Superposición de interacciones causales en la teoría de Phil Dowe

Resumen La teoría de causación de Dowe (1992) de cantidades conservadas contenía las bases sobre las que intenta dar cuenta de la causación; reciéntemente en (2000) Dowe presenta la teoría en un estado de desarrollo que permite aplicarla con más detalle a los casos pretendidos. En este trabajo presentaremos algunos contraejemplos a la teoría inicial que no pueden ser resueltos tampoco por la teoría detallada, y mostraremos de qué manera puede obtenerse toda una serie de estos contraejemplos. Analizaremos qué tipo de entidades, procesos o interacciones son candidatos a jugar el papel de causas y efectos, mostrando cómo la línea de contraejemplos puede extenderse a otro tipo de casos que recientemente fueron abordados en la teoría detallada. Mostraremos además cómo la teoría de Dowe podría hacerse inmune a esta familia de contraejemplos y cuál sería el coste de esta posible solución. Palabras clave: causalidad, interacciones causales, superposición, P. Dowe, procesos causales, espacio-tiempo, cantidades conservadas. Abstract Dowe’s theory of causation (1992) of conserved quantities contained the foundations on which he tries to account for causation. Recently in (2002), Dowe has presented the theory in a state of development that enables it to be applied in a more detailed fashion to would-be cases. In this study, we shall present some counterexamples to the initial theory that cannot be resolved by the detailed theory either, and we shall show how an entire series of counterexamples can be obtained. We shall analyse what type of entities, processes or interaction are candidates for playing the role of cause and effect, demonstrating how the line of counterexamples can be extended to other types of cases that were recently * El presente trabajo es la versión en castellano de «Overlapping Causal Interactions in Phil Dowe’s Theory». Análisis Filosófico, SADAF (Sociedad Argentina de Análisis Filosófico), vol. XXII (2002), núm. 1, p. 69-84. Una versión preliminar de este trabajo fue expuesta en el Coloquio de Filosofía Teórica y de Historia y Filosofía de la Ciencia. SADAF, Buenos Aires, del 19 al 21 de julio de 2001, y fue elaborado en el marco del Proyecto de Investigación dirigido por E. Flichman en la Universidad de Buenos Aires con subsidio de UBACyT. Versiones previas de las secciones 2 y 6 de este trabajo fueron presentadas en el I Congreso Iberoamericano de Filosofía, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), España. Cáceres y Madrid, España, del 21 al 26 de septiembre de 1998. Enrahonar 37, 2005 123-139 Superposición de interacciones causales en la teoría de Phil Dowe* Hernán Miguel Jorge Paruelo [email protected] [email protected] Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 123 examined in the detailed theory. We shall also show how Dowe’s theory might become immune to this family of counterexamples, and what the cost of this possible solution might be. Key words: causality, causal interaction, superposition, P. Dowe, causal processes, spacetime, conserved quantities. Introducción Se han propuesto diferentes teorías acerca de la causalidad y cada una de ellas ha tenido que enfrentarse a distintas dificultades, ya sea respecto de su adecuación a los casos de uso habitual de la terminología de causa-efecto, ya sea, en particular, a algunos ejemplos provenientes de los descubrimientos científicos. Phil Dowe, en dos trabajos de 1992, propone una teoría de la causalidad1, la teoría de las cantidades conservadas, que sigue la línea de la teoría propuesta por W. Salmon (1984). En ambas propuestas, se establecen teorías de la causalidad que apelan a procesos e interacciones causales2. Esta perspectiva marca una primera diferencia entre estos autores y aquéllos que abordaron una teoría de la causación entre eventos3. Dowe distingue dos vías diferentes para abordar el análisis de la causación4: una es la del análisis conceptual, que tiene como objetivo elucidar el concepto de causación tal como es usado en la vida cotidiana; la otra vía es la del análisis empírico, que busca determinar qué procesos, entidades y relaciones existen de hecho en la naturaleza que constituyen la estructura causal del mundo efectivo5. 124 Enrahonar 37, 2005 Hernán Miguel; Jorge Paruelo 1. Véase Dowe (1992a y 1992b). 2. Uno de los ejemplos que utiliza Salmon (1984, p. 178) para señalar esto es el de un vidrio roto por unos niños que juegan a béisbol. Sostiene que, en el ejemplo, están involucradas dos interacciones causales, el golpe del bate contra la pelota y el de la pelota contra el vidrio, y un proceso, el movimiento de la pelota a través del espacio. 3. Véase Lewis (1973a) y Swain (1978). 4. Véase Dowe (2000, cap. 1). 5. Utilizamos «mundo efectivo» como traducción de lo que Dowe menciona como «objective world» o «actual world», alternativamente. Sumario Introducción 1. La teoría inicial de Dowe 2. El contraejemplo y toda una familia de ellos… 3. La teoría detallada de Dowe 4. Los candidatos a causas y efectos 5. Ejemplos y contraejemplos 6. Una vía de escape de los contraejemplos 7. El rol de las teorías científicas 8. Conclusiones Referencias bibliográficas Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 124 Aunque la teoría, tal como es formulada en los artículos de 1992, contiene las bases sobre las que intenta dar cuenta de la causación, en 2000 Dowe6 presenta la teoría en un estado de desarrollo que permite aplicarla con más detalle a los casos pretendidos. En este trabajo presentaremos (sección 2) algunos contraejemplos a la teoría inicial que no pueden ser resueltos tampoco por la teoría detallada, y mostraremos de qué manera puede obtenerse toda una serie de estos contraejemplos, analizaremos (sección 4) qué tipo de entidades, procesos o interacciones son candidatos a desempeñar el papel de causas y efectos, mostraremos (sección 5) cómo la línea de contraejemplos puede extenderse a otro tipo de casos que fueron abordados en la teoría detallada y finalmente mostraremos (sección 6) cómo la teoría de Dowe podría hacerse inmune a esta familia de contraejemplos y cuál sería el costo de esta posible solución. En las secciones 1 y 3 describiremos brevemente la teoría de Dowe tal como la formula inicialmente y en su versión detallada respectivamente, y en la sección 7 mostraremos algunas de las dificultades que subsisten en la teoría de Dowe. 1. La teoría inicial de Dowe Representemos la historia de un objeto como una línea en el espacio-tiempo (de Minkowski) como se ve en el diagrama (figura 1). Ésta será la líneamundo asociada a ese objeto. Cada punto de la línea-mundo indicará la ubicación del objeto en un instante determinado. Así, una línea-mundo paralela al eje del tiempo indicará un objeto en reposo, una inclinada indicará que está en movimiento. La inclinación no podrá ser mayor que la de la velocidad de la luz. De esa manera, queda conformado para cada punto del espacio de Minkowski un cono de pasado y uno de futuro. Un objeto es cualquier entidad que encontramos en la ontología de la teoría científica actual o en la del sentido común7. De acuerdo con las leyes de conservación que encontramos en las teorías actualmente aceptadas, existen algunas magnitudes que se conservan tanto a lo largo de una línea-mundo como en algunos procesos de interacción que quedarían representados por un cruce de líneas-mundo. La energía, el momento lineal, el momento angular, la carga eléctrica, etc., son ejemplos de magnitudes que se conservan (figura 1). Sobre la base de la conservación de estas magnitudes, Dowe construye su teoría de las cantidades conservadas a partir de las siguientes dos definiciones básicas: Superposición de interacciones causales en la teoría de Phil Dowe Enrahonar 37, 2005 125 6. Véase Dowe (2000). 7. Agradecemos a Horacio Abeledo el hacernos notar que, para esta representación, se debería considerar cualquier entidad espacio-temporal cuya extensión sea despreciable respecto de la descripción, de manera que pueda representarse como un punto en el espacio de Minkowsky. Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 125 — Una interacción causal es una intersección de líneas-mundo que involucra intercambio de una cantidad conservada. —Un proceso causal es la línea-mundo de un objeto que manifiesta una cantidad conservada. Cuando se produce una interacción causal, hay procesos entrantes y procesos salientes, definibles éstos arbitrariamente en cualquier dirección. Dowe analiza de qué manera se establece la asimetría requerida por la causalidad8, pero no revisaremos esta parte de su teoría, dado que no interviene en la argumentación presentada en este trabajo. Que exista intercambio significa que al menos un proceso entrante y al menos uno saliente manifiestan cambios en una cantidad conservada. Este intercambio es gobernado por las leyes de conservación. De esta manera, en la causación hay involucradas interacciones causales entre procesos entrantes y procesos salientes, es decir, intersecciones de líneas-mundo en las que tiene lugar un intercambio de una cantidad conservada. La intersección de las líneas-mundo en el diagrama puede tener diferentes formas, entre las cuales las más simples corresponden a los siguientes tres tipos de procesos (figura 2): — Procesos de tipo Y, en donde un proceso entrante a partir de una interacción causal da lugar a dos procesos salientes. — Procesos de tipo l, en donde dos procesos entrantes en una interacción causal dan lugar a un solo proceso saliente. — Procesos de tipo X, en donde dos procesos entrantes mediante una interacción causal dan lugar a dos procesos salientes. Veamos uno de los ejemplos que presenta Dowe. Cuando un átomo de nitrógeno es bombardeado con una partícula α, se produce un átomo de oxígeno y un protón. La reacción de transmutación se puede simbolizar como sigue: 126 Enrahonar 37, 2005 Hernán Miguel; Jorge Paruelo 8. Véase Dowe (1992a). Figura 1. tiempo espacio línea-mundo futuro de P pasado de P P Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 126 , en donde Qsimboliza la energía adicional que debe tener la partícula a para que se logre la formación del núcleo más pesado (figura 3). Analicemos cómo se adecuan las definiciones anteriores: — Las líneas-mundo que representan a la partícula a y al átomo de nitrógeno son los procesos entrantes. — Las líneas-mundo asociadas al protón y al átomo de oxígeno son los procesos salientes. — La intersección de las líneas-mundo de los procesos entrantes con las líneasmundo de los procesos salientes constituye la interacción causal. — Una de las cantidades conservadas que es relevante en esta interacción causal es la carga eléctrica. — La carga eléctrica es intercambiada entre procesos entrantes y procesos salientes; en particular, la carga eléctrica total de los procesos entrantes es igual a la carga total de los procesos salientes y ha habido un intercambio. Superposición de interacciones causales en la teoría de Phil Dowe Enrahonar 37, 2005 127 Figura 3. Figura 2. tiempo espacio interacciones causales procesos entrantes procesos salientes YX λ tiempo espacio protón O N α Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 127 — Cada proceso representado por una línea-mundo es un proceso causal, ya que tanto los núcleos de nitrógeno y oxígeno como la partícula a y el protón tienen carga eléctrica. Traducido al lenguaje causal habitual, diríamos que el bombardeo de un átomo de nitrógeno con una partícula a es causa de la aparición del átomo de oxígeno9. 2. El contraejemplo y toda una familia de ellos…10 Consideremos ahora el siguiente caso. Dos cuerpos Ay Bchocan en un instante determinado. En ese mismo instante, uno de ellos, digamos B, emite espontáneamente una partícula a (figura 4). Siguiendo el mismo razonamiento que en el ejemplo citado arriba, podemos decir que se cumple que: — los procesos involucrados son procesos causales, pues son líneas-mundo de objetos (cuerpos Ay B, y partícula emitida) que poseen cantidades conservadas: el momento lineal y la carga eléctrica, y — el choque es una interacción causal, pues constituye la intersección de las líneas-mundo de los procesos entrantes (los cuerpos en colisión con sus momentos lineales) con los procesos salientes (los cuerpos después de la colisión, la partícula a con sus momentos lineales), — en esta interacción causal se intercambia el momento lineal y la carga eléctrica. En el lenguaje causal habitual, diríamos que el choque de los cuerpos causó la emisión de la partícula. Sin embargo, y en esto consiste el contraejemplo, no estamos dispuestos, desde la ciencia, a aceptar tal afirmación, pues entendemos que el choque y la emisión podrían, tanto uno como otro, producirse independientemente. Es decir que el ejemplo muestra un caso en el que la teoría parece establecer una causalidad que no es tal en la estructura causal del mundo efectivo. Analicemos la estructura del contraejemplo. Vemos que la interacción causal podría analizarse como superposición de dos interacciones causales independientes una de otra: el choque y la emisión espontánea (véase la figura 5). Hemos superpuesto dos interacciones causales, una de tipo Xcon otra de tipo Y. Vemos que, en la interacción causal del choque, la magnitud física relevante que se conserva es el momento lineal, es decir, la magnitud intercambiada entre los procesos entrantes y los salientes es el momento lineal. En 128 Enrahonar 37, 2005 Hernán Miguel; Jorge Paruelo 9. Recordemos que hemos dejado sin atender el problema de la asimetría, por lo cual esta elección de qué procesos causan cuáles hasta el momento puede definirse de forma arbitraria. 10. El contraejemplo desarrollado en esta sección, junto con la posible solución que se presenta en la sección 6, tiene como antecedente un estudio realizado en Paruelo (1997). Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 128 cambio, en la interacción causal de la emisión espontánea son relevantes tanto la conservación del momento lineal como la conservación de la carga eléctrica: el proceso entrante Bintercambia momento lineal y carga eléctrica con los procesos salientes B’ y la partícula a. También encontramos que, al ocurrir ambas interacciones causales en el mismo punto del espacio-tiempo, la superposición no es inocua en cuanto al intercambio de momento lineal, ya que la partícula a toma parte en un intercambio de momento lineal con procesos entrantes, entre los que se encuentra el cuerpo A que en el proceso de tipo Yno estaba presente. De esta manera, se «empastan» las interacciones causales y la teoría permitiría identificar el bombardeo del cuerpo Bcon el cuerpo Acomo causa de la emisión de la partícula a. Otro caso que sufriría el mismo tratamiento sería el de una bomba de tiempo cuyo detonador la hace explotar justo en el instante en el que una mosca se posa sobre ella. La intersección de las líneas-mundo que representan a la bomba y a la mosca constituye, para la teoría, una interacción causal en la que se intercambia gran cantidad de energía y momento lineal, lamentablemente para la mosca. Se trata aquí de superponer dos procesos de tipo Xen el mismo punto espacio-temporal. Superposición de interacciones causales en la teoría de Phil Dowe Enrahonar 37, 2005 129 Figura 5. Figura 4. tiempo A AA B BBB α α α A’ A’ A’ B’ B’ B’ B’ espacio espacio tiempo Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 129 Contraejemplos como éstos pueden construirse considerando interacciones causales independientes que tienen lugar en un mismo punto del espaciotiempo y que al menos una de las cantidades intercambiadas en una de las interacciones también es intercambiada en la otra. De esa manera, para la teoría de las cantidades conservadas, se diluye la diferencia que permitiría hablar de dos interacciones causales independientes. Por otra parte, un rasgo derivado de su independencia es que exista un intercambio de cantidad conservada en una de las interacciones que no sea relevante para la otra interacción. Por ejemplo, el intercambio de momento lineal no es relevante para el intercambio de carga eléctrica en el caso de la emisión de la partícula a, y la cantidad de momento lineal intercambiada por la mosca y la bomba cuando la infeliz se posa sobre ella no es relevante para la cantidad intercambiada entre el combustible de la bomba y su detonador. 3. La teoría detallada de Dowe Más allá de la distinción que hemos hecho para referirnos a los trabajos de Dowe de 1992 y de 2000, es conveniente aclarar que la teoría detallada no contradice a su teoría inicial, sino que la desarrolla con más profundidad, lo que posibilita su aplicación a un campo más extenso11. En la presentación detallada, Dowe (2000) sostiene que: I. «Un evento es un cambio en una propiedad de un objeto en un instante o cambios simultáneos en más de una propiedad de más de un objeto en un instante»12. II. «Un hecho es un objeto que tiene una propiedad en un instante o en un período de tiempo»13. A continuación, sugiere bajo qué condición estos hechos o eventos intervienen en casos de causación: III. «[…] tales hechos o eventos, si se conectan a través de la causación, deben involucrar cantidades conservadas o supervenir en hechos y eventos que involucren cantidades conservadas». 130 Enrahonar 37, 2005 Hernán Miguel; Jorge Paruelo 11. Por ejemplo, intenta dar cuenta de la causación en los casos en que intervienen omisiones o preventores. Véase Dowe (2000, cap. 6). Respecto a la simetría que Dowe sugiere entre casos de causación con omisiones y con preventores, hemos mostrado (con ocasión del XI International Congress of Logic, Methodology and Philosophy of Science, Jagiellonian University, Cracovia, del 20 al 26 de agosto de 1999) que esta simetría se sostiene para eventos, pero no para estados de cosas que desempeñen el papel de causas o efectos. 12. Todas las traducciones de Dowe citadas en el presente trabajo son nuestras. Dice Dowe, en Physical Causation: «An event is a change in a property of an object at a time; […] or a related simultaneous change in more than one property of more than one object at a time, etc.» (p. 169-70). 13. Ibídem, p. 170: «A fact is an object having a property at a time or over a time period». Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 130 IV. «También distinguiremos entre lo manifiesto y lo físico […]. Entonces decimos que los hechos causales manifiestos supervienen en los hechos causales físicos»14. Luego expresa lo que debe entenderse por conexión causal entre interacciones causales: V. «Dos interacciones I1e I2están vinculadas por una conexión causal en virtud de un proceso causal p sólo si alguna cantidad conservada intercambiada en I2es también intercambiada en I1y poseída por p»15. y, paralelamente, qué se debe entender por conexión causal entre hechos: VI. «Hay una conexión causal (o hebra) entre el hecho q(a) y el hecho q'(b) si y sólo si hay un conjunto de procesos causales e interacciones entre q(a) y q'(b) tal que: (1) cualquier cambio del objeto a al b y cualquier cambio de la cantidad conservada de q a q' ocurre en una interacción causal que involucra los siguientes cambios: Dq(a), Dq(b), Dq'(a) y Dq'(b)16, y (2) para cualquier intercambio en (1) que involucre más de una cantidad conservada, los cambios en las cantidades son gobernados por una sola ley de la naturaleza. VII. La necesidad de (2) es descartar casos donde interacciones independientes ocurren por accidente al mismo tiempo y en un mismo lugar»17. 4. Los candidatos a causas y efectos En la cita I, Dowe permite que los cambios en los valores de las propiedades desempeñen el papel de causas o de efectos en el marco de su teoría. En efecto, está describiendo el cambio en el valor de una determinada propiedad como Superposición de interacciones causales en la teoría de Phil Dowe Enrahonar 37, 2005 131 14. Ibídem, p. 170. 15. Ibídem, p. 171. 16. En la redacción de Dowe, aparece como último cambio Dq'(a). Creemos que es una errata aun cuando en el borrador que el autor entregara personalmente a uno de nosotros en 1998 también figura esta redacción. Nuestra argumentación tomará como base la redacción corregida como Dq'(b). 17. Debido a que es fundamental la interpretación de estas condiciones, transcribimos del original: «There is a causal connection (or thread) between a fact q(a) and a fact q'(b) if and only if there is a set of causal processes and interactions between q(a) and q'(b) such that: any change of object from a to b and any change of conserved quantity from q to q' occur at a causal interaction involving the following changes: Dq(a), Dq(b), Dq'(a), and Dq'(a) [sic, ver nota 16]; and for any exchange in (1) involving more than one conserved quantity, the changes in quantities are governed by a single law of nature. The need for (2) is to rule out cases where independent interactions occur by accident at the same time and place» (Dowe, 2000, p. 171-172). Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 131 tituyen las interacciones causales. En este sentido, lo que Dowe (o Salmon) haya encontrado correrá el mismo riesgo que cualquier otro descubrimiento científico. Dowe sostiene que seguramente será más profunda la comprensión que se logre por este camino que por cualquier otro desentendido de las teorías científicas35. La teoría de Dowe parece considerar el mundo real como el que la teoría física actual describe, alineándose así dentro de un realismo científico fuerte. Sin embargo, la discusión no puede solucionarse fácilmente, ya que analizar a qué le llamamos «causación» y qué es lo que existe en la naturaleza son los dos aspectos mencionados por Dowe, empírico y conceptual, pero, tal como él mismo reconoce36, quizás estas dos facetas no puedan separarse netamente. 8. Conclusiones La teoría de Dowe representa y analiza correctamente las interacciones causales individuales cuando estas interacciones no parecen ser el resultado de una superposición en el espacio-tiempo de más de una interacción. En el caso de que dos (o más) interacciones causales independientes tengan lugar en un mismo punto del espacio-tiempo, la teoría de las cantidades conservadas no nos permite distinguir estas interacciones, sino que describe lo ocurrido como una sola interacción causal. Al perderse la distinción de las dos interacciones que se han superpuesto, la teoría permite que se identifiquen como causas de ciertos efectos los procesos entrantes de la otra interacción causal, lo cual da como resultado una descripción equívoca, tanto desde el punto de vista científico como desde el intuitivo. Esta dificultad es de tipo general. Es decir, que no hemos encontrado sólo un caso anómalo para la teoría, sino que encontramos las características generales que debe tener un caso para resultar anómalo a la teoría. También se extienden estas dificultades a las interacciones causalmente conectadas que ocurren con diferencia espacio-temporal. Al mismo tiempo, y teniendo en cuenta que es una de las teorías mejor articuladas para dar cuenta de la causación como un proceso realmente existente en la naturaleza, sugerimos que la herramienta adicional que podría completar la teoría para evadir la familia de contraejemplos presentada aquí, es la de los condicionales contrafácticos, que aparta aún más la teoría de los objetivos iniciales propuestos de lograr una fundamentación puramente física de la causación. Estos condicionales han sido motivo de análisis desde ya hace varias décadas, y un criterio de evaluación adecuado para ser utilizado como herramienta adicional en la teoría de Dowe deberá tener en cuenta las leyes de conservación 138 Enrahonar 37, 2005 Hernán Miguel; Jorge Paruelo 35. En comunicación personal (agosto de 1998). 36. Véase Dowe (2000, cap. 1). Enrahonar 37 001-223 1/8/06 10:08 Página 138 que son la base de la teoría de las cantidades conservadas. Este proceso de evaluación está disponible y, por lo tanto, no se requeriría más que extender a estos casos el uso de tales condicionales que la teoría de Phil Dowe solamente restringía para la causación por omisión. Referencias bibliográficas ABELEDO, H. (1995). «Lewi’s Causation: An Almost Fatal Example». Crítica: Revista Hispanoamericana de Filosofía, XXVII, n° 81, p. 79-100. — (2000). «Lewis, Causation, Barometers: Dubious Fate of An Example». Crítica: Revista Hispanoamericana de Filosofía, XXXII, n° 94, p. 127-143. ARMSTRONG, D.M. (1997). A World of States of Affairs Cambridge: Cambridge University Press. DOWE, P. (1992a). «Process Causality and Asymmetry». Erkenntnis, nº 37, p. 179196. — (1992b). «Wesley Salmon’s Process Theory of Causality and the Conserved Quantity Theory». Philosophy of Science, nº 59, p. 195-216. — (2000). Physical Causation. Nueva York: Cambridge University Press. — (2002). «A Counterfactual Therory of Prevention and “Causation” by Omission». 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