비결정론
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1. 개요
비결정론은 미래가 미리 정해져 있지 않다는 입장이다. 이는 원인의 존재를 부정하지 않으며, 모든 사건이 필요 조건을 갖지만, 단일하고 불가피한 결과로 이어지지 않는다고 본다. 고대 그리스 철학에서 레우키포스는 우연의 개념을, 아리스토텔레스는 우연과 필연을 구분했으며, 에피쿠로스는 원자의 일탈을 통해 비결정론적 관점을 제시했다. 근현대 철학에서는 찰스 샌더스 퍼스가 우연을 우주의 실제적 요소로, 아서 홀리 컴프턴은 양자적 불확정성을 인간 자유의 근거로 보았다. 과학 분야에서 확률 과정, 양자역학, 진화 생물학 등 다양한 분야에서 비결정론적 요소가 논의되며, 프리고진은 결정론이 비가역성과 불안정성 앞에서 설명력을 잃는다고 주장했다.
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2. 필요조건과 충분조건
비결정론은 원인의 존재 자체를 부정하지 않으며, 미래를 단일 경로로 제약하지 않는 종류의 원인이 존재한다고 주장한다. 필요조건과 충분조건의 개념을 통해 비결정론적 인과 관계를 설명할 수 있다.
'x'가 'y'의 필요조건이라면, 'y'가 존재한다는 것은 'x'가 반드시 먼저 발생했음을 의미한다. 그러나 'x'가 발생했다고 해서 반드시 'y'가 발생하는 것은 아니다.
'x'가 'y'의 충분조건이라면, 'y'가 존재한다는 것은 'x'가 먼저 발생했을 수도 있음을 의미한다. 그러나 'y'는 'x' 외에 다른 원인('z' 등)에 의해서도 발생할 수 있다. 따라서 'y'가 존재한다고 해서 반드시 'x'나 'z', 또는 다른 어떤 것의 존재를 의미하는 것은 아니다.
2. 1. 필요조건
'x'가 'y'의 필요 조건이라면, 'y'가 존재한다는 것은 'x'가 반드시 먼저 발생했음을 의미한다. 하지만 'x'가 발생했다고 해서 반드시 'y'가 발생하는 것은 아니다.비결정론이 유지되고 미래가 열려 있더라도 모든 것은 필요 조건을 가질 수 있다. 왜냐하면 필요 조건은 단일하고 불가피한 결과로 이어지지 않기 때문이다. 비결정적(또는 확률적) 인과 관계는 "모든 것에는 원인이 있다"라는 명제가 비결정론을 명확하게 설명하는 것이 아니라, 가능한 경우 중 하나를 제시하는 것일 뿐이다.
2. 2. 충분조건
'x'가 'y'의 충분 조건이라면, 'y'가 존재한다는 것은 'x'가 먼저 발생했을 수도 있음을 의미한다. 그러나 'y'는 'x' 외에 다른 원인('z' 등)에 의해서도 발생할 수 있다. 따라서 'y'가 존재한다고 해서 반드시 'x'나 'z', 또는 다른 어떤 것의 존재를 의미하는 것은 아니다.[1]3. 확률적 인과 관계
인과 관계를 결정론적 관계로 해석하면, ''A''가 ''B''를 유발할 때 ''A'' 뒤에는 항상 ''B''가 따라와야 한다. 그러나 이러한 관점에서 전쟁이 항상 죽음을 유발하는 것은 아니며( 사이버 전쟁 참조), 한 번의 흡연이 항상 암을 유발하는 것도 아니다.[2] 결과적으로 많은 사람들이 확률적 인과 관계의 개념으로 눈을 돌린다. 비공식적으로, ''A''가 확률적으로 ''B''를 유발한다는 것은 ''A''의 발생이 ''B''의 확률을 증가시킨다는 것을 의미한다. 이는 때때로 결정론적 시스템에 대한 불완전한 지식을 반영하는 것으로 해석되지만, 다른 경우에는 연구 중인 인과 시스템이 본질적으로 비결정론적인 특성을 가지고 있다는 의미로 해석된다. ( 성향 확률은 확률이 주관의 지식에 대한 제한이 아니라 객관적인 실존을 가진다는 유사한 개념이다).[2]
균등 분포가 아닌 모든 확률 분포의 실현은 후자(즉, "절대적으로 무작위")를 따르는 임의 변수에 (결정론적) 함수(즉, 역 분포 함수)를 적용하는 것과 수학적으로 동일하다는 것을 증명할 수 있다.[3] 확률은 결정론적 요소에 포함되어 있다. 이를 보여주는 간단한 형태는 사각형 내에서 무작위로 쏘고, 상대적으로 큰 하위 사각형을 더 유력한 결과로 (결정론적으로) 해석하는 것이다.
4. 비결정론과 예측 불가능성
일반적으로 비결정론과 변수를 측정할 수 없는 무능력(정밀도의 한계) 사이에는 구별이 있다. 이는 특히 (다양한 양자역학의 해석에 의해 제안된) 물리적 비결정론의 경우에 해당된다. 그러나 일부 철학자들은 비결정론과 예측 불가능성이 동의어라고 주장해 왔다.[4]
5. 철학
비결정론은 고대 그리스 철학에서부터 현대 철학에 이르기까지 다양한 철학적 논의의 대상이었다.
고대 그리스에서는 레우키포스가 원자론을 주장하며 우연을 언급했고,[5] 아리스토텔레스는 우연을 필연성과 반대되는 개념으로 보았다.[7] 피론주의의 섹스투스 엠피리쿠스는 원인 존재에 대한 판단을 포기해야 한다고 주장했고,[9] 에피쿠로스 학파는 원자가 예정된 궤도에서 벗어나는 경우(''클리나멘'')가 있다고 보았다.[1]
근현대 철학에서 19세기 프랑스 철학자 앙투안 오귀스탱 쿠르노는 "우연"을 일련의 비선형적인 원인으로 새롭게 이론화했다.[12] 찰스 샌더스 퍼스는 티키즘(τύχη|티케el)을 통해 절대적인 우연이 우주에서 작용하는 실제적인 요소라고 주장했다.[13] 아서 홀리 컴프턴은 양자적 불확정성에 기반한 인간의 자유 의지 개념을 옹호했고,[15] 칼 포퍼는 비결정론적 시스템을 "구름"에 비유하며 비결정론을 옹호했다.[19] 로버트 케인은 자유주의를 옹호하며 대안적 가능성과 궁극적 책임이라는 개념을 통해 자유 의지를 설명한다.[20][21] 마크 발라거는 자유 의지가 비결정론을 요구하며, 뇌가 비결정론적으로 행동하는지 여부는 더 많은 연구가 필요하다고 주장한다.[23][24]
5. 1. 고대 그리스 철학
고대 그리스 철학에서 '''우연''' 개념은 여러 철학자들에 의해 다루어졌다.레우키포스는 원자론을 주장하며 "원자들이 우연적이고 예측 불가능하게 움직여 코스모스가 구형을 띠게 되었다"라고 하였다.[5]
아리스토텔레스는 네 가지 원인(재료, 작용, 형식, 목적)을 설명하면서, 사건에는 여러 요인이 작용한다고 보았다. 그는 《물리학》과 《형이상학》에서 우연은 우연(τύχη, ''tukhe'')에 의해 발생한다고 말했다. 그는 우연을 필연성과 반대되는 개념으로 보았으며, 우연에는 확실한 원인이 없고, 단지 우연적이고 무한정한 원인만 있을 뿐이라고 말했다.[7] 또한, 생성과 파괴 과정과는 별개로 생성되거나 파괴될 수 있는 원리가 있으며, 이것이 사실이 아니라면 모든 것이 필연적일 것이라고 주장했다.[8]
피론주의의 섹스투스 엠피리쿠스는 원인 존재에 대한 판단을 포기해야 하며, 원인이 존재하지 않는 것보다 더 존재한다고 할 수 없다고 주장했다.[9]
에피쿠로스 학파의 에피쿠로스는 원자가 허공을 통과할 때, 예정된 궤도에서 벗어나는 경우(''클리나멘'')가 있으며, 이로 인해 새로운 인과 관계가 시작된다고 주장했다. 그는 이러한 일탈이 우리 자신의 행동에 대한 책임을 더 크게 질 수 있게 해준다고 보았다.[1]
5. 1. 1. 레우키포스
레우키포스는 원자론의 창시자로 '''우연'''의 개념을 가장 먼저 언급한 인물로 알려져 있다. 그는 다음과 같이 말했다.> "그러므로 코스모스는 이런 식으로 구형을 띠게 되었다. 원자들이 우연적이고 예측 불가능한 운동에 놓여, 빠르고 끊임없이 움직였기 때문이다."[5]
5. 1. 2. 아리스토텔레스
아리스토텔레스는 네 가지 원인(재료, 작용, 형식, 목적)을 설명했다. 그가 이 원인에 사용한 단어는 αἰτίαι (''aitiai'')였으며, 이는 사건에 책임이 있는 여러 요인이라는 의미로 번역된다. 아리스토텔레스는 모든 사건이 단 하나의 원인을 가진다는 단순한 생각에는 동의하지 않았다.[6]그는 자신의 저서 《물리학》과 《형이상학》에서 우연(συμβεβηκός, ''sumbebekos'')은 우연(τύχη, ''tukhe'')에 의해 발생한다고 말했다. 그는 자신과 초기 물리학자들이 우연에서 그 원인을 찾을 수 없었다고 언급했다.[6]
아리스토텔레스는 우연을 필연성과 반대되는 개념으로 보았다. 그는 우연에는 확실한 원인이 없고, 단지 우연적(τυχόν)이고 무한정한(ἀόριστον) 원인만 있을 뿐이라고 말했다.[7] 또한, 생성과 파괴의 과정과는 별개로 생성되거나 파괴될 수 있는 원리가 있으며, 만약 이것이 사실이 아니라면 모든 것이 필연적일 것이라고 주장했다. 즉, 어떤 것이 생성되거나 파괴되는 데에는 우연적인 원인 외에 필연적인 원인이 있어야 한다는 것이다.[8]
5. 1. 3. 피론주의
섹스투스 엠피리쿠스는 원인의 존재에 대한 판단을 포기(판단을 보류하는 것)해야 하며, 원인이 존재하지 않는 것보다 더 존재한다고 할 수 없다고 주장했다.[9]5. 1. 4. 에피쿠로스 학파
에피쿠로스는 원자가 허공을 통과할 때, 예정된 궤도에서 벗어나는 경우(''클리나멘'')가 있으며, 이로 인해 새로운 인과 관계가 시작된다고 주장했다. 에피쿠로스는 이러한 일탈이 모든 행동이 결정론적으로 발생할 경우 불가능한, 우리 자신의 행동에 대한 책임을 더 크게 질 수 있게 해준다고 보았다.[1]5. 2. 근현대 철학
19세기 프랑스 철학자 앙투안 오귀스탱 쿠르노는 "우연"을 일련의 비선형적인 원인으로 새롭게 이론화했다. 그는 『우리의 지식의 기초에 관한 에세이』(1851)에서 다음과 같이 썼다.[12]> 우연이 실제적인 것은 희귀성 때문이 아니다. 반대로, 우연 때문에 많은 다른 가능성들이 생성되는 것이다.
5. 2. 1. 초기 근대 철학
장 메리에는 『유언서』(1729)에서 "물질은 스스로의 능동적인 힘에 의해 맹목적으로 움직이고 작용한다."라고 주장했다.[10] 줄리앙 오프레 드 라 메트리는 『인간 기계』(1748, 익명)에서 "어쩌면 인간의 존재 원인은 존재 자체에 있을지도 모른다? 어쩌면 그는 아무런 '어떻게'와 '왜' 없이 이 지구 표면의 어떤 지점에 우연히 던져졌을지도 모른다."라고 썼으며, 『안티-세네카』(1750)에서는 "우연은 우리를 삶 속에 던져 놓았다."라고 언급했다.[11]5. 2. 2. 앙투안 오귀스탱 쿠르노
앙투안 오귀스탱 쿠르노는 일련의 비선형적인 원인으로 "우연"을 이론화했다. 그는 『우리의 지식의 기초에 관한 에세이』(1851)에서 다음과 같이 썼다.[12]> 우연이 실제적인 것은 희귀성 때문이 아니다. 반대로, 우연 때문에 많은 다른 가능성들이 생성되는 것이다.
5. 2. 3. 찰스 샌더스 퍼스
찰스 샌더스 퍼스는 1890년대에 절대적인 우연, 즉 자발성이 우주에서 작용하는 실제적인 요소라고 주장하는 티키즘(τύχη|티케el)을 제안했다.[13] 이는 알베르트 아인슈타인이 자주 인용했던 "신은 주사위 놀이를 하지 않는다"라는 격언과 정반대되는 입장이자, 베르너 하이젠베르크의 불확정성 원리를 초기 철학적으로 예견한 것이라고 볼 수 있다.퍼스는 우주에 ''법칙이 전혀'' 없다고 주장하지는 않았다. 오히려 그는 절대적인 우연의 세계는 모순이므로 불가능하다고 주장한다. 완전한 무질서는 그 자체로 일종의 질서이기 때문이다. 그가 옹호하는 입장은 우주에는 규칙성과 불규칙성이 모두 존재한다는 것이다.
칼 포퍼는 퍼스의 이론이 당시에는 거의 주목받지 못했으며, 다른 철학자들은 양자 역학이 부상할 때까지 비결정론을 채택하지 않았다고 언급한다.[14]
5. 2. 4. 아서 홀리 컴프턴
아서 홀리 컴프턴은 양자적 불확정성에 기반한 인간의 자유 의지 개념을 옹호했다. 그는 미시적인 양자 현상을 증폭시켜 무작위성을 거시 세계로 가져오는 방법을 제안했다. 그는 자신의 증폭기에 다이너마이트를 연결하는 것을 상상했는데, 이는 슈뢰딩거의 고양이 역설을 예견하는 것이었다.[15]컴프턴은 자신의 아이디어가 우연을 우리 행동의 직접적인 원인으로 만든다는 비판에 대해, 1955년 ''애틀랜틱 먼슬리'' 기사에서 자신의 아이디어가 두 단계로 이루어져 있다고 설명했다. 먼저, 일련의 무작위적인 가능한 사건들이 있고, 그 다음 선택 행위를 통해 결정적인 요소를 더한다는 것이다.
Known only to himself, however, is the fact that he does add a determining factor by his act of choice, and that he does thus in fact determine what will occur. That he does so is known only to the actor himself. From the outside it can be seen only that his actions conform to the laws of physics. It is the inner knowledge by the actor that he is in fact doing what he intends to do that tells him he is free.|그러나 그 자신만이 아는 것은, 선택 행위를 통해 결정적인 요소를 추가하고, 그럼으로써 실제로 일어날 일을 결정한다는 사실이다. 그가 그렇게 한다는 것은 행위자 자신만이 안다. 외부에서는 그의 행동이 단지 물리 법칙에 따르는 것으로 보일 뿐이다. 행위자 자신이 자신이 의도한 바를 실제로 하고 있다는 내적 지식이 그에게 자신이 자유롭다고 말해준다.영어[16]
컴프턴은 20세기 과학에서 불확정론이 부상하는 것을 환영하며 다음과 같이 썼다.
I am in a much more satisfied state of mind with regard to this important subject than I have been at any previous stage in the development of science. If the statements of the laws of physics were assumed to be accurate, one would have had to suppose (as did most philosophers) either that the feeling of freedom is an illusion or that if [free] choice is effective ... the laws of physics ... [are] unreliable. The dilemma has been an uncomfortable one.|나는 이 중요한 주제에 대한 나의 생각에 있어 과학 발전의 이전 어떤 단계에서보다 훨씬 더 만족스러운 상태에 있다. 만약 물리 법칙의 진술이 정확하다고 가정된다면, (대부분의 철학자들이 그랬듯이) 자유의 느낌이 환상이라고 가정하거나, 만약 [자유로운] 선택이 효과적이라면, 물리 법칙이 ... [신뢰할 수 없다]고 가정해야 했을 것이다. 이 딜레마는 불편한 것이었다.영어[17]
컴프턴은 영국의 아서 에딩턴과 함께, 1920년대 후반과 1930년대에 하이젠베르크의 불확정성 원리를 사용하여 "자유 의지의 해방"을 주장한 영어를 사용하는 세계에서 드문 저명한 물리학자 중 한 명이었다. 그러나 그들의 노력은 물리적, 철학적 비판뿐만 아니라 가장 중요한 정치적, 이념적 캠페인에도 직면했다.[18]
5. 2. 5. 칼 포퍼
칼 포퍼는 저서 《객관적 지식(Objective Knowledge)》에 포함된 에세이 〈구름과 시계〉에서 비결정론적 시스템을 "구름", 결정론적 시스템을 "시계"에 비유했다. 그는 비결정론을 옹호하며 다음과 같이 썼다.[19]> 나는, 심지어 가장 정밀한 시계조차도 어느 정도까지는 모두 구름이라고 주장한 퍼스의 말이 옳다고 믿는다. 이것이 모든 구름이 시계라는 잘못된 결정론적 관점을 뒤집는 가장 중요한 것이라고 생각한다.
포퍼는 또한 성향 확률의 옹호자였다.
5. 2. 6. 로버트 케인
자유 의지에 관한 주요 현대 철학자 중 한 명인 로버트 케인은 철학계에서 "자유주의"라고 불리는 것을 옹호한다.[20][21] 케인은 대안적 가능성(AP)과 궁극적 책임(UR)이라는 개념을 통해 자유 의지를 설명한다.케인은 자유롭게 행동하기 위해서는 행위자가 다르게 할 수 있는 능력, 즉 대안적 가능성(AP)이 필요하며, 결정론은 이러한 능력을 배제하기 때문에 대안적 가능성과 양립할 수 없다고 주장한다.[22] 그러나 AP는 자유 의지의 필요 조건일 뿐 충분 조건은 아니다. 케인은 우리 행동에 대한 실질적인 대안이 존재해야 하지만, 그것만으로는 충분하지 않으며, 우리 행동이 통제되지 않은 채 무작위로 발생할 수도 있다고 말한다. 이러한 통제는 "궁극적 책임(UR)"에서 찾을 수 있다.
케인은 "자아 형성 행동"(SFA)을 통해 궁극적 책임이 실현된다고 본다. SFA는 사람들이 상반된 의지를 경험하는 결정의 순간에 발생하며, 결정되지 않은 자발적인 행동 또는 자제이다. UR은 우리 자신의 자유 의지로 행해지는 모든 행위가 결정되지 않아 모든 행위나 선택에 대해 우리가 다르게 할 수 있어야 함을 요구하지 않는다. UR은 단지 우리의 특정 선택과 행동, 즉 SFA가 결정되지 않아야 하며, 이를 통해 우리가 다르게 할 수 있어야 한다고 요구한다. 이러한 SFA는 우리의 성격 또는 본성을 형성하고, 미래의 선택, 이유, 행동 동기에 영향을 미친다. 따라서 어떤 사람이 성격 형성적 결정(SFA)을 할 기회를 가졌다면, 그는 자신의 성격의 결과인 행동에 대해 책임을 진다.
5. 2. 7. 마크 발라거
마크 발라거는 저서 ''열린 과학적 문제로서의 자유 의지''[23]에서 케인과 유사하게 주장한다. 그는 개념적으로 자유 의지는 비결정론을 요구하며, 뇌가 비결정론적으로 행동하는지 여부는 더 많은 경험적 연구에 달려 있다고 믿는다. 그는 또한 이 문제에 대해 "비결정적 자유 의지의 과학적으로 평판이 좋은 버전"이라는 글을 썼다.[24]6. 과학
비결정론은 수학, 물리학, 생물학, 신경과학 등 다양한 과학 분야에서 중요한 논의 대상이다.
확률론에서 확률 과정(무작위 과정)은 결정론적 과정과 대비된다. 상미분 방정식의 해처럼 시간이 지남에 따라 과정이 어떻게 전개될 수 있는지에 대한 하나의 가능한 현실만 다루는 대신, 확률적 또는 무작위 과정에서는 확률 분포로 설명되는 미래 전개에 대한 불확정성이 존재한다. 초기 조건을 알고 있더라도, 과정이 진행될 수 있는 많은 가능성이 있으며, 일부 경로는 다른 경로보다 더 확률적일 수 있다.
고전 역학이 인과적 결정론을 증명했다는 생각은 근대 초기에 매우 큰 영향을 미쳤지만, 뉴턴 자신은 태양계의 불완전성으로 인해 멸망 가능성을 제기하며 반대 의견을 제시했다. 고전적 혼돈은 삼체 문제와 같이 결정론적 시스템에서 발생할 수 있기 때문에 비결정론의 예시로 간주되지 않는다. 존 이어먼은 대부분의 물리 이론이 비결정론적이라고 주장하며,[27][28] 뉴턴 역학에서 입자가 무한대로 가속되는 해를 예시로 들었다. 그는 이러한 가상 입자를 "공간 침입자"라고 불렀다. 존 D. 노턴은 노턴 돔이라는 비결정론적 시나리오를 제시했다.[29] 분기 시공간은 비결정론과 특수 상대성 이론을 통합하는 이론으로, 누엘 벨냅에 의해 시작되었다.[30] 일반 상대성 이론의 방정식은 비결정론적 해와 결정론적 해를 모두 허용한다.
루트비히 볼츠만은 통계역학과 현대적인 원자론의 창시자 중 한 명이다. 그는 열역학 제2법칙이 무질서에서 비롯된 통계적 법칙이라는 것을 발견했다. 또한 그는 질서 정연한 우주는 더 큰 카오스의 바다 속 작은 거품에 불과하다고 추측했다. 볼츠만 두뇌는 이와 유사한 생각이다.
양자역학은 물질의 가장 기본적인 구성 요소가 때로는 양자적 불확정성을 보인다는 것을 보여주었다. 이는 파동 함수 붕괴에서 비롯되는데, 이 붕괴에서 시스템의 상태는 측정 문제에서 일반적으로 예측할 수 없다. 양자역학은 가능한 결과의 확률만을 예측하며, 이는 본 규칙에 의해 주어진다. 파동 함수 붕괴에서의 비결정론적 행동은 관찰자 (양자역학)에 의존하는 코펜하겐 해석의 특징일 뿐만 아니라, 객관적 붕괴 이론 및 다른 이론의 특징이기도 하다.
다윈의 진화는 허버트 스펜서의 초기 진화론에 비해 랜덤 돌연변이의 우연적 요소에 대한 의존도가 더 강화되었다. 그러나 진화가 진정한 존재론적 비결정론을 필요로 하는지에 대한 질문은 논쟁의 여지가 있다.[31]
자크 모노는 에세이 ''우연과 필연''(1970)에서 생물학에서의 목적론적 인과관계의 역할을 거부하고, 대신 유효 인과관계와 "순수한 우연"의 혼합이 목적론 또는 단지 ''겉보기'' 목적성을 이끈다고 주장했다.
일본의 이론적 개체군 유전학자 기무라 모토오는 진화에서 비결정론의 역할을 강조한다. 분자 진화의 중립 이론에 따르면, "분자 수준에서 대부분의 진화적 변화는 선택에 직면하여 동등한 돌연변이의 무작위 부동에 의해 발생한다."[32]
일리야 프리고진은 1997년 저서 《불확실성의 종말》에서 결정론이 더 이상 과학적으로 받아들여지기 어렵다고 주장한다. 그는 "우리가 우주에 대해 더 많이 알수록 결정론을 믿는 것은 더욱 어려워진다"고 말하며, 뉴턴, 아인슈타인, 슈뢰딩거와 같이 자신의 이론을 결정론적 방정식으로 표현했던 과학자들과 큰 차이를 보여준다.[1]
신경과학자인 비요른 벰브스와 크리스토프 코흐는 뇌 내의 열역학적 확률 과정이 자유 의지의 근본이며, 파리와 같은 매우 단순한 유기체조차도 일종의 자유 의지를 가지고 있다고 믿는다.[36]
원시적 요동은 초기 우주의 밀도 변화로서, 우주 거대 구조의 씨앗으로 여겨진다. 현재 이러한 요동의 기원에 대한 가장 널리 받아들여지는 설명은 우주 인플레이션의 맥락에서 이루어진다.
6. 1. 수학
확률론에서, 확률 과정(무작위 과정)은 결정론적 과정과 대비된다. 상미분 방정식의 해처럼, 시간 경과에 따라 과정이 어떻게 전개될 수 있는지에 대한 하나의 가능한 현실만 다루는 대신, 확률적 또는 무작위 과정에서는 확률 분포로 설명되는 미래 전개에 대한 불확정성이 존재한다. 즉, 초기 조건 (또는 시작점)을 알고 있더라도, 과정이 진행될 수 있는 많은 가능성이 있지만, 일부 경로는 더 확률적일 수 있고 다른 경로는 덜 확률적일 수 있다.6. 2. 물리학
고전 역학이 인과적 결정론을 증명했다는 생각은 근대 초기에 매우 큰 영향을 미쳤지만, 뉴턴 자신은 태양계의 불완전성으로 인해 멸망 가능성을 제기하며 반대 의견을 제시했다.[26]고전적 혼돈은 삼체 문제와 같이 결정론적 시스템에서 발생할 수 있기 때문에 비결정론의 예시로 간주되지 않는다.
존 이어먼은 대부분의 물리 이론이 비결정론적이라고 주장하며,[27][28] 뉴턴 역학에서 입자가 무한대로 가속되는 해를 예시로 들었다. 그는 이러한 가상 입자를 "공간 침입자"라고 불렀다.
존 D. 노턴은 노턴 돔이라는 비결정론적 시나리오를 제시했다.[29]
분기 시공간은 비결정론과 특수 상대성 이론을 통합하는 이론으로, 누엘 벨냅에 의해 시작되었다.[30] 일반 상대성 이론의 방정식은 비결정론적 해와 결정론적 해를 모두 허용한다.
6. 2. 1. 고전 및 상대성 물리학
고전 역학이 인과적 결정론을 증명했다는 생각은 근대 초기에 매우 큰 영향을 미쳤다. "따라서 물리적 결정론은 [..] 계몽된 사람들에게 지배적인 신념이 되었고, 이 새로운 신념을 받아들이지 않는 모든 사람은 몽매주의자이자 반동주의자로 여겨졌다."[25] 그러나 "뉴턴 자신은 몇 안 되는 반대자 중 한 명으로 간주될 수 있는데, 그는 태양계를 '불완전'하다고 여겼고, 결과적으로 멸망할 가능성이 있다고 보았다."[26]고전적 혼돈은 일반적으로 비결정론의 예로 간주되지 않는데, 이는 삼체 문제와 같은 결정론적 시스템에서 발생할 수 있기 때문이다.
존 이어먼은 대부분의 물리 이론이 비결정론적이라고 주장했다.[27][28] 예를 들어, 뉴턴 역학은 입자가 지속적으로 가속되어 무한대로 향하는 해를 허용한다. 문제의 법칙의 시간 반전성에 따라, 입자는 기존 상태에 의해 촉발되지 않고 안쪽으로 향할 수도 있다. 그는 이러한 가상 입자를 "공간 침입자"라고 부른다.
존 D. 노턴은 또 다른 비결정론적 시나리오를 제안했는데, 이는 노턴 돔으로 알려져 있으며, 여기서 입자는 처음 돔의 정확한 꼭대기에 위치한다.[29]
분기 시공간은 비결정론과 특수 상대성 이론을 통합하는 이론이다. 이 아이디어는 누엘 벨냅에 의해 시작되었다.[30] 일반 상대성 이론의 방정식은 비결정론적 해와 결정론적 해를 모두 허용한다.
6. 2. 2. 루트비히 볼츠만
루트비히 볼츠만은 통계역학과 현대적인 원자론의 창시자 중 한 명이다. 그는 열역학 제2법칙이 무질서에서 비롯된 통계적 법칙이라는 것을 발견한 것으로 기억된다. 또한 그는 질서 정연한 우주는 더 큰 카오스의 바다 속 작은 거품에 불과하다고 추측했다. 볼츠만 두뇌는 이와 유사한 생각이다.6. 2. 3. 양자 역학
양자역학의 출현은 물질의 가장 기본적인 구성 요소가 때로는 양자적 불확정성을 보인다는 것을 보여주었다. 이는 파동 함수 붕괴에서 비롯되는데, 이 붕괴에서 시스템의 상태는 측정 문제에서 일반적으로 예측할 수 없다. 양자역학은 가능한 결과의 확률만을 예측하며, 이는 본 규칙에 의해 주어진다. 파동 함수 붕괴에서의 비결정론적 행동은 관찰자 (양자역학)에 의존하는 코펜하겐 해석의 특징일 뿐만 아니라, 객관적 붕괴 이론 및 다른 이론의 특징이기도 하다.양자적 불확정성의 반대론자들은 결정론을 복원하기 위해, 소위 숨은 변수라는 추가적인 정보를 통해 확정적인 결과를 결정할 수 있는 새로운 이론을 공식화해야 한다고 주장했다.[35] 예를 들어, 1935년에 아인슈타인, 포돌스키, 로젠은 ''"물리적 현실에 대한 양자역학적 설명이 완전하다고 여겨질 수 있는가?"''라는 제목의 논문을 써서 그러한 이론이 실제로 국소성 원리를 유지하는 데 필요하다고 주장했다. 1964년, 존 스튜어트 벨은 이러한 국소 숨은 변수 이론에 대한 이론적 검증을 정의할 수 있었으며, 이는 클로저, 혼, 시모니, 홀의 연구를 통해 실행 가능한 실험적 검증으로 재구성되었다. 1980년대 알랭 아스페의 실험의 부정적인 결과는 실험에 대한 특정 가정이 유효하다면, 그러한 이론을 배제했다. 따라서 결정론적 재구성을 포함한 모든 양자역학의 해석은 국소성 원리를 거부하거나 반사실적 확정성을 완전히 거부해야 한다. 데이비드 봄의 이론은 비국소적 결정론적 양자 이론의 주요 예시이다.
다중 우주 해석은 결정론적이라고 하지만, 실험 결과는 여전히 예측할 수 없다. 실험자는 자신이 어떤 '세계'에 도달할지 알지 못한다. 기술적으로, 반사실적 확정성이 부족하다.
양자적 불확정성의 주목할 만한 결과는 하이젠베르크 불확정성 원리로, 이는 입자의 모든 속성을 동시에 정확하게 측정하는 것을 방해한다.
6. 3. 진화생물학
다윈의 진화는 허버트 스펜서의 초기 진화론에 비해 랜덤 돌연변이의 우연적 요소에 대한 의존도가 더 강화되었다. 그러나 진화가 진정한 존재론적 비결정론을 필요로 하는지에 대한 질문은 논쟁의 여지가 있다.[31]자크 모노는 에세이 ''우연과 필연''(1970)에서 생물학에서의 목적론적 인과관계의 역할을 거부하고, 대신 유효 인과관계와 "순수한 우연"의 혼합이 목적론 또는 단지 ''겉보기'' 목적성을 이끈다고 주장했다.
일본의 이론적 개체군 유전학자 기무라 모토오는 진화에서 비결정론의 역할을 강조한다. 분자 진화의 중립 이론에 따르면, "분자 수준에서 대부분의 진화적 변화는 선택에 직면하여 동등한 돌연변이의 무작위 부동에 의해 발생한다."[32]
6. 4. 프리고진
프리고진은 1997년 저서 《불확실성의 종말》에서 결정론이 더 이상 과학적으로 받아들여지기 어렵다고 주장한다. 그는 "우리가 우주에 대해 더 많이 알수록 결정론을 믿는 것은 더욱 어려워진다"고 말하며, 뉴턴, 아인슈타인, 슈뢰딩거와 같이 자신의 이론을 결정론적 방정식으로 표현했던 과학자들과 큰 차이를 보여준다.[1] 프리고진에 따르면, 결정론은 비가역성과 불안정성 앞에서 그 설명력을 잃는다.[1]프리고진은 결정론에 대한 논쟁이 다윈에서 시작되었다고 본다. 다윈은 진화하는 개체군에 따른 개별 변동성을 설명하려 했고, 이는 루트비히 볼츠만에게 영감을 주어 개별 입자가 아닌 입자 집단의 관점에서 기체의 행동을 설명하게 했다.[1] 이는 통계 역학 분야로 이어졌고, 기체가 비가역적 과정을 겪는다는 사실을 깨닫게 했다.[1] 결정론적 물리학에서는 모든 과정이 시간 반전 가능하며, 이는 시간이 앞으로든 뒤로든 진행될 수 있음을 의미한다. 프리고진은 결정론이 근본적으로 시간의 화살을 부정한다고 설명한다.[1] 시간의 화살이 없으면, 결정된 "과거"를 따르고 결정되지 않은 "미래"에 선행하는 "현재"라는 특별한 순간은 존재하지 않는다. 모든 시간은 단순히 주어지며, 미래는 과거만큼 결정되거나 결정되지 않는다.[1] 비가역성이 도입되면서 시간의 화살이 물리학에 다시 등장했다. 프리고진은 확산, 방사성 붕괴, 태양 복사, 날씨, 그리고 생명의 출현과 진화 등 수많은 비가역성의 예를 제시한다.[1] 날씨 시스템처럼 유기체는 열역학적 평형에서 멀리 떨어진 불안정한 시스템이다.[1] 불안정성은 표준적인 결정론적 설명을 거부한다. 대신, 초기 조건에 대한 민감성 때문에 불안정한 시스템은 통계적으로, 즉 확률의 관점에서만 설명될 수 있다.[1]
프리고진은 뉴턴 역학이 세 번 "확장"되었다고 주장한다. 첫 번째는 양자 역학에서 파동 함수의 사용, 두 번째는 일반 상대성 이론에서 시공간의 도입, 마지막으로 불안정한 시스템 연구에서 비결정론의 인정을 통해서였다.[1]
6. 5. 신경과학
신경과학자인 비요른 벰브스와 크리스토프 코흐는 뇌 내의 열역학적 확률 과정이 자유 의지의 근본이며, 파리와 같은 매우 단순한 유기체조차도 일종의 자유 의지를 가지고 있다고 믿는다.[36] 로버트 케인과 같은 일부 철학자들도 이와 유사한 생각을 제시한다.비요른 벰브스는 불확정론이 매우 낮은 수준의 필수적인 전제 조건임을 인정하면서도, 도덕성이나 책임감과 같은 문제를 다루는 데는 턱없이 부족하다고 말한다.[36]
6. 6. 우주론
원시적 요동은 초기 우주의 밀도 변화로서, 우주 거대 구조의 씨앗으로 여겨진다. 현재 이러한 요동의 기원에 대한 가장 널리 받아들여지는 설명은 우주 인플레이션의 맥락에서 이루어진다. 인플레이션 패러다임에 따르면, 인플레이션 동안 척도 인자의 지수적 증가는 인플레이톤 장의 양자 요동을 거시적 규모로 늘리고, 지평선을 벗어난 후 "고정"되도록 했다.7. 기타 관점
알베르트 아인슈타인을 비롯한 결정론 옹호자들과 달리, 비결정론은 영국의 천문학자 아서 에딩턴 경이 옹호한 바와 같이 물리적 대상이 물리학자들의 이해에 대한 인식론적 한계 때문이 아닌, 존재론적으로 결정되지 않은 요소를 가지고 있다고 주장한다. 따라서, 불확정성 원리는 숨은 변수 이론 때문이 아니라 자연 자체의 비결정론 때문일 수 있다.[37]
결정론과 비결정론은 데이비드 보움의 저서 『현대 물리학에서의 인과성과 우연』에서 논의된다. 그는 결정론이 근본적인 비결정론으로부터 (대수의 법칙을 통해) 나타날 수 있으며,[38] 비결정론이 결정론으로부터 (예를 들어, 고전적 카오스로부터) 나타날 수 있다는 점을 고려하여, 우주가 인과성과 혼돈의 층을 번갈아 가며 갖는 것으로 구상할 수 있다고 추측했다.[39]
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