Kausalitetsprinsippet (også k alt loven om årsak og virkning) er det som relaterer en prosess (årsak) til en annen prosess eller tilstand (virkning), der den første er delvis ansvarlig for den andre, og den andre er delvis avhengig av den første. Dette er en av hovedlovene i logikk og fysikk. Imidlertid har franske og australske fysikere nylig slått av prinsippet om kausalitet i det optiske systemet de nylig opprettet kunstig.
Generelt har enhver prosess mange årsaker som er årsaksfaktorer for den, og alle ligger i fortiden. En effekt kan på sin side være årsaken til mange andre effekter, som alle ligger i fremtiden. Kausalitet har en metafysisk sammenheng med begrepene tid og rom, og brudd på kausalitetsprinsippet anses som en alvorlig logisk feil i nesten alle moderne vitenskaper.
essensen av konseptet
Kausalitet er en abstraksjon som indikerer hvordan verden utvikler seg, og er derfor hovedbegrepet mer utsatt forå forklare de ulike begrepene progresjon. Det henger på en eller annen måte sammen med begrepet effektivitet. For å forstå kausalitetsprinsippet (spesielt innen filosofi, logikk og matematikk) må man ha god logisk tenkning og intuisjon. Dette konseptet er bredt representert innen logikk og lingvistikk.
Causality in Philosophy
I filosofien regnes kausalitetsprinsippet som et av grunnprinsippene. Aristotelisk filosofi bruker ordet "årsak" til å bety "forklaring" eller svaret på spørsmålet "hvorfor?", inkludert materielle, formelle, effektive og ultimate "årsaker". Ifølge Aristoteles er «årsak» også forklaringen på alt. Temaet kausalitet er fortsatt sentr alt i samtidens filosofi.
Relativitet og kvantemekanikk
For å forstå hva kausalitetsprinsippet sier, må du være kjent med Albert Einsteins relativitetsteorier og det grunnleggende om kvantemekanikk. I klassisk fysikk kan ikke en effekt oppstå før dens umiddelbare årsak viser seg. Kausalitetsprinsippet, sannhetsprinsippet, relativitetsprinsippet er ganske nært knyttet til hverandre. For eksempel, i Einsteins spesielle relativitetsteori betyr kausalitet at en effekt ikke kan oppstå uavhengig av årsaken som ikke er i bakre (tidligere) lyskjegle av hendelsen. Likeledes kan ikke en årsak ha effekt utenfor sin (fremtidige) lyskjegle. Denne abstrakte og lange forklaringen av Einstein, uklar for leseren langt fra fysikk, førte til introduksjonenprinsippet om kausalitet i kvantemekanikk. Uansett er Einsteins begrensninger i samsvar med den rimelige troen (eller antakelsen) om at årsakspåvirkninger ikke kan bevege seg raskere enn lysets hastighet og/eller tidens gang. I kvantefeltteori må observerte hendelser med romlignende avhengighet pendle, så rekkefølgen av observasjoner eller målinger av observerte objekter påvirker ikke egenskapene deres. I motsetning til kvantemekanikk har kausalitetsprinsippet i klassisk mekanikk en helt annen betydning.
Newtons andre lov
Kausalitet må ikke forveksles med Newtons andre lov om bevaring av momentum, fordi denne forvirringen er en konsekvens av fysiske lovers romlige homogenitet.
Et av kravene til kausalitetsprinsippet, gjeldende på nivå med menneskelig erfaring, er at årsak og virkning må formidles i rom og tid (kravet om kontakt). Dette kravet har vært svært viktig tidligere, først og fremst i prosessen med direkte observasjon av årsaksprosesser (for eksempel å skyve en vogn), og for det andre som et problematisk aspekt ved Newtons gravitasjonsteori (jordens tiltrekning av solen gjennom handling på avstand), og erstatter mekanistiske forslag som for eksempel Descartes 'teori om virvler. Kausalitetsprinsippet blir ofte sett på som en stimulans for utviklingen av dynamiske feltteorier (for eksempel Maxwells elektrodynamikk og Einsteins generelle relativitetsteori) som forklarer fysikkens grunnleggende spørsmål mye bedre ennden nevnte teorien til Descartes. Ved å fortsette temaet klassisk fysikk, kan vi huske bidraget til Poincaré - prinsippet om kausalitet i elektrodynamikk, takket være oppdagelsen hans, har blitt enda mer relevant.
empiri og metafysikk
Empirikernes aversjon mot metafysiske forklaringer (som Descartes' teori om virvler) har sterk innflytelse på ideen om viktigheten av kausalitet. Følgelig har pretensiøsiteten til dette konseptet blitt bagatellisert (for eksempel i Newtons hypoteser). I følge Ernst Mach var kraftbegrepet i Newtons andre lov "tautologisk og overflødig".
Kausalitet i ligninger og beregningsformler
Likningene beskriver ganske enkelt prosessen med interaksjon, uten behov for å tolke en kropp som årsaken til bevegelsen til en annen og forutsi tilstanden til systemet etter at denne bevegelsen er fullført. Rollen til kausalitetsprinsippet i matematiske ligninger er sekundær sammenlignet med fysikk.
Deduksjon og nomologi
Muligheten for et tidsuavhengig syn på kausalitet ligger til grunn for det deduktiv-nomologiske (D-N) synet på en vitenskapelig forklaring på en hendelse som kan innlemmes i en vitenskapelig lov. I representasjonen av D-N-tilnærmingen sies en fysisk tilstand å være forklarbar hvis den ved å anvende en (deterministisk) lov kan oppnås fra gitte startbetingelser. Slike startforhold kan omfatte stjernenes momenta og avstand fra hverandre, hvis vi for eksempel snakker om astrofysikk. Denne "deterministiske forklaringen" kalles noen ganger kausal.determinisme.
Determinism
Ulempen med D-N-synet er at prinsippet om kausalitet og determinisme er mer eller mindre identifisert. I klassisk fysikk ble det derfor antatt at alle fenomener var forårsaket av (dvs. bestemt av) tidligere hendelser i samsvar med kjente naturlover, og kulminerte med Pierre-Simon Laplaces påstand om at hvis den nåværende tilstanden i verden var kjent ut fra nøyaktighet, kan dets fremtidige og tidligere tilstander også beregnes. Imidlertid blir dette konseptet ofte referert til som Laplace-determinisme (i stedet for "Laplace-kausalitet") fordi det avhenger av determinisme i matematiske modeller - slik determinisme som for eksempel er representert i det matematiske Cauchy-problemet.
Forvirringen av kausalitet og determinisme er spesielt akutt innen kvantemekanikk - denne vitenskapen er akausal i den forstand at den i mange tilfeller ikke kan identifisere årsakene til faktisk observerte effekter eller forutsi virkningene av identiske årsaker, men kanskje, er fortsatt bestemt i noen av dens tolkninger - for eksempel hvis bølgefunksjonen antas å faktisk ikke kollapse, som i tolkningen av mange verdener, eller hvis kollapsen skyldes skjulte variabler, eller ganske enkelt omdefinerer determinisme som en verdi som bestemmer sannsynligheter i stedet for spesifikke effekter.
Vanskelig om komplekset: kausalitet, determinisme og kausalitetsprinsippet i kvantemekanikk
I moderne fysikk er begrepet kausalitet fortsatt ikke fullt ut forstått. Forståelsespesiell relativitet bekreftet antagelsen om kausalitet, men de gjorde betydningen av ordet "samtidig" avhengig av observatøren (i den betydningen observatøren forstås i kvantemekanikk). Derfor sier det relativistiske kausalitetsprinsippet at årsaken må gå foran handlingen ifølge alle treghetsobservatører. Dette tilsvarer å si at en årsak og dens virkning er atskilt med et tidsintervall, og at virkningen tilhører årsakens fremtid. Hvis tidsintervallet skiller to hendelser, betyr dette at et signal kan sendes mellom dem med en hastighet som ikke overstiger lysets hastighet. På den annen side, hvis signalene kan bevege seg raskere enn lysets hastighet, vil dette bryte kausaliteten fordi det vil tillate signalet å sendes med mellomliggende intervaller, noe som betyr at for i det minste noen treghetsobservatører vil signalet virke som beveger seg bakover i tid. Av denne grunn tillater ikke spesiell relativitet at forskjellige objekter kommuniserer med hverandre raskere enn lysets hastighet.
Generell relativitet
I generell relativitet er kausalitetsprinsippet generalisert på den enkleste måten: en effekt må tilhøre den fremtidige lyskjeglen til dens årsak, selv om romtiden er buet. Nye finesser må tas i betraktning i studiet av kausalitet i kvantemekanikk og spesielt i relativistisk kvantefeltteori. I kvantefeltteori er kausalitet nært knyttet til lokalitetsprinsippet. Imidlertid prinsippetlokaliteten i den er omstridt, siden den er svært avhengig av tolkningen av den valgte kvantemekanikken, spesielt for kvanteforviklingseksperimenter som tilfredsstiller Bells teorem.
Konklusjon
Til tross for disse finessene er kausalitet fortsatt et viktig og gyldig begrep i fysiske teorier. For eksempel er forestillingen om at hendelser kan sorteres i årsaker og virkninger nødvendig for å forhindre (eller i det minste forstå) kausalitetsparadokser som "bestefar-paradokset" som spør: "Hva skjer hvis en reisende tar tid til å drepe sin bestefar før han møter bestemoren sin noen gang?"
sommerfugleffekt
Teorier i fysikk, som sommerfugleffekten fra kaosteori, åpner for muligheter som distribuerte systemer av parametere i kausalitet.
En beslektet måte å tolke sommerfugleffekten på er å se den som å indikere forskjellen mellom bruken av forestillingen om kausalitet i fysikk og den mer generelle bruken av kausalitet. I klassisk (Newtonsk) fysikk, i det generelle tilfellet, er det (eksplisitt) bare de forholdene som er nødvendige og tilstrekkelige for at en hendelse kan inntreffe tatt i betraktning. Brudd på kausalitetsprinsippet er også et brudd på den klassiske fysikkens lover. I dag er dette bare tillatt i marginale teorier.
Kausalitetsprinsippet innebærer en trigger som starter bevegelsen til et objekt. På samme måte kan en sommerfuglsett på som årsaken til tornadoen i det klassiske eksemplet som forklarer teorien om sommerfugleffekten.
Årsakssammenheng og kvantegravitasjon
Causal Dynamic Triangulation (forkortet til CDT), oppfunnet av Renata Loll, Jan Ambjörn og Jerzy Jurkiewicz og popularisert av Fotini Markopulo og Lee Smolin, er en tilnærming til kvantetyngdekraft som, i likhet med løkkekvantetyngdekraften, er bakgrunnsuavhengig. Dette betyr at han ikke antar noen pre-eksisterende arena (dimensjon alt rom), men forsøker å vise hvordan selve romtidens struktur gradvis utvikler seg. Loops '05-konferansen, organisert av mange løkkekvantetyngdekraftsteoretikere, inkluderte flere presentasjoner som diskuterte CDT på et profesjonelt nivå. Denne konferansen skapte betydelig interesse fra det vitenskapelige miljøet.
I stor skala gjenskaper denne teorien den velkjente 4-dimensjonale rom-tid, men viser at rom-tid må være todimensjonal på Planck-skalaen og vise fraktal struktur på skiver av konstant tid. Ved å bruke en struktur som kalles en simpleks, deler den rom-tid i bittesmå trekantede seksjoner. En simpleks er en generalisert form av en trekant i forskjellige dimensjoner. Den tredimensjonale simpleksen kalles vanligvis et tetraeder, mens den firedimensjonale er hovedbyggesteinen i denne teorien, også kjent som en pentatop eller pentakor. Hver simpleks er geometrisk flat, men simpleksene kan "limes" sammen på en rekke måter for å skape buede rom. I tilfeller hvor tidligereforsøk på å triangulere kvanterom produserte blandede universer med for mange dimensjoner, eller minimale universer med for få, unngår CDT dette problemet ved kun å tillate konfigurasjoner der årsaken går foran enhver effekt. Med andre ord, tidsrammene for alle sammenkoblede kanter av simpliser, i henhold til CDT-konseptet, må falle sammen med hverandre. Dermed ligger kanskje kausalitet til grunn for geometrien til rom-tid.
Teori om årsak- og virkningsforhold
I teorien om årsak-virkningsforhold inntar kausalitet en enda mer fremtredende plass. Grunnlaget for denne tilnærmingen til kvantetyngdekraften er teoremet til David Malament. Denne teoremet sier at den kausale romtidsstrukturen er tilstrekkelig til å gjenopprette dens konforme klasse. Derfor er det nok å kjenne den konforme faktoren og årsaksstrukturen til å kjenne rom-tid. Basert på dette foreslo Raphael Sorkin ideen om årsakssammenhenger, som er en fundament alt diskret tilnærming til kvantetyngdekraften. Årsaksstrukturen til rom-tid er representert som et urpunkt, og den konforme faktoren kan etableres ved å identifisere hvert element i dette urpunktet med enhetsvolum.
Hva prinsippet om kausalitet sier i ledelsen
For kvalitetskontroll i produksjon utviklet Kaworu Ishikawa på 1960-tallet et årsak-og-virkning-diagram kjent som "Ishikawa-diagrammet" eller "fiskeoljediagram". Diagrammet kategoriserer alle mulige årsaker i seks hovedårsakerkategorier som vises direkte. Disse kategoriene blir deretter delt inn i mindre underkategorier. Ishikawa-metoden identifiserer "årsakene" til press på hverandre fra ulike grupper involvert i produksjonsprosessen til et firma, et selskap eller et selskap. Disse gruppene kan deretter merkes som kategorier på diagrammene. Bruken av disse diagrammene går nå utover produktkvalitetskontroll, og de brukes i andre områder av ledelsen, så vel som innen ingeniør- og konstruksjonsområdet. Ishikawas ordninger har blitt kritisert for ikke å skille mellom nødvendige og tilstrekkelige forhold for at det kan oppstå konflikt mellom gruppene som er involvert i produksjonen. Men det ser ut til at Ishikawa ikke engang tenkte på disse forskjellene.
Determinisme som verdenssyn
Det deterministiske verdensbildet mener at universets historie kan representeres uttømmende som en utvikling av hendelser, som representerer en kontinuerlig kjede av årsaker og virkninger. Radikale determinister er for eksempel sikre på at det ikke finnes noe som heter "fri vilje", siden alt i denne verden etter deres mening er underlagt prinsippet om korrespondanse og kausalitet.
