Priežastingumo principas (dar vadinamas priežasties ir pasekmės dėsniu) yra tas, kuris susieja vieną procesą (priežastį) su kitu procesu arba būsena (pasekme), kai pirmasis iš dalies atsakingas už antrąjį, o antrasis. iš dalies priklauso nuo pirmojo. Tai vienas pagrindinių logikos ir fizikos dėsnių. Tačiau neseniai prancūzų ir australų fizikai išjungė priežastingumo principą optinėje sistemoje, kurią neseniai sukūrė dirbtinai.
Apskritai, bet koks procesas turi daug priežasčių, kurios jį lemia, ir visos jos slypi jo praeityje. Vienas poveikis, savo ruožtu, gali būti daugelio kitų padarinių priežastimi, kurie visi slypi jo ateityje. Priežastingumas turi metafizinį ryšį su laiko ir erdvės sąvokomis, o priežastingumo principo pažeidimas laikomas rimta logine klaida beveik visuose šiuolaikiniuose moksluose.
Sąvokos esmė
Priežastinis ryšys yra abstrakcija, nurodanti, kaip pasaulis vystosi, todėl yra pagrindinė sąvoka, kuri labiau linkusi įpaaiškinti įvairias progresavimo sąvokas. Tam tikra prasme tai susiję su efektyvumo samprata. Norint suprasti priežastingumo principą (ypač filosofijoje, logikoje ir matematikoje), reikia turėti gerą loginį mąstymą ir intuiciją. Ši sąvoka plačiai naudojama logikoje ir kalbotyroje.
Filosofijos priežastinis ryšys
Filosofijoje priežastingumo principas laikomas vienu iš pagrindinių principų. Aristoteliškoji filosofija vartoja žodį „priežastis“, reiškiantį „paaiškinimą“arba atsakymą į klausimą „kodėl?“, įskaitant materialias, formalias, veiksmingas ir galutines „priežastis“. Pasak Aristotelio, „priežastis“taip pat yra visko paaiškinimas. Priežastingumo tema išlieka pagrindinė šiuolaikinės filosofijos dalis.
Reliatyvumas ir kvantinė mechanika
Kad suprastumėte, ką sako priežastingumo principas, turite būti susipažinę su Alberto Einšteino reliatyvumo teorijomis ir kvantinės mechanikos pagrindais. Klasikinėje fizikoje poveikis negali atsirasti, kol neatsiranda tiesioginė jo priežastis. Priežastingumo principas, tiesos principas, reliatyvumo principas yra gana glaudžiai susiję vienas su kitu. Pavyzdžiui, specialiojoje Einšteino reliatyvumo teorijoje priežastinis ryšys reiškia, kad efektas negali atsirasti nepriklausomai nuo priežasties, kurios nėra užpakaliniame (praeities) įvykio šviesos kūgelyje. Taip pat priežastis negali turėti poveikio už jos (būsimo) šviesos kūgio ribų. Šis abstraktus ir ilgas Einšteino paaiškinimas, skaitytojui neaiškus nuo fizikos, paskatino įvadąpriežastingumo principas kvantinėje mechanikoje. Bet kuriuo atveju Einšteino apribojimai atitinka pagrįstą įsitikinimą (arba prielaidą), kad priežastinė įtaka negali judėti greičiau nei šviesos greitis ir (arba) laikas. Kvantinio lauko teorijoje stebimi įvykiai, turintys priklausomybę nuo erdvės, turi keistis, todėl stebimų objektų stebėjimų ar matavimų tvarka neturi įtakos jų savybėms. Skirtingai nuo kvantinės mechanikos, klasikinės mechanikos priežastingumo principas turi visiškai kitokią reikšmę.
Antrasis Niutono dėsnis
Nr.
Vienas iš priežastingumo principo reikalavimų, galiojantis žmogaus patirties lygmenyje, yra tas, kad priežastis ir pasekmė turi būti tarpininkaujama erdvėje ir laike (kontakto reikalavimas). Šis reikalavimas buvo labai svarbus praeityje, visų pirma tiesioginio priežastinių procesų stebėjimo procese (pavyzdžiui, vežimo stūmimas), antra, kaip probleminis Niutono gravitacijos teorijos aspektas (Žemės pritraukimas Saulės). per atstumą), pakeičiant mechaninius pasiūlymus, tokius kaip Dekarto sūkurių teorija. Priežastingumo principas dažnai laikomas stimulu plėtoti dinaminio lauko teorijas (pavyzdžiui, Maksvelo elektrodinamiką ir Einšteino bendrąją reliatyvumo teoriją), kurios daug geriau paaiškina esminius fizikos klausimus neiminėta Dekarto teorija. Tęsdami klasikinės fizikos temą, galime prisiminti Puankarės indėlį – jo atradimo dėka elektrodinamikos priežastingumo principas tapo dar aktualesnis.
Empirija ir metafizika
Empiristų nepasitenkinimas metafiziniais paaiškinimais (pvz., Dekarto sūkurių teorija) daro didelę įtaką priežastingumo svarbos idėjai. Atitinkamai šios koncepcijos pretenzingumas buvo sumenkintas (pavyzdžiui, Niutono hipotezėse). Pasak Ernsto Macho, jėgos sąvoka antrajame Niutono dėsnyje buvo „tautologiška ir perteklinė“.
Priežastinis ryšys lygtyse ir skaičiavimo formulėse
Lygtys tiesiog apibūdina sąveikos procesą, nereikia aiškinti vieno kūno kaip kito judėjimo priežasties ir numatyti sistemos būseną, kai šis judėjimas bus baigtas. Priežastingumo principo vaidmuo matematinėse lygtyse yra antraeilis, palyginti su fizika.
Išskaita ir nomologija
Nuo laiko nepriklausomo priežastingumo požiūrio galimybė yra dedukcinio-nomologinio (D-N) mokslinio įvykio paaiškinimo požiūrio, kuris gali būti įtrauktas į mokslinį dėsnį, pagrindas. Pateikiant D-N metodą, fizinė būsena yra paaiškinama, jei, taikant (deterministinį) dėsnį, ją galima gauti iš nurodytų pradinių sąlygų. Tokios pradinės sąlygos gali apimti žvaigždžių momentą ir atstumą viena nuo kitos, jei kalbame, pavyzdžiui, apie astrofiziką. Šis „deterministinis paaiškinimas“kartais vadinamas priežastiniu.determinizmas.
Determinizmas
Neigiama D-N požiūrio pusė yra ta, kad priežastingumo ir determinizmo principai yra daugiau ar mažiau nustatyti. Taigi klasikinėje fizikoje buvo daroma prielaida, kad visus reiškinius sukėlė (t. y. nulėmė) ankstesni įvykiai pagal žinomus gamtos dėsnius, o tai baigėsi Pierre'o-Simono Laplaso teiginiu, kad jei dabartinė pasaulio būklė būtų žinoma iš tikslumo., taip pat būtų galima apskaičiuoti jo būsimą ir praeities būsenas. Tačiau ši sąvoka paprastai vadinama Laplaso determinizmu (o ne „Laplaso priežastingumu“), nes ji priklauso nuo determinizmo matematiniuose modeliuose – tokio determinizmo, kuris vaizduojamas, pavyzdžiui, matematinėje Koši uždavinyje.
Priežastingumo ir determinizmo painiava ypač aktuali kvantinėje mechanikoje – šis mokslas yra priežastinis ta prasme, kad daugeliu atvejų jis negali nustatyti faktiškai pastebėtų padarinių priežasčių arba numatyti identiškų priežasčių padarinių, bet galbūt vis dar yra nustatytas kai kuriose jo interpretacijose – pavyzdžiui, jei manoma, kad bangos funkcija iš tikrųjų nesugrius, kaip daugelio pasaulių interpretacijoje, arba jei jos žlugimas atsiranda dėl paslėptų kintamųjų, arba tiesiog iš naujo apibrėžia determinizmą kaip reikšmę, kuri lemia tikimybės, o ne konkretus poveikis.
Sunku apie kompleksą: priežastingumas, determinizmas ir priežastingumo principas kvantinėje mechanikoje
Šiuolaikinėje fizikoje priežastingumo sąvoka vis dar nėra iki galo suprantama. Supratimasspecialioji reliatyvumo teorija patvirtino prielaidą dėl priežastingumo, tačiau jie žodžio „vienalaikis“reikšmę padarė priklausomą nuo stebėtojo (ta prasme, kuria stebėtojas suprantamas kvantinėje mechanikoje). Todėl reliatyvistinis priežastingumo principas sako, kad visų inercinių stebėtojų nuomone, priežastis turi būti prieš veiksmą. Tai prilygsta sakymui, kad priežastis ir jos pasekmės yra atskirtos laiko intervalu ir kad pasekmė priklauso priežasties ateičiai. Jei laiko intervalas atskiria du įvykius, tai reiškia, kad signalas tarp jų gali būti siunčiamas ne didesniu kaip šviesos greičiu. Kita vertus, jei signalai gali sklisti greičiau nei šviesos greitis, tai pažeistų priežastinį ryšį, nes tai leistų signalą siųsti tarpiniais intervalais, o tai reiškia, kad bent kai kuriems inerciniams stebėtojams signalas atrodytų judėti laike atgal. Dėl šios priežasties specialioji reliatyvumo teorija neleidžia skirtingiems objektams susisiekti vienas su kitu greičiau nei šviesos greitis.
Bendroji reliatyvumo teorija
Bendrojoje reliatyvumo teorijoje priežastingumo principas apibendrintas paprasčiausiu būdu: efektas turi priklausyti būsimam jo priežasties šviesos kūgiui, net jei erdvėlaikis yra išlenktas. Į naujas subtilybes reikia atsižvelgti tiriant priežastinį ryšį kvantinėje mechanikoje ir ypač reliatyvistinėje kvantinio lauko teorijoje. Kvantinio lauko teorijoje priežastinis ryšys yra glaudžiai susijęs su lokalumo principu. Tačiau principasvieta joje yra ginčijama, nes ji labai priklauso nuo pasirinktos kvantinės mechanikos interpretacijos, ypač atliekant kvantinio susipynimo eksperimentus, kurie atitinka Belo teoremą.
Išvada
Nepaisant šių subtilybių, priežastinis ryšys išlieka svarbia ir pagrįsta sąvoka fizinėse teorijose. Pavyzdžiui, supratimas, kad įvykius galima suskirstyti į priežastis ir pasekmes, būtina norint užkirsti kelią (ar bent jau suprasti) priežastingumo paradoksus, tokius kaip „senelio paradoksas“, kuris klausia: „Kas atsitiks, jei keliautojas numarins savo senelį anksčiau, nei jis kada nors susitiko su savo močiute?"
Drugelio efektas
Fizikos teorijos, pvz., drugelio efektas iš chaoso teorijos, atveria tokias galimybes kaip paskirstytos priežastingumo parametrų sistemos.
Susijęs drugelio efekto aiškinimo būdas – matyti, kad jis rodo skirtumą tarp priežastingumo sąvokos taikymo fizikoje ir bendresnio priežastingumo vartojimo. Klasikinėje (niutono) fizikoje bendru atveju (aiškiai) atsižvelgiama tik į tas sąlygas, kurios yra būtinos ir pakankamos įvykiui įvykti. Priežastingumo principo pažeidimas yra ir klasikinės fizikos dėsnių pažeidimas. Šiandien tai leistina tik ribinėse teorijose.
Priežastingumo principas reiškia trigerį, kuris pradeda objekto judėjimą. Lygiai taip pat ir drugelis galiklasikiniame pavyzdyje, paaiškinančiame drugelio efekto teoriją, laikoma tornado priežastimi.
Priežastinis ryšys ir kvantinė gravitacija
Priežastinė dinaminė trianguliacija (sutrumpinta kaip CDT), kurią išrado Renata Loll, Jan Ambjörn ir Jerzy Jurkiewicz, o išpopuliarino Fotini Markopulo ir Lee Smolin, yra kvantinės gravitacijos metodas, kuris, kaip ir grandinės kvantinė gravitacija, nepriklauso nuo fono. Tai reiškia, kad jis neprisiima jokios iš anksto egzistuojančios arenos (dimensinės erdvės), o bando parodyti, kaip palaipsniui vystosi pati erdvės-laiko struktūra. Konferencijoje Loops '05, kurią organizavo daugelis kilpos kvantinės gravitacijos teoretikų, buvo keli pranešimai, kuriuose CDT buvo aptariamas profesionaliu lygiu. Ši konferencija sulaukė didelio mokslo bendruomenės susidomėjimo.
Dideliu mastu ši teorija atkuria pažįstamą 4 dimensijos erdvėlaikį, tačiau parodo, kad erdvėlaikis turi būti dvimatis pagal Planko skalę ir rodyti fraktalinę struktūrą pastovaus laiko pjūviuose. Naudodamas struktūrą, vadinamą simpleksu, jis padalija erdvės laiką į mažas trikampes dalis. Simpleksas yra apibendrinta skirtingų matmenų trikampio forma. Trimatis simpleksas paprastai vadinamas tetraedru, o keturmatis yra pagrindinis šios teorijos elementas, dar žinomas kaip pentatopas arba pentachoronas. Kiekvienas simpleksas yra geometriškai plokščias, tačiau vienpusius galima „sulipdyti“įvairiais būdais, sukuriant lenktas erdves. Tais atvejais, kai ankstesnisBandymai trikampiuoti kvantines erdves sukūrė mišrias visatas su per daug matmenų arba minimalias visatas su per mažai, CDT išvengia šios problemos, leisdamas tik konfigūracijas, kuriose priežastis yra prieš bet kokį poveikį. Kitaip tariant, visų sujungtų supaprastinimų briaunų laiko rėmai pagal CDT koncepciją turi sutapti vienas su kitu. Taigi galbūt priežastingumas yra erdvės ir laiko geometrijos pagrindas.
Priežasties ir pasekmės ryšių teorija
Priežasties ir pasekmės santykių teorijoje priežastingumas užima dar svarbesnę vietą. Šio požiūrio į kvantinę gravitaciją pagrindas yra Davido Malamento teorema. Ši teorema teigia, kad priežastinės erdvės ir laiko struktūros pakanka atkurti jos konforminę klasę. Todėl, norint pažinti erdvėlaikį, pakanka žinoti konforminį veiksnį ir priežastinę struktūrą. Remdamasis tuo, Raphaelis Sorkinas pasiūlė priežastinių ryšių idėją, kuri yra iš esmės diskretiškas požiūris į kvantinę gravitaciją. Priežastinė erdvės ir laiko struktūra vaizduojama kaip pirminis taškas, o konforminį faktorių galima nustatyti identifikuojant kiekvieną šio pirminio taško elementą tūrio vienetu.
Ką sako priežastingumo principas valdant
Gamybos kokybės kontrolei septintajame dešimtmetyje Kaworu Ishikawa sukūrė priežasties ir pasekmės diagramą, žinomą kaip „Ishikawa diagrama“arba „žuvų taukų diagrama“. Diagramoje visos galimos priežastys suskirstytos į šešias pagrindinestiesiogiai rodomas kategorijas. Tada šios kategorijos suskirstomos į mažesnes subkategorijas. Ishikawa metodas nustato įvairių įmonių, įmonės ar korporacijos gamybos procese dalyvaujančių grupių spaudimo viena kitai „priežastis“. Tada šios grupės diagramose gali būti pažymėtos kaip kategorijos. Šių diagramų naudojimas dabar yra ne tik gaminių kokybės kontrolė, bet ir kitose valdymo srityse, taip pat inžinerijos ir statybos srityse. Ishikawa schemos buvo kritikuojamos, nes nesugeba atskirti būtinų ir pakankamų sąlygų konfliktui tarp gamyboje dalyvaujančių grupių kilti. Tačiau atrodo, kad Ishikawa net nepagalvojo apie šiuos skirtumus.
Determinizmas kaip pasaulėžiūra
Deterministinė pasaulėžiūra mano, kad visatos istorija gali būti išsamiai pavaizduota kaip įvykių eiga, atstovaujanti nenutrūkstamai priežasčių ir pasekmių grandinei. Pavyzdžiui, radikalūs deterministai yra įsitikinę, kad nėra tokio dalyko kaip „laisva valia“, nes viskas šiame pasaulyje, jų nuomone, priklauso nuo atitikimo ir priežastingumo principo.
