Детерминированная система представляет собой концептуальную модель философской доктрины о детерминированности применяется к системе для понимания все , что и будет происходить в системе, на основе физических результатов причинности . В детерминированной системе каждое действие или причина порождает реакцию или следствие, и каждая реакция, в свою очередь, становится причиной последующих реакций. Совокупность этих каскадных событий теоретически может показать, как именно система будет существовать в любой момент времени.
Чтобы понять эту концепцию, начните с довольно небольшой системы. Визуализируйте набор из трех костяшек домино, выстроенных в ряд, причем каждое домино на расстоянии меньше длины домино от его соседей. Как только первая костяшка опрокинется, третья костяшка опрокинется, потому что вторая будет опрокинута после того, как с ней коснется первая костяшка.
Небольшие детерминированные системы легко визуализировать, но они обязательно связаны с остальной реальностью начальной причиной и / или конечным следствием. Чтобы вернуться к домино, что-то вне системы должно заставить первое домино упасть. Последнее падение домино может вызвать что-то еще вне системы. И саму систему следует рассматривать изолированно - если принять во внимание внешние силы, такие как ураганы, землетрясения или руки находящихся поблизости людей, окончательное падение домино не может быть предопределенным исходом. Полная изоляция системы нереалистична, но полезна для понимания того, что обычно происходит с системой, когда возможность внешних воздействий незначительна. Сложные физические системы обязательно строятся с использованием более простых, а использование изолированных систем в качестве исходной модели может помочь преодолеть разрыв и помочь в понимании. Пример домино разработан в вычислительной модели сети Петри .
В этом примере предполагается, что домино, падающие друг на друга, ведут себя детерминированно. Даже упомянутые выше внешние силы, которые могут прервать работу системы, являются причинами, которые система не учитывает, но которые могут быть объяснены причинно-следственной связью в более крупной детерминированной системе.
Некоторые детерминированные системы
- Классическая физика - это детерминированная система, принятая в примере домино, которую ученые могут использовать для описания всех событий, происходящих в масштабе больше, чем отдельные атомы. Классическая физика включает законы движения Ньютона , классическую электродинамику , термодинамику , Специальную теорию относительности , Общую теорию относительности , теорию хаоса и нелинейную динамику . Некоторые из этих систем сложны, и события может быть трудно предсказать на практике, но если бы начальные условия были известны достаточно подробно, результаты событий в таких системах можно было бы предсказать.
- Почти все электронные компьютеры, используемые сегодня, основаны на теоретических компьютерах фон Неймана или машинах Тьюринга , то есть: это устройства, которые выполняют один маленький детерминированный шаг за раз. Если указаны все входные данные, компьютер всегда будет выдавать конкретный результат, рассчитанный детерминированно. Ученые-информатики также изучают другие модели вычислений, включая параллельные компьютеры (более одного детерминированного шага одновременно) и квантовые компьютеры (которые основаны на недетерминированных квантово-механических моделях). Компьютерные системы или программы часто называют недетерминированными, если их поведение зависит от факторов, которые невозможно предсказать или надежно воспроизвести, таких как время суток или скорость, с которой пользователь вводит данные с клавиатуры. Однако это несколько иное использование этого термина.
- Бихевиоризм , подход к психологии, основанный на предположении, что поведение можно исследовать с научной точки зрения без обращения к внутренним психическим состояниям, обычно считается детерминированным и противоречит свободе воли.
Недетерминированные системы
События без естественных причин не могут быть частью детерминированной системы. Происходят ли такие события на самом деле - предмет философских и научных дебатов, однако к возможным беспричинным событиям относятся:
- Случайные квантовые события
- Квантовая физика считает, что определенные события, такие как радиоактивный распад и движение частиц, являются полностью случайными, если рассматривать их на уровне отдельных атомов или меньше. Кошка Шредингера - это знаменитый мысленный эксперимент, в котором выживание кошки не может быть определено теоретически до того, как эксперимент будет проведен. Однако для почти всех повседневных немикроскопических явлений вероятность таких случайных событий чрезвычайно близка к нулю и может быть приблизительно определена с точностью до статистических данных с использованием принципа соответствия . Философские последствия квантовой физики когда-то считались многими (включая Альберта Эйнштейна ) серьезной проблемой для научного метода, который традиционно использовал сильную версию научного детерминизма (см. Философия науки ).
Системы с неоднозначной классификацией
Некоторые системы особенно трудно классифицировать как детерминированные или нет, и они вызвали много философских споров. Основным примером может служить человеческий разум и, возможно, разум животных. Могут ли люди иметь свободную волю, если их разум действительно детерминирован? И наоборот, когда говорят, что детерминированные компьютеры демонстрируют искусственный интеллект , чем их разум похож на наш?
Вся вселенная
Чем крупнее детерминированная система, тем длиннее необходимая причинно-следственная цепочка. Всю Вселенную можно рассматривать как такую систему, которая порождает свои собственные философские вопросы (см. Детерминизм ).