Prinsip kausalitas (juga dipanggil hukum sebab dan akibat) ialah yang mengaitkan satu proses (sebab) dengan proses atau keadaan (kesan) yang lain, di mana yang pertama bertanggungjawab sebahagiannya untuk yang kedua, dan yang kedua. sebahagiannya bergantung pada yang pertama. Ini adalah salah satu undang-undang utama logik dan fizik. Walau bagaimanapun, baru-baru ini ahli fizik Perancis dan Australia mematikan prinsip kausaliti dalam sistem optik yang mereka cipta baru-baru ini secara buatan.
Secara amnya, sebarang proses mempunyai banyak punca yang menjadi faktor penyebabnya, dan semuanya terletak pada masa lalunya. Satu kesan, seterusnya, boleh menjadi punca kepada banyak kesan lain, yang semuanya terletak pada masa depannya. Kausalitas mempunyai hubungan metafizik dengan konsep masa dan ruang, dan pelanggaran prinsip kausalitas dianggap sebagai kesilapan logik yang serius dalam hampir semua sains moden.
Intipati konsep
Kausaliti ialah abstraksi yang menunjukkan bagaimana dunia berkembang, dan oleh itu konsep utama lebih cenderung kepadauntuk menerangkan pelbagai konsep kemajuan. Ia dalam erti kata tertentu berkaitan dengan konsep kecekapan. Untuk memahami prinsip kausalitas (terutamanya dalam falsafah, logik dan matematik), seseorang itu mesti mempunyai pemikiran logik dan gerak hati yang baik. Konsep ini diwakili secara meluas dalam logik dan linguistik.
Kausaliti dalam Falsafah
Dalam falsafah, prinsip kausalitas dianggap sebagai salah satu prinsip asas. Falsafah Aristotelian menggunakan perkataan "sebab" untuk bermaksud "penjelasan" atau jawapan kepada soalan "mengapa?", termasuk "sebab" material, formal, cekap dan muktamad. Menurut Aristotle, "sebab" juga merupakan penjelasan segala-galanya. Tema kausalitas kekal sebagai pusat kepada falsafah kontemporari.
Relativiti dan mekanik kuantum
Untuk memahami apa yang dikatakan oleh prinsip kausalitas, anda perlu biasa dengan teori relativiti Albert Einstein dan asas mekanik kuantum. Dalam fizik klasik, kesan tidak boleh berlaku sebelum punca segeranya muncul. Prinsip kausalitas, prinsip kebenaran, prinsip relativiti agak berkait rapat antara satu sama lain. Sebagai contoh, dalam teori relativiti khas Einstein, kausalitas bermaksud kesan tidak boleh berlaku tanpa mengira punca yang tiada di belakang (lalu) kon cahaya peristiwa itu. Begitu juga, sebab tidak boleh mempunyai kesan di luar kon cahayanya (masa depan). Penjelasan abstrak dan panjang tentang Einstein ini, yang tidak jelas kepada pembaca yang jauh dari fizik, membawa kepada pengenalanprinsip kausalitas dalam mekanik kuantum. Sama ada cara, batasan Einstein adalah konsisten dengan kepercayaan (atau andaian) yang munasabah bahawa pengaruh kausal tidak boleh bergerak lebih pantas daripada kelajuan cahaya dan/atau peredaran masa. Dalam teori medan kuantum, peristiwa yang diperhatikan dengan pergantungan seperti ruang mesti berulang-alik, jadi susunan pemerhatian atau pengukuran objek yang diperhatikan tidak menjejaskan sifatnya. Tidak seperti mekanik kuantum, prinsip kausalitas mekanik klasik mempunyai makna yang berbeza sama sekali.
undang-undang kedua Newton
Kausaliti tidak boleh dikelirukan dengan hukum pemuliharaan momentum kedua Newton, kerana kekeliruan ini adalah akibat daripada kehomogenan spatial undang-undang fizik.
Salah satu keperluan prinsip kausalitas, sah pada tahap pengalaman manusia, ialah sebab dan akibat mesti dimediasi dalam ruang dan masa (keperluan hubungan). Keperluan ini sangat penting pada masa lalu, terutamanya dalam proses pemerhatian langsung proses sebab-akibat (contohnya, menolak kereta), dan kedua, sebagai aspek bermasalah dalam teori graviti Newton (tarikan Bumi oleh Matahari. melalui tindakan pada jarak jauh), menggantikan cadangan mekanistik seperti teori vorteks Descartes. Prinsip kausalitas sering dilihat sebagai rangsangan untuk pembangunan teori medan dinamik (contohnya, elektrodinamik Maxwell dan teori relativiti umum Einstein) yang menerangkan persoalan asas fizik dengan lebih baik daripadateori Descartes yang disebutkan di atas. Meneruskan tema fizik klasik, kita boleh mengingati sumbangan Poincaré - prinsip kausaliti dalam elektrodinamik, berkat penemuannya, telah menjadi lebih relevan.
Empirik dan metafizik
Keengganan para empiris terhadap penjelasan metafizik (seperti teori vorteks Descartes) mempunyai pengaruh yang kuat terhadap idea tentang kepentingan kausalitas. Sehubungan itu, keangkuhan konsep ini telah diremehkan (contohnya, dalam Hipotesis Newton). Menurut Ernst Mach, konsep daya dalam undang-undang kedua Newton adalah "tautologi dan berlebihan".
Kausaliti dalam persamaan dan formula pengiraan
Persamaan hanya menerangkan proses interaksi, tanpa perlu mentafsir satu badan sebagai punca pergerakan badan lain dan meramalkan keadaan sistem selepas pergerakan ini selesai. Peranan prinsip kausaliti dalam persamaan matematik adalah sekunder berbanding fizik.
Potongan dan nomologi
Kemungkinan pandangan kausalitas bebas masa mendasari pandangan deduktif-nomologi (D-N) bagi penjelasan saintifik tentang sesuatu peristiwa yang boleh digabungkan ke dalam undang-undang saintifik. Dalam representasi pendekatan D-N, keadaan fizikal dikatakan boleh dijelaskan jika, dengan menggunakan undang-undang (deterministik), ia boleh diperoleh daripada syarat awal yang diberikan. Keadaan awal sedemikian mungkin termasuk momen dan jarak antara satu sama lain bintang, jika kita bercakap, sebagai contoh, mengenai astrofizik. "Penjelasan deterministik" ini kadangkala dipanggil kausal.determinisme.
Determinisme
Keburukan pandangan D-N ialah prinsip kausalitas dan determinisme lebih kurang dikenal pasti. Oleh itu, dalam fizik klasik, diandaikan bahawa semua fenomena adalah disebabkan oleh (iaitu, ditentukan oleh) peristiwa terdahulu mengikut undang-undang alam yang diketahui, yang memuncak dalam penegasan Pierre-Simon Laplace bahawa jika keadaan semasa dunia diketahui dari ketepatan, keadaan masa depan dan masa lalunya juga boleh dikira. Walau bagaimanapun, konsep ini biasanya dirujuk sebagai determinisme Laplace (bukannya "kausalitas Laplace") kerana ia bergantung pada determinisme dalam model matematik - determinisme seperti yang diwakili, contohnya, dalam masalah Cauchy matematik.
Kekeliruan kausalitas dan determinisme amat ketara dalam mekanik kuantum - sains ini bersebab dalam erti kata bahawa dalam banyak kes ia tidak dapat mengenal pasti punca kesan yang sebenarnya diperhatikan atau meramalkan kesan punca yang sama, tetapi, mungkin, masih ditentukan dalam beberapa tafsirannya - contohnya, jika fungsi gelombang diandaikan tidak benar-benar runtuh, seperti dalam tafsiran banyak dunia, atau jika keruntuhannya disebabkan oleh pembolehubah tersembunyi, atau hanya mentakrifkan semula determinisme sebagai nilai yang menentukan kebarangkalian dan bukannya kesan khusus.
Sukar tentang kompleks: kausaliti, determinisme dan prinsip kausaliti dalam mekanik kuantum
Dalam fizik moden, konsep kausaliti masih belum difahami sepenuhnya. Kefahamanrelativiti khas mengesahkan andaian kausalitas, tetapi mereka menjadikan makna perkataan "serentak" bergantung kepada pemerhati (dalam erti kata di mana pemerhati difahami dalam mekanik kuantum). Oleh itu, prinsip relativistik kausalitas mengatakan bahawa punca mesti mendahului tindakan mengikut semua pemerhati inersia. Ini bersamaan dengan mengatakan bahawa sebab dan kesannya dipisahkan oleh selang masa, dan bahawa kesan itu adalah milik masa depan sebab itu. Jika selang masa memisahkan dua peristiwa, ini bermakna isyarat boleh dihantar antara mereka pada kelajuan tidak melebihi kelajuan cahaya. Sebaliknya, jika isyarat boleh bergerak lebih cepat daripada kelajuan cahaya, ini akan melanggar kausalitas kerana ia akan membolehkan isyarat dihantar pada selang pertengahan, yang bermaksud bahawa, sekurang-kurangnya beberapa pemerhati inersia, isyarat akan kelihatan seperti bergerak ke belakang dalam masa. Atas sebab ini, kerelatifan khas tidak membenarkan objek berbeza berkomunikasi antara satu sama lain lebih pantas daripada kelajuan cahaya.
Relativiti Am
Dalam kerelatifan am, prinsip kausaliti digeneralisasikan dengan cara yang paling mudah: sesuatu kesan mestilah tergolong dalam kon cahaya masa hadapan puncanya, walaupun ruang masa melengkung. Kehalusan baru mesti diambil kira dalam kajian kausalitas dalam mekanik kuantum dan, khususnya, dalam teori medan kuantum relativistik. Dalam teori medan kuantum, kausalitas berkait rapat dengan prinsip lokaliti. Walau bagaimanapun, prinsiplokaliti di dalamnya dipertikaikan, kerana ia sangat bergantung pada tafsiran mekanik kuantum yang dipilih, terutamanya untuk eksperimen jalinan kuantum yang memenuhi teorem Bell.
Kesimpulan
Walaupun kehalusan ini, kausaliti kekal sebagai konsep penting dan sah dalam teori fizikal. Sebagai contoh, tanggapan bahawa peristiwa boleh disusun menjadi sebab dan kesan adalah perlu untuk mencegah (atau sekurang-kurangnya memahami) paradoks sebab akibat seperti "paradoks datuk" yang bertanya: "Apa yang berlaku jika seorang pengembara sempat membunuh datuknya sebelum dia pernah jumpa nenek dia?"
Kesan rama-rama
Teori dalam fizik, seperti kesan rama-rama daripada teori huru-hara, membuka kemungkinan seperti sistem parameter teragih dalam kausaliti.
Cara yang berkaitan untuk mentafsir kesan rama-rama adalah dengan melihatnya sebagai menunjukkan perbezaan antara penggunaan tanggapan sebab-akibat dalam fizik dan penggunaan sebab-akibat yang lebih umum. Dalam fizik klasik (Newtonian), dalam kes umum, hanya syarat-syarat yang perlu dan mencukupi untuk berlakunya sesuatu peristiwa sahaja (secara eksplisit) diambil kira. Pelanggaran prinsip kausalitas juga merupakan pelanggaran undang-undang fizik klasik. Hari ini, ini hanya dibenarkan dalam teori marginal.
Prinsip kausalitas membayangkan pencetus yang memulakan pergerakan objek. Dengan cara yang sama, rama-rama bolehdianggap sebagai punca puting beliung dalam contoh klasik yang menerangkan teori kesan rama-rama.
Kausaliti dan graviti kuantum
Cusal Dynamic Triangulation (disingkat CDT), yang dicipta oleh Renata Loll, Jan Ambjörn dan Jerzy Jurkiewicz serta dipopularkan oleh Fotini Markopulo dan Lee Smolin, ialah pendekatan kepada graviti kuantum yang, seperti graviti kuantum gelung, tidak bergantung pada latar belakang. Ini bermakna bahawa dia tidak menganggap sebarang arena sedia ada (ruang dimensi), tetapi cuba untuk menunjukkan bagaimana struktur ruang-masa itu sendiri berkembang secara beransur-ansur. Persidangan Loops '05, yang dianjurkan oleh banyak ahli teori graviti kuantum gelung, termasuk beberapa pembentangan yang membincangkan CDT di peringkat profesional. Persidangan ini menjana minat yang besar daripada komuniti saintifik.
Pada skala besar, teori ini mencipta semula ruang-masa 4 dimensi yang biasa, tetapi menunjukkan bahawa ruang-masa mestilah dua dimensi pada skala Planck dan menunjukkan struktur fraktal pada kepingan masa tetap. Menggunakan struktur yang dipanggil simplex, ia membahagikan ruang-masa kepada bahagian-bahagian kecil segi tiga. Simpleks ialah bentuk umum bagi segi tiga dalam pelbagai dimensi. Simpleks tiga dimensi biasanya dipanggil tetrahedron, manakala yang empat dimensi adalah blok bangunan utama dalam teori ini, juga dikenali sebagai pentatope atau pentachoron. Setiap simpleks berbentuk geometri rata, tetapi simpleks boleh "dilekatkan" bersama dalam pelbagai cara untuk mencipta ruang melengkung. Dalam kes di mana sebelumnyapercubaan untuk menyegitiga ruang kuantum menghasilkan alam semesta bercampur dengan terlalu banyak dimensi, atau alam semesta minimum dengan terlalu sedikit, CDT mengelakkan masalah ini dengan hanya membenarkan konfigurasi di mana punca mendahului sebarang kesan. Dalam erti kata lain, bingkai masa semua tepi mudah yang bersambung, mengikut konsep CDT, mesti bertepatan antara satu sama lain. Oleh itu, mungkin kausaliti mendasari geometri ruang-masa.
Teori hubungan sebab dan akibat
Dalam teori hubungan sebab-akibat, kausalitas menduduki tempat yang lebih menonjol. Asas pendekatan graviti kuantum ini ialah teorem David Malament. Teorem ini menyatakan bahawa struktur ruang masa sebab adalah mencukupi untuk memulihkan kelas konformalnya. Oleh itu, mengetahui faktor konformal dan struktur sebab sudah cukup untuk mengetahui ruang-masa. Berdasarkan ini, Raphael Sorkin mencadangkan idea hubungan kausal, yang merupakan pendekatan asas diskret kepada graviti kuantum. Struktur kausal ruang-masa diwakili sebagai titik primordial, dan faktor konformal boleh diwujudkan dengan mengenal pasti setiap elemen titik primordial ini dengan isipadu unit.
Apa yang dikatakan oleh prinsip kausalitas dalam pengurusan
Untuk kawalan kualiti dalam pembuatan, pada tahun 1960-an, Kaworu Ishikawa telah membangunkan rajah sebab-akibat yang dikenali sebagai "rajah Ishikawa" atau "rajah minyak ikan". Rajah mengkategorikan semua punca yang mungkin kepada enam punca utamakategori yang dipaparkan secara langsung. Kategori ini kemudiannya dibahagikan kepada subkategori yang lebih kecil. Kaedah Ishikawa mengenal pasti "punca" tekanan antara satu sama lain oleh pelbagai kumpulan yang terlibat dalam proses pengeluaran firma, syarikat atau syarikat. Kumpulan ini kemudiannya boleh dilabelkan sebagai kategori pada carta. Penggunaan gambar rajah ini kini melangkaui kawalan kualiti produk, dan ia digunakan dalam bidang pengurusan lain, serta dalam bidang kejuruteraan dan pembinaan. Skim Ishikawa telah dikritik kerana gagal membezakan antara syarat yang diperlukan dan mencukupi untuk konflik timbul antara kumpulan yang terlibat dalam pengeluaran. Tetapi nampaknya Ishikawa langsung tidak memikirkan tentang perbezaan ini.
Determinisme sebagai pandangan dunia
Pandangan dunia deterministik percaya bahawa sejarah alam semesta boleh digambarkan secara menyeluruh sebagai perkembangan peristiwa, mewakili rantaian sebab dan akibat yang berterusan. Penentu radikal, sebagai contoh, pasti bahawa tidak ada perkara seperti "kehendak bebas", kerana segala-galanya di dunia ini, pada pendapat mereka, tertakluk kepada prinsip korespondensi dan sebab akibat.
