maanantai 11. heinäkuuta 2011

Heikko ja vahva reduktionismi.

Sain melkein kokonaan loppuun Enqvistin "monimutkaisuuden". Enqvist tunnustautuu reduktionistiksi, ja tosiasiatasolla en ole lainkaan hänen kanssaan eri mieltä. Kirja kuitenkin sivuaa reduktionismiin liittyvää pragmaattista - ja siten myös hyvin perustavalla tavalla epistemologista - ongelmaa. Juuri tätä epistemologian pragmaattista ongelmaa olen omassa, kiistämättä kovin vaatimattomassa, abstraktioon perustuvassa tieteenfilosofiassani yrittänyt lähestyä. Oman työni vuoksi olen tietysti joutunut lähestymään ongemaa lähinnä mallintamisen eli "ilmiötason" teoretisoinnin näkökulmasta, mutta tämä toimii fysiikassakin.

Nimittäin, vaikka uskoisimme, että vaikkapa QED:n huima tarkkuus yksinkertaisten ilmiöiden mallintamisessa olisikin seurausta sen ontologisesta statuksesta, joutuisimme vähänkään isomman ilmiöluokan kuvailussa aina turvautumaan likiarvoistamiseen jo yksinkertaisesti laskennallisen kompleksisuuden vuoksi. Se, mitä Enqvist nimittää konfiguraatioavaruudeksi, siis maailmantilojen mahdolliseksi joukoksi, räjähtää käsiin kun vuorovaikuttavien komponenttien määrä kasvaa.

Reduktionismi ontologisella tasolla sanoo, että jokainen komposiitti-ilmiö olisi periaatteessa palautettavissa alemman tason ilmiöiden käyttäytymiseen. En ole tästä eri mieltä noin periaatteellisella tasolla, jos kohta pohjataso on viimekädessä mielivaltainen. Kuten aiemmin totesin, jokainen teoria on periaatteessa ilmiötason teoria sillä tasolla, jossa sen perustavanlaatuiset käsitteet on operationalisoitu. Uskon kyllä, että maailmankaikkeus on siinä määrin säännönmukainen, että ylemmän tason ilmiöt jäännöksettä "oikeasti" koostuvat alemman tason ilmiöistä, so. jokainen postuloitu vastaväite reduktionismia vastaan joko osoittautuu vääräksi jos se on falsifioitavissa, tai on yksinkertaisesti mieletön.

Se, missä joudumme ongelmiin, on sanan "epistemologia" merkitys. Vaikka uskommekin, että esimerkiksi annetun yksinkertaisen bakteerin koko toiminta olisi palautettavissa kemiaan ja sitä kautta sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen (jako on mielivaltainen, eikä tarkkarajainen, huom.) ja lopulta esimerkiksi QED:hen, niin tämän pohjatason malli olisi operationalisoituessaan ja ennustaessan solun toimimisen havaintotarkkuuden rajoissa oikein niin monimutkainen, että vaikka valjastaisimme koko näkyvän maailmankaikkeuden tietokoneeksi, meidän ei olisi mahdollista tehdä kattavia ennusteita solun käyttäytymisestä.

Siksi kysymys siitä, onko jokin "oikeasti" redusoituva, vaatii tuekseen abstraktion, joka hävittää välistä tarpeettomia ja epäolennaisia yksityiskohtia. Ja koska jokainen abstraktio vuotaa jotenkin, mallinnettu ilmiöluokka on joka tapauksessa hyvin ylimalkainen kuvaus "oikeasta" ja "alkuperäisestä". Viimekädessä se, että sanon ettei "objektiivista todellisuutta" ole olemassa, viittaa siihen, että jokainen yritys ymmärtää ilmiö perustavamman tasoisten ilmiöiden kautta on aina tällaisen abstraktioprosessin läpi suodatettu ja abstraktio on luonteeltaan subjektiivinen. Tarkoitan tietenkin subjektiivisella sitä, että abstraktio on ihmisen itsensä tapa hahmottaa asioita, ei todellisuuden ominaisuus.

En usko, että kukaan on tästä sinänsä eri mieltä. Siksi on ihan ymmärrettävää nähdä kuten moni kommentoijani on huomauttanut, eli se että korostan abstraktion subjektiivista ja suhteellista luonnetta, ei ole oikeasti relativismia. Ihan sama miksi sitä kutsutaan, mutta ehdotan, että nimitetään sitä heikoksi reduktionismiksi.

7 kommenttia:

H. kirjoitti...

Jos halutaan mallintaa ja ennustaa jotakin korkeamman tason ilmiötä virheettömästi, onko välttämätöntä lähteä liikkeelle alimmalta tasolta? Voisiko Jumala rakentaa todellisuudesta mallin, joka sisältäisi kaikki ylempien tasojen tapahtumat ja niiden väliset kausaaliset yhteydet täsmälleen samanlaisina kuin alkuperäisessä todellisuudessa, mutta joka ei kuitenkaan olisi laskennallisesti yhtä raskas kuin myös alimman tason ilmiöt sisältävä malli?

Todellisuus toki suorittaa kaiken alimmalta tasolta käsin laskentatehosta piittaamatta, mutta kai todellisuudesta itsestäänkin löytyy korkeamman tason (todellisia) säännönmukaisuuksia ja hahmoja. Eikö siis pitäisi olla mahdollista karkeistaa nämä todelliset ilmiöt objektiivisesti ja täsmällisesti?

Fumi kirjoitti...

Kvanttijärjestelmää voi simuloida vain toinen kvanttijärjestelmä.
http://tietsikka.blogspot.com/2011/07/kvanttitietokone-d-wave.html

Tiedemies kirjoitti...

Olennaista minusta on tässä se, että kuvauksen tarkoituksenmukaisuus on erottamaton sen "totuutta". Siis, vaikka kvanttielektrodynamiikka on kuinka tarkin tunnettu teoria, ja vaikka molekyylitason ilmiöt kuinka selittyvät jäännöksettä sen avulla, se on silti aivan liian järeä työkalu melkein kaikkeen kemiaan käytännössä.

Abstraktio on siis tarpeellista, eikä mikään yritys ymmärtää maailmankaikkeutta ole kunnollinen ilman ymmärrystä abstraktion luonteesta.

Sidemiete kirjoitti...

@TM vaikka kvanttielektrodynamiikka on kuinka tarkin tunnettu teoria,

Tai epätarkin. QED:n näköinen elektroni implikoi kentän. Kentän tyhjiöenergialle laskettu arvo ja toisaalta kosmologisessa mittakaavassa saatu arvo poikkeavat toisistaan tekijällä 10^N (N muistaakseni luokkaa 100), mitä mm. Enqvistin luennoimassa kurssissa todettiin epätarkimmaksi tulokseksi ikinä fysiikassa.

(Muistin, että lasku oli tässä prujussa: http://theory.physics.helsinki.fi/~xfiles/moka/05/lect/moka2004.pdf, mutta jostain syystä sitä en nyt juuri löytänyt.)

Toisaalta, jos "todellisuudella" on sellaiset kasvot, kuin QED:n elektronilla, niin intuitio joka tuottaa vaikkapa kvantti-hall-johtavuuden on seurausta siitä, että rutiiniomaisesti "nähdään MWI".

Mutta, vaikka outo, niin ensisijaisesti se kuitenkin on pahasti rikki, jos ruvetaan puhumaan sellaisesta asiasta kuin "todellisuus".

Sidemiete kirjoitti...
Kirjoittaja on poistanut tämän kommentin.
H. kirjoitti...

"Tarkoitan tietenkin subjektiivisella sitä, että abstraktio on ihmisen itsensä tapa hahmottaa asioita, ei todellisuuden ominaisuus."

Mutta eikö tämä ole seurausta ihmisaivojen ja tekniikan rajoituksista ja ihmisen tietoisista valinnoista (=tarkoituksenmukaisuus) eikä mistään objektiivisen abstraktion perustavanlaatuisesta mahdottomuudesta?

Eikö todellisuudesta itsestäänkin kuitenkin löydy yleisempiä muotoja, hahmoja, kuvioita? Eikö näitä voitaisi pitää "abstraktioina", jotka ovat todellisuuden ominaisuuksia? Nehän ovat olemassa ilman että kenenkään tarvitsee niitä abstrahoida. Miksei siis keinotekoinenkin abstraktio voisi (periaatteessa) jäljittää aitoa, todellista kuviota? Ehkä luonnontieteelliset matemaattiset teoriat ovat jo onnistuneet tässä, ja voisimme sittenkin pitää kiinni jonkinlaisesta realismista.

Tiedemies kirjoitti...

H.: Enqvistin kanta kirjan perusteella on, että näin todellakin on etenkin erittäin pienten (ydin - atomi - molekyyli) ja erittäin suurten (galaksi - maailmankaikkeus) rakenteiden osalta, eli että kuvailun tasot kumpuavat (liki) objektiivisella tavalla siitä, millainen todellisuus "todella" on.

Sidemiete: Joo, vähän epäreilu esimerkki ottaa joku QED tähän, koska se on oikeastaan paraatiesimerkki teoriasta, joka toimii nimenomaan tarkoituksenmukaisuuden näkökulmasta erittäin hyvin silloin, kun sitä käytetään oikeassa paikassa.

Minun keskeinen ajatukseni tässä on jotenkin niin, että jokaisella abstraktiolla on rajansa, ja jokainen abstraktio on jollakin (vähäisellä, melkein mitättömällä) tavalla rikki. Tämä ei tarkoita, että yhä parempien teorioiden tavoittelu olisi turhaa, vaan päinvastoin, sellainen ei ole turhaa edes siinä vaiheessa, kun joku väittää löytäneensä parhaan mahdollisen teorian.

Ajattelen jotenkin niin, että aidosti "objektiivinen todellisuus" ei antaisi meille jatkuvasti vuotavia abstraktioita.