Səbəbiyyət prinsipi: klassik fizikada anlayış, tərif, hesablama düsturları və nisbilik nəzəriyyəsi

Mündəricat:

Səbəbiyyət prinsipi: klassik fizikada anlayış, tərif, hesablama düsturları və nisbilik nəzəriyyəsi
Səbəbiyyət prinsipi: klassik fizikada anlayış, tərif, hesablama düsturları və nisbilik nəzəriyyəsi
Anonim

Səbəbiyyət prinsipi (səbəb-nəticə qanunu da adlanır) bir prosesi (səbəbi) digər proses və ya vəziyyətlə (nəticə) əlaqələndirən, birincinin ikinciyə qismən cavabdeh olduğu, ikincinin isə cavabdeh olduğu şeydir. birincidən qismən asılıdır. Bu, məntiq və fizikanın əsas qanunlarından biridir. Lakin bu yaxınlarda fransız və avstraliyalı fiziklər bu yaxınlarda süni şəkildə yaratdıqları optik sistemdə səbəbiyyət prinsipini söndürdülər.

Ümumiyyətlə, hər hansı bir prosesin onun üçün səbəb faktoru olan bir çox səbəbləri var və onların hamısı keçmişdə yatır. Bir təsir, öz növbəsində, bir çox başqa təsirlərin səbəbi ola bilər, bunların hamısı gələcəkdə yatır. Səbəb əlaqəsinin zaman və məkan anlayışları ilə metafizik əlaqəsi var və səbəbiyyət prinsipinin pozulması demək olar ki, bütün müasir elmlərdə ciddi məntiqi səhv hesab olunur.

Dominoda səbəb əlaqəsi
Dominoda səbəb əlaqəsi

Konseptin mahiyyəti

Səbəbiyyət dünyanın necə inkişaf etdiyini göstərən abstraksiyadır və buna görə də əsas anlayışdır.proqresiyanın müxtəlif anlayışlarını izah etmək. Bu, müəyyən mənada səmərəlilik anlayışı ilə bağlıdır. Səbəbiyyət prinsipini (xüsusilə fəlsəfə, məntiq və riyaziyyatda) başa düşmək üçün yaxşı məntiqi təfəkkür və intuisiya olmalıdır. Bu anlayış məntiq və dilçilikdə geniş şəkildə təmsil olunur.

Fəlsəfədə Səbəbiyyət

Fəlsəfədə səbəbiyyət prinsipi əsas prinsiplərdən biri hesab olunur. Aristotel fəlsəfəsi “səbəb” sözündən “izah” və ya “niyə?” sualının cavabı mənasında istifadə edir, o cümlədən maddi, formal, səmərəli və son “səbəblər”. Aristotelə görə “səbəb” həm də hər şeyin izahıdır. Səbəb əlaqəsi mövzusu müasir fəlsəfənin mərkəzi olaraq qalır.

Toyuq və yumurta dilemması
Toyuq və yumurta dilemması

Nisbilik və kvant mexanikası

Səbəbiyyət prinsipinin nə dediyini başa düşmək üçün Albert Eynşteynin nisbilik nəzəriyyələri və kvant mexanikasının əsasları ilə tanış olmaq lazımdır. Klassik fizikada təsir onun bilavasitə səbəbi ortaya çıxmadan baş verə bilməz. Səbəbiyyət prinsipi, həqiqət prinsipi, nisbilik prinsipi bir-biri ilə kifayət qədər sıx bağlıdır. Məsələn, Eynşteynin xüsusi nisbilik nəzəriyyəsində səbəblilik o deməkdir ki, hadisənin arxa (keçmiş) işıq konusunda olmayan səbəbdən asılı olmayaraq təsir baş verə bilməz. Eynilə, bir səbəb öz (gələcək) işıq konusu xaricində təsir göstərə bilməz. Eynşteynin fizikadan uzaq oxucu üçün qaranlıq olan bu mücərrəd və uzun izahı girişə səbəb oldu.kvant mexanikasında səbəbiyyət prinsipi. İstənilən halda, Eynşteynin məhdudiyyətləri səbəbli təsirlərin işıq sürətindən və/yaxud zamanın keçidindən daha sürətli hərəkət edə bilməyəcəyinə dair ağlabatan inamla (və ya fərziyyə ilə) uyğun gəlir. Kvant sahə nəzəriyyəsində kosmosa bənzər asılılıqla müşahidə edilən hadisələr bir-birinin ardınca getməlidir, ona görə də müşahidələrin və ya müşahidə olunan obyektlərin ölçülmələrinin ardıcıllığı onların xassələrinə təsir göstərmir. Kvant mexanikasından fərqli olaraq, klassik mexanikanın səbəbiyyət prinsipi tamam başqa məna daşıyır.

Nyutonun ikinci qanunu

Səbəbiyyəti Nyutonun impulsun saxlanması haqqında ikinci qanunu ilə qarışdırmaq olmaz, çünki bu qarışıqlıq fiziki qanunların məkan homojenliyinin nəticəsidir.

İnsanın təcrübəsi səviyyəsində qüvvədə olan səbəbiyyət prinsipinin tələblərindən biri də səbəb və nəticənin məkan və zamanda vasitəçi olmasıdır (təmas tələbi). Bu tələb keçmişdə, ilk növbədə, səbəbli proseslərin birbaşa müşahidəsi prosesində (məsələn, arabanı itələmək), ikincisi, Nyutonun cazibə nəzəriyyəsinin (Yerin Günəş tərəfindən cəlb edilməsi) problemli tərəfi kimi çox vacib olmuşdur. məsafədə hərəkət etməklə), Dekartın burulğanlar nəzəriyyəsi kimi mexaniki təklifləri əvəz edir. Səbəbiyyət prinsipi çox vaxt fizikanın fundamental suallarını daha yaxşı izah edən dinamik sahə nəzəriyyələrinin (məsələn, Maksvelin elektrodinamika və Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi) inkişafı üçün stimul kimi qəbul edilir. Dekartın yuxarıda adı çəkilən nəzəriyyəsi. Klassik fizikanın mövzusunu davam etdirərək, biz Puankarenin töhfəsini xatırlaya bilərik - elektrodinamikada səbəbiyyət prinsipi onun kəşfi sayəsində daha da aktuallaşıb.

Toyuq və yumurtanın sirri
Toyuq və yumurtanın sirri

Epirika və metafizika

Empiriklərin metafizik izahlardan (məsələn, Dekartın burulğanlar nəzəriyyəsi kimi) ikrahı səbəbiyyətin vacibliyi ideyasına güclü təsir göstərir. Müvafiq olaraq, bu konsepsiyanın iddialılığı aşağı salınmışdır (məsələn, Nyutonun Hipotezlərində). Ernst Macha görə, Nyutonun ikinci qanununda qüvvə anlayışı "tavtoloji və lazımsız" idi.

Tənliklərdə və hesablama düsturlarında səbəb əlaqəsi

Tənliklər sadəcə olaraq qarşılıqlı təsir prosesini təsvir edir, bir cismi digərinin hərəkətinin səbəbi kimi şərh etməyə və bu hərəkət tamamlandıqdan sonra sistemin vəziyyətini proqnozlaşdırmağa ehtiyac yoxdur. Riyazi tənliklərdə səbəbiyyət prinsipinin rolu fizika ilə müqayisədə ikinci dərəcəlidir.

Deduksiya və nomologiya

Elmi qanuna daxil edilə bilən hadisənin elmi izahının deduktiv-nomoloji (D-N) baxışının əsasında səbəbiyyətin zamandan asılı olmayan baxışının mümkünlüyü dayanır. D-N yanaşmasının təsvirində fiziki vəziyyətin izah edilə bilən olduğu deyilir, əgər (deterministik) qanunun tətbiqi ilə onu verilmiş ilkin şərtlərdən əldə etmək olar. Belə ilkin şərtlərə, məsələn, astrofizikadan danışırıqsa, ulduzların momentası və bir-birindən uzaqlığı daxil ola bilər. Bu “deterministik izahat” bəzən səbəb-nəticə adlanır.determinizm.

Domino prinsipi
Domino prinsipi

Determinizm

D-N baxışının mənfi tərəfi səbəb əlaqəsi və determinizm prinsipinin az və ya çox müəyyən olmasıdır. Beləliklə, klassik fizikada bütün hadisələrin məlum təbiət qanunlarına uyğun olaraq daha əvvəl baş vermiş hadisələrin (yəni, müəyyən etdiyi) səbəb olduğu güman edilirdi və Pierre-Simon Laplasın dünyanın indiki vəziyyəti dəqiqliklə məlum olsaydı, bu fikri ilə nəticələndi., onun gələcək və keçmiş halları da hesablana bilərdi. Bununla belə, bu konsepsiya adətən Laplas determinizmi ("Laplas səbəbiyyəti" deyil) adlandırılır, çünki o, riyazi modellərdə determinizmdən - məsələn, riyazi Koşi problemində təmsil olunan determinizmdən asılıdır.

Səbəbiyyət və determinizmin qarışıqlığı kvant mexanikasında xüsusilə kəskindir - bu elm o mənada akusaldır ki, bir çox hallarda faktiki müşahidə olunan təsirlərin səbəblərini müəyyən edə və ya eyni səbəblərin təsirlərini proqnozlaşdıra bilmir, lakin, bəlkə də, bəzi təfsirlərində hələ də müəyyən edilir - məsələn, əgər dalğa funksiyasının çoxlu dünya şərhində olduğu kimi faktiki olaraq dağılmaması nəzərdə tutulursa və ya onun dağılması gizli dəyişənlərə görədirsə və ya sadəcə olaraq determinizmi müəyyən edən dəyər kimi yenidən təyin edirsə. spesifik təsirlərdən daha çox ehtimallar.

Kompleks haqqında çətin: səbəbiyyət, determinizm və kvant mexanikasında səbəbiyyət prinsipi

Müasir fizikada səbəbiyyət anlayışı hələ də tam başa düşülməyib. Anlamaqxüsusi nisbilik səbəbiyyət fərziyyəsini təsdiqlədi, lakin onlar “sinxron” sözünün mənasını müşahidəçidən (müşahidəçinin kvant mexanikasında başa düşüldüyü mənada) asılı vəziyyətə saldılar. Buna görə də, səbəbiyyətin relativistik prinsipi deyir ki, səbəb bütün ətalət müşahidəçilərinə görə hərəkətdən əvvəl olmalıdır. Bu, səbəb və onun nəticəsinin bir zaman intervalı ilə ayrıldığını və nəticənin səbəbin gələcəyinə aid olduğunu söyləməyə bərabərdir. Əgər zaman intervalı iki hadisəni ayırırsa, bu o deməkdir ki, onlar arasında işıq sürətindən çox olmayan bir sürətlə siqnal göndərilə bilər. Digər tərəfdən, əgər siqnallar işıq sürətindən daha sürətli hərəkət edə bilirsə, bu, səbəb əlaqəsini pozacaq, çünki bu, siqnalın aralıq intervallarla göndərilməsinə imkan verəcək, yəni, ən azı bəzi inertial müşahidəçilər üçün siqnal zamanda geriyə doğru hərəkət etmək. Bu səbəbdən xüsusi nisbilik fərqli obyektlərin bir-biri ilə işıq sürətindən daha sürətli əlaqə saxlamasına imkan vermir.

kvant səbəb əlaqəsi
kvant səbəb əlaqəsi

Ümumi Nisbilik

Ümumi nisbilikdə səbəbiyyət prinsipi ən sadə şəkildə ümumiləşdirilir: fəza zaman əyri olsa belə, təsir onun səbəbinin gələcək işıq konusuna aid olmalıdır. Kvant mexanikasında və xüsusən relativistik kvant sahəsi nəzəriyyəsində səbəb əlaqəsinin öyrənilməsində yeni incəliklər nəzərə alınmalıdır. Kvant sahə nəzəriyyəsində səbəbiyyət yerlilik prinsipi ilə sıx bağlıdır. Bununla belə, prinsiponun yerliliyi mübahisəlidir, çünki o, seçilmiş kvant mexanikasının şərhindən, xüsusən də Bell teoremini təmin edən kvant dolaşıqlığı təcrübələrindən çox asılıdır.

Nəticə

Bu incəliklərə baxmayaraq, səbəb əlaqəsi fiziki nəzəriyyələrdə vacib və etibarlı bir anlayış olaraq qalır. Məsələn, hadisələrin səbəblərə və nəticələrə bölünə biləcəyi anlayışı, "baba paradoksu" kimi səbəbiyyət paradokslarının qarşısını almaq (və ya ən azı başa düşmək) üçün lazımdır: "Səyahətçi atasını öldürməmişdən əvvəl öldürməyə vaxt ayırsa nə olar. nə vaxtsa nənəsi ilə görüşüb?"

Kəpənək effekti

Xaos nəzəriyyəsindən kəpənək effekti kimi fizikada nəzəriyyələr səbəbiyyət əlaqəsində paylanmış parametrlər sistemləri kimi imkanlar açır.

Kəpənək effektini şərh etməyin əlaqəli yolu, onu fizikada səbəbiyyət anlayışının tətbiqi ilə səbəb əlaqəsinin daha ümumi istifadəsi arasındakı fərqi göstərən kimi görməkdir. Klassik (Nyuton) fizikasında ümumi halda yalnız hadisənin baş verməsi üçün zəruri və kafi olan şərtlər (açıq şəkildə) nəzərə alınır. Səbəbiyyət prinsipinin pozulması həm də klassik fizikanın qanunlarının pozulmasıdır. Bu gün buna yalnız marjinal nəzəriyyələrdə icazə verilir.

Qrafikdə Qrancer səbəb əlaqəsi
Qrafikdə Qrancer səbəb əlaqəsi

Səbəbiyyət prinsipi cismin hərəkətinə başlayan tətiyi nəzərdə tutur. Eyni şəkildə, bir kəpənək edə bilərKəpənək effekti nəzəriyyəsini izah edən klassik nümunədə tornadonun səbəbi kimi qəbul edilir.

Səbəbiyyət və kvant cazibəsi

Renata Loll, Jan Ambjörn və Jerzy Jurkiewicz tərəfindən icad edilən və Fotini Markopulo və Lee Smolin tərəfindən populyarlaşdırılan Causal Dynamic Triangulation (CDT kimi qısaldılmış) dövrə kvant cazibəsi kimi fondan müstəqil olan kvant cazibəsinə yanaşmadır. Bu o deməkdir ki, o, əvvəlcədən mövcud olan hər hansı bir arenanı (ölçülü məkan) qəbul etmir, lakin zaman-zamanın strukturunun özünün tədricən necə inkişaf etdiyini göstərməyə çalışır. Bir çox döngə kvant cazibə nəzəriyyəçiləri tərəfindən təşkil edilən Loops '05 konfransına CDT-ni peşəkar səviyyədə müzakirə edən bir neçə təqdimat daxil idi. Bu konfrans elmi ictimaiyyətin böyük marağına səbəb oldu.

Böyük miqyasda, bu nəzəriyyə tanış 4 ölçülü məkan-zamanı yenidən yaradır, lakin göstərir ki, fəza-zaman Plank şkalası üzrə iki ölçülü olmalı və sabit zaman dilimlərində fraktal quruluşu göstərməlidir. Simpleks adlanan strukturdan istifadə edərək, məkan-zamanı kiçik üçbucaqlı hissələrə bölür. Simpleks müxtəlif ölçülü üçbucağın ümumiləşdirilmiş formasıdır. Üç ölçülü sadəlik adətən tetraedr adlanır, dördölçülü isə bu nəzəriyyədə əsas tikinti blokudur, həmçinin pentatop və ya pentaxoron kimi də tanınır. Hər bir simpleks həndəsi cəhətdən düzdür, lakin əyri boşluqlar yaratmaq üçün sadələr müxtəlif yollarla bir-birinə "yapışdırıla" bilər. Əvvəlki hallardaçox ölçüləri olan qarışıq kainatları və ya çox az olan minimal kainatları əmələ gətirən kvant fəzalarını üçbucaqlı etməyə cəhd edən CDT yalnız səbəbin hər hansı bir təsirdən əvvəl olduğu konfiqurasiyalara icazə verməklə bu problemdən qaçır. Başqa sözlə, CDT konsepsiyasına görə sadələrin bütün birləşdirilmiş kənarlarının zaman çərçivələri bir-biri ilə üst-üstə düşməlidir. Beləliklə, ola bilsin ki, kosmos-zaman həndəsəsinin əsasında səbəbiyyət dayanır.

Səbəb-nəticə əlaqələri nəzəriyyəsi

Səbəb-nəticə əlaqələri nəzəriyyəsində səbəb-nəticə əlaqəsi daha qabarıq yer tutur. Kvant cazibəsinə bu yanaşmanın əsasını David Malament teoremi təşkil edir. Bu teorem bildirir ki, səbəb-zaman quruluşu onun konformal sinfini bərpa etmək üçün kifayətdir. Buna görə də məkan-zamanı bilmək üçün konformal amili və səbəb quruluşunu bilmək kifayətdir. Buna əsaslanaraq, Rafael Sorkin kvant cazibəsinə əsaslı diskret yanaşma olan səbəb əlaqəsi ideyasını təklif etdi. Məkan-zamanın səbəb strukturu ilkin nöqtə kimi təqdim olunur və bu ilkin nöqtənin hər bir elementinin vahid həcmlə eyniləşdirilməsi ilə uyğunluq faktoru müəyyən edilə bilər.

İdarəetmədə səbəbiyyət prinsipi nə deyir

İstehsalda keyfiyyətə nəzarət üçün 1960-cı illərdə Kaworu Ishikawa "Ishikawa diaqramı" və ya "balıq yağı diaqramı" kimi tanınan səbəb-nəticə diaqramını hazırladı. Diaqram bütün mümkün səbəbləri altı əsas kateqoriyaya bölürbirbaşa göstərən kateqoriyalar. Bu kateqoriyalar daha sonra daha kiçik alt kateqoriyalara bölünür. İşikava metodu firma, şirkət və ya korporasiyanın istehsal prosesində iştirak edən müxtəlif qruplar tərəfindən bir-birinə təzyiqin “səbəblərini” müəyyən edir. Bu qruplar daha sonra qrafiklərdə kateqoriyalar kimi etiketlənə bilər. Bu diaqramların istifadəsi indi məhsulun keyfiyyətinə nəzarətdən kənara çıxır və onlar idarəetmənin digər sahələrində, eləcə də mühəndislik və tikinti sahələrində istifadə olunur. İşikavanın sxemləri istehsalda iştirak edən qruplar arasında münaqişənin yaranması üçün zəruri və kafi şərtləri ayırd edə bilmədiyi üçün tənqid edilib. Amma deyəsən, İşikava bu fərqlər haqqında heç düşünməyib.

Marketinqdə səbəb əlaqəsi
Marketinqdə səbəb əlaqəsi

Determinizm dünyagörüşü kimi

Determinist dünyagörüşü inanır ki, kainatın tarixi hərtərəfli səbəb və təsirlərin davamlı zəncirini təmsil edən hadisələrin gedişatı kimi təqdim edilə bilər. Məsələn, radikal deterministlər əmindirlər ki, "azad iradə" deyə bir şey yoxdur, çünki bu dünyada hər şey, onların fikrincə, uyğunluq və səbəbiyyət prinsipinə tabedir.

Tövsiyə: