Uma Nova Estrutura para Teorias Físicas
Esse modelo amplia a modelagem causal pra entender melhor teorias físicas e suas implicações.
― 27 min ler
Nos últimos tempos, tem rolado um interesse grande em usar técnicas de Modelagem Causal pra entender melhor teorias físicas. Mas o conceito de 'causação' pode ser bem limitante. Dizer que uma teoria física deve envolver uma estrutura causal impõe várias restrições sobre como essa teoria pode ser. Então, o objetivo aqui é apresentar uma estrutura mais ampla. A ideia é que qualquer teoria física mensurável pode ser representada como um programa gerador. Esse programa é basicamente uma lista de instruções de como produzir dados empíricos, que podem ser visualizados através de um grafo acíclico direcionado (DAG). Esses grafos mostram relações de 'prioridade ontológica', sugerindo que esse conceito é mais amplo que a causação, mesmo pra teorias que não têm uma estrutura causal óbvia. Essa estrutura é discutida em relação a questões filosóficas importantes sobre Realismo, operacionalismo, livre arbítrio, localidade e ajuste fino.
A Conexão com as Fundamentos Quânticos
A comunidade de fundamentos quânticos tem explorado a ideia de usar modelos causais representados em grafos acíclicos direcionados (DAGs) pra entender a mecânica quântica. Essa abordagem vem da modelagem causal clássica, especialmente de figuras conhecidas na área. Eles adaptaram isso pra trabalhar com operações e canais quânticos. Às vezes, os defensores dessa ideia afirmam que o realismo deve necessariamente envolver afirmações sobre estruturas causais.
A atratividade da modelagem causal é compreensível. É precisa, quantitativa e ajuda a fornecer uma representação clara da mecânica quântica que busca explicar, em vez de apenas descrever, fenômenos físicos. Porém, a modelagem causal foi criada pro mundo macroscópico e levanta questões sobre sua aplicabilidade no mundo microscópico. Quase não há evidências da assimetria que normalmente caracteriza a causação na física fundamental. Várias teorias credíveis de causação sugerem que ela aparece apenas em nível macroscópico devido a fatores como gradientes termodinâmicos ou perspectivas de agentes - elementos que não são relevantes no nível fundamental. Portanto, pode ser que DAGs causais não sejam adequados pra descrever a física fundamental.
Até Woodward e Pearl expressaram cautela em relação ao uso de modelagem causal na mecânica quântica. Pearl acredita que sua aplicação deve ser limitada a resultados determinísticos. Enquanto isso, Woodward e outros comentam que se os resultados de medição não são eventos distintos ou não se originam de mecanismos únicos, é errado tratar o experimento EPR como tendo uma estrutura causal comum. Assim, há uma necessidade clara de uma estrutura mais geral que não assume uma estrutura causal subjacente, mas ainda permite explicações precisas e quantitativas de fenômenos físicos. Essa estrutura deve ser adaptável o suficiente pra incluir tanto métodos causais quanto não causais, ajudando a unificar diferentes abordagens sob uma definição comum.
Programas Geradores como uma Estrutura Geral
O objetivo é que a estrutura do programa gerador acomode todas as teorias e interpretações físicas. Uma teoria física é entendida como um formalismo que gera dados empíricos, possivelmente baseado em entradas específicas. Essa estrutura descarta quaisquer teorias que não podem especificar dados empíricos como não dignas de serem consideradas teorias físicas. Ela também pode excluir algumas teorias qualitativas que não podem prever resultados concretos para casos específicos; no entanto, como a física moderna é principalmente quantitativa, essa limitação não é uma preocupação pra a maioria das teorias contemporâneas.
Além disso, uma teoria física também pode ser vista como um método de resumir dados empíricos. No entanto, resumir é visto como um caso especial de gerar dados, já que a sumarização é apenas uma única instrução abrangente pra produzir dados conhecidos. Portanto, toda teoria física deve fornecer pelo menos um conjunto de instruções explicando como os dados são gerados, potencialmente com base em algumas entradas. Coletivamente, nos referimos ao conjunto de instruções e entradas como um programa gerador. Muitas vezes, uma teoria pode fornecer vários métodos diferentes pra gerar os mesmos dados, significando que a teoria pode se vincular a vários programas geradores.
Não há limitações rígidas sobre a forma de um programa gerador. Ele não precisa envolver um conjunto de leis dinâmicas que pega um estado inicial e o evolui ao longo do tempo pra produzir estados subsequentes. Assim, essa estrutura pode até se aplicar a teorias que diferem significativamente das descrições físicas tradicionais baseadas na evolução temporal. Até mesmo uma teoria que simplesmente lista dados pode ser entendida como um programa gerador, embora não seja interessante, pois não esclarece os padrões nos dados.
Geralmente, um programa gerador terá a forma de uma série de passos ordenados que, juntos, geram dados empíricos. Isso permite a representação como um grafo direcionado que ilustra o fluxo de informações das entradas para as saídas. Normalmente, esses grafos serão acíclicos, uma vez que inconsistências podem ocorrer se saídas posteriores forem necessárias para passos anteriores. Em alguns casos, pode haver maneiras matemáticas de lidar com esses problemas, mas, pra simplificar, essa discussão assumirá que o grafo representa apenas programas que podem ser mostrados como grafos acíclicos direcionados.
Por exemplo, pense em vários programas geradores diferentes que geram dados associados a correlações de Bell. Nesses exemplos, certos elementos representam preparações de pares, o verdadeiro estado do par, escolhas de direções de medição, configurações de medição e resultados de medições. Aqui, o tempo flui de baixo pra cima na página, tornando os grafos mais fáceis de entender visualmente. Setas escuras mostram o fluxo de informações ditado pelo programa gerador, enquanto setas pontilhadas adicionais representam relações causais esperadas nas interpretações usuais e, devido à convenção de representação do tempo utilizada, essas setas sempre apontarão pra cima.
Pode-se observar que, enquanto os DAGs de programas geradores podem ter algumas das mesmas setas que os relatos causais padrão, também pode haver setas indo em direções diferentes ou relacionando eventos distintos. Tanto o estado das partículas emaranhadas quanto suas escolhas de medição podem ser determinados por alguma variável oculta, violando a independência estatística usual esperada.
Nós como Variáveis
Os nós no DAG podem ser vistos como 'variáveis' no sentido de que podem assumir uma gama de valores. Assume-se que um programa gerador bem definido especifica quais variáveis estão associadas a cada nó e quais valores possíveis elas podem ter. Assim, a classe de contraste para cada variável é definida pelo próprio programa. A intenção é ser permissivo sobre os tipos de variáveis que podem ser encontradas em um nó - esses nós são pra quaisquer entidades que se assumam como desempenhando um papel na geração de dados empíricos. Isso permite que pessoas com diferentes visões filosóficas sobre a existência de várias entidades tomem decisões diferentes sobre quais entidades são representadas nos nós de seus DAGs.
Normalmente, quando os DAGs são usados pra representar modelos causais, eles são fundamentados em uma visão intervencionista da causação onde os nós significam eventos observáveis. A estrutura do programa gerador não insiste que os nós sejam coisas que podem ser intervidas por observadores. Um único nó pode incluir variáveis que dizem respeito a eventos ao longo do espaço-tempo ou elementos não observáveis, como partículas fundamentais ou constantes da natureza.
Para quem tem uma visão realista das leis naturais, essas leis podem ser modeladas como nós no DAG, tornando seu papel no programa gerador explícito. No entanto, essa estrutura não impõe nenhuma suposição sobre as leis; portanto, aqueles que não veem as leis dessa maneira ainda podem usar a estrutura simplesmente não incluindo leis como nós em suas representações. Desde que o programa defina essas variáveis de forma clara e declare sua gama de valores possíveis, elas são nós legítimos no DAG.
Para qualquer DAG dado, pode ser impossível separar claramente nós observáveis de nós não observáveis. Essa distinção é frequentemente nebulosa, então a estrutura não depende de uma separação estritamente definida entre elementos observáveis e não observáveis. Geralmente, a estrutura se concentra em DAGs que correspondem a previsões empíricas da mecânica quântica, mas não requer a especificação dos nós envolvidos na experiência consciente.
A questão de saber se a experiência consciente vem exclusivamente dos nós do DAG ou se os observadores têm acesso à estrutura do DAG também deve ser abordada. Por exemplo, apoiadores da abordagem 'acesso direto' acreditam que nossa percepção do fluxo do tempo decorre de uma compreensão direta de como o futuro vem do passado, sugerindo que experiências envolvem tanto nós quanto setas do DAG. Em contraste, aqueles que adotam uma visão 'perspectival' argumentam que nossa experiência do fluxo do tempo é uma ilusão baseada em nossa perspectiva, afirmando que experiências se relacionam apenas aos nós.
A estrutura acomoda ambas as visões; teóricos de acesso direto e apoiadores da perspectiva simplesmente chegarão a conclusões diferentes sobre quais DAGs são empiricamente equivalentes. Assume-se que, para cada programa gerador, existe uma versão 'maximamente detalhada' do DAG correspondente, significando que o grafo contém tantos nós distintos quanto permitido pelo programa gerador. Isso implica que variáveis devem ser separadas em nós distintos se calculadas em múltiplos passos.
Os exemplos de DAGs não serão sempre maximamente detalhados, pois combinar nós às vezes pode esclarecer a estrutura geral. No entanto, a versão maximamente detalhada é crucial ao fazer julgamentos sobre propriedades como localidade e superdeterminismo.
Vértices Originais
Normalmente, um programa gerador requer algumas entradas que não dependem de mais nada dentro dele, que chamamos de 'vértices originais'. Em teorias determinísticas tradicionais, condições iniciais servem como vértices originais, assim como as leis da evolução. O programa gerador, então, determina totalmente o futuro a partir desses vértices originais. Teorias operacionais costumam tratar agentes como externos, com decisões feitas por agentes em relação a ações como preparação de estado e medição atuando como vértices originais. No entanto, algumas teorias físicas buscam incluir agentes como partes da teoria, talvez modelando-os como sistemas que pegam entradas (como dados sensoriais e memórias) pra produzir saídas através de um processo interno.
Quando um vértice é tratado como um 'vértice original', adota-se um sentido de agnosticismo sobre suas origens - o que significa que seu valor é simplesmente aceito sem mais explicação. Enquanto podemos atribuir distribuições de probabilidade subjetivas aos valores dos vértices originais, essas distribuições representam incerteza sobre seus valores, e não qualquer processo gerador probabilístico objetivo. Os vértices originais devem ter uma definição que garanta que uma distribuição de probabilidade uniforme sobre seus valores leve a previsões correspondentes a jusante.
Podem também haver casos em que um programa gerador inclua distribuições de probabilidade objetivas sobre os valores das variáveis, que diferem dos vértices originais. Variáveis probabilísticas podem ser modeladas como um vértice original combinado com outro vértice que indica as probabilidades especificadas pelo programa gerador. Essa abordagem produz uma função de resposta que gera as probabilidades desejadas para as saídas.
A discussão gira predominantemente em torno de programas geradores que não englobam um universo inteiro, mas produzem uma descrição física completa de um cenário experimental específico. Nesses casos, pode-se reconhecer que os vértices originais não são verdadeiramente independentes, pois seus valores são fixados por partes do universo fora do cenário em questão. No entanto, dentro do contexto desse cenário específico, eles podem, de fato, ser tratados como 'originais'.
Os vértices originais servem como marcadores de 'fronteira' para o universo, com vértices dependentes compondo a maior parte do conteúdo.
Compreendendo a Prioridade Ontológica
Mesmo que toda teoria física deva apresentar um programa gerador pra produzir dados empíricos, diferentes perspectivas podem existir sobre a importância desses programas. Operacionalistas e empiristas construtivos geralmente não se comprometem com nenhuma ontologia além do que é observável, vendo programas geradores como codificações convenientes de regularidades observadas. Por outro lado, realistas argumentam a favor da existência de entidades ou estruturas que não são observáveis e podem atribuir significado ontológico a seus programas geradores.
No sentido mais amplo, realistas podem considerar programas geradores como armazenando informações sobre 'prioridade ontológica'. Aqui, 'A é ontologicamente anterior a B' significa que B depende de A pra existir. Por exemplo, se alguém acredita que o universo se desenrola através de uma evolução contínua envolvendo 'produção dinâmica', segue-se que estados posteriores dependem de estados anteriores pra existir. Em princípio, uma multitude de entidades pode depender de outras pra existir dentro desse contexto.
Embora a prioridade ontológica seja frequentemente representada de forma metafórica, ligando-a a como as coisas precisariam ser criadas pra formar o universo, essa metáfora destaca a inclinação natural de interpretar programas geradores em relação à prioridade ontológica. Prioridade ontológica é um conceito reconhecido na filosofia, mas ainda não foi integrado à física, já que muitos físicos são céticos de ideias excessivamente 'metafísicas'. No entanto, é posicionado que a prioridade ontológica, pelo menos em termos de relações físicas entre entidades reais, não é mais metafísica do que a própria causação. Aqueles que aceitam 'causação' como parte da física deveriam também aceitar 'prioridade ontológica'.
Como mencionado antes, a causação pode ser vista como um caso especial de prioridade ontológica. Se alguém vê 'A causa B' como afirmar que B depende de A pra sua existência, isso significa que A é ontologicamente anterior a B. Teorias causais-dinâmicas padrão geralmente conectam as condições iniciais do universo com tudo o mais, baseando-se na evolução temporal.
Dito isso, as relações de prioridade ontológica não precisam se alinhar com noções preconcebidas de causação. Por exemplo, crenças usuais sugerem que a causação se move pra frente no tempo, mas é possível criar programas nos quais eventos futuros são ontologicamente anteriores aos passados. Neste discurso, 'causação forte' refere-se a relações que se encaixam na nossa compreensão comum de causação, tipicamente em relação a eventos macroscópicos onde a causa vem antes do efeito no tempo.
Apoio de acesso direto pode argumentar que causação forte simboliza uma realidade que reflete a estrutura do tempo, afirmando que DAGs que representam prioridade ontológica em conflito com as noções comuns de causação não representam com precisão o mundo real. Em contraste, aqueles com uma visão perspectival tomariam a posição oposta, sugerindo que DAGs que contradizem relações causais comumente aceitas ainda poderiam representar a realidade atual.
Além disso, a prioridade ontológica pode se relacionar a entidades que podem não existir no espaço-tempo, já que pode se aplicar a tudo que está ativamente envolvido em como um programa gerador cria dados. Por exemplo, constantes fundamentais, objetos matemáticos ou até mesmo leis da natureza podem exibir relações de prioridade ontológica, mesmo que normalmente sejam vistas como não-espaciais ou não-temporais.
Ligando Modelagem Causal e Prioridade Ontológica
Há uma conexão bem estabelecida entre causação e prioridade ontológica. Por exemplo, alguns filósofos, como Schaffer, sugerem que a causação se relaciona de perto com um conceito filosófico chamado 'fundamentação', que se conecta à prioridade ontológica. Tanto a causação quanto a fundamentação podem compartilhar relações geradoras. Schaffer argumenta que a fundamentação pode ser modelada usando equações estruturais semelhantes às utilizadas para a causação na modelagem causal, implicando que a mesma estrutura matemática pode ser aplicada a ambas.
Esse trabalho compartilha semelhanças com a abordagem de Schaffer, mas foca mais em como a prioridade ontológica se relaciona com problemas científicos do que na fundamentação. A definição de prioridade ontológica apresentada é mais estreita, já que se aplica explicitamente a relações físicas entre entidades reais, enquanto inclui a causação como um caso especial.
A abordagem permite usar técnicas matemáticas de estudos de DAG relacionadas a modelos causais pra explorar a prioridade ontológica. Por exemplo, programas geradores podem investigar como essas relações fundamentam relações contrafatuais. Um programa gerador define relações de dependência funcional entre nós, permitindo declarações quantificadas sobre o impacto de mudar uma variável em um nó enquanto mantém outras constantes, independentemente de esse nó ser um que um agente pudesse intervir.
Suponha que temos um programa gerador onde o valor de uma constante natural é um vértice original, e isso é usado pra determinar o estado do mundo em um momento específico. Embora nenhum agente real possa mudar o valor dessa constante, podemos explorar 'intervir' alterando seu valor enquanto mantemos o programa e os valores de outros vértices originais iguais. Se o programa for formulado corretamente, podemos calcular um novo estado do mundo em um dado momento.
Pra derivar declarações matemáticas sobre as relações de dependência codificadas em um programa gerador, uma distribuição de probabilidade sobre vértices originais deve ser aplicada. Por exemplo, um DAG de programa gerador correto deve satisfazer a condição de Markov causal em relação a esse DAG. Isso significa que, ao examinar saídas dadas escolhas aleatórias independentes de valores em vértices originais, cada vértice deve, condicionado a seus 'pais', permanecer estatisticamente independente de todas as outras variáveis não-parentais ou descendentes.
Embora os vértices originais normalmente assumam um único valor, a condição de Markov causal não pode ser verificada através de dados reais. No entanto, se o programa gerar variáveis que não exibem as relações de independência corretas, isso sugere que outras relações de prioridade ontológica permanecem não capturadas pelo DAG.
Ao modelar grafos causais, 'fidelidade' é um requisito comum. Duas variáveis devem estatisticamente ser independentes apenas se forem 'd-separadas' no grafo subjacente. Isso garante que uma seta causal exista de A para B apenas quando escolhas aleatórias independentes em vértices originais mostram que A está estatisticamente relacionado a B. Da mesma forma, grafos de prioridade ontológica devem obedecer à fidelidade; se independências inesperadas aparecerem nos dados empíricos, isso pode sugerir que relações adicionais precisam ser incluídas.
Distinguindo Realismo de Operacionalismo
A estrutura do programa gerador pode esclarecer os diferentes compromissos associados ao 'operacionalismo' e 'realismo'. Operacionalistas geralmente veem teorias físicas como generalizações sucintas de dados empíricos, enquanto não afirmam como esses dados surgem. Realistas, em contraste, buscam explicações reais por trás das observações empíricas.
No entanto, existem várias formas de realismo. Um tipo, frequentemente chamado de 'realismo orientado a objetos', afirma que o realismo envolve explicar observações propondo uma coleção de objetos ou entidades responsáveis pelos efeitos vistos. Outro tipo é o 'realismo estrutural', que sugere um foco nas estruturas subjacentes que explicam os dados, muitas vezes presumindo que essa estrutura é causal.
Ambas as perspectivas podem ser vistas como limitadas. Abordagens orientadas a objetos enfrentam limitações devido ao nosso acesso indireto a entidades não observáveis, especialmente em escalas pequenas. O realismo estrutural evita esse problema ao focar em estruturas, mas a ênfase em estruturas causais pressupõe que a realidade deve operar fundamentalmente sobre tais princípios, o que pode não ser verdade.
Isso leva a um dilema: O que significa ser um realista sem depender de uma conta orientada a objetos ou causal da física? Se a física fundamental carece de uma estrutura causal, isso torna todos os esforços para explicar dados empíricos fúteis? Argumenta-se que a causação não pode ser a única explicação estrutural possível.
A literatura apresenta várias estruturas explicativas para explicações não-causais, embora as credenciais realistas desses modelos sejam frequentemente incertas. Embora algumas abordagens busquem explicações mecanicistas, critérios distintivos sobre o que é 'mecanicamente fundamental' ainda são necessários.
A estrutura do programa gerador oferece um meio de formalizar estruturas não-causais, sugerindo que as estruturas codificadas dentro de programas geradores podem substituir estruturas causais pra criar uma forma mais generalizada de realismo estrutural. Realistas estruturais podem então se comprometer com as estruturas de prioridade ontológica representadas em DAGs de programas geradores de maneira semelhante à que poderiam se comprometer com estruturas causais.
Tanto operacionalistas quanto realistas podem utilizar programas geradores. No entanto, pra esclarecer os compromissos específicos dos realistas, é vital entender como os dois grupos diferem em seu uso de programas geradores. Por exemplo, ao observar dados empíricos, vários programas geradores poderiam prever os mesmos resultados.
Se observamos que o evento A consistentemente resulta no evento B, um operacionalista poderia descrever isso gerando o evento A primeiro, seguido pelo evento B. No entanto, também poderia ser criado um programa onde gerar o evento B instiga o evento A. Embora o último pareça como retrocausalidade, não é uma causação forte, já que o entendimento comum acredita que causas devem preceder efeitos.
A divergência entre realismo e operacionalismo reside em como cada um interpreta programas geradores equivalentes. Operacionalistas não consideram teorias como afirmando nada sobre a realidade; assim, eles veem todos os programas geradores equivalentes como meras representações de regularidades observadas. Em contraste, realistas afirmam que teorias científicas devem representar alguma estrutura objetiva subjacente, levando-os a julgar alguns programas geradores como certos ou incorretos com base em seu vínculo com a realidade.
Importante, realistas não precisam afirmar que qualquer programa particular é a verdadeira representação da realidade. Eles podem manter uma posição epistêmica humilde, aceitando a falibilidade do conhecimento científico, enquanto ainda acreditam em uma realidade objetiva que esses programas tentam retratar.
Determinar a essência do QBism fornece um estudo de caso útil. O QBism interpreta a mecânica quântica como um princípio normativo que aconselha agentes racionais sobre como formar crenças, afirmando que não prediz dados empíricos. Assim, não pode ser associado a um programa gerador que represente qualquer dado.
Alguns QBistas podem ainda se identificar como realistas, aceitando a existência de uma realidade externa responsável por experiências, enquanto negam a conexão da mecânica quântica com essa realidade. Essa classe de QBistas se alinha com o realismo segundo nossa classificação, já que realistas não precisam afirmar que conhecem com precisão o programa gerador correspondente à estrutura da realidade.
Intersubjetividade e Tempo
A estrutura do programa gerador lança luz sobre aspectos importantes do operacionalismo quando múltiplos agentes estão envolvidos. O operacionalismo geralmente segue uma perspectiva de primeira pessoa, onde cada agente representa suas observações através de seu programa gerador. Essa perspectiva dá origem a duas abordagens potenciais: um operacionalismo de primeira pessoa, onde cada indivíduo constrói um programa para suas observações, ou um operacionalismo coletivo, buscando representar observações de todos os agentes juntos.
O último é muitas vezes difícil de justificar dentro de uma visão operacional, já que 'as experiências dos outros' permanecem não observáveis. Assim, o operacionalismo geralmente tende a uma perspectiva de primeira pessoa. Cada agente, como Alice, criará um programa que retrata suas decisões, mas pode não representar as decisões de Bob da mesma maneira. Como resultado, a representação da realidade difere para cada agente.
Essa discrepância se torna mais complexa na mecânica quântica. Operacionalistas muitas vezes sugerem que a mecânica quântica unitária se aplica universalmente, resultando em diferentes agentes potencialmente discordando sobre resultados empíricos. Essa situação leva a programas geradores desconexos para diferentes agentes, produzindo vários mundos físicos com estruturas e conteúdos empíricos distintos. Assim, teorias operacionais lutam pra apresentar uma conta unificada da realidade compartilhada entre agentes.
Os desafios da persistência ao longo do tempo representam uma questão adicional. O operacionalismo tradicionalmente tem dificuldade em lidar com agentes que retêm memórias e são influenciados por experiências passadas, já que isso requer alguma interação entre o agente e os sistemas descritos. Se um programa gerador estiver totalmente desconectado das decisões do agente, isso se torna problemático.
A estrutura do programa gerador insiste que os operacionalistas devem esclarecer sua posição sobre agência. Eles podem optar por programas geradores distintos para cada situação ou aceitar alguma interação entre agentes e condições, complicando assim sua separação rigorosa.
Um exemplo de uma solução poderia envolver a mecânica quântica relacional, onde fatos dependem de 'observadores' pra permitir fatos compartilhados a partir das interações de perspectivas. Essa ideia poderia se beneficiar de uma definição formal - um DAG de programa gerador bem definido para essa versão poderia fornecer um teste de coerência.
Localidade, Contextualidade e Superdeterminismo
A estrutura do programa gerador pode esclarecer debates sobre o que constitui uma conta realista das correlações de Bell. Algumas afirmações sugerem que contas realistas devem ser causais, mas se as correlações de Bell carecem de uma estrutura causal, isso se torna problemático.
Qualquer programa gerador que produza dados empíricos a partir de experimentos de Bell pode ser visto como 'realista' se acredita-se que o programa represente uma estrutura real do mundo, ou pelo menos a possibilidade de ser essa estrutura. Nesse caso, os programas não possuem características intrinsecamente 'realistas' ou 'não realistas'; em vez disso, é a atitude em relação ao programa que atribui tal rótulo.
Essas percepções moldam de maneira importante a compreensão da localidade. Muitas definições de 'localidade' existem, frequentemente focando na explicitude dos mecanismos locais que geram dados. A compreensão preferida define uma teoria como 'local' se fornece programas geradores que garantem que os nós não contenham variáveis separadas por distâncias espaço-temporais ou se conectem através de links de prioridade ontológica através de tais separações.
Se as definições de localidade e não-localidade forem estabelecidas, discussões sobre causação revelam o compromisso filosófico que sustenta os programas geradores que produzem dados. Por exemplo, tanto programas geradores locais quanto não-locais podem gerar os mesmos dados empíricos, implicando que existe algum fato sobre que tipo de programa gera os dados.
As abordagens operacionais sobre correlações de Bell, no entanto, carecem de compromisso com um único programa gerador; tratam todos os equivalentes como descrições igualmente válidas de regularidades empíricas. Assim, uma conta operacionalista das correlações de Bell não pode ser distintamente rotulada como local ou não-local, pois não se adere a uma estrutura geradora particular e não descreve mecanismos que geram dados.
Uma análise semelhante se aplica à contextualidade. Dentro da estrutura do programa gerador, teorias não-contextuais de preparação estão ligadas a programas geradores de modo que as saídas sejam idênticas em preparações operacionalmente equivalentes. Por outro lado, teorias contextualistas de preparação estão conectadas a programas que falham nessa condição.
Da mesma forma, o termo 'superdeterminístico' destaca a necessidade de protocolos onde as funções de resposta de um observador levam em conta intervenções plausíveis e respondem de maneira consistente a observações empíricas anteriores. Esse método assegura que nenhum observador se encontre em uma posição onde acredita que pode fazer escolhas impossíveis sob o programa.
A abordagem do programa gerador também fornece clareza sobre conceitos de ajuste fino. Um programa gerador é rotulado como 'ajustado fino' se vértices originais exibem valores que combinam de maneira surpreendente, dado seu suposto nível de independência. Vários exemplos, como o problema da planicidade, ilustram como um manejo cuidadoso de vértices originais é essencial pra evitar problemas de ajuste fino.
Livre Arbítrio e Programas Geradores
A estrutura do programa gerador é igualmente crucial na formalização dos debates em andamento sobre livre arbítrio. Com preocupações ligadas à 'determinação' centrais nas discussões sobre livre arbítrio, muitos argumentam que se o passado dita o futuro, as ações humanas são meramente respostas a eventos anteriores. Como declarado, se o determinismo é verdadeiro, então as ações se tornam consequências de eventos passados remotos e leis da natureza.
No entanto, uma perspectiva diferente surge ao considerar 'determinação' através da lente da prioridade ontológica. Uma ação poderia ser considerada 'livre' se se ligar diretamente a um vértice original em um programa gerador que representa a verdadeira estrutura ontológica da realidade.
Ao avaliar o livre arbítrio, deve-se lidar com várias interpretações. Em uma estrutura determinística com uma teoria invariável ao tempo reverso, todos os estados históricos poderiam atuar como vértices originais. Essa visão permite que escolhas sejam classificadas como livres - as decisões de um indivíduo poderiam existir entre os vértices originais espalhados ao longo do tempo.
Embora essa discussão sugira que a liberdade poderia existir mesmo em uma estrutura determinística, a mecânica quântica apresenta uma camada diferente de complexidade. Se o acaso existe em eventos quânticos, alguém poderia propor que cada ocorrência aleatória sirva como um vértice original.
Desafios permanecem ao associar ações livres exclusivamente com vértices originais, já que isso reflete um ponto de vista suscetível ao argumento do agente desaparecendo. Esse argumento indica que se um vértice original determina uma ação, torna-se incerto o quanto a ação se alinha com a pessoa.
Alternativamente, poderia-se adotar uma visão causal-agente, onde eventos relacionados a crenças e desejos requerem o envolvimento de um agente para que ações se materializem. Isso cria uma 'caixa-preta' dentro da estrutura ontológica, onde a síntese de eventos passados e agência leva a decisões tomadas pelo agente.
Ainda assim, há questões sobre o que ocorre dentro da caixa-preta. Se ela opera de maneira determinística, isso levanta a questão de saber se o livre arbítrio realmente desempenha um papel no processo de tomada de decisão.
A possibilidade do 'livre arbítrio participativo' pode apresentar outra abordagem, especialmente em modelos de tudo de uma vez. Nessa compreensão, nenhum evento tem prioridade sobre outro, tornando todos os pontos do tempo igualmente significativos na determinação da história.
Conclusão
Em resumo, a estrutura do programa gerador fornece um meio versátil e valioso para explorar questões complexas tanto na física quanto na filosofia. Ao oferecer uma estrutura estrutural mais expansiva, ela abre avenidas para entender a natureza das teorias, as relações entre eventos e as implicações para conceitos como livre arbítrio, realismo e contextualidade. Essa abordagem facilita um engajamento enriquecido com dados empíricos, enquanto promove o diálogo entre diversas interpretações e teorias da realidade.
Título: The Generative Programs Framework
Resumo: Recently there has been significant interest in using causal modelling techniques to understand the structure of physical theories. However, the notion of `causation' is limiting - insisting that a physical theory must involve causal structure already places significant constraints on the form that theory may take. Thus in this paper, we aim to set out a more general structural framework. We argue that any quantitative physical theory can be represented in the form of a generative program, i.e. a list of instructions showing how to generate the empirical data; the information-processing structure associated with this program can be represented by a directed acyclic graph (DAG). We suggest that these graphs can be interpreted as encoding relations of `ontological priority,' and that ontological priority is a suitable generalisation of causation which applies even to theories that don't have a natural causal structure. We discuss some applications of our framework to philosophical questions about realism, operationalism, free will, locality and fine-tuning.
Autores: Mordecai Waegell, Kelvin J. McQueen, Emily C. Adlam
Última atualização: 2023-07-20 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2307.11282
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.11282
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
Obrigado ao arxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.