Պատճառականության սկզբունքը (որը նաև կոչվում է պատճառի և հետևանքի օրենք) այն է, որը կապում է մի գործընթացը (պատճառը) մեկ այլ գործընթացի կամ վիճակի (հետևանքի) հետ, որտեղ առաջինը մասամբ պատասխանատու է երկրորդի համար, իսկ երկրորդը. մասամբ կախված է առաջինից։ Սա տրամաբանության և ֆիզիկայի հիմնական օրենքներից է։ Այնուամենայնիվ, վերջերս ֆրանսիացի և ավստրալիացի ֆիզիկոսներն անջատեցին պատճառականության սկզբունքը օպտիկական համակարգում, որը վերջերս արհեստականորեն ստեղծեցին:
Ընդհանրապես, ցանկացած գործընթաց ունի բազմաթիվ պատճառներ, որոնք դրա համար պատճառահետևանքային գործոններ են, և բոլորն էլ իր անցյալում են: Մեկ էֆեկտն իր հերթին կարող է լինել բազմաթիվ այլ հետևանքների պատճառ, որոնք բոլորն էլ իր ապագայում են: Պատճառականությունը մետաֆիզիկական կապ ունի ժամանակ և տարածություն հասկացությունների հետ, և պատճառահետևանքայինության սկզբունքի խախտումը համարվում է լուրջ տրամաբանական սխալ գրեթե բոլոր ժամանակակից գիտություններում։
Հայեցակարգի էությունը
Պատճառականությունը վերացականություն է, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես է աշխարհը զարգանում, և, հետևաբար, հիմնական հասկացությունն է ավելի հակվածբացատրել առաջընթացի տարբեր հասկացությունները: Դա ինչ-որ առումով կապված է արդյունավետություն հասկացության հետ։ Պատճառականության սկզբունքը հասկանալու համար (հատկապես փիլիսոփայության, տրամաբանության և մաթեմատիկայի մեջ) պետք է լավ տրամաբանական մտածողություն և ինտուիցիա ունենալ։ Այս հասկացությունը լայնորեն ներկայացված է տրամաբանության և լեզվաբանության մեջ։
պատճառականությունը փիլիսոփայության մեջ
Փիլիսոփայության մեջ պատճառականության սկզբունքը համարվում է հիմնական սկզբունքներից մեկը։ Արիստոտելյան փիլիսոփայությունն օգտագործում է «պատճառ» բառը՝ «բացատրություն» կամ «ինչո՞ւ» հարցի պատասխանը՝ ներառյալ նյութական, ֆորմալ, արդյունավետ և վերջնական «պատճառները»: Ըստ Արիստոտելի՝ «պատճառը» նաև ամեն ինչի բացատրությունն է։ Պատճառականության թեման մնում է ժամանակակից փիլիսոփայության առանցքային նշանակությունը:
Հարաբերականություն և քվանտային մեխանիկա
Որպեսզի հասկանաք, թե ինչ է ասում պատճառականության սկզբունքը, դուք պետք է ծանոթ լինեք Ալբերտ Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսությանը և քվանտային մեխանիկայի հիմունքներին: Դասական ֆիզիկայում էֆեկտը չի կարող առաջանալ մինչև դրա անմիջական պատճառի հայտնվելը։ Պատճառականության սկզբունքը, ճշմարտության սկզբունքը, հարաբերականության սկզբունքը բավականին սերտորեն կապված են միմյանց հետ։ Օրինակ՝ Էյնշտեյնի հարաբերականության հատուկ տեսության մեջ պատճառականությունը նշանակում է, որ էֆեկտը չի կարող առաջանալ՝ անկախ այն պատճառից, որը իրադարձության հետևի (անցյալ) լուսային կոնում չէ։ Նմանապես, պատճառը չի կարող ազդեցություն ունենալ իր (ապագա) լուսային կոնից դուրս: Ֆիզիկայից հեռու ընթերցողի համար անհասկանալի Էյնշտեյնի այս վերացական և երկար բացատրությունը հանգեցրեց ներածությանը. Պատճառականության սկզբունքը քվանտային մեխանիկայում. Ամեն դեպքում, Էյնշտեյնի սահմանափակումները համահունչ են ողջամիտ համոզմունքին (կամ ենթադրությանը), որ պատճառահետևանքային ազդեցությունները չեն կարող շարժվել ավելի արագ, քան լույսի արագությունը և/կամ ժամանակի ընթացքը: Դաշտի քվանտային տեսության մեջ տիեզերանման կախվածությամբ դիտարկվող իրադարձությունները պետք է փոխվեն, ուստի դիտարկվող օբյեկտների դիտարկումների կամ չափումների հերթականությունը չի ազդում դրանց հատկությունների վրա։ Ի տարբերություն քվանտային մեխանիկայի, դասական մեխանիկայի պատճառականության սկզբունքը բոլորովին այլ նշանակություն ունի։
Նյուտոնի երկրորդ օրենքը
Պատճառականությունը չպետք է շփոթել Նյուտոնի իմպուլսի պահպանման երկրորդ օրենքի հետ, քանի որ այս շփոթությունը հետևանք է ֆիզիկական օրենքների տարածական միատարրության:
Պատճառականության սկզբունքի պահանջներից մեկը, որը վավեր է մարդկային փորձի մակարդակում, այն է, որ պատճառն ու հետևանքը պետք է միջնորդավորված լինեն տարածության և ժամանակի մեջ (շփման պահանջը): Այս պահանջը նախկինում շատ կարևոր է եղել, առաջին հերթին՝ պատճառահետևանքային գործընթացների անմիջական դիտարկման գործընթացում (օրինակ՝ սայլը հրելով), և երկրորդ՝ որպես Նյուտոնի ձգողականության տեսության խնդրահարույց ասպեկտ (Երկրի ձգում Արեգակի կողմից։ հեռավորության վրա գործողության միջոցով), փոխարինելով մեխանիկական առաջարկներին, ինչպիսիք են Դեկարտի հորձանուտների տեսությունը: Պատճառականության սկզբունքը հաճախ դիտվում է որպես դաշտի դինամիկ տեսությունների զարգացման խթան (օրինակ՝ Մաքսվելի էլեկտրադինամիկան և Էյնշտեյնի հարաբերականության ընդհանուր տեսությունը), որոնք շատ ավելի լավ են բացատրում ֆիզիկայի հիմնարար հարցերը, քանԴեկարտի վերոհիշյալ տեսությունը։ Շարունակելով դասական ֆիզիկայի թեման՝ կարող ենք հիշել Պուանկարեի ներդրումը. պատճառահետևանքայինության սկզբունքը էլեկտրադինամիկայի մեջ, նրա հայտնագործության շնորհիվ, դարձել է ավելի արդիական։
էմպիրիկա և մետաֆիզիկա
Էմպիրիստների հակակրանքը մետաֆիզիկական բացատրությունների նկատմամբ (օրինակ՝ Դեկարտի հորձանուտների տեսությունը) մեծ ազդեցություն ունի պատճառականության կարևորության գաղափարի վրա։ Համապատասխանաբար, այս հայեցակարգի հավակնոտությունը նսեմացվել է (օրինակ, Նյուտոնի հիպոթեզներում): Ըստ Էռնստ Մաչի՝ Նյուտոնի երկրորդ օրենքում ուժի հասկացությունը «տավտոլոգիական և ավելորդ» էր։
Պատճառականությունը հավասարումների և հաշվարկման բանաձևերի մեջ
Հավասարումները պարզապես նկարագրում են փոխազդեցության գործընթացը՝ առանց որևէ մարմնի մեկնաբանելու որպես մյուսի շարժման պատճառ և կանխատեսելու համակարգի վիճակը այս շարժման ավարտից հետո: Պատճառականության սկզբունքի դերը մաթեմատիկական հավասարումների մեջ երկրորդական է ֆիզիկայի համեմատ։
Դեդուկցիա և անվանաբանություն
պատճառականության ժամանակից անկախ տեսակետի հնարավորությունը ընկած է իրադարձության գիտական բացատրության դեդուկտիվ-նոմոլոգիական (D-N) տեսակետի հիմքում, որը կարող է ներառվել գիտական օրենքի մեջ: D-N մոտեցման ներկայացման մեջ ֆիզիկական վիճակը համարվում է բացատրելի, եթե կիրառելով (դետերմինիստական) օրենքը, այն կարելի է ստանալ տվյալ սկզբնական պայմաններից: Նման նախնական պայմանները կարող են ներառել աստղերի մոմենտը և միմյանցից հեռավորությունը, եթե խոսքը, օրինակ, աստղաֆիզիկայի մասին է։ Այս «դետերմինիստական բացատրությունը» երբեմն կոչվում է պատճառական:դետերմինիզմ.
Դետերմինիզմ
D-N տեսակետի բացասական կողմն այն է, որ պատճառականության և դետերմինիզմի սկզբունքը քիչ թե շատ նույնականացված են: Այսպիսով, դասական ֆիզիկայում ենթադրվում էր, որ բոլոր երևույթները պայմանավորված են (այսինքն՝ որոշվում են) ավելի վաղ իրադարձություններով՝ համաձայն բնության հայտնի օրենքների, որի գագաթնակետն է Պիեռ-Սիմոն Լապլասի այն պնդումը, որ եթե աշխարհի ներկայիս վիճակը հայտնի լինի ճշգրտությամբ։, կարելի էր հաշվարկել նաև նրա ապագա և անցյալ վիճակները։ Այնուամենայնիվ, այս հայեցակարգը սովորաբար կոչվում է Լապլասի դետերմինիզմ (այլ ոչ թե «Լապլասի պատճառականություն»), քանի որ այն կախված է դետերմինիզմից մաթեմատիկական մոդելներում. այնպիսի դետերմինիզմ, որը ներկայացված է, օրինակ, մաթեմատիկական Քոշիի խնդրի մեջ::
Պատճառականության և դետերմինիզմի շփոթությունը հատկապես սուր է քվանտային մեխանիկայում. այս գիտությունը պատճառաբանական է այն առումով, որ շատ դեպքերում այն չի կարող բացահայտել իրականում դիտարկվող հետևանքների պատճառները կամ կանխատեսել միանման պատճառների հետևանքները, բայց, հավանաբար, դեռ որոշվում է իր որոշ մեկնաբանություններում, օրինակ, եթե ենթադրվում է, որ ալիքի ֆունկցիան իրականում չի փլուզվում, ինչպես շատ աշխարհների մեկնաբանության մեջ, կամ եթե դրա փլուզումը պայմանավորված է թաքնված փոփոխականներով, կամ պարզապես վերասահմանում է դետերմինիզմը որպես արժեք, որը որոշում է: հավանականությունները, այլ ոչ թե կոնկրետ ազդեցությունները:
Դժվար բարդության մասին. պատճառականություն, դետերմինիզմ և պատճառականության սկզբունքը քվանտային մեխանիկայում
Ժամանակակից ֆիզիկայում պատճառահետեւանքային կապի հայեցակարգը դեռ լիովին չի հասկացվում: ՀասկանալովՀարաբերականության հատուկ տեսությունը հաստատեց պատճառականության ենթադրությունը, բայց նրանք «միաժամանակյա» բառի իմաստը կախված դարձրին դիտորդից (այն իմաստով, որով դիտորդը հասկացվում է քվանտային մեխանիկայի մեջ): Հետևաբար, պատճառականության հարաբերական սկզբունքն ասում է, որ պատճառը պետք է նախորդի գործողությանը, ըստ բոլոր իներցիոն դիտորդների: Սա համարժեք է նրան, որ պատճառն ու դրա հետևանքը բաժանված են ժամանակային ընդմիջումով, և որ հետևանքը պատկանում է պատճառի ապագային: Եթե ժամանակային միջակայքը բաժանում է երկու իրադարձություն, դա նշանակում է, որ նրանց միջև ազդանշան կարող է ուղարկվել լույսի արագությունը չգերազանցող արագությամբ: Մյուս կողմից, եթե ազդանշանները կարող են շարժվել ավելի արագ, քան լույսի արագությունը, դա կխախտի պատճառահետևանքային կապը, քանի որ թույլ կտա ազդանշանն ուղարկել միջանկյալ ընդմիջումներով, ինչը նշանակում է, որ առնվազն որոշ իներցիոն դիտորդների համար ազդանշանը կթվա ժամանակի մեջ հետ շարժվել. Այդ իսկ պատճառով հարաբերականության հատուկ տեսությունը թույլ չի տալիս տարբեր առարկաների միմյանց հետ շփվել լույսի արագությունից ավելի արագ։
Հարաբերականության ընդհանուր տեսություն
Ընդհանուր հարաբերականության մեջ պատճառականության սկզբունքը ընդհանրացվում է ամենապարզ ձևով. էֆեկտը պետք է պատկանի իր պատճառի ապագա լուսային կոնին, նույնիսկ եթե տարածությունը կոր է: Նոր նրբություններ պետք է հաշվի առնել քվանտային մեխանիկայի և, մասնավորապես, հարաբերական դաշտի քվանտային տեսության պատճառականության ուսումնասիրության ժամանակ։ Դաշտի քվանտային տեսության մեջ պատճառականությունը սերտորեն կապված է տեղայնության սկզբունքի հետ։ Այնուամենայնիվ, սկզբունքըդրա տեղայնությունը վիճելի է, քանի որ այն մեծապես կախված է ընտրված քվանտային մեխանիկայի մեկնաբանությունից, հատկապես Բելի թեորեմը բավարարող քվանտային խճճվածության փորձերի համար:
Եզրակացություն
Չնայած այս նրբություններին, պատճառականությունը մնում է կարևոր և վավերական հասկացություն ֆիզիկական տեսություններում: Օրինակ, այն գաղափարը, որ իրադարձությունները կարող են դասավորվել պատճառների և հետևանքների մեջ, անհրաժեշտ է կանխելու (կամ գոնե հասկանալու) պատճառահետևանքային պարադոքսները, ինչպիսին է «պապի պարադոքսը», որը հարցնում է. երբևէ հանդիպել է իր տատիկին:"
Թիթեռի էֆեկտ
Ֆիզիկայի տեսությունները, ինչպիսին է թիթեռի էֆեկտը քաոսի տեսությունից, բացում են հնարավորություններ, ինչպիսիք են պատճառականության պարամետրերի բաշխված համակարգերը:
Թիթեռի էֆեկտը մեկնաբանելու հարակից ձևն այն է, որ այն ցույց է տալիս ֆիզիկայում պատճառականության հասկացության կիրառման և պատճառականության ավելի ընդհանուր օգտագործման միջև եղած տարբերությունը: Դասական (նյուտոնյան) ֆիզիկայում, ընդհանուր դեպքում, հաշվի են առնվում միայն այն պայմանները, որոնք անհրաժեշտ և բավարար են որևէ իրադարձության առաջացման համար։ Պատճառականության սկզբունքի խախտումը նույնպես դասական ֆիզիկայի օրենքների խախտում է։ Այսօր դա թույլատրելի է միայն մարգինալ տեսություններում։
Պատճառականության սկզբունքը ենթադրում է ձգան, որը սկսում է օբյեկտի շարժումը: Նույն կերպ, թիթեռը կարող էԴասական օրինակում համարվում է տորնադոյի պատճառ, որը բացատրում է թիթեռի էֆեկտի տեսությունը:
Պատճառականություն և քվանտային գրավիտացիա
Պատճառային դինամիկ եռանկյունավորումը (կրճատվում է որպես CDT), որը հորինել են Ռենատա Լոլը, Յան Ամբյորնը և Եժի Յուրկևիչը և տարածվել Ֆոտինի Մարկոպուլոյի և Լի Սմոլինի կողմից, քվանտային գրավիտացիայի մոտեցում է, որը, ինչպես հանգույցի քվանտային գրավիտացիան, ֆոնային անկախ է: Սա նշանակում է, որ նա չի ենթադրում որևէ նախապես գոյություն ունեցող ասպարեզ (չափային տարածություն), այլ փորձում է ցույց տալ, թե ինչպես է աստիճանաբար զարգանում բուն տարածություն-ժամանակի կառուցվածքը։ Loops '05 կոնֆերանսը, որը կազմակերպվել էր հանգույցի քվանտային գրավիտացիայի տեսաբանների կողմից, ներառում էր մի քանի շնորհանդեսներ, որոնք քննարկում էին CDT-ն մասնագիտական մակարդակով: Այս գիտաժողովը զգալի հետաքրքրություն առաջացրեց գիտական հանրության կողմից:
Մեծ մասշտաբով այս տեսությունը վերստեղծում է ծանոթ 4-չափ տարածություն-ժամանակը, սակայն ցույց է տալիս, որ տարածություն-ժամանակը պետք է երկչափ լինի Պլանկի սանդղակի վրա և ցույց տա ֆրակտալ կառուցվածքը հաստատուն ժամանակի հատվածների վրա: Օգտագործելով սիմպլեքս կոչվող կառուցվածքը՝ այն տարածություն-ժամանակը բաժանում է փոքրիկ եռանկյունաձեւ հատվածների։ Սիմպլեքսը տարբեր չափերի եռանկյունու ընդհանրացված ձև է: Եռաչափ սիմպլեքսը սովորաբար կոչվում է քառաեդրոն, մինչդեռ քառաչափը այս տեսության հիմնական շինանյութն է, որը նաև հայտնի է որպես հնգատոպ կամ պենտախորոն։ Յուրաքանչյուր սիմպլեքս երկրաչափական առումով հարթ է, բայց սիմպլեքսները կարող են «սոսնձվել» միմյանց տարբեր ձևերով՝ կոր տարածություններ ստեղծելու համար: Այն դեպքերում, երբ նախորդՔվանտային տարածությունները եռանկյունավորելու փորձերը ստեղծեցին խառը տիեզերքներ՝ չափազանց շատ չափսերով, կամ նվազագույն տիեզերքներ՝ չափազանց քիչ, CDT-ն խուսափում է այս խնդրից՝ թույլ տալով միայն կոնֆիգուրացիաներ, որտեղ պատճառը նախորդում է որևէ ազդեցության: Այլ կերպ ասած, պարզությունների բոլոր միացված եզրերի ժամանակային շրջանակները, ըստ CDT հայեցակարգի, պետք է համընկնեն միմյանց հետ: Այսպիսով, միգուցե պատճառականությունը ընկած է տարածության ժամանակի երկրաչափության հիմքում:
Պատճառի և հետևանքների փոխհարաբերությունների տեսություն
պատճառահետևանքային հարաբերությունների տեսության մեջ պատճառահետևանքայինությունն էլ ավելի ակնառու տեղ է գրավում։ Քվանտային գրավիտացիայի այս մոտեցման հիմքը Դեյվիդ Մալամենտի թեորեմն է։ Այս թեորեմն ասում է, որ պատճառահետևանքային տարածաժամանակի կառուցվածքը բավական է վերականգնելու իր կոնֆորմալ դասը։ Հետևաբար, կոնֆորմալ գործոնը և պատճառահետևանքային կառուցվածքը իմանալը բավական է տարածություն-ժամանակը իմանալու համար։ Ելնելով դրանից՝ Ռաֆայել Սորկինը առաջարկեց պատճառահետևանքային կապերի գաղափարը, որը քվանտային գրավիտացիայի սկզբունքորեն դիսկրետ մոտեցում է։ Տարածություն-ժամանակի պատճառահետևանքային կառուցվածքը ներկայացված է որպես սկզբնական կետ, և կոնֆորմալ գործոնը կարող է սահմանվել՝ նույնացնելով այս սկզբնական կետի յուրաքանչյուր տարր միավորի ծավալով:
Ինչ է ասում պատճառականության սկզբունքը կառավարման մեջ
Արտադրության մեջ որակի վերահսկման համար 1960-ականներին Kaworu Ishikawa մշակեց պատճառահետևանքային դիագրամ, որը հայտնի է որպես «Ishikawa դիագրամ» կամ «ձկան յուղի դիագրամ»: Դիագրամը դասակարգում է բոլոր հնարավոր պատճառները վեց հիմնականկատեգորիաներ, որոնք ուղղակիորեն ցուցադրում են: Այս կատեգորիաները այնուհետև բաժանվում են ավելի փոքր ենթակատեգորիաների: Ishikawa մեթոդը բացահայտում է տարբեր խմբերի կողմից միմյանց վրա ճնշում գործադրելու «պատճառները», որոնք ներգրավված են ֆիրմայի, ընկերության կամ կորպորացիայի արտադրության գործընթացում: Այդ խմբերը կարող են այնուհետև պիտակավորվել որպես կատեգորիաներ գծապատկերների վրա: Այս դիագրամների օգտագործումն այժմ դուրս է գալիս արտադրանքի որակի վերահսկողությունից, և դրանք օգտագործվում են կառավարման այլ ոլորտներում, ինչպես նաև ճարտարագիտության և շինարարության ոլորտում: Իշիկավայի սխեմաները քննադատության են ենթարկվել արտադրության մեջ ներգրավված խմբերի միջև կոնֆլիկտի առաջացման համար անհրաժեշտ և բավարար պայմանների միջև տարբերակում չկարողանալու համար: Բայց թվում է, որ Իշիկավան չի էլ մտածել այս տարբերությունների մասին։
Դետերմինիզմը որպես աշխարհայացք
Դետերմինիստական աշխարհայացքը կարծում է, որ տիեզերքի պատմությունը կարող է սպառիչ կերպով ներկայացվել որպես իրադարձությունների առաջընթաց, որը ներկայացնում է պատճառների և հետևանքների շարունակական շղթա: Արմատական դետերմինիստները, օրինակ, վստահ են, որ «ազատ կամք» հասկացություն գոյություն չունի, քանի որ այս աշխարհում ամեն ինչ, նրանց կարծիքով, ենթակա է համապատասխանության և պատճառականության սկզբունքին։։
