Ang prinsipyo ng causality (tinatawag ding batas ng sanhi at epekto) ay yaong nag-uugnay ng isang proseso (sanhi) sa isa pang proseso o estado (epekto), kung saan ang una ay bahagyang responsable para sa pangalawa, at ang pangalawa ay bahagyang nakadepende sa una. Ito ay isa sa mga pangunahing batas ng lohika at pisika. Gayunpaman, kamakailan lamang ay pinatay ng mga physicist ng French at Australian ang prinsipyo ng causality sa optical system na nilikha nila kamakailan nang artipisyal.
Sa pangkalahatan, ang anumang proseso ay may maraming mga sanhi na sanhi nito, at lahat ng mga ito ay nasa nakaraan nito. Ang isang epekto, sa turn, ay maaaring maging sanhi ng maraming iba pang mga epekto, na lahat ay nasa hinaharap nito. Ang causality ay may metapisiko na koneksyon sa mga konsepto ng oras at espasyo, at ang paglabag sa prinsipyo ng causality ay itinuturing na isang seryosong lohikal na pagkakamali sa halos lahat ng modernong agham.
Ang esensya ng konsepto
Ang Cusality ay isang abstraction na nagpapahiwatig kung paano umuunlad ang mundo, at samakatuwid ay ang pangunahing konsepto na mas madaling kapitan ngupang ipaliwanag ang iba't ibang konsepto ng pag-unlad. Ito ay sa ilang kahulugan na konektado sa konsepto ng kahusayan. Upang maunawaan ang prinsipyo ng causality (lalo na sa pilosopiya, lohika at matematika), ang isang tao ay dapat magkaroon ng mahusay na lohikal na pag-iisip at intuwisyon. Ang konseptong ito ay malawakang kinakatawan sa lohika at linggwistika.
Cusality in Philosophy
Sa pilosopiya, ang prinsipyo ng causality ay itinuturing na isa sa mga pangunahing prinsipyo. Ginagamit ng pilosopiyang Aristotelian ang salitang "sanhi" upang nangangahulugang "paliwanag" o ang sagot sa tanong na "bakit?", kabilang ang materyal, pormal, mahusay, at pangwakas na "mga sanhi." Ayon kay Aristotle, "sanhi" din ang paliwanag ng lahat. Ang tema ng causality ay nananatiling sentro ng kontemporaryong pilosopiya.
Relativity at quantum mechanics
Upang maunawaan kung ano ang sinasabi ng prinsipyo ng causality, kailangan mong maging pamilyar sa mga teorya ng relativity ni Albert Einstein at ang mga pangunahing kaalaman sa quantum mechanics. Sa klasikal na pisika, hindi maaaring mangyari ang isang epekto bago lumitaw ang agarang dahilan nito. Ang prinsipyo ng causality, ang prinsipyo ng katotohanan, ang prinsipyo ng relativity ay medyo malapit na nauugnay sa bawat isa. Halimbawa, sa espesyal na teorya ng relativity ni Einstein, ang causality ay nangangahulugan na ang isang epekto ay hindi maaaring mangyari anuman ang dahilan na wala sa likod (nakaraang) light cone ng kaganapan. Gayundin, ang isang sanhi ay hindi maaaring magkaroon ng epekto sa labas nito (hinaharap) na light cone. Ang abstract at mahabang paliwanag ni Einstein, na hindi malinaw sa mambabasa na malayo sa physics, ay humantong sa pagpapakilala.prinsipyo ng causality sa quantum mechanics. Sa alinmang paraan, ang mga limitasyon ni Einstein ay naaayon sa makatwirang paniniwala (o palagay) na ang mga sanhi ng impluwensya ay hindi maaaring maglakbay nang mas mabilis kaysa sa bilis ng liwanag at/o paglipas ng panahon. Sa quantum field theory, ang mga naobserbahang kaganapan na may spacelike na dependence ay dapat mag-commute, kaya ang pagkakasunud-sunod ng mga obserbasyon o mga sukat ng mga naobserbahang bagay ay hindi makakaapekto sa kanilang mga katangian. Hindi tulad ng quantum mechanics, ang causality principle ng classical mechanics ay may ganap na naiibang kahulugan.
pangalawang batas ni Newton
Hindi dapat malito ang causality sa pangalawang batas ni Newton ng konserbasyon ng momentum, dahil ang pagkalito na ito ay bunga ng spatial homogeneity ng mga pisikal na batas.
Isa sa mga kinakailangan ng prinsipyo ng causality, na wasto sa antas ng karanasan ng tao, ay ang sanhi at epekto ay dapat na namamagitan sa espasyo at oras (ang pangangailangan ng pakikipag-ugnay). Napakahalaga ng pangangailangang ito sa nakaraan, pangunahin sa proseso ng direktang pagmamasid sa mga prosesong sanhi (halimbawa, pagtulak sa isang kariton), at pangalawa, bilang isang problemadong aspeto ng teorya ng grabidad ni Newton (ang pagkahumaling ng Earth sa Araw. sa pamamagitan ng aksyon sa malayo), pinapalitan ang mga mekanistikong panukala tulad ng teorya ni Descartes ng vortices. Ang prinsipyo ng causality ay madalas na nakikita bilang isang pampasigla para sa pagbuo ng mga dinamikong teorya sa larangan (halimbawa, ang electrodynamics ni Maxwell at ang pangkalahatang teorya ng relativity ni Einstein) na nagpapaliwanag ng mga pangunahing katanungan ng pisika nang mas mahusay kaysa saang nabanggit na teorya ni Descartes. Sa pagpapatuloy ng tema ng classical physics, maaalala natin ang kontribusyon ng Poincaré - ang prinsipyo ng causality sa electrodynamics, salamat sa kanyang pagtuklas, ay naging mas may kaugnayan.
Empirics at metaphysics
Ang pag-ayaw ng mga empiricist sa mga metapisiko na paliwanag (tulad ng teorya ni Descartes ng vortices) ay may malakas na impluwensya sa ideya ng kahalagahan ng causality. Alinsunod dito, ang pagiging mapagpanggap ng konseptong ito ay minaliit (halimbawa, sa Newton's Hypotheses). Ayon kay Ernst Mach, ang konsepto ng puwersa sa ikalawang batas ni Newton ay "tautological at redundant".
Causality sa mga equation at mga formula ng pagkalkula
Ang mga equation ay naglalarawan lamang ng proseso ng pakikipag-ugnayan, nang hindi kailangang bigyang-kahulugan ang isang katawan bilang sanhi ng paggalaw ng isa pa at hulaan ang estado ng sistema pagkatapos makumpleto ang paggalaw na ito. Ang papel ng prinsipyo ng causality sa mathematical equation ay pangalawa kumpara sa physics.
Deduction at nomology
Ang posibilidad ng isang time-independent na pagtingin sa causality ay sumasailalim sa deductive-nomological (D-N) na pananaw ng isang siyentipikong paliwanag ng isang kaganapan na maaaring isama sa isang siyentipikong batas. Sa representasyon ng D-N approach, ang isang pisikal na estado ay sinasabing maipaliwanag kung, sa pamamagitan ng paglalapat ng isang (deterministic) na batas, ito ay makukuha mula sa ibinigay na mga paunang kondisyon. Ang ganitong mga paunang kondisyon ay maaaring kabilang ang momenta at ang distansya sa bawat isa ng mga bituin, kung pinag-uusapan natin, halimbawa, ang tungkol sa astrophysics. Ang "deterministikong paliwanag" na ito ay tinatawag minsan na sanhi.determinismo.
Determinism
Ang downside ng D-N view ay ang prinsipyo ng causality at determinism ay mas marami o hindi gaanong natukoy. Kaya, sa klasikal na pisika, ipinapalagay na ang lahat ng mga phenomena ay sanhi ng (i.e., tinutukoy ng) naunang mga kaganapan alinsunod sa mga kilalang batas ng kalikasan, na nagtatapos sa paninindigan ni Pierre-Simon Laplace na kung ang kasalukuyang kalagayan ng mundo ay malalaman mula sa katumpakan., maaari ding kalkulahin ang hinaharap at mga nakaraang estado nito. Gayunpaman, ang konseptong ito ay karaniwang tinutukoy bilang Laplace determinism (sa halip na "Laplace causality") dahil nakadepende ito sa determinism sa mathematical models - tulad ng determinism na kinakatawan, halimbawa, sa mathematical Cauchy problem.
Ang pagkalito ng causality at determinism ay partikular na talamak sa quantum mechanics - ang agham na ito ay sanhi sa kahulugan na sa maraming pagkakataon ay hindi nito matukoy ang mga sanhi ng aktwal na naobserbahang mga epekto o mahulaan ang mga epekto ng magkatulad na mga sanhi, ngunit, marahil, ay natutukoy pa rin sa ilan sa mga interpretasyon nito - halimbawa, kung ang wave function ay ipinapalagay na hindi talaga bumagsak, tulad ng sa maraming-mundo na interpretasyon, o kung ang pagbagsak nito ay dahil sa mga nakatagong variable, o muling tukuyin ang determinismo bilang isang halaga na tumutukoy mga probabilidad sa halip na mga partikular na epekto.
Mahirap tungkol sa complex: causality, determinism at ang prinsipyo ng causality sa quantum mechanics
Sa modernong pisika, hindi pa rin lubos na nauunawaan ang konsepto ng causality. Pag-unawakinumpirma ng espesyal na relativity ang pagpapalagay ng causality, ngunit ginawa nila ang kahulugan ng salitang "sabay-sabay" na nakasalalay sa nagmamasid (sa kahulugan kung saan naiintindihan ang nagmamasid sa quantum mechanics). Samakatuwid, ang relativistic na prinsipyo ng causality ay nagsasabi na ang sanhi ay dapat mauna sa aksyon ayon sa lahat ng inertial observers. Ito ay katumbas ng pagsasabi na ang isang sanhi at ang epekto nito ay pinaghihiwalay ng isang agwat ng oras, at ang epekto ay nabibilang sa hinaharap ng sanhi. Kung ang agwat ng oras ay naghihiwalay sa dalawang kaganapan, nangangahulugan ito na maaaring magpadala ng signal sa pagitan ng mga ito sa bilis na hindi lalampas sa bilis ng liwanag. Sa kabilang banda, kung ang mga signal ay maaaring maglakbay nang mas mabilis kaysa sa bilis ng liwanag, ito ay lalabag sa sanhi dahil ito ay magpapahintulot sa signal na ipadala sa mga intermediate na pagitan, na nangangahulugan na, sa hindi bababa sa ilang mga inertial observer, ang signal ay lilitaw sa gumagalaw pabalik sa oras. Para sa kadahilanang ito, hindi pinapayagan ng espesyal na relativity ang iba't ibang bagay na makipag-usap sa isa't isa nang mas mabilis kaysa sa bilis ng liwanag.
General Relativity
Sa pangkalahatang relativity, ang prinsipyo ng causality ay pangkalahatan sa pinakasimpleng paraan: ang isang epekto ay dapat na kabilang sa hinaharap na light cone ng sanhi nito, kahit na ang spacetime ay curved. Ang mga bagong subtleties ay dapat isaalang-alang sa pag-aaral ng causality sa quantum mechanics at, sa partikular, sa relativistic quantum field theory. Sa quantum field theory, ang causality ay malapit na nauugnay sa prinsipyo ng lokalidad. Gayunpaman, ang prinsipyolokalidad dito ay pinagtatalunan, dahil lubos itong nakadepende sa interpretasyon ng napiling quantum mechanics, lalo na para sa mga eksperimento sa quantum entanglement na nakakatugon sa theorem ni Bell.
Konklusyon
Sa kabila ng mga subtlety na ito, nananatiling mahalaga at wastong konsepto ang causality sa mga pisikal na teorya. Halimbawa, ang paniwala na ang mga kaganapan ay maaaring ayusin sa mga sanhi at epekto ay kinakailangan upang maiwasan (o hindi bababa sa maunawaan) ang mga kabalintunaan ng sanhi tulad ng "kabalintunaan ng lolo" na nagtatanong: "Ano ang mangyayari kung ang isang manlalakbay ay may oras na patayin ang kanyang lolo bago siya kailanman nakilala ang kanyang lola?"
Butterfly effect
Ang mga teorya sa physics, tulad ng butterfly effect mula sa chaos theory, ay nagbubukas ng mga posibilidad tulad ng mga distributed system ng mga parameter sa causality.
Ang isang kaugnay na paraan ng pagbibigay-kahulugan sa butterfly effect ay ang tingnan ito bilang nagsasaad ng pagkakaiba sa pagitan ng aplikasyon ng paniwala ng causality sa physics at ng mas pangkalahatang paggamit ng causality. Sa klasikal (Newtonian) na pisika, sa pangkalahatang kaso, tanging ang mga kundisyong kinakailangan at sapat para sa paglitaw ng isang kaganapan ang (hayagang) isinasaalang-alang. Ang paglabag sa prinsipyo ng causality ay isang paglabag din sa mga batas ng classical physics. Ngayon, pinahihintulutan lamang ito sa mga marginal na teorya.
Ang prinsipyo ng causality ay nagpapahiwatig ng trigger na nagsisimula sa paggalaw ng isang bagay. Sa parehong paraan, ang isang butterfly ay maaaringitinuturing na sanhi ng buhawi sa klasikong halimbawa na nagpapaliwanag sa teorya ng butterfly effect.
Causality at quantum gravity
Ang Causal Dynamic Triangulation (pinaikling CDT), na imbento nina Renata Loll, Jan Ambjörn at Jerzy Jurkiewicz at pinasikat nina Fotini Markopulo at Lee Smolin, ay isang diskarte sa quantum gravity na, tulad ng loop quantum gravity, ay background independent. Nangangahulugan ito na hindi niya ipinapalagay ang anumang pre-existing na arena (dimensional space), ngunit sinusubukang ipakita kung paano unti-unting umuunlad ang mismong istraktura ng space-time. Ang kumperensya ng Loops '05, na inorganisa ng maraming loop quantum gravity theorists, ay may kasamang ilang mga presentasyon na tumatalakay sa CDT sa isang propesyonal na antas. Ang kumperensyang ito ay nakabuo ng malaking interes mula sa siyentipikong komunidad.
Sa malaking sukat, muling nililikha ng teoryang ito ang pamilyar na 4-dimensional na space-time, ngunit ipinapakita na ang space-time ay dapat dalawang-dimensional sa Planck scale at nagpapakita ng fractal na istraktura sa mga hiwa ng pare-parehong oras. Gamit ang isang istraktura na tinatawag na simplex, hinahati nito ang space-time sa maliliit na triangular na seksyon. Ang simplex ay isang pangkalahatang anyo ng isang tatsulok sa iba't ibang sukat. Ang three-dimensional simplex ay karaniwang tinatawag na tetrahedron, habang ang four-dimensional ay ang pangunahing bloke ng gusali sa teoryang ito, na kilala rin bilang pentatope o pentachoron. Ang bawat simplex ay geometrically flat, ngunit ang mga simplex ay maaaring "idikit" sa iba't ibang paraan upang lumikha ng mga curved space. Sa mga kaso kung saan ang nakaraanpagtatangka na triangulate ang mga quantum space na gumawa ng magkahalong uniberso na may napakaraming dimensyon, o minimal na uniberso na masyadong kakaunti, iniiwasan ng CDT ang problemang ito sa pamamagitan lamang ng pagpayag sa mga pagsasaayos kung saan ang sanhi ay nauuna sa anumang epekto. Sa madaling salita, ang mga time frame ng lahat ng konektadong gilid ng mga simplices, ayon sa konsepto ng CDT, ay dapat magkasabay sa bawat isa. Kaya, marahil ang causality ay sumasailalim sa geometry ng space-time.
Teorya ng mga ugnayang sanhi at bunga
Sa teorya ng mga ugnayang sanhi-at-bunga, ang pananahilan ay sumasakop sa isang mas kilalang lugar. Ang batayan ng diskarteng ito sa quantum gravity ay ang theorem ni David Malament. Ang theorem na ito ay nagsasaad na ang sanhi ng spacetime na istraktura ay sapat upang maibalik ang conformal class nito. Samakatuwid, ang pag-alam sa conformal factor at ang causal structure ay sapat na upang malaman ang space-time. Batay dito, iminungkahi ni Raphael Sorkin ang ideya ng mga sanhi ng koneksyon, na isang pangunahing discrete na diskarte sa quantum gravity. Ang istrukturang sanhi ng space-time ay kinakatawan bilang isang primordial point, at ang conformal factor ay maaaring itatag sa pamamagitan ng pagtukoy sa bawat elemento ng primordial point na ito na may unit volume.
Ano ang sinasabi ng prinsipyo ng causality sa pamamahala
Para sa kontrol sa kalidad sa pagmamanupaktura, noong 1960s, bumuo si Kaworu Ishikawa ng cause-and-effect diagram na kilala bilang "Ishikawa diagram" o "fish oil diagram". Ang diagram ay ikinategorya ang lahat ng posibleng dahilan sa anim na pangunahingmga kategorya na direktang ipinapakita. Ang mga kategoryang ito ay hinati-hati sa mas maliliit na subcategory. Tinutukoy ng pamamaraang Ishikawa ang "mga sanhi" ng pressure sa isa't isa ng iba't ibang grupong kasangkot sa proseso ng produksyon ng isang kompanya, kumpanya o korporasyon. Ang mga pangkat na ito ay maaaring ma-label bilang mga kategorya sa mga chart. Ang paggamit ng mga diagram na ito ay lampas na ngayon sa kontrol sa kalidad ng produkto, at ginagamit ang mga ito sa iba pang larangan ng pamamahala, gayundin sa larangan ng engineering at konstruksiyon. Ang mga pakana ni Ishikawa ay binatikos dahil sa hindi pagkilala sa pagitan ng kinakailangan at sapat na mga kondisyon para lumitaw ang salungatan sa pagitan ng mga grupong kasangkot sa produksyon. Pero mukhang hindi man lang inisip ni Ishikawa ang mga pagkakaibang ito.
Determinismo bilang pananaw sa mundo
Naniniwala ang deterministikong pananaw sa mundo na ang kasaysayan ng uniberso ay maaaring ganap na ilarawan bilang isang pag-unlad ng mga kaganapan, na kumakatawan sa isang tuluy-tuloy na hanay ng mga sanhi at epekto. Ang mga radikal na determinist, halimbawa, ay sigurado na walang bagay na tinatawag na "malayang kalooban", dahil ang lahat ng bagay sa mundong ito, sa kanilang opinyon, ay napapailalim sa prinsipyo ng pagsusulatan at sanhi.
