Az ok-okozati összefüggés elve (az ok-okozat törvényének is nevezik) az, amely az egyik folyamatot (okot) egy másik folyamathoz vagy állapothoz (hatáshoz) kapcsolja, ahol az első részben felelős a másodikért, a második pedig részben az elsőtől függ. Ez a logika és a fizika egyik fő törvénye. A közelmúltban azonban francia és ausztrál fizikusok kikapcsolták az oksági elvet az általuk nemrégiben mesterségesen létrehozott optikai rendszerben.
Általában minden folyamatnak számos oka van, amelyek ok-okozati tényezői, és mindegyik a múltjában rejlik. Egy hatás viszont sok más hatás oka lehet, amelyek mindegyike a jövőjében rejlik. Az okság metafizikai kapcsolatban áll az idő és tér fogalmaival, és az okság elvének megsértését szinte minden modern tudomány súlyos logikai hibának tekinti.
A koncepció lényege
Az ok-okozati összefüggés egy absztrakció, amely jelzi a világ fejlődését, ezért ez a fő fogalom, amely hajlamosabbhogy megmagyarázza a progresszió különféle fogalmait. Bizonyos értelemben összefügg a hatékonyság fogalmával. Az oksági elv megértéséhez (különösen a filozófiában, a logikában és a matematikában) jó logikus gondolkodással és intuícióval kell rendelkeznie. Ez a fogalom széles körben képviselteti magát a logikában és a nyelvészetben.
ok-okozati összefüggés a filozófiában
A filozófiában az okság elvét tekintik az egyik alapelvnek. Az arisztotelészi filozófia az "ok" szót "magyarázat" vagy a "miért?" kérdésre adott válaszként használja, beleértve az anyagi, formális, hatékony és végső "okokat". Arisztotelész szerint az „ok” egyben mindennek a magyarázata is. Az okság témája továbbra is központi szerepet játszik a kortárs filozófiában.
Relativitáselmélet és kvantummechanika
Ahhoz, hogy megértsük, mit mond az oksági elv, ismernie kell Albert Einstein relativitáselméletét és a kvantummechanika alapjait. A klasszikus fizikában egy hatás nem léphet fel addig, amíg a közvetlen oka megjelenik. Az okság elve, az igazság elve, a relativitás elve meglehetősen szorosan összefüggenek egymással. Például Einstein speciális relativitáselméletében az ok-okozati összefüggés azt jelenti, hogy egy hatás nem következhet be, függetlenül attól, hogy az ok nem az esemény hátsó (múlt) fénykúpjában található. Ugyanígy egy oknak nem lehet hatása a (jövőbeni) fénykúpján kívül. Einsteinnek ez az elvont és hosszadalmas magyarázata, amely a fizikától távol álló olvasó számára homályos, vezetett a bevezetéshez.oksági elve a kvantummechanikában. Akárhogy is, Einstein korlátai összhangban vannak azzal az ésszerű vélekedéssel (vagy feltételezéssel), hogy az ok-okozati hatások nem haladhatnak gyorsabban, mint a fénysebesség és/vagy az idő múlása. A kvantumtérelméletben a megfigyelt, térfüggő eseményeknek ingázniuk kell, így a megfigyelt objektumok megfigyelésének vagy mérésének sorrendje nem befolyásolja tulajdonságaikat. A kvantummechanikával ellentétben a klasszikus mechanika oksági elvének teljesen más jelentése van.
Newton második törvénye
Az ok-okozati összefüggést nem szabad összetéveszteni Newton impulzusmegmaradásának második törvényével, mert ez a zavar a fizikai törvények térbeli homogenitásának következménye.
Az emberi tapasztalat szintjén érvényes oksági elv egyik követelménye, hogy az ok és okozat térben és időben közvetítse (az érintkezés követelménye). Ez a követelmény a múltban nagyon fontos volt, elsősorban az ok-okozati folyamatok közvetlen megfigyelésének folyamatában (például egy kocsi tolása), másodsorban pedig Newton gravitációs elméletének (a Föld vonzása a Nap által) problematikus aspektusaként. távoli cselekvésen keresztül), felváltva az olyan mechanikus javaslatokat, mint például Descartes örvényelmélete. Az ok-okozati összefüggés elvét gyakran úgy tekintik, mint a dinamikus térelméletek (például Maxwell elektrodinamikája és Einstein általános relativitáselmélete) fejlődésének ösztönzőjeként, amelyek sokkal jobban megmagyarázzák a fizika alapvető kérdéseit, minta fent említett Descartes-elmélet. Folytatva a klasszikus fizika témáját, felidézhetjük Poincaré hozzájárulását – az oksági elv az elektrodinamikában felfedezésének köszönhetően még aktuálisabbá vált.
Empiria és metafizika
Az empirikusok idegenkedése a metafizikai magyarázatoktól (például Descartes örvényelméletétől) erősen befolyásolja az oksági összefüggés fontosságának gondolatát. Ennek megfelelően ennek a felfogásnak az igényességét alábecsülték (például Newton hipotéziseiben). Ernst Mach szerint az erő fogalma Newton második törvényében „tautologikus és redundáns” volt.
ok-okozati összefüggés az egyenletekben és számítási képletekben
Az egyenletek egyszerűen leírják a kölcsönhatás folyamatát, anélkül, hogy az egyik testet egy másik test mozgásának okaként kellene értelmezni, és meg kellene jósolni a rendszer állapotát a mozgás befejezése után. Az oksági elv szerepe a matematikai egyenletekben másodlagos a fizikához képest.
Levonás és nomológia
Az ok-okozati összefüggés időfüggetlen nézetének lehetősége az esemény tudományos törvénybe foglalható tudományos magyarázatának deduktív-nomológiai (D-N) nézetének alapja. A D-N megközelítés reprezentációjában egy fizikai állapotot akkor mondunk magyarázhatónak, ha egy (determinisztikus) törvény alkalmazásával az adott kezdeti feltételekből megkapható. Ilyen kezdeti feltételek lehetnek a csillagok momentuma és egymástól való távolsága, ha például asztrofizikáról beszélünk. Ezt a „determinisztikus magyarázatot” néha kauzálisnak nevezik.determinizmus.
Determinizmus
A D-N nézet hátulütője az, hogy az okság és a determinizmus elve többé-kevésbé azonosítva van. Így a klasszikus fizikában azt feltételezték, hogy minden jelenséget korábbi események okoztak (vagyis ezek határoztak meg) a természet ismert törvényeinek megfelelően, ami Pierre-Simon Laplace azon kijelentésében csúcsosodott ki, miszerint ha a világ jelenlegi állapotát pontosan ismernénk., jövőbeli és múltbeli állapotai is kiszámíthatók. Ezt a fogalmat azonban általában Laplace-determinizmusnak nevezik (nem pedig „Laplace-ok-okozati összefüggésnek”), mert a matematikai modellekben a determinizmustól függ – ilyen determinizmust például a matematikai Cauchy-probléma képvisel.
Az ok-okozati összefüggés és a determinizmus összekeverése különösen akut a kvantummechanikában – ez a tudomány kauzális abban az értelemben, hogy sok esetben nem tudja azonosítani a ténylegesen megfigyelt hatások okait vagy megjósolni az azonos okok hatásait, de talán egyes értelmezéseiben még mindig meghatározott - például ha a hullámfüggvényről azt feltételezzük, hogy valójában nem omlik össze, mint a sokvilág értelmezésben, vagy ha összeomlása rejtett változók miatt van, vagy egyszerűen újradefiniálja a determinizmust olyan értékként, amely meghatározza inkább valószínűségek, mint konkrét hatások.
Nehéz a komplexum: ok-okozati összefüggés, determinizmus és az okság elve a kvantummechanikában
A modern fizikában az okság fogalma még mindig nem teljesen érthető. MegértésA speciális relativitáselmélet megerősítette az ok-okozati összefüggés feltevését, de az "egyidejű" szó jelentését a megfigyelőtől tették függővé (abban az értelemben, ahogyan a megfigyelőt a kvantummechanika érti). Ezért a kauzalitás relativisztikus elve azt mondja, hogy az oknak minden inerciális megfigyelő szerint meg kell előznie a cselekvést. Ez egyenértékű azzal, mintha azt mondanánk, hogy az okot és a hatását egy időintervallum választja el, és az okozat az ok jövőjéhez tartozik. Ha az időintervallum elválaszt két eseményt, ez azt jelenti, hogy fénysebességet meg nem haladó sebességgel lehet jelet küldeni közöttük. Másrészt, ha a jelek gyorsabban haladhatnak, mint a fénysebesség, az sértené az ok-okozati összefüggést, mert lehetővé tenné a jel köztes időközönkénti elküldését, ami azt jelenti, hogy legalább néhány inerciális megfigyelő számára a jel visszafelé haladni az időben. Emiatt a speciális relativitáselmélet nem teszi lehetővé, hogy a különböző objektumok a fénysebességnél gyorsabban kommunikáljanak egymással.
Általános relativitáselmélet
Az általános relativitáselméletben az oksági elv a legegyszerűbb módon általánosítható: egy hatásnak az okának jövőbeli fénykúpjához kell tartoznia, még akkor is, ha a téridő görbült. A kvantummechanika és különösen a relativisztikus kvantumtérelmélet ok-okozati összefüggéseinek vizsgálata során új finomságokat kell figyelembe venni. A kvantumtérelméletben az okság szorosan összefügg a lokalitás elvével. Azonban az elvA lokalitás ebben vitatható, mivel nagymértékben függ a választott kvantummechanika értelmezésétől, különösen a Bell-tételt kielégítő kvantum-összefonódási kísérleteknél.
Következtetés
E finomságok ellenére az ok-okozati összefüggés továbbra is fontos és érvényes fogalom marad a fizikai elméletekben. Például az a felfogás, hogy az eseményeket okokba és következményekbe lehet rendezni, szükséges ahhoz, hogy megelőzzük (vagy legalábbis megértsük) az oksági paradoxonokat, mint például a „nagypapa-paradoxon”, amely azt kérdezi: „Mi történik, ha az utazónak meg kell ölnie a nagyapját, mielőtt találkozott valaha a nagymamájával?"
Pillangó effektus
A fizika elméletei, mint például a káoszelmélet pillangóeffektusa, olyan lehetőségeket nyitnak meg, mint az ok-okozati összefüggésben elosztott paraméterrendszerek.
A pillangóeffektus értelmezésének egy rokon módja az, hogy azt a különbséget jelzi a kauzalitás fogalmának fizikában való alkalmazása és az okság általánosabb használata között. A klasszikus (newtoni) fizikában általános esetben csak azokat a feltételeket veszik (kifejezetten) figyelembe, amelyek egy esemény bekövetkezéséhez szükségesek és elégségesek. Az oksági elv megsértése egyben a klasszikus fizika törvényeinek megsértése is. Ma ez csak marginális elméletekben megengedett.
Az ok-okozati összefüggés elve magában foglal egy kiváltó okot, amely elindítja egy tárgy mozgását. Ugyanígy egy pillangó isa pillangóeffektus elméletét magyarázó klasszikus példában a tornádó okának tekintik.
ok-okozati összefüggés és kvantumgravitáció
A Renata Loll, Jan Ambjörn és Jerzy Jurkiewicz által feltaláló és Fotini Markopulo és Lee Smolin által népszerűsített kauzális dinamikus háromszögelés (rövidítve CDT) a kvantumgravitáció olyan megközelítése, amely a hurokkvantumgravitációhoz hasonlóan háttérfüggetlen. Ez azt jelenti, hogy nem feltételez semmilyen előzetesen létező arénát (dimenziós teret), hanem megpróbálja bemutatni, hogyan alakul fokozatosan maga a téridő szerkezete. A Loops '05 konferencián, amelyet számos hurokkvantumgravitációs elmélet híve szervezett, több olyan előadás is szerepelt, amelyek professzionális szinten tárgy alták a CDT-t. Ez a konferencia jelentős érdeklődést váltott ki a tudományos közösségben.
Nagy léptékben ez az elmélet újrateremti az ismerős 4 dimenziós téridőt, de megmutatja, hogy a téridőnek kétdimenziósnak kell lennie a Planck-skálán, és fraktálszerkezetet kell mutatnia az állandó idő szeletén. Egy szimplexnek nevezett szerkezet segítségével apró háromszög alakú szakaszokra osztja a téridőt. A szimplex egy háromszög általánosított formája különböző méretekben. A háromdimenziós szimplexet általában tetraédernek nevezik, míg a négydimenziós a fő építőelem ebben az elméletben, más néven pentatóp vagy pentachoron. Mindegyik szimplex geometriailag lapos, de a szimplexek sokféleképpen "összeragaszthatók" íves terek kialakításához. Azokban az esetekben, amikor előzőA kvantumterek háromszögelési kísérletei túl sok dimenziójú vegyes univerzumokat vagy túl kevés minimális univerzumokat hoztak létre, a CDT elkerüli ezt a problémát azáltal, hogy csak olyan konfigurációkat enged meg, ahol az ok megelőz minden hatást. Más szóval, az egyszerűségek összes összefüggő élének időkereteinek a CDT-koncepció szerint egybe kell esniük egymással. Így talán a kauzalitás áll a téridő geometriájának hátterében.
Az ok-okozati összefüggések elmélete
Az ok-okozati összefüggések elméletében az okság még előkelőbb helyet foglal el. A kvantumgravitáció ezen megközelítésének alapja David Malament tétele. Ez a tétel kimondja, hogy a kauzális téridő szerkezet elegendő a konform osztály helyreállításához. Ezért a téridő megismeréséhez elegendő a konformális tényező és az oksági struktúra ismerete. Ennek alapján Raphael Sorkin felvetette az ok-okozati összefüggések ötletét, amely a kvantumgravitáció alapvetően diszkrét megközelítése. A téridő kauzális szerkezetét őspontként ábrázoljuk, a konformális tényezőt pedig úgy határozhatjuk meg, hogy ennek az őspontnak minden elemét egységnyi térfogattal azonosítjuk.
Amit a kauzalitás elve mond a menedzsmentben?
A gyártás minőségellenőrzésére az 1960-as években Kaworu Ishikawa kifejlesztett egy ok-okozati diagramot, amely „Ishikawa diagram” vagy „halolaj diagram” néven ismert. A diagram az összes lehetséges okot hat fő csoportba soroljaközvetlenül megjelenített kategóriák. Ezek a kategóriák ezután kisebb alkategóriákra oszlanak. Az Ishikawa módszer azonosítja egy cég, vállalat vagy vállalat termelési folyamatában részt vevő különböző csoportok egymásra gyakorolt nyomásának "okait". Ezeket a csoportokat ezután kategóriákként lehet felcímkézni a diagramokon. Ezeknek a diagramoknak a használata ma már túlmutat a termékminőség-ellenőrzésen, és a menedzsment más területein, valamint a mérnöki és építőipari területen is használatosak. Ishikawa sémáit kritizálták amiatt, hogy nem tesznek különbséget a szükséges és elégséges feltételek között ahhoz, hogy a termelésben részt vevő csoportok között konfliktus alakuljon ki. De úgy tűnik, Ishikawa nem is gondolt ezekre a különbségekre.
Determinizmus mint világnézet
A determinisztikus világkép úgy véli, hogy az univerzum története kimerítően ábrázolható az események előrehaladásaként, amely az okok és következmények folyamatos láncolatát képviseli. A radikális deterministák például biztosak abban, hogy nincs olyan, hogy "szabad akarat", mivel véleményük szerint ezen a világon mindenre vonatkozik a megfelelés és az ok-okozatiság elve.
