Nedensellik ilkesi (neden-sonuç yasası olarak da adlandırılır), bir süreci (nedeni) başka bir süreç veya durum (sonuç) ile ilişkilendirir; burada birincisi ikincisinden kısmen sorumludur ve ikincisi kısmen birincisine bağlıdır. Bu, mantık ve fiziğin ana yasalarından biridir. Ancak son zamanlarda Fransız ve Avustralyalı fizikçiler, son zamanlarda yapay olarak oluşturdukları optik sistemde nedensellik ilkesini devre dışı bıraktılar.
Genel olarak, herhangi bir sürecin kendisi için nedensel faktörler olan birçok nedeni vardır ve bunların hepsi geçmişte yatar. Sırasıyla bir etki, tümü geleceğinde yatan diğer birçok etkinin nedeni olabilir. Nedenselliğin zaman ve uzay kavramlarıyla metafizik bir bağlantısı vardır ve nedensellik ilkesinin ihlali hemen hemen tüm modern bilimlerde ciddi bir mantık hatası olarak kabul edilir.
Konseptin özü
Nedensellik dünyanın nasıl geliştiğini gösteren bir soyutlamadır ve bu nedenle ana kavramdır.çeşitli ilerleme kavramlarını açıklamak. Bir anlamda verimlilik kavramıyla bağlantılıdır. Nedensellik ilkesini anlamak için (özellikle felsefe, mantık ve matematikte) kişinin iyi bir mantıksal düşünme ve sezgiye sahip olması gerekir. Bu kavram, mantık ve dilbilimde yaygın olarak temsil edilmektedir.
Felsefede Nedensellik
Felsefede nedensellik ilkesi temel ilkelerden biri olarak kabul edilir. Aristotelesçi felsefe, "neden" kelimesini "açıklama" ya da "neden?" sorusunun yanıtı anlamında kullanır; buna maddi, biçimsel, etkin ve nihai "nedenler" dahildir. Aristoteles'e göre "neden" aynı zamanda her şeyin açıklamasıdır. Nedensellik teması çağdaş felsefenin merkezinde yer almaya devam ediyor.
Görelilik ve kuantum mekaniği
Nedensellik ilkesinin ne dediğini anlamak için Albert Einstein'ın görelilik teorilerine ve kuantum mekaniğinin temellerine aşina olmanız gerekir. Klasik fizikte bir etki, doğrudan nedeni ortaya çıkmadan ortaya çıkamaz. Nedensellik ilkesi, doğruluk ilkesi, görelilik ilkesi birbiriyle oldukça yakından ilişkilidir. Örneğin Einstein'ın özel görelilik kuramında nedensellik, olayın arka (geçmiş) ışık konisinde olmayan nedenden bağımsız olarak bir etkinin gerçekleşemeyeceği anlamına gelir. Aynı şekilde, bir nedenin (gelecekteki) ışık konisi dışında bir etkisi olamaz. Einstein'ın fizikten çok uzak okuyucunun anlamadığı bu soyut ve uzun açıklaması, girişe yol açtı. Kuantum mekaniğinde nedensellik ilkesi. Her iki durumda da, Einstein'ın sınırlamaları, nedensel etkilerin ışık hızından ve/veya zamanın geçişinden daha hızlı hareket edemeyeceğine dair makul inanç (veya varsayım) ile tutarlıdır. Kuantum alan teorisinde, uzay benzeri bağımlılığa sahip gözlenen olaylar değişmelidir, bu nedenle gözlemlerin veya gözlemlenen nesnelerin ölçümlerinin sırası özelliklerini etkilemez. Kuantum mekaniğinden farklı olarak, klasik mekaniğin nedensellik ilkesi tamamen farklı bir anlama sahiptir.
Newton'un ikinci yasası
Nedensellik, Newton'un momentumun ikinci korunumu yasasıyla karıştırılmamalıdır, çünkü bu karışıklık, fiziksel yasaların uzamsal homojenliğinin bir sonucudur.
İnsan deneyimi düzeyinde geçerli olan nedensellik ilkesinin gereklerinden biri, neden ve sonucun uzayda ve zamanda dolayımlanması gerektiğidir (temas şartı). Bu gereklilik geçmişte, öncelikle nedensel süreçlerin doğrudan gözlemlenmesi sürecinde (örneğin, bir arabayı itme) ve ikinci olarak, Newton'un yerçekimi teorisinin (Dünya'nın Güneş tarafından çekilmesi) sorunlu bir yönü olarak çok önemliydi. uzaktan eylem yoluyla), Descartes'ın girdaplar teorisi gibi mekanik önerilerin yerini alır. Nedensellik ilkesi genellikle, fiziğin temel sorularını bilim adamlarından çok daha iyi açıklayan dinamik alan teorilerinin (örneğin, Maxwell'in elektrodinamiği ve Einstein'ın genel görelilik teorisi) geliştirilmesi için bir uyarıcı olarak görülür. Descartes'ın yukarıda bahsedilen teorisi. Klasik fizik temasına devam ederek, Poincaré'nin katkısını hatırlayabiliriz - elektrodinamikte nedensellik ilkesi, keşfi sayesinde daha da alakalı hale geldi.
Ampirik ve metafizik
Descartes'ın girdap teorisi gibi metafizik açıklamalara karşı ampiristlerin isteksizliği, nedenselliğin önemi fikri üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir. Buna göre, bu kavramın iddialılığı küçümsenmiştir (örneğin Newton'un Hipotezlerinde). Ernst Mach'a göre, Newton'un ikinci yasasındaki kuvvet kavramı "totolojik ve gereksiz" idi.
Denklemlerde ve hesaplama formüllerinde nedensellik
Denklemler, bir cismi diğerinin hareketinin nedeni olarak yorumlamaya ve bu hareket tamamlandıktan sonra sistemin durumunu tahmin etmeye gerek kalmadan etkileşim sürecini basitçe tanımlar. Nedensellik ilkesinin matematiksel denklemlerdeki rolü fiziğe kıyasla ikincildir.
Tümdengelim ve nomoloji
Zamandan bağımsız bir nedensellik görüşü olasılığı, bilimsel bir yasaya dahil edilebilecek bir olayın bilimsel açıklamasının tümdengelimsel-nomolojik (D-N) görüşünün altında yatar. D-N yaklaşımının temsilinde, bir (deterministik) yasa uygulanarak, verilen başlangıç koşullarından elde edilebiliyorsa, fiziksel bir durumun açıklanabilir olduğu söylenir. Bu tür başlangıç koşulları, örneğin astrofizik hakkında konuşuyorsak, yıldızların momentumunu ve birbirinden uzaklığını içerebilir. Bu "determinist açıklama" bazen nedensel olarak adlandırılır.determinizm.
Determinizm
DN görüşünün dezavantajı, nedensellik ve determinizm ilkesinin az çok tanımlanmış olmasıdır. Böylece, klasik fizikte, tüm fenomenlerin bilinen doğa yasalarına göre daha önceki olaylardan kaynaklandığı (yani bunlar tarafından belirlendiği) varsayıldı ve Pierre-Simon Laplace'ın dünyanın şu anki durumu kesin olarak biliniyorsa, iddiasıyla doruğa ulaştı., geleceği ve geçmiş durumları da hesaplanabilir. Bununla birlikte, bu kavram yaygın olarak ("Laplace nedenselliği" yerine) Laplace determinizmi olarak adlandırılır, çünkü matematiksel modellerdeki determinizme bağlıdır - örneğin matematiksel Cauchy probleminde temsil edilen determinizm gibi.
Nedensellik ve determinizm arasındaki karışıklık özellikle kuantum mekaniğinde keskindir - bu bilim, çoğu durumda fiilen gözlemlenen etkilerin nedenlerini tanımlayamaması veya aynı nedenlerin etkilerini tahmin edememesi anlamında nedenseldir, ancak belki de, hala bazı yorumlarında belirlenir - örneğin, dalga fonksiyonunun çoklu dünya yorumunda olduğu gibi gerçekten çökmediği varsayılırsa veya çöküşü gizli değişkenlerden kaynaklanıyorsa veya basitçe determinizmi belirleyen bir değer olarak yeniden tanımlıyorsa. belirli etkilerden ziyade olasılıklar.
Karmaşık hakkında zor: nedensellik, determinizm ve kuantum mekaniğinde nedensellik ilkesi
Modern fizikte nedensellik kavramı hala tam olarak anlaşılamamıştır. anlamaközel görelilik nedensellik varsayımını doğruladı, ancak "eşzamanlı" kelimesinin anlamını gözlemciye bağlı hale getirdiler (kuantum mekaniğinde gözlemcinin anlaşıldığı anlamda). Bu nedenle, göreli nedensellik ilkesi, tüm eylemsiz gözlemcilere göre nedenin eylemden önce gelmesi gerektiğini söyler. Bu, bir neden ve sonucun bir zaman aralığıyla ayrıldığını ve sonucun nedenin geleceğine ait olduğunu söylemekle eşdeğerdir. Zaman aralığı iki olayı birbirinden ayırıyorsa, bu, aralarında ışık hızını aşmayan bir hızda bir sinyal gönderilebileceği anlamına gelir. Öte yandan, sinyaller ışık hızından daha hızlı hareket edebiliyorsa, bu nedenselliği ihlal eder çünkü sinyalin ara aralıklarla gönderilmesine izin verir, bu da, en azından bazı eylemsiz gözlemcilere, sinyalin yokmuş gibi görüneceği anlamına gelir. zamanda geriye gidiyor olmak. Bu nedenle özel görelilik, farklı nesnelerin birbirleriyle ışık hızından daha hızlı iletişim kurmasına izin vermez.
Genel Görelilik
Genel görelilikte, nedensellik ilkesi en basit şekilde genelleştirilir: Bir etki, uzay-zaman eğri olsa bile, nedeninin gelecekteki ışık konisine ait olmalıdır. Kuantum mekaniğinde ve özellikle göreli kuantum alan teorisinde nedensellik çalışmasında yeni incelikler dikkate alınmalıdır. Kuantum alan teorisinde nedensellik, yerellik ilkesiyle yakından ilişkilidir. Ancak, ilkeözellikle Bell'in teoremini karşılayan kuantum dolaşıklık deneyleri için, seçilen kuantum mekaniğinin yorumuna büyük ölçüde bağımlı olduğundan, içindeki yerellik tartışmalıdır.
Sonuç
Bu inceliklere rağmen, nedensellik fizik teorilerinde önemli ve geçerli bir kavram olmaya devam ediyor. Örneğin, olayların sebep ve sonuçlara göre sıralanabileceği fikri, "büyükbaba paradoksu" gibi nedensellik paradokslarını önlemek (veya en azından anlamak) için gereklidir: "Bir yolcu, büyükbabasını kendisinden önce öldürmeye vakti gelirse ne olur? hiç büyükannesiyle tanıştı mı?"
Kelebek etkisi
Kaos teorisinden gelen kelebek etkisi gibi fizikteki teoriler, nedensellik içinde dağıtılmış parametre sistemleri gibi olasılıkları açar.
Kelebek etkisini yorumlamanın ilgili bir yolu, onu nedensellik kavramının fizikte uygulanması ile nedenselliğin daha genel kullanımı arasındaki farkı belirtmek olarak görmektir. Klasik (Newton) fizikte, genel durumda, yalnızca bir olayın meydana gelmesi için gerekli ve yeterli olan koşullar (açıkça) dikkate alınır. Nedensellik ilkesinin ihlali, aynı zamanda klasik fizik yasalarının da ihlalidir. Bugün buna yalnızca marjinal teorilerde izin verilmektedir.
Nedensellik ilkesi, bir nesnenin hareketini başlatan bir tetikleyici anlamına gelir. Aynı şekilde, bir kelebekkelebek etkisi teorisini açıklayan klasik örnekte kasırganın nedeni olarak kabul edilir.
Nedensellik ve kuantum yerçekimi
Nedensel Dinamik Üçgenleme (CDT olarak kıs altılır), Renata Loll, Jan Ambjörn ve Jerzy Jurkiewicz tarafından icat edildi ve Fotini Markopulo ve Lee Smolin tarafından popüler hale getirildi, kuantum kütleçekimine döngü kuantum yerçekimi gibi arka plandan bağımsız bir yaklaşımdır. Bu, önceden var olan herhangi bir alanı (boyutsal uzay) varsaymadığı, ancak uzay-zamanın yapısının kademeli olarak nasıl geliştiğini göstermeye çalıştığı anlamına gelir. Birçok döngü kuantum yerçekimi teorisyeni tarafından düzenlenen Loops '05 konferansı, CDT'yi profesyonel düzeyde tartışan birkaç sunum içeriyordu. Bu konferans bilim camiasından büyük ilgi gördü.
Geniş ölçekte, bu teori tanıdık 4 boyutlu uzay-zamanı yeniden yaratır, ancak uzay-zamanın Planck ölçeğinde iki boyutlu olması gerektiğini ve sabit zaman dilimlerinde fraktal yapı göstermesi gerektiğini gösterir. Simpleks adı verilen bir yapı kullanarak uzay-zamanı küçük üçgen bölümlere ayırır. Simpleks, farklı boyutlarda bir üçgenin genelleştirilmiş bir şeklidir. Üç boyutlu simpleks genellikle tetrahedron olarak adlandırılırken, dört boyutlu olan bu teoride pentatop veya pentachoron olarak da bilinen ana yapı taşıdır. Her bir simpleks geometrik olarak düzdür, ancak simpleksler, kavisli alanlar oluşturmak için çeşitli şekillerde birbirine "yapıştırılabilir". Daha önce olduğu durumlardaÇok fazla boyuta sahip karma evrenler veya çok az boyuta sahip minimal evrenler tarafından üretilen kuantum uzaylarını üçgenleştirmeye çalışan CDT, yalnızca nedenin herhangi bir etkiden önce geldiği konfigürasyonlara izin vererek bu sorunu önler. Başka bir deyişle, CDT kavramına göre, basitlerin tüm bağlı kenarlarının zaman çerçeveleri birbiriyle örtüşmelidir. Bu nedenle, uzay-zaman geometrisinin altında belki de nedensellik yatar.
Neden-sonuç ilişkileri teorisi
Neden-sonuç ilişkileri teorisinde nedensellik daha da belirgin bir yer tutar. Kuantum yerçekimine bu yaklaşımın temeli David Malament'in teoremidir. Bu teorem, nedensel uzay-zaman yapısının konformal sınıfını geri yüklemek için yeterli olduğunu belirtir. Dolayısıyla konformal faktörü ve nedensel yapıyı bilmek uzay-zamanı bilmek için yeterlidir. Buna dayanarak, Raphael Sorkin, kuantum yerçekimine temelde ayrık bir yaklaşım olan nedensel bağlantılar fikrini önerdi. Uzay-zamanın nedensel yapısı ilkel bir nokta olarak temsil edilir ve konformal faktör, bu ilk noktanın her bir elemanını birim hacimle tanımlayarak kurulabilir.
Yönetimde nedensellik ilkesi ne diyor
Üretimde kalite kontrolü için 1960'larda Kaworu Ishikawa, "Ishikawa diyagramı" veya "balık yağı diyagramı" olarak bilinen bir neden-sonuç diyagramı geliştirdi. Diyagram, olası tüm nedenleri altı ana kategoriye ayırır.doğrudan görüntüleyen kategoriler. Bu kategoriler daha sonra daha küçük alt kategorilere bölünür. Ishikawa yöntemi, bir firma, şirket veya şirketin üretim sürecinde yer alan çeşitli grupların birbirleri üzerindeki baskılarının "nedenlerini" tanımlar. Bu gruplar daha sonra grafiklerde kategoriler olarak etiketlenebilir. Bu diyagramların kullanımı artık ürün kalite kontrolünün ötesine geçmekte ve mühendislik ve inşaat alanlarının yanı sıra yönetimin diğer alanlarında da kullanılmaktadır. Ishikawa'nın planları, üretimde yer alan gruplar arasında çatışma çıkması için gerekli ve yeterli koşullar arasında ayrım yapmadığı için eleştirildi. Ama görünüşe göre Ishikawa bu farklılıkları düşünmemiş bile.
Bir dünya görüşü olarak determinizm
Determinist dünya görüşü, evrenin tarihinin, sürekli bir nedenler ve sonuçlar zincirini temsil eden olayların ilerlemesi olarak kapsamlı bir şekilde temsil edilebileceğine inanır. Örneğin radikal deterministler, "özgür irade" diye bir şeyin olmadığından eminler, çünkü bu dünyadaki her şey, onların görüşüne göre, karşılıklılık ve nedensellik ilkesine tabidir.
