Kausaalsuse põhimõte (nimetatakse ka põhjuse ja tagajärje seaduseks) on see, mis seob ühe protsessi (põhjuse) teise protsessi või olekuga (tagajärjega), kus esimene on osaliselt vastutav teise eest ja teine sõltub osaliselt esimesest. See on üks peamisi loogika ja füüsika seadusi. Kuid hiljuti lülitasid Prantsuse ja Austraalia füüsikud hiljuti kunstlikult loodud optilises süsteemis põhjuslikkuse põhimõtte välja.
Üldiselt on igal protsessil palju põhjuseid, mis on selle põhjuslikud tegurid, ja kõik need jäävad selle minevikku. Üks mõju võib omakorda olla paljude teiste mõjude põhjuseks, mis kõik peituvad selle tulevikus. Põhjuslikkusel on metafüüsiline seos aja ja ruumi mõistetega ning põhjuslikkuse põhimõtte rikkumist peetakse tõsiseks loogikaveaks peaaegu kõigis kaasaegsetes teadustes.
Konseptsiooni olemus
Põhjuslikkus on abstraktsioon, mis näitab, kuidas maailm areneb, ja on seetõttu põhimõiste, mis on kalduvamprogresseerumise erinevate mõistete selgitamiseks. See on mõnes mõttes seotud tõhususe mõistega. Põhjuslikkuse printsiibi mõistmiseks (eriti filosoofias, loogikas ja matemaatikas) peab olema hea loogiline mõtlemine ja intuitsioon. See mõiste on loogikas ja lingvistikas laialdaselt esindatud.
Põhjuslikkus filosoofias
Filosoofias peetakse põhjuslikkuse printsiipi üheks põhiprintsiibiks. Aristoteleslik filosoofia kasutab sõna "põhjus" tähenduseks "seletus" või vastus küsimusele "miks?", sealhulgas materiaalsed, formaalsed, tõhusad ja lõplikud "põhjused". Aristotelese järgi on "põhjus" ka kõige seletus. Põhjuslikkuse teema jääb tänapäeva filosoofias keskseks.
Relatiivsusteooria ja kvantmehaanika
Selleks, et mõista, mida põhjuslikkuse põhimõte ütleb, peate olema kursis Albert Einsteini relatiivsusteooriate ja kvantmehaanika põhitõdedega. Klassikalises füüsikas ei saa mõju tekkida enne, kui ilmneb selle vahetu põhjus. Põhjuslikkuse printsiip, tõeprintsiip, relatiivsusprintsiip on omavahel üsna tihed alt seotud. Näiteks Einsteini erirelatiivsusteoorias tähendab põhjuslikkus seda, et mõju ei saa tekkida sõltumata põhjusest, mis ei ole sündmuse tagumises (mineviku) valguskoonuses. Samuti ei saa põhjus avaldada mõju väljaspool oma (tuleviku) valguskoonust. See abstraktne ja pikk Einsteini seletus, mis oli lugeja jaoks füüsikast kaugel, viis sissejuhatuseni.põhjuslikkuse põhimõte kvantmehaanikas. Mõlemal juhul on Einsteini piirangud kooskõlas mõistliku veendumusega (või eeldusega), et põhjuslikud mõjud ei saa liikuda kiiremini kui valguse kiirus ja/või aja kulg. Kvantväljateoorias peavad ruumisarnase sõltuvusega vaadeldavad sündmused pendeldama, seega ei mõjuta vaadeldavate objektide vaatluste või mõõtmiste järjekord nende omadusi. Erinev alt kvantmehaanikast on klassikalise mehaanika põhjuslikkuse printsiibil täiesti erinev tähendus.
Newtoni teine seadus
Põhjuslikkust ei tohiks segi ajada Newtoni teise impulsi jäävuse seadusega, sest see segadus on füüsikaseaduste ruumilise homogeensuse tagajärg.
Üks inimkogemuse tasandil kehtiva põhjuslikkuse printsiibi nõue on, et põhjus ja tagajärg peavad olema ruumis ja ajas vahendatud (kontakti nõue). See nõue on olnud minevikus väga oluline eelkõige põhjuslike protsesside vahetu vaatlemise protsessis (näiteks vankri lükkamine) ja teiseks Newtoni gravitatsiooniteooria (Maa külgetõmbejõud Päikese poolt) probleemse aspektina. distantsilt tegevuse kaudu), asendades mehhaanilised ettepanekud, nagu Descartes'i keeristeteooria. Põhjuslikkuse printsiipi nähakse sageli stiimulina dünaamiliste väljateooriate (näiteks Maxwelli elektrodünaamika ja Einsteini üldrelatiivsusteooria) arendamiseks, mis selgitavad füüsika põhiküsimusi palju paremini kuieelmainitud Descartes’i teooria. Klassikalise füüsika teemat jätkates võib meenutada Poincaré panust – põhjuslikkuse printsiip elektrodünaamikas on tänu tema avastusele muutunud veelgi aktuaalsemaks.
Empiria ja metafüüsika
Empiristide vastumeelsus metafüüsiliste seletuste (nagu Descartes'i keeristeteooria) suhtes avaldab tugevat mõju ideele põhjuslikkuse tähtsusest. Sellest lähtuv alt on selle kontseptsiooni pretensioonikust alahinnatud (näiteks Newtoni hüpoteesides). Ernst Machi sõnul oli jõu mõiste Newtoni teises seaduses "tautoloogiline ja üleliigne".
Põhjuslikkus võrrandites ja arvutusvalemites
Võrrandid kirjeldavad lihts alt interaktsiooni protsessi, ilma et oleks vaja tõlgendada üht keha teise liikumise põhjusena ja ennustada süsteemi olekut pärast selle liikumise lõpetamist. Põhjuslikkuse printsiibi roll matemaatilistes võrrandites on füüsikaga võrreldes teisejärguline.
Mahaarvamine ja nomoloogia
Ajast sõltumatu põhjuslikkuse käsitluse võimalus on sündmuse teadusliku seletuse deduktiiv-nomoloogilise (D-N) nägemuse aluseks, mida saab lisada teadusseadusesse. D-N lähenemise esituses öeldakse, et füüsikaline olek on seletatav, kui (deterministlikku) seadust rakendades on see võimalik saada etteantud algtingimustest. Selliste algtingimuste hulka võivad kuuluda tähtede moment ja kaugus üksteisest, kui me räägime näiteks astrofüüsikast. Seda "deterministlikku seletust" nimetatakse mõnikord põhjuslikuks.determinism.
Determinism
D-N vaate negatiivne külg on see, et põhjuslikkuse ja determinismi põhimõte on enam-vähem tuvastatud. Seega eeldati klassikalises füüsikas, et kõik nähtused on põhjustatud (st määratud) varasematest sündmustest kooskõlas teadaolevate loodusseadustega, mis kulmineerus Pierre-Simon Laplace'i väitega, et kui maailma hetkeseis oleks täpselt teada., saab arvutada ka selle tuleviku ja mineviku olekud. Seda mõistet nimetatakse aga tavaliselt Laplace'i determinismiks (mitte "Laplace'i põhjuslikkuseks"), kuna see sõltub matemaatiliste mudelite determinismist – sellisest determinismist, mis on esindatud näiteks matemaatilises Cauchy probleemis.
Kausaalsuse ja determinismi segadus on eriti terav kvantmehaanikas – see teadus on põhjuslik selles mõttes, et paljudel juhtudel ei suuda ta tuvastada tegelikult täheldatud mõjude põhjuseid ega ennustada identsete põhjuste mõju, kuid võib-olla on mõnes selle tõlgenduses siiski määratud – näiteks kui eeldatakse, et lainefunktsioon tegelikult kokku ei kuku, nagu paljude maailmade tõlgenduses, või kui selle kokkuvarisemine on tingitud peidetud muutujatest või defineerib determinismi lihts alt ümber väärtusena, mis määrab pigem tõenäosused kui konkreetsed mõjud.
Keeruline seoses kompleksiga: põhjuslikkus, determinism ja põhjuslikkuse põhimõte kvantmehaanikas
Kaasaegses füüsikas pole põhjuslikkuse mõistet ikka veel täielikult mõistetud. Arusaamineerirelatiivsusteooria kinnitas põhjuslikkuse oletust, kuid nad muutsid sõna "samaaegne" tähenduse vaatlejast sõltuvaks (selles tähenduses, milles vaatlejat kvantmehaanikas mõistetakse). Seetõttu ütleb põhjuslikkuse relativistlik printsiip, et põhjus peab kõigi inertsiaalsete vaatlejate arvates tegevusele eelnema. See on samaväärne väitega, et põhjust ja selle tagajärge eraldab ajavahemik ning tagajärg kuulub põhjuse tulevikku. Kui ajavahemik eraldab kaks sündmust, tähendab see, et nende vahel saab saata signaali kiirusega, mis ei ületa valguse kiirust. Teisest küljest, kui signaalid võivad liikuda kiiremini kui valguse kiirus, rikuks see põhjuslikku seost, kuna see võimaldaks signaali saata vahepealsete intervallidega, mis tähendab, et vähem alt mõnele inertsiaalsele vaatlejale näib signaal olevat liiguvad ajas tagasi. Sel põhjusel ei võimalda erirelatiivsusteooria erinevatel objektidel üksteisega valguse kiirusest kiiremini suhelda.
Üldrelatiivsusteooria
Üldrelatiivsusteoorias üldistatakse põhjuslikkuse põhimõtet kõige lihtsamal viisil: mõju peab kuuluma oma põhjuse tulevasesse valguskoonusse, isegi kui aegruum on kõver. Uute peensustega tuleb arvestada põhjuslikkuse uurimisel kvantmehaanikas ja eriti relativistlikus kvantväljateoorias. Kvantväljateoorias on põhjuslikkus tihed alt seotud lokaalsuse printsiibiga. Siiski põhimõtepaikkond selles on vaidlustatud, kuna see sõltub suuresti valitud kvantmehaanika tõlgendusest, eriti kvantpõimumise katsete puhul, mis vastavad Belli teoreemile.
Järeldus
Neile peensustele vaatamata jääb põhjuslikkus füüsikateooriates oluliseks ja kehtivaks mõisteks. Näiteks arusaam, et sündmusi saab järjestada põhjusteks ja tagajärgedeks, on vajalik selleks, et ennetada (või vähem alt mõista) põhjuslikkuse paradokse, nagu "vanaisa paradoks", mis küsib: "Mis juhtub, kui reisijal on aeg tappa oma vanaisa enne on kunagi oma vanaemaga kohtunud?"
Liblikaefekt
Füüsikateooriad, nagu liblikaefekt kaoseteooriast, avavad selliseid võimalusi nagu põhjuslikkuse hajutatud parameetrite süsteemid.
Liblikaefekti tõlgendamise sarnane viis on näha seda kui erinevust põhjuslikkuse mõiste rakendamise füüsikas ja põhjuslikkuse üldisema kasutamise vahel. Klassikalises (Newtoni) füüsikas võetakse (otsesõnaliselt) arvesse ainult neid tingimusi, mis on sündmuse toimumiseks vajalikud ja piisavad. Põhjuslikkuse põhimõtte rikkumine on ka klassikalise füüsika seaduste rikkumine. Tänapäeval on see lubatud vaid marginaalsete teooriate puhul.
Kausaalsuse põhimõte eeldab päästikut, mis käivitab objekti liikumise. Samamoodi saab liblikasliblikaefekti teooriat selgitavas klassikalises näites peetakse tornaado põhjuseks.
Põhjuslikkus ja kvantgravitatsioon
Nr. See tähendab, et ta ei eelda mingit eelnev alt eksisteerivat areeni (dimensioonilist ruumi), vaid püüab näidata, kuidas aegruumi struktuur ise järk-järgult areneb. Konverents Loops '05, mille korraldasid paljud silmuskvantgravitatsiooni teoreetikud, sisaldas mitmeid ettekandeid, mis arutlesid CDT üle professionaalsel tasemel. See konverents tekitas teadusringkondades märkimisväärset huvi.
See teooria taasloob suures plaanis tuttava 4-mõõtmelise aegruumi, kuid näitab, et aegruum peab olema Plancki skaalal kahemõõtmeline ja näitama fraktaalstruktuuri konstantse aja lõikudel. Kasutades struktuuri, mida nimetatakse simpleksiks, jagab see aegruumi pisikesteks kolmnurkseteks osadeks. Simpleks on erinevates mõõtmetes kolmnurga üldistatud vorm. Kolmemõõtmelist simpleksit nimetatakse tavaliselt tetraeedriks, samas kui neljamõõtmeline on selle teooria peamine ehitusplokk, tuntud ka kui pentatoop või pentakooron. Iga simpleks on geomeetriliselt tasane, kuid simpleksi saab kõverate ruumide loomiseks erinevatel viisidel kokku "liimida". Juhtudel, kui eelminekatsed trianguleerida kvantruume tekitasid liiga paljude mõõtmetega segauniversumid või liiga väheste universumite minimaalsed universumid, väldib CDT seda probleemi, lubades ainult konfiguratsioone, kus põhjus eelneb mis tahes mõjule. Teisisõnu, kõigi ühendatud lihtsuste servade ajaraamid peavad CDT kontseptsiooni kohaselt üksteisega kokku langema. Seega võib-olla on aegruumi geomeetria aluseks põhjuslikkus.
Põhjuse ja tagajärje seoste teooria
Põhjus-tagajärg seoste teoorias on põhjuslikel seostel veelgi olulisem koht. Selle kvantgravitatsiooni lähenemisviisi aluseks on David Malamenti teoreem. See teoreem väidab, et põhjuslik aegruumi struktuur on piisav selle konformse klassi taastamiseks. Seetõttu piisab aegruumi tundmiseks konformaalse teguri ja põhjusliku struktuuri teadmisest. Selle põhjal pakkus Raphael Sorkin välja põhjuslike seoste idee, mis on põhimõtteliselt diskreetne lähenemine kvantgravitatsioonile. Ajaruumi põhjuslikku struktuuri kujutatakse ürgpunktina ja konformse teguri saab kindlaks teha, identifitseerides selle ürgpunkti iga elemendi ruumalaühikuga.
Mida ütleb põhjuslikkuse põhimõte juhtimises
Tootmise kvaliteedikontrolliks töötas Kaworu Ishikawa 1960. aastatel välja põhjuse-tagajärje diagrammi, mida tuntakse kui "Ishikawa diagrammi" või "kalaõli diagrammi". Diagramm liigitab kõik võimalikud põhjused kuueks peamisekskategooriad, mida otse kuvatakse. Seejärel jagatakse need kategooriad väiksemateks alamkategooriateks. Ishikawa meetod tuvastab ettevõtte, ettevõtte või korporatsiooni tootmisprotsessis osalevate erinevate rühmade üksteisele avaldatava surve "põhjused". Seejärel saab need rühmad diagrammidel kategooriatena märgistada. Nende diagrammide kasutamine läheb nüüd tootekvaliteedi kontrollist kaugemale ja neid kasutatakse teistes juhtimisvaldkondades, samuti inseneri- ja ehitusvaldkonnas. Ishikawa skeeme on kritiseeritud selle pärast, et nad ei erista vajalikke ja piisavaid tingimusi konflikti tekkimiseks tootmisega seotud rühmade vahel. Kuid tundub, et Ishikawa isegi ei mõelnud nendele erinevustele.
Determinism kui maailmavaade
Deterministlik maailmavaade usub, et universumi ajalugu saab ammendav alt kujutada sündmuste käiguna, mis esindab pidevat põhjuste ja tagajärgede ahelat. Näiteks radikaalsed deterministid on kindlad, et sellist asja nagu "vaba tahe" pole olemas, kuna nende arvates allub kõik siin maailmas vastavuse ja põhjuslikkuse põhimõttele.
