассматривать его, а ограничусь лишь несколькими специальными случаями. Помимо каузальных антецедентов конечного состояния в целом, нас могут интересовать некоторые его особенные свойства, т.е. "элементарные" состояния, такие, как p или q. Допустим, что p входит в e1. Является ли d1 на четвертой стадии достаточным условием для появления p в конечном состоянии? Если p появляется в каждом возможном конечном состоянии системы, которое следует за (d1 или за) предпоследним состоянием, тождественным d1, то тогда ответ утвердительный, если нет -- отрицательный.

Зададим следующий вопрос: было ли d1, необходимым условием появления p в конечном состоянии? Если p появляется только в тех возможных конечных состояниях системы, которые следуют за состояниями, тождественными d1, т.е. если p отсутствует в каждом конечном состоянии, которое следует за состоянием, по структуре отличным от d1, то ответ утвердительный, если нет -- отрицательный.

Поиск "причин" некоторого данного события или его свойств осуществлялся нами в процессе движения во времени от настоящего к прошлому. Отметим обстоятельство, фундаментально важное для метафизики причинности.

Если некоторое событие на определенной ступени в истории системы не является необходимым условием ее конечного состояния (или некоторых его свойств), то это не исключает возможности, что какое-то событие на более ранней стадии являлось таким условием. Например, пусть d, на четвертой стадии не является необходимым условием для появления p в e1, например потому, что p появляется также в f1. Несмотря на это, c1 на третьей ступени может оказаться таким необходимым условием, что будет иметь место, когда p не появляется в g.

Напротив, если некоторое событие на определенной стадии не является достаточным условием конечного состояния системы (или некоторых его свойств), то, значит, и на более ранней стадии не существует такого условия. Например, если d1 не есть достаточное условие для появления p в e1, например потому, что p не появляется в е2, то c1 также не есть такое условие.

Каузальный анализ можно проводить не только от данного состояния системы к прошлому, но также и к будущему ее состоянию. В силу параллелизма между необратимостью времени, с одной стороны, и асимметрией каузального отношения, с другой, каузальный анализ первого типа направлен главным образом на поиск причин данных следствий, в то время как анализ второго типа -- на поиск следствий данных причин. События, следующие за некоторым данным событием и каузально с ним связанные, называют часто "консеквентами" (ср. гл. III, разд. 2).

В данной работе не будет рассматриваться каузальный анализ, направленный в будущее.

Теперь рассмотрим лишь фрагмент системы, изображенной на с. 86, например начиная с c1. Допустим, что p появляется в e1, но не появляется в f1, или f2 (его наличие или отсутствие в е1 несущественно). В рамках этой более узкой системы необходимым условием появления p в конечном состоянии будет такое предыдущее состояние, которое тождественно d1 . Но из этого не следует, что то же самое будет справедливо и для более широкой системы. Если p есть свойство возможного конечного состояния g и если непосредственно предшествующее ему состояние отличается от d1 (что мы вольны вообразить), то для более широкой системы такое отношение обусловленности не будет справедливым.

То же самое верно и для отношения достаточной обусловленности. Если p появляется в е1, и е2 , то в рассматриваемом фрагменте предпоследнее состояние d1 является достаточным условием появления p в конечном состоянии. Но если p не является свойством g, а непосредственно предшествующее g состояние тождественно d1, то для более широкой системы такое отношение обусловленности не будет справедливым.

Легко видеть, что если в более широкой системе имеет место некоторое отношение обусловленности, то оно необходимо будет иметь место и в меньшей системе, которая является ее фрагментом, но не наоборот.

Допустим, что в системе, начинающейся c1, предпоследнее состояние, тождественное d1 , является необходимым условием конечного состояния, содержащего р, но что в системе, начинающейся с а, это не выполняется. Поскольку первая система является фрагментом второй, то можно сказать, что для этой более широкой системы рассматриваемое отношение обусловленности справедливо в следующем относительном смысле: если эта система проходит в своем развитии от начального состояния а через b к c1, то, если она реализуется в состоянии, содержащем p, она необходимо пройдет через d1 . Здесь антецедент описывает достаточное условие (получения) необходимого условия, выраженного консеквентом.

Если некоторое отношение обусловленности справедливо для системы в целом, а не только для какого-то ее фрагмента, то оно не зависит ни от каких возможных изменений в развитии системы. Независимо от того, какие альтернативы "выбирает" система в ходе своего развития, появление, например, F на стадии m определенным образом связано с появлением, например, G на стадии n. Однако такое отношение обусловленности остается относительным для системы.

О закрытости системы каузальному влиянию извне можно говорить в нескольких смыслах. Это означает, во-первых, что нет такого состояния (или его свойства) ни на какой стадии, которое имеет предшествующее достаточное условие вне системы. Поскольку слово "причина" обычно используется для обозначения достаточного условия, то когда мы говорим о цепочке последовательных событий, образующих "закрытую" систему, я думаю, мы часто имеем в виду именно такого типа закрытость каузальному влиянию. В этой работе я буду использовать термин закрытая система в этом смысле.

Такое понятие закрытой системы допускает релятивизацию. Например, система может быть закрыта в отношении некоторых, а не обязательно всех своих состояний, т.е. некоторые ее состояния не имеют внешних предшествующих достаточных условий, в то время как другие имеют такие условия.

6. Каузальный анализ следует отличать от каузального объяснения. В первом случае дана система, и мы пытаемся обнаружить в ней отношения обусловленности. Во втором случае дан некоторый родовой феномен (событие, процесс, состояние), и мы ищем систему, в которой этот (родовой) феномен, экспланандум, связан с другими через некоторое отношение обусловленности.

Далее, в зависимости от характера отношения обусловленности и/или места его в системе в целом можно различать виды, или типы, каузального объяснения. Я рассмотрю лишь несколько таких видов.

i. Дано полное состояние c, состоящее из некоторых элементарных состояний p1, ...pn. Почему произошло с? Объяснение может заключаться в том, что с появилось после другого полного состояния b, состоящего из тех же элементарных состояний, и что b является достаточным условием для появления с. Если это справедливо, то получается система с крайне простой структурой: за начальным состоянием b без альтернативных вариантов следует конечное состояние с.

ii. Дано полное состояние с. Почему реализовалось именно это состояние, а не другое возможное, например с'? Рассмотрение с' в качестве возможной альтернативы с обусловлено положением, которое занимают эти состояния в истории. Строго говоря, это означает, что после полного состояния b, о котором известно, что оно предшествует с, было возможно также и с'. Топологическое изображение системы таково:

Чтобы ответить на вопрос, почему произошло с, необходимо расширить систему либо во времени, либо в пространстве. Рассмотрим вначале второй вариант

Мы можем обнаружить, что вместе с b реализовалось также состояние р, которое не являлось элементом исходного пространства состояния. Можно таким образом изобразить (фрагмент) системы, когда в пространство состояния включается p и структура состояний изменяется:

При ответе на первоначальный вопрос можно теперь сказать, что реализовалось с, а не с', потому что присутствие p при обстоятельствах b явилось достаточным условием для появления конечного состояния с (независимо от того, остается p в мире или нет).

При объяснении такого типа мы часто называем p "причиной" с. Следует, однако, заметить, что в данном случае "причина" не является ни достаточным, ни необходимым условием следствия. "Причина" здесь -- это фактор, который, будучи "добавлен" к данной совокупности обстоятельств (полному состоянию b), превращает эту совокупность в достаточное условие. Принимая термин, предложенный Э. Нагелем, можно обозначить p как "случайное достаточное условие". Можно назвать его также "относительным" условием.

iii. В описанном случае расщепление в b привело к обнаружению (относительного) достаточного условия. Можно обнаружить также (относительное) необходимое условие. Например, мы находим, что конечное состояние с следует за b только в том случае, если последнее реализуется с дополнительным свойством p. Если бы p не появилось в b, не могло бы произойти с. Однако из этого отнюдь не следует, что всякий раз, когда p добавляется в b, будет появляться с. Топологическая фигура, соответствующая этому типу каузального объяснения, может выглядеть так:

Если мы внесем сюда небольшую поправку, так, чтобы второй сверху кружок в крайнем справа ряду означал состояние с&~р, то тогда наличие p в b будет, в относительном смысле, и необходимым и достаточным условием для с. Это означает нахождение в предшествующем экспланандуму состоянии такого свойства, отсутствие которого в этом состоянии (все остальное неизменно) будет препятствовать, а наличие (наряду с остальными) -- гарантировать реализацию экспланандума.

iv. Вернемся к вопросу, поставленному в ii. Мы утверждали, что один из способов ответа на него заключается в расширении фрагмента системы

во времени. Это происходит так: мы замечаем, что после экспланандума с следует d; мы полагаем, что с является необходимым условием этого состояния. Состояние d реализовалось, однако, если бы не было с, не могло бы появиться d; можно сказать, что с было необходимо, чтобы стало возможно d. Нас в этом случае не интересует объяснение d, мы принимаем его появление без доказательств. В свете этого, так сказать, целью с было сделать возможным d; с существует как бы "ради" d. Соответствующая такому объяснению топологическая фигура может иметь такой вид:

Эта фигура имеет некоторое сходство с фигурой в примере iii. Но есть и важное различие, заключающееся в том, что экспланандумы в двух схемах занимают разное относительное положение.

Объяснение типа iv я буду называть квазителеологическим.

Объяснения типа i и ii отвечают на вопросы, почему нечто произошло или стало необходимо; объяснения типа iii и iv, с другой стороны, показывают, как нечто произошло или стало возможно. В объяснениях типа "почему необходимо?" решающими являются достаточные условия, а в объяснениях типа "как возможно?" -- необходимые.

Объяснения первых двух видов могут быть использованы для предсказаний. Если имеется достаточное условие или найдено относительное достаточное условие, мы можем предсказать следствие, т.е. повторное появление экспланандума нашего объяснения.

Объяснения последних двух видов не могут быть использованы для предсказаний новых появлений экспланандума. (Поэтому по одной только этой причине ошибочно мнение о том, что механизм каузального объяснения, и научного объяснения вообще, необходимо эквивалентен механизму предсказания объясняемых явлений; такая ошибка нередко делается до сих пор) Однако объяснения этих видов могут быть использованы для операций, подходящим названием которых было бы ретросказания. Если известно, что имеет место некоторое явление, мы можем заключить, что в прошлом обязательно существовали его предшествующие необходимые условия. И путем "исследования прошлого" мы можем обнаружить их следы (в настоящем). В данной работе подобный механизм проверки, или верификации, не будет рассматриваться. В действительности предсказание и ретросказание гораздо больше различаются, чем иногда думают.

Тем не менее "косвенным" образом объяснения типа "как возможно?" можно использовать также и для предсказаний. Если нам известны необходимые условия некоторого явления, то, устраняя их или просто фиксируя их отсутствие, мы можем предсказать, что данное явление не появится.

Объяснения, обладающие силой предсказания, играют исключительно важную роль в экспериментальных науках. С другой стороны, ретросказательные объяснения занимают важное место в таких науках, как космогония, геология, теория эволюции, изучающих историю (развитие) природных событий и процессов.

Методологи и философы науки довольно мало внимания уделяют анализу объяснений, которые я называю квазителеологическими. Эти объяснения не отделяют от собственно телеологических, а тем самым их отличительный каузальный характер, т.е. их зависимость от номических связей между явлениями, в значительной мере не осознается. Я полагаю, что квазителеологические объяснения в терминах консеквентов объясняемого явления играют огромную роль в биологических науках. Можно считать их почти столь же характерными для этих наук, сколь каузальные объяснения в терминах антецедентов характерны для наук о неорганической природе. Функциональные объяснения в биологии -- это, как правило, именно квазителеологические объяснения. Поведение живого организма или машины, объясняемое квазителеологически, можно назвать целенаправленным. Целенаправленность состоит в осуществлении функций, свойственных определенным системам. Целенаправленное в этом смысле поведение и другие процессы следует отличать от поведения, которое является намеренным в смысле интенционального стремления к цели. В смешении целенаправленного и намеренного поведения в философии биологии часто повинны различные "виталистические" концепции.

7. Как мы научаемся "изолировать" закрытые системы от окружающих их внешних воздействий и как мы получаем знание о возможностях развития системы?

В последовательности событий мы неоднократно наблюдали появление некоторого состояния а. В нашем опыте за этим состоянием всегда следует b, за b иногда следует с1, и иногда c2, за c1 иногда или всегда --, за c2 иногда или всегда --, и т.д. через, скажем, n стадий. Посредством каузального анализа можно в таких последовательностях выявить некоторые отношения обусловленности. Но как можно получить уверенность в том, что известные из наблюдения альтернативные возможности развития в действительности исчерпывают все возможности? Может ли дать требуемую уверенность продолжение наблюдения за данной последовательностью?