Erstens ist "eine Gleichung, die ein endgültiges Ergebnis als Ergebnis einiger Eingabefaktoren beschreibt" eine Beschreibung einer deterministischen Beziehung zwischen Eingabe und Ausgabe, nicht notwendigerweise einer kausalen. Kausalität und Determinismus sind nicht dasselbe. Was ist, wenn die Gleichung invertierbar ist, so dass die Rollen von Eingabe und Ausgabe vertauscht und die neue Gleichung auf dieselbe Weise beschrieben werden können?

Zweitens, obwohl es schwer zu erraten ist, worauf ein Schriftsteller hinausläuft, denke ich nicht, dass die Ablehnung von allen Kausalitätsvorstellungen so stark oder tief ist, wie man es von a denken könnte erste Lesung dieser Passage. Ich glaube, der Autor kommt zu so etwas wie dem Folgenden. Es gibt eine große Anzahl von vollständig experimentellen Kenntnissen, die beobachten, dass die Phasen oder Unterereignisse innerhalb bestimmter physikalischer Prozesse immer dieselbe zeitliche Reihenfolge haben, dass man beispielsweise immer Eier kochen muss, bevor man essen kann gekochte und nicht rohe Eier. Ich habe diesen Prozess noch nie in einer anderen Reihenfolge als dieser Reihenfolge beobachtet. Diese Beobachtung einer festen zeitlichen Reihenfolge dieses bestimmten Prozesses und vieler anderer ist alles , was wir bei der Beschreibung eines Begriffs der Kausalität genau sagen können. Ich diskutiere diese bloßen Beobachtungen und ihre Rolle in einem speziellen relativistischen Begriff der Kausalität in dieser Antwort hier.

Was der Autor höchstwahrscheinlich leugnet, ist eine strenge Vorstellung einer einheitlichen, eindeutigen Vorstellung eines Kausalzusammenhangs, der über diese experimentellen Beobachtungen hinausgeht. Was definiert Begriffe wie Erreger, Wirkung und andere vermeintliche Abstraktionen? Wenn der Autor "Kausalität" leugnet, denke ich, dass er / sie sagt, dass eine strenge Definition dieser abstrakteren Begriffe wahrscheinlich unmöglich ist und wahrscheinlich das Ergebnis unserer Projektion unserer menschlichen (aber wahrscheinlich unmöglich zu definierenden) Willensvorstellungen ist. Wunsch, Zweck und andere teleologische Ideen auf physikalische Prozesse. Bisher konnte kein Philosoph, Mathematiker oder Physiker dies auf akzeptierte, allgemein akzeptierte Weise tun.

Kurz gesagt, ich glaube nicht, dass der Autor die Existenz von Kausalfiltern oder anderen zeitlich geordneten Prozessen leugnet. Er / sie sagt lediglich, dass eine strenge Definition unserer menschenzentrierten Vorstellungen von Kausalität wahrscheinlich nicht möglich ist, und warnt uns davor, zu erwarten, dass ein strenger Begriff der Kausalität unseren menschenzentrierten Erwartungen ähneln sollte.

Was wir in der Physik haben, sind experimentelle Daten und Modelle, die versuchen, die in den Daten gefundenen Korrelationen zu beschreiben. Dann gibt es die mehr oder weniger subjektive und kulturelle Bedeutung , die den Modellen oft implizit gegeben wird.

Nehmen wir zum Beispiel ein physikalisches Gesetz an, das zeigt, dass die Erde um die Sonne kreist. Nehmen wir an, ein solches Gesetz basiert auf der Beobachtung des Himmels, das konsistente Muster (Korrelationen) zeigt, und basiert auch auf früheren Modellen, die die Sonne mit einem bestimmten Objekt im Raum identifiziert haben (im Gegensatz zu beispielsweise einem runden Lichtfleck) auf eine Himmelskugel geklebt), beschreibt Sonne und Erde als im Verhältnis zum Produkt ihrer Massen und umgekehrt proportional zum Quadrat ihrer Entfernung angezogen. Durch Manipulieren dieses Anziehungsverhältnisses kann man zeigen, dass die Erde eine elliptische Umlaufbahn um die Sonne ausführt.

Wo ist hier die Kausalität?

Ist die Sonne, weil sie viel massereicher als die Erde ist, die "attraktive Ursache" für Erdbewegungen? So würden manche Menschen das Gesetz verstehen, aber beachten Sie, dass diese Interpretation keine Physik an sich ist, sondern sich aus der Art und Weise ergibt, wie Menschen sich auf das physikalische Gesetz beziehen, indem sie ihm eine Bedeutung geben. In diesem Fall könnte ein Physiker sie leicht korrigieren, indem er sagt, dass die Erde auch die Sonne anzieht.

Ist die Kausalität Teil des gesamten Hamilton-Bildes: Wenn die Anfangsbedingungen von Sonne und Erde an bestimmten Punkten und mit bestimmten Geschwindigkeiten festgelegt werden, ist das Gesetz selbst (übersetzt in seiner potenziellen Form) die Ursache für das sich entwickelnde Orbitalsystem? Nicht ganz, denn wie andere Antworten und Kommentare betonten, ist Determinismus keine Kausalität: Wenn die Gleichungen zeitumkehrbar sind, ist der Endzustand des Systems ebenso die Ursache für den Anfangszustand wie umgekehrt, zumindest die Physik -weise. Für einen gewöhnlichen Menschen wie mich ist es der Ausgangszustand, der die Ursache für zukünftige ist, da die Zeit von jetzt in die Zukunft zu fließen scheint. Aber auch dies bin nur ich, nicht die Physik, die spricht und versucht, die Gleichungen zu verstehen.

Kausalität impliziert eine Erzählung: dies hat das möglich gemacht .

In der Physik kommt eine Erzählung immer von einem äußeren konzeptuellen Rahmen: "Ich habe das Ei fallen lassen, das zerbrochen ist" ist eine Erzählung, die mit den physikalischen Gesetzen übereinstimmt, aber wenn wir untersuchen wollten, worüber dieser Satz spricht, müssten wir Nehmen Sie die Beschreibung des Eies, des Bodens und des Gravitationsfeldes vor, verwenden Sie statistische Größen und rufen Sie schließlich den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik auf, um zu erklären, dass " weil das Ei den Boden berührt hat, wurde es irreversibel zerschlagen" und während Bei diesem Prozess müssen einige Operationen der Vereinfachung und Grobkörnung durchgeführt werden, durch die die Erzählung in die (ideale) bloße und rohe physikalische Beschreibung des Systems eingefügt wird, die zeitlos und ereignislos, nur relational ist.

Es muss sein. Wir testen Gesetze nur durch Experimente. Wenn die Kausalität nicht vorhanden wäre, hätten wir kein Gesetz experimentell beweisen können.

Tatsächliche Berechnungen durchzuführen ist eine andere Geschichte - Einige Prozesse sind so zufällig und komplex, dass sie nicht nur nicht deterministisch erscheinen, sondern praktisch auch so sind ("für uns"). Um einen solchen Prozess zu betrachten, müssen wir nicht auf Quanten gehen. Wir können nicht einmal berechnen, an welchem ​​Tag / zu welcher Uhrzeit ein bestimmtes Wassermolekül aus einem Schwimmbad verdunstet. Auch wenn wir den Verdunstungsprozess recht gut verstehen.

"Für uns" bedeutet, dass die komplexen und zufälligen Prozesse für uns, die Beobachter, nicht deterministisch sind, aber nicht für die Natur. Die Natur wäre völlig deterministisch. Tatsächlich wird die Zufälligkeit durch den Determinismus der Natur selbst verursacht.

Wenn die Kausalität fehlte, könnten wir kein physikalisches Gesetz experimentell beweisen. Einfach, weil Ursache und Wirkung - "Sie machen dieses Experiment und Sie werden dieses Ergebnis erhalten" - für diese Gesetze nicht funktionieren würden. Jedes Gesetz selbst kann die Kausalität auf irgendeine Weise definieren.

Sowohl in der klassischen als auch in der Quantenphysik haben Sie Kausalität, was bedeutet, dass in natürlichen Phänomenen ein Verhältnis von Ursache und Wirkung besteht.In der mathematischen Formulierung haben Sie Anfangsbedingungen, die die zukünftige Entwicklung eines Systems als Lösung von Differentialgleichungen bestimmen.Mathematische Kausalität wird in physikalischen Theorien oft explizit durchgesetzt.Kausalität ist wesentlich für die spezielle Relativitätstheorie, die besagt, dass eine Ursache der Wirkung in allen Trägheitssystemen vorausgehen muss.In der Quantenmechanik haben Sie eine Kausalität in der zeitlichen Entwicklung der Wellenfunktion nach der Schrödinger-Gleichung.Dies bedeutet, dass Sie eine Kausalität bei der Entwicklung der Wahrscheinlichkeiten experimenteller Ergebnisse eines Systems haben.Sie haben jedoch oft keine Kausalität in einzelnen Ereignissen, die zufällig zu sein scheinen.

Alle Antworten sind gut;Ich möchte jedoch etwas hinzufügen, das übersehen wurde: Die Newtonsche Mechanik ist nicht gerade eine deterministische Theorie.Mit anderen Worten, manchmal kann eine Wirkung auftreten, selbst wenn keine Ursache vorliegt.Siehe Nortons Kuppel.

Kurz gesagt, Determinismus (Eindeutigkeitssatz in der Newton-Mechanik) ist eine mathematische Konsequenz einiger Bedingungen / Annahmen;Die Natur muss diese Bedingungen NICHT immer besitzen.

In der klassischen Physik ist alles deterministisch, dh wenn Sie die Anfangsbedingungen eines physikalischen Systems kennen, geben Ihnen die physikalischen Gesetze zu jedem späteren Zeitpunkt absolut den Zustand. In der Quantentheorie wurden die Dinge ein wenig verwirrt, weil sie Position und Geschwindigkeit nicht genau vorhersagen, wie im Unsicherheitsprinzip und den Gleichungen der Quantenmechanik und der Quantenfeldtheorie angegeben.

Das hat zu viel Verwirrung bei den Interpretationen geführt, bei denen die Leute gesagt haben, dass die Gesetze nicht deterministisch sind. Aber die Gesetze bestimmen den Quantenzustand eines Systems, ausgedrückt als Wellenfunktion oder Quantenfeld, genau. Diese bestimmen dann Positionen und Geschwindigkeiten probabilistisch. Wir sagen die Wahrscheinlichkeiten deterministisch voraus und wissen innerhalb der Gesetze, wie man Quantensysteme manipuliert.

Es ist nicht unfair, das als deterministisch zu bezeichnen. Aber es sind alles Gesichtspunkte. Die Gesetze der Physik bezeichnen immer noch Ursache und Wirkung. Selbst in der Quantentheorie kann ein Effekt nur nach einer Ursache auftreten, wobei c die maximale Geschwindigkeit ist, mit der sich ein Effekt ausbreiten kann. Ich würde das deterministisch genug nennen

Natürlich können Sie auf Systemen mit einer großen Anzahl von Partikeln nicht alles berechnen und müssen sich mit statistischen Mechanismen und makroskopischen Beobachtungen von durchschnittlichen Effekten und Schwankungen befassen.

Zu sagen, dass es in den physikalischen Gesetzen "keine Vorstellung von Kausalität" gibt , ist wahrscheinlich eine grobe Fehlinterpretation des Mangels an Zeitasymmetrie in der Mehrheit der Physik.Dies bedeutet, dass viele physikalische Gesetze bei einem Zeitfluss in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung in Bezug auf den Zeitfluss, den wir erleben, gleich gut gelten.

Das im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik beschriebene Konzept der Entropie dient dazu, dieses scheinbar nicht physikalische Gleichgewicht in den von der Wissenschaft beschriebenen Naturgesetzen zu korrigieren.Ich denke wirklich, wir brauchen nichts weiter daraus zu ziehen, als dass die meisten physikalischen Gesetze nur bequeme mathematische Näherungen sind, deren Anwendbarkeitsbereich es nicht wagt, ihre Reichweite zu überschreiten.Die Wissenschaft wird lange vor der Philosophie schief gehen, wenn Sie versuchen, existenzielle Schlussfolgerungen aus mathematischen Beziehungen zu ziehen, die aus eher bescheidenen Einschränkungen bestehen.

Ich finde es sehr interessant, dass ein wissenschaftlicher Autor, der vorgibt, maschinelles Lernen darzustellen, Aussagen dieser Art macht. Maschinelles Lernen, sofern es aus adaptiven Algorithmen besteht, die auf Signalen ausgeführt werden, stammt zumindest im Geiste, wenn nicht direkt, aus der Systemtheorie, insbesondere der adaptiven Filtertheorie. (Es ist auch erwähnenswert, dass es im Prinzip nichts mit Physik zu tun hat, wenn Sie die Signalverarbeitung als mathematische Disziplin betrachten.)

In der Systemtheorie arbeitet ein Kausalfilter nur mit Werten, die vor dem aktuellen Wert verfügbar sind. Dies umfasst Werte, die nicht vom Filter selbst generiert werden, sowie Werte, die nach einer Zeitentwicklungsregel als in der Vergangenheit liegend bestimmt werden können. (Normalerweise ist diese Regel die monotone Zunahme einer unabhängigen Variablen, die wir nur als "Zeit" bezeichnen.) Akausale und antikausale Filter sind immer noch nützlich für Dinge wie die Bildverarbeitung, da Sie in dieser Anwendung erwarten können, dass das gesamte Bild verfügbar ist. Andererseits ist ein Filter, der garantiert kausal ist und mit einer einfachen Aktualisierungsregel wie dem LMS-Filter ausgestattet ist, für den Betrieb in "Echtzeit" nützlich.

All dies gilt für Algorithmen für maschinelles Lernen (da sie sich auf hoch involvierte stochastische adaptive Algorithmen reduzieren).

Ich sage das alles (unabhängig von der tatsächlichen Physik), um zwei Dinge zu zeigen:

1. In einem stark nicht-physikalischen Bereich wie der Signalverarbeitung gibt es immer noch einen genau definierten Begriff der Kausalität, der wichtige Auswirkungen auf die angewandte Arbeit hat.
2. Dieser klar definierte Begriff ist viel einfacher als die zutiefst strengen und gut entwickelten Konzepte von Symmetrie und Invarianz in der Physik (ich weiß, weil ich aus Erfahrung weiß, wie viel schwieriger die Physik ist als das, was ich verstehe!)
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Der Autor dieses Papiers spießt sich, wenn Ihre Wiederholung seiner Argumentation zutreffend ist, auf zwei Hörner:

1. Wenn die Kausalität in der Physik so fiktiv ist, ist sie genauso fiktiv wie im Bereich der adaptiven Algorithmen definiert. Dies stellt die philosophische Grundlage für die Fähigkeit solcher Algorithmen in Frage, "intelligent" zu sein (d. H. Eine Art "Wahrheit" zu etablieren)
2. Wenn die Kausalität in ihrer "bloßen" Formulierung in adaptiven Algorithmen erkenntnistheoretisch inhaltlichen Inhalt hat (z. B. die Sätze, die darüber entwickelt werden können, was mit kausalen und akausalen Filtern möglich ist und was nicht), dann sind die Formulierungen von Symmetrie und Invarianz in Die Physik, die im gleichen Sinne mindestens so streng und erklärend ist (dh wenn Sie Theoreme auf dieser Ebene der Physik anwenden können, haben Sie genug mathematische "Kraft", um adaptive Algorithmen zu erarbeiten), muss ebenfalls mindestens ebenso inhaltlich sein. Die Kausalität muss also etwas haben, und sicherlich viel mehr von diesem "Etwas" in der Physik insgesamt als in "bloßen" adaptiven Algorithmen.
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Wenn jemand einen Satz mit "Viele [Menschen] glauben ..." beginnt und mit "... keine endgültige Antwort ..." endet, ist es wahrscheinlich nicht wert, kritisiert zu werden, wenn dies nicht der Fall ist Schaffe es nicht einmal in Wikipedia.

Die meisten physikalischen Gesetze - nein, nicht von alleine. Aber vielleicht, wenn Sie mehrere physikalische Gesetze kombinieren. Nichts Besonderes ist in isolierten physischen Beschreibungen verwoben, die die Richtung der Zeit verbieten. Das sollte aber niemanden davon abhalten, zusätzliche Gleichungen einzuführen, zum Beispiel die Entropiegesetze, um die Zeit in die richtige Richtung zu lenken. In der Physik beschäftigen wir uns häufig mit isolierten mathematischen Modellen, die einen bestimmten Aspekt der Realität beschreiben, aber die Wahrheit ist, dass die Realität natürlich viele Aspekte der Physik umfasst und daher viele Modelle zusammen erfordert, um zu beschreiben, was vor sich geht.

Wenn Sie versuchen, die Physik eines dynamischen Systems zu simulieren, werden Sie häufig auf das Problem der algebraischen Schleifen stoßen. Die Simulationssoftware warnt Sie in gewisser Weise, dass Sie gegen die Kausalität verstoßen haben. Ihre Differentialgleichungen müssen möglicherweise als Integralgleichungen mit Anfangsbedingungen neu gefasst werden. Ihr Versuch, die Realität zu simulieren, wird durch die Reihenfolge der Berechnungen eingeschränkt. Ein Pfeil zeigt Sie in Vorwärtsrichtung. Die Natur hat natürliche Rückkopplungsschleifen, aber es gibt immer Verzögerungen oder Filter bei der Rückmeldung von Informationen. Einstein entdeckte die ultimative Grenze, an der Informationen zurückgemeldet werden können, die Lichtgeschwindigkeit. Die Simulation (und analog dazu die Natur) verabscheut algebraische Schleifen und physikalische Modelle, die Ableitungen und Geräte enthalten, die versuchen, vorherzusagen . Integration, Verzögerungen und Filterung scheinen die natürlichere Art und Weise zu sein, wie sich Bewegung im Universum entwickelt.

Hier ist eine Frage, die ich gestellt habe und die leider geschlossen wurde und die eine ähnliche Frage stellt. Und noch eine geschlossene Frage hier.

Ich denke, das Konzept der Kausalität ist innerhalb einer Reihe allgemein verständlicher Parameter vollkommen in Ordnung. In Bezug auf unser Universum beruht Kausalität / Rationalität jedoch auch auf Irrationalität.

Die grundlegendsten "Bausteine" (Axiome, wenn Sie so wollen) unseres Universums existieren so, wie sie es tun, ohne einen Grund dafür, so zu sein, wie sie sind. Es ist nicht so, dass wir es nicht wissen oder nicht wissen können, es ist so, dass es nichts zu wissen gibt. Eine solche Schlussfolgerung scheint unausweichlich.

Wichtig ist jedoch, dass Irrationalität und Unvorhersehbarkeit unterschiedliche Konzepte sind. Irrationalität bedeutet ohne Grund, Unvorhersehbarkeit ist etwas, das nicht vorhergesagt werden kann. Sie sehen an der Oberfläche gleich aus, aber Sie können etwas so verhalten lassen, dass es konsistent genug ist, um vorhersehbar zu sein, aber ohne besonderen Grund, sich so zu verhalten.

Obwohl die Parameter, auf denen wir die Kausalität "aufbauen", irrational sein können, sind sie vorhersehbar, und diese Konsistenz ermöglicht es uns, kausale Konstrukte auf diesen Grundannahmen aufzubauen. Ich weiß, dass dies wahrscheinlich philosophischer ist, als diese Site gerne hätte, aber so sehe ich die Dinge.