მიზეზობრიობის პრინციპი: კონცეფცია, განმარტება, გამოთვლის ფორმულები კლასიკურ ფიზიკაში და ფარდობითობის თეორიაში

Სარჩევი:

მიზეზობრიობის პრინციპი: კონცეფცია, განმარტება, გამოთვლის ფორმულები კლასიკურ ფიზიკაში და ფარდობითობის თეორიაში
მიზეზობრიობის პრინციპი: კონცეფცია, განმარტება, გამოთვლის ფორმულები კლასიკურ ფიზიკაში და ფარდობითობის თეორიაში
Anonim

მიზეზობრიობის პრინციპი (ასევე უწოდებენ მიზეზისა და შედეგის კანონს) არის ის, რაც აკავშირებს ერთ პროცესს (მიზეზს) მეორე პროცესს ან მდგომარეობას (შედეგს), სადაც პირველი ნაწილობრივ პასუხისმგებელია მეორეზე, ხოლო მეორე ნაწილობრივ პირველზეა დამოკიდებული. ეს არის ლოგიკისა და ფიზიკის ერთ-ერთი მთავარი კანონი. თუმცა, ახლახან ფრანგმა და ავსტრალიელმა ფიზიკოსებმა გამორთეს მიზეზობრიობის პრინციპი ოპტიკურ სისტემაში, რომელიც მათ ახლახანს ხელოვნურად შექმნეს.

ზოგადად, ნებისმიერ პროცესს მრავალი მიზეზი აქვს, რომლებიც მის გამომწვევ ფაქტორებს წარმოადგენენ და ყველა მათგანი თავის წარსულშია. ერთი ეფექტი, თავის მხრივ, შეიძლება იყოს მრავალი სხვა ეფექტის გამომწვევი მიზეზი, რომლებიც ყველა მის მომავალზეა. მიზეზობრიობას აქვს მეტაფიზიკური კავშირი დროისა და სივრცის ცნებებთან და მიზეზობრიობის პრინციპის დარღვევა თითქმის ყველა თანამედროვე მეცნიერებაში სერიოზულ ლოგიკურ შეცდომად ითვლება.

მიზეზობრიობა დომინოში
მიზეზობრიობა დომინოში

კონცეფციის არსი

მიზეზობრიობა არის აბსტრაქცია, რომელიც მიუთითებს იმაზე, თუ როგორ ვითარდება სამყარო და, შესაბამისად, არის მთავარი კონცეფცია უფრო მიდრეკილი.პროგრესირების სხვადასხვა ცნების ახსნა. ეს გარკვეულწილად დაკავშირებულია ეფექტურობის კონცეფციასთან. მიზეზობრიობის პრინციპის გასაგებად (განსაკუთრებით ფილოსოფიაში, ლოგიკასა და მათემატიკაში) საჭიროა კარგი ლოგიკური აზროვნება და ინტუიცია. ეს კონცეფცია ფართოდ არის წარმოდგენილი ლოგიკასა და ლინგვისტიკაში.

მიზეზობრიობა ფილოსოფიაში

ფილოსოფიაში მიზეზობრიობის პრინციპი ერთ-ერთ ძირითად პრინციპად ითვლება. არისტოტელესური ფილოსოფია იყენებს სიტყვას "მიზეზი" ნიშნავს "ახსნას" ან პასუხს კითხვაზე "რატომ?", მათ შორის მატერიალური, ფორმალური, ეფექტური და საბოლოო "მიზეზები". არისტოტელეს აზრით, „მიზეზიც“არის ყველაფრის ახსნა. მიზეზობრიობის თემა რჩება თანამედროვე ფილოსოფიაში.

ქათმის და კვერცხის დილემა
ქათმის და კვერცხის დილემა

ფარდობითობა და კვანტური მექანიკა

იმისათვის, რომ გაიგოთ რას ამბობს მიზეზობრიობის პრინციპი, თქვენ უნდა იცოდეთ ალბერტ აინშტაინის ფარდობითობის თეორიები და კვანტური მექანიკის საფუძვლები. კლასიკურ ფიზიკაში ეფექტი არ შეიძლება მოხდეს, სანამ მისი უშუალო მიზეზი გამოჩნდება. მიზეზობრიობის პრინციპი, ჭეშმარიტების პრინციპი, ფარდობითობის პრინციპი საკმაოდ მჭიდრო კავშირშია ერთმანეთთან. მაგალითად, აინშტაინის ფარდობითობის სპეციალურ თეორიაში მიზეზობრიობა ნიშნავს, რომ ეფექტი არ შეიძლება მოხდეს მიზეზის მიუხედავად, რომელიც არ არის მოვლენის უკანა (წარსული) სინათლის კონუსში. ანალოგიურად, მიზეზს არ შეიძლება ჰქონდეს ეფექტი მისი (მომავლის) სინათლის კონუსის მიღმა. აინშტაინის ამ აბსტრაქტულმა და ხანგრძლივმა ახსნამ, რომელიც მკითხველისთვის ბუნდოვანი იყო ფიზიკისგან შორს, განაპირობა შესავალიმიზეზობრიობის პრინციპი კვანტურ მექანიკაში. ნებისმიერ შემთხვევაში, აინშტაინის შეზღუდვები შეესაბამება გონივრულ რწმენას (ან ვარაუდს), რომ მიზეზობრივი ზემოქმედება არ შეიძლება იმოგზაუროს უფრო სწრაფად ვიდრე სინათლის სიჩქარე და/ან დრო. ველის კვანტურ თეორიაში, დაკვირვებული მოვლენები სივრცის მსგავსი დამოკიდებულებით უნდა გადაადგილდეს, ამიტომ დაკვირვების ან დაკვირვების ობიექტების გაზომვის თანმიმდევრობა გავლენას არ მოახდენს მათ თვისებებზე. კვანტური მექანიკისგან განსხვავებით, კლასიკური მექანიკის მიზეზობრიობის პრინციპს სრულიად განსხვავებული მნიშვნელობა აქვს.

ნიუტონის მეორე კანონი

მიზეზობრიობა არ უნდა ავურიოთ ნიუტონის იმპულსის შენარჩუნების მეორე კანონთან, რადგან ეს დაბნეულობა ფიზიკური კანონების სივრცითი ჰომოგენურობის შედეგია.

მიზეზობრიობის პრინციპის ერთ-ერთი მოთხოვნა, რომელიც მოქმედებს ადამიანის გამოცდილების დონეზე, არის ის, რომ მიზეზი და შედეგი უნდა იყოს შუამავალი სივრცესა და დროს (კონტაქტის მოთხოვნა). ეს მოთხოვნა იყო ძალიან მნიშვნელოვანი წარსულში, უპირველეს ყოვლისა, მიზეზობრივი პროცესების უშუალო დაკვირვების პროცესში (მაგალითად, ეტლის დაძვრა) და მეორეც, როგორც ნიუტონის გრავიტაციის თეორიის პრობლემური ასპექტი (დედამიწის მიზიდულობა მზეზე). დისტანციური მოქმედებით), ცვლის მექანიკურ წინადადებებს, როგორიცაა დეკარტეს მორევების თეორია. მიზეზობრიობის პრინციპი ხშირად განიხილება, როგორც სტიმული დინამიური ველის თეორიების განვითარებისათვის (მაგალითად, მაქსველის ელექტროდინამიკა და აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორია), რომლებიც უკეთ ხსნიან ფიზიკის ფუნდამენტურ კითხვებს, ვიდრედეკარტის ზემოხსენებული თეორია. კლასიკური ფიზიკის თემის გაგრძელებით, შეგვიძლია გავიხსენოთ პუანკარეს წვლილი - მიზეზობრიობის პრინციპი ელექტროდინამიკაში, მისი აღმოჩენის წყალობით, კიდევ უფრო აქტუალური გახდა.

ქათმის და კვერცხის საიდუმლო
ქათმის და კვერცხის საიდუმლო

ემპირიკა და მეტაფიზიკა

ემპირისტების ზიზღი მეტაფიზიკური ახსნა-განმარტებებისადმი (როგორიცაა დეკარტის მორევის თეორია) ძლიერ გავლენას ახდენს მიზეზობრიობის მნიშვნელობის იდეაზე. შესაბამისად, ამ კონცეფციის პრეტენზიულობა შემცირდა (მაგალითად, ნიუტონის ჰიპოთეზებში). ერნსტ მახის მიხედვით, ნიუტონის მეორე კანონში ძალის ცნება იყო „ტავტოლოგიური და ზედმეტი“.

მიზეზობრიობა განტოლებებში და გამოთვლის ფორმულებში

განტოლებები უბრალოდ აღწერს ურთიერთქმედების პროცესს, ყოველგვარი საჭიროების გარეშე ერთი სხეულის ინტერპრეტაცია, როგორც მეორის მოძრაობის მიზეზი და იწინასწარმეტყველა სისტემის მდგომარეობა ამ მოძრაობის დასრულების შემდეგ. მიზეზობრიობის პრინციპის როლი მათემატიკურ განტოლებებში მეორეხარისხოვანია ფიზიკასთან შედარებით.

დედუქცია და ნომოლოგია

მიზეზობრიობის დროიდან დამოუკიდებელი ხედვის შესაძლებლობა უდევს საფუძვლად მოვლენის მეცნიერული ახსნის დედუქციურ-ნომოლოგიურ (D-N) შეხედულებას, რომელიც შეიძლება ჩაერთოს მეცნიერულ კანონში. D-N მიდგომის წარმოდგენისას ფიზიკურ მდგომარეობას ამბობენ, რომ ახსნილია, თუ (დეტერმინისტული) კანონის გამოყენებით, მისი მიღება შესაძლებელია მოცემული საწყისი პირობებიდან. ასეთი საწყისი პირობები შეიძლება მოიცავდეს მომენტს და ვარსკვლავთა ერთმანეთისგან დაშორებას, თუ ვსაუბრობთ, მაგალითად, ასტროფიზიკაზე. ამ „დეტერმინისტულ ახსნას“ზოგჯერ მიზეზობრიობას უწოდებენ.დეტერმინიზმი.

დომინოს პრინციპი
დომინოს პრინციპი

დეტერმინიზმი

D-N შეხედულების უარყოფითი მხარე ის არის, რომ მიზეზობრიობისა და დეტერმინიზმის პრინციპი მეტ-ნაკლებად იდენტიფიცირებულია. ამრიგად, კლასიკურ ფიზიკაში ითვლებოდა, რომ ყველა ფენომენი გამოწვეული იყო (ანუ განსაზღვრული) ადრინდელი მოვლენებით, ბუნების ცნობილი კანონების შესაბამისად, რაც მთავრდება პიერ-სიმონ ლაპლასის მტკიცებით, რომ თუ მსოფლიოს ამჟამინდელი მდგომარეობა სიზუსტით იქნებოდა ცნობილი. მისი მომავალი და წარსული მდგომარეობებიც შეიძლება გამოითვალოს. თუმცა, ამ კონცეფციას ჩვეულებრივ მოიხსენიებენ, როგორც ლაპლასის დეტერმინიზმს (და არა "ლაპლასის მიზეზობრიობას"), რადგან ის დამოკიდებულია დეტერმინიზმზე მათემატიკურ მოდელებში - ისეთ დეტერმინიზმზე, რომელიც წარმოდგენილია, მაგალითად, კოშის მათემატიკური პრობლემაში.

მიზეზობრიობისა და დეტერმინიზმის აღრევა განსაკუთრებით მწვავეა კვანტურ მექანიკაში - ეს მეცნიერება მიზეზობრივია იმ გაგებით, რომ ხშირ შემთხვევაში მას არ შეუძლია რეალურად დაკვირვებული ეფექტების მიზეზების იდენტიფიცირება ან იდენტური მიზეზების შედეგების პროგნოზირება, მაგრამ, შესაძლოა, ჯერ კიდევ განსაზღვრულია მის ზოგიერთ ინტერპრეტაციაში - მაგალითად, თუ ვარაუდობენ, რომ ტალღის ფუნქცია რეალურად არ იშლება, როგორც მრავალი სამყაროს ინტერპრეტაციაში, ან თუ მისი კოლაფსი გამოწვეულია ფარული ცვლადებით, ან უბრალოდ ხელახლა განსაზღვრავს დეტერმინიზმს, როგორც მნიშვნელობას, რომელიც განსაზღვრავს ალბათობა და არა კონკრეტული ეფექტი.

რთულია კომპლექსის შესახებ: მიზეზობრიობა, დეტერმინიზმი და მიზეზობრიობის პრინციპი კვანტურ მექანიკაში

თანამედროვე ფიზიკაში მიზეზობრიობის კონცეფცია ჯერ კიდევ არ არის ბოლომდე გაგებული. გაგებაფარდობითობის სპეციალურმა თეორიამ დაადასტურა მიზეზობრიობის ვარაუდი, მაგრამ მათ სიტყვა "ერთდროული" მნიშვნელობა დამკვირვებელზე დამოკიდებულნი გახადეს (იმ გაგებით, რომლითაც დამკვირვებელი გაგებულია კვანტურ მექანიკაში). ამიტომ, მიზეზობრიობის რელატივისტური პრინციპი ამბობს, რომ მიზეზი უნდა უსწრებდეს მოქმედებას ყველა ინერციული დამკვირვებლის მიხედვით. ეს უდრის იმის თქმას, რომ მიზეზი და მისი შედეგი გამოყოფილია დროის ინტერვალით და რომ შედეგი ეკუთვნის მიზეზს მომავალს. თუ დროის ინტერვალი აშორებს ორ მოვლენას, ეს ნიშნავს, რომ მათ შორის სიგნალი შეიძლება გაიგზავნოს სიჩქარით, რომელიც არ აღემატება სინათლის სიჩქარეს. მეორეს მხრივ, თუ სიგნალებს შეუძლიათ სინათლის სიჩქარეზე უფრო სწრაფად გადაადგილება, ეს დაარღვევს მიზეზობრიობას, რადგან ის საშუალებას მისცემს სიგნალს გაიგზავნოს შუალედური ინტერვალებით, რაც ნიშნავს, რომ, სულ მცირე, ზოგიერთ ინერციულ დამკვირვებელს, სიგნალი ეჩვენება. დროში უკან გადაადგილება. ამ მიზეზით, ფარდობითობის სპეციალური თეორია არ აძლევს საშუალებას სხვადასხვა ობიექტებს ერთმანეთთან უფრო სწრაფად დაუკავშირდნენ, ვიდრე სინათლის სიჩქარე.

კვანტური მიზეზობრიობა
კვანტური მიზეზობრიობა

ფარდობითობის ზოგადი თეორია

ზოგად ფარდობითობაში, მიზეზობრიობის პრინციპი განზოგადებულია უმარტივესი გზით: ეფექტი უნდა ეკუთვნოდეს მისი მიზეზის მომავალ სინათლის კონუსს, მაშინაც კი, თუ სივრცე დრო მრუდია. კვანტურ მექანიკაში და, კერძოდ, ველის რელატივისტურ კვანტურ თეორიაში მიზეზობრიობის შესწავლისას მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული ახალი დახვეწილობა. ველის კვანტურ თეორიაში მიზეზობრიობა მჭიდროდ არის დაკავშირებული ლოკალურობის პრინციპთან. თუმცა პრინციპილოკალიზაცია მასში სადავოა, რადგან ის დიდად არის დამოკიდებული არჩეული კვანტური მექანიკის ინტერპრეტაციაზე, განსაკუთრებით კვანტური ჩახლართული ექსპერიმენტებისთვის, რომლებიც აკმაყოფილებენ ბელის თეორემას.

დასკვნა

მიუხედავად ამ დახვეწილობისა, მიზეზობრიობა რჩება მნიშვნელოვან და მოქმედ კონცეფციად ფიზიკურ თეორიებში. მაგალითად, მოსაზრება, რომ მოვლენები შეიძლება დალაგდეს მიზეზებად და შედეგებად, აუცილებელია მიზეზობრიობის პარადოქსების აღსაკვეთად (ან მინიმუმ გასაგებად), როგორიცაა „ბაბუის პარადოქსი“, რომელიც სვამს კითხვას: „რა მოხდება, თუ მოგზაურმა მოკლას ბაბუა მანამდე. ოდესმე ხვდება ბებიას?"

პეპლის ეფექტი

თეორიები ფიზიკაში, როგორიცაა პეპლის ეფექტი ქაოსის თეორიიდან, ხსნის შესაძლებლობებს, როგორიცაა მიზეზობრიობის პარამეტრების განაწილებული სისტემები.

პეპლის ეფექტის ინტერპრეტაციის დაკავშირებული გზა არის მისი დანახვა, როგორც განსხვავება ფიზიკაში მიზეზობრიობის ცნების გამოყენებასა და მიზეზობრიობის უფრო ზოგად გამოყენებას შორის. კლასიკურ (ნიუტონურ) ფიზიკაში, ზოგად შემთხვევაში, მხედველობაში მიიღება მხოლოდ ის პირობები, რომლებიც აუცილებელია და საკმარისია მოვლენის დადგომისთვის. მიზეზობრიობის პრინციპის დარღვევა ასევე კლასიკური ფიზიკის კანონების დარღვევაა. დღეს ეს მხოლოდ მარგინალურ თეორიებშია დასაშვები.

გრეინჯერის მიზეზობრიობა გრაფიკზე
გრეინჯერის მიზეზობრიობა გრაფიკზე

მიზეზობრიობის პრინციპი გულისხმობს ტრიგერს, რომელიც იწყებს ობიექტის მოძრაობას. ანალოგიურად, პეპელას შეუძლიაკლასიკურ მაგალითში მიჩნეულია ტორნადოს მიზეზად, რომელიც ხსნის პეპლის ეფექტის თეორიას.

მიზეზობრიობა და კვანტური გრავიტაცია

მიზეზობრივი დინამიური სამკუთხედი (შემოკლებით CDT), გამოგონილი რენატა ლოლის, იან ამბიორნისა და იერჟი იურკევიჩის მიერ და პოპულარობით სარგებლობს ფოტინი მარკოპულოსა და ლი სმოლინის მიერ, არის კვანტური გრავიტაციის მიდგომა, რომელიც, ისევე როგორც მარყუჟის კვანტური გრავიტაცია, დამოუკიდებელია ფონზე. ეს ნიშნავს, რომ ის არ იღებს რაიმე წინასწარ არსებულ ასპარეზს (განზომილებიანი სივრცე), მაგრამ ცდილობს აჩვენოს, თუ როგორ ვითარდება თავად სივრცე-დროის სტრუქტურა თანდათან. Loops '05 კონფერენცია, რომელიც ორგანიზებული იყო მარყუჟის კვანტური გრავიტაციის მრავალი თეორეტიკოსის მიერ, მოიცავდა რამდენიმე პრეზენტაციას, რომლებიც განიხილავდნენ CDT პროფესიონალურ დონეზე. ამ კონფერენციამ გამოიწვია სამეცნიერო საზოგადოების დიდი ინტერესი.

დიდი მასშტაბით, ეს თეორია ხელახლა ქმნის ნაცნობ 4-განზომილებიან სივრცე-დროს, მაგრამ აჩვენებს, რომ სივრცე-დრო უნდა იყოს ორგანზომილებიანი პლანკის შკალაზე და აჩვენოს ფრაქტალური სტრუქტურა მუდმივი დროის ნაწილებზე. მარტივი სტრუქტურის გამოყენებით, ის სივრცე-დროს ყოფს პაწაწინა სამკუთხა მონაკვეთებად. სიმპლექსი არის სამკუთხედის განზოგადებული ფორმა სხვადასხვა განზომილებაში. სამგანზომილებიან სიმპლექსს ჩვეულებრივ უწოდებენ ტეტრაედრონს, ხოლო ოთხგანზომილებიანს წარმოადგენს ამ თეორიის მთავარი სამშენებლო ბლოკი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც პენტატოპი ან პენტაქორონი. თითოეული სიმპლექსი გეომეტრიულად ბრტყელია, მაგრამ სიმპლექსები შეიძლება ერთმანეთს „წებოთ“სხვადასხვა გზით, რათა შეიქმნას მრუდი სივრცეები. იმ შემთხვევებში, როდესაც წინაკვანტური სივრცეების სამკუთხედის მცდელობამ წარმოქმნა შერეული სამყაროები ძალიან ბევრი განზომილებით, ან მინიმალური სამყაროები ძალიან ცოტათი, CDT თავიდან აიცილებს ამ პრობლემას მხოლოდ კონფიგურაციების დაშვებით, სადაც მიზეზი წინ უსწრებს რაიმე ეფექტს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სიმარტივის ყველა დაკავშირებული კიდეების დროის ჩარჩოები, CDT კონცეფციის მიხედვით, უნდა ემთხვეოდეს ერთმანეთს. ამრიგად, შესაძლოა მიზეზობრიობა ემყარება სივრცე-დროის გეომეტრიას.

მიზეზ-შედეგობრივი ურთიერთობების თეორია

მიზეზ-შედეგობრივი კავშირების თეორიაში მიზეზობრიობას კიდევ უფრო გამორჩეული ადგილი უკავია. კვანტური გრავიტაციის ამ მიდგომის საფუძველია დევიდ მალამენტის თეორემა. ეს თეორემა ამბობს, რომ მიზეზობრივი სივრცის სტრუქტურა საკმარისია მისი კონფორმული კლასის აღსადგენად. აქედან გამომდინარე, საკმარისია კონფორმული ფაქტორისა და მიზეზობრივი სტრუქტურის ცოდნა სივრცე-დროის შესაცნობად. ამის საფუძველზე რაფაელ სორკინმა შემოგვთავაზა მიზეზობრივი კავშირების იდეა, რომელიც ფუნდამენტურად დისკრეტული მიდგომაა კვანტური გრავიტაციის მიმართ. სივრცე-დროის მიზეზობრივი სტრუქტურა წარმოდგენილია როგორც პირველყოფილი წერტილი და კონფორმული ფაქტორი შეიძლება დადგინდეს ამ პირველყოფილი წერტილის თითოეული ელემენტის ერთეული მოცულობის იდენტიფიცირებით.

რას ამბობს მიზეზობრიობის პრინციპი მენეჯმენტში

წარმოებაში ხარისხის კონტროლისთვის, 1960-იან წლებში, კავორუ იშიკავამ შეიმუშავა მიზეზ-შედეგობრივი დიაგრამა, რომელიც ცნობილია როგორც "იშიკავას დიაგრამა" ან "თევზის ზეთის დიაგრამა". დიაგრამა ანაწილებს ყველა შესაძლო მიზეზს ექვს ძირითადადკატეგორიები, რომლებიც პირდაპირ აჩვენებს. ეს კატეგორიები შემდეგ იყოფა მცირე ქვეკატეგორიებად. Ishikawa მეთოდი განსაზღვრავს ერთმანეთზე ზეწოლის „მიზეზებს“სხვადასხვა ჯგუფების მიერ, რომლებიც ჩართული არიან ფირმის, კომპანიის ან კორპორაციის წარმოების პროცესში. შემდეგ ეს ჯგუფები შეიძლება დაინიშნოს, როგორც კატეგორიები დიაგრამებზე. ამ დიაგრამების გამოყენება ახლა სცილდება პროდუქტის ხარისხის კონტროლს და ისინი გამოიყენება მენეჯმენტის სხვა სფეროებში, ასევე საინჟინრო და სამშენებლო სფეროში. იშიკავას სქემები გააკრიტიკეს იმის გამო, რომ ვერ განასხვავებდნენ წარმოებაში ჩართულ ჯგუფებს შორის კონფლიქტის წარმოშობის აუცილებელ და საკმარის პირობებს. მაგრამ, როგორც ჩანს, იშიკავას არც კი უფიქრია ამ განსხვავებებზე.

მიზეზობრიობა მარკეტინგში
მიზეზობრიობა მარკეტინგში

დეტერმინიზმი, როგორც მსოფლმხედველობა

დეტერმინისტული მსოფლმხედველობა თვლის, რომ სამყაროს ისტორია შეიძლება ამომწურავად იყოს წარმოდგენილი, როგორც მოვლენების პროგრესირება, რომელიც წარმოადგენს მიზეზებისა და შედეგების უწყვეტ ჯაჭვს. მაგალითად, რადიკალი დეტერმინისტები დარწმუნებულნი არიან, რომ არ არსებობს „თავისუფალი ნება“, რადგან ამ სამყაროში ყველაფერი, მათი აზრით, ექვემდებარება შესაბამისობისა და მიზეზობრიობის პრინციპს..

გირჩევთ: