Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
401210.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
22.11.2019
Размер:
174.08 Кб
Скачать

Введение

Принцип причинности, с которым имеет дело современная физика, является конкретно-физическим утверждением, существенно более узким по своему содержанию, чем общее философское понятие причинности — взаимной обусловленности, детерминированности последовательности событий.

Проблема причинности приобрела большую остроту в период становления квантовой механики, когда широко обсуждался вопрос, противоречит ли детерминизму вероятностное описание микроявлений. К отрицательному ответу на этот вопрос привело понимание необходимости отказаться от прямолинейного детерминизма классической механики при рассмотрении статистических закономерностей микромира. Кажущееся противоречие с общим принципом причинности объясняется непригодностью классической физики для описания микрообъектов. Переход к адекватному описанию на языке волновых функций приводит к тому, что и в квантовой механике начальное состояние системы полностью определяет всю последующую её эволюцию (при известных взаимодействиях системы).

1. Принцип причинности и его понимание в рамках механической, термодинамической и квантово-полевой картин мира

Часто принцип причинности формулируют следующим образом: «одинаковая причина всегда производит одинаковое действие». Встречаются и вариации этой формулировки: «одни и те же причины при одинаковых условиях приводят к одним и тем же следствиям»; «одна и та же причина при сходных обстоятельствах порождает одно и то же следствие». Такое на первый взгляд естественное определение принципа причинности в связи с открытием динамического хаоса является совершенно недостаточным. Весь вопрос заключается в том, что понимать под причиной и следствием. Прежде всего, под причиной можно понимать состояние динамической системы в момент времени t0, а следствием – ее состояние в последующий момент t1. Такую причинность называют связью состояний. Для динамической системы состояние в начальный момент t0 и закон движения однозначно определяют ее будущее развитие. В этом случае одна и та же причина действительно приводит к одному и тому же следствию. Но такое понимание причинности ничем не отличается от понятия детерминистического закона.

На это обращал внимание еще немецкий физик П.Иордан, рассматривая понятие причинной связи в физике: «Причинная связь ни в коем случае не равнозначна с существованием физических законов, вообще – с существованием математических соотношений между физическими величинами в некоторой области мира… Согласно принципу причинности, между известными областями мира, разделенными во времени, существует физическая зависимость».

Таким образом, принцип причинности в динамических системах мы можем сформулировать в следующем операциональном виде: два состояния физической системы находятся в причинной связи, если малое изменение начального состояния (причины) приводит к изменению конечного состояния (следствия) такого же порядка малости. Назовем такое положение принципом e-причинности. Выполнение этого принципа означает, что малые отличия в состоянии системы в начальный момент времени t0 остаются такими же малыми в течение будущей временной эволюции.

В механической картине мира при описании объектов используется два класса понятий: пространственно-временные, которые дают кинематическую картину движения и энергетически импульсные, которые дают динамическую (причинную) картину. В механической и электродинамической картинах мира они независимы. В квантово-полевой картине мира, в соответствии с соотношением неопределенностей они не могут применяться независимо друг от друга, они дополняют друг друга. Таким образом, пространство, время и причинность оказались относительными и зависимыми друг от друга.

Независимость пространства, времени и причинности в механической картине мира позволяет говорить о точной локализации объекта в пространстве, его траектории, об однозначной причинно-следственной связи (лапласовский детерминизм), об одновременном, точном измерении координат и скорости, энергии и времени.

В квантовой механике относительность пространства-времени и причинности приводит к неопределенности координат и скорости в данный момент, к отсутствию траектории движения микрообъекта. И если в классической физике вероятностным законам подчинялось поведение большого числа частиц, то в квантовой механике поведение каждой частицы подчиняется не динамическим (детерминистским), а статистическим законам. Таким образом, причинность в современной квантово-полевой картине мира имеет вероятностный характер (вероятностная причинность). [5, с. 152]

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]