Министерство Образования Российской Федерации
Тульский Государственный Университет
Кафедра физики
реферат
Релятивистская причинность
Выполнил: студент группы 520331 Никитин Иван.
Проверил: Жарков Р.В.
Тула 2003
Содержание
| Введение | 2 |
| Концепции причинности | 3 |
| Характеристика релятивистской концепции причинности | 4 |
| Проблемы релятивистской концепции причинности | 6 |
| Вывод | 10 |
| Список использованной литературы | 11 |
Философия причинности имеет большую значимость, поскольку, раскрытие содержания и конкретизация понятий должны опираться на ту или иную конкретную модель взаимной связи понятий. Существует несколько моделей причинно-следственных связей, принятых классической физикой. Исторически сложилось так, что любая модель этих отношений может быть сведена к одному из двух основных типов моделей или их сочетанию.
· Модели, опирающиеся на понятие "взаимодействие" (структурные или диалектические модели). Главное внимание здесь уделяется взаимодействию как источнику причинно-следственных отношений. В роли причины выступает само взаимодействие. Большое внимание этому подходу уделял Кант, но наиболее четкую форму диалектический подход к причинности приобрел в работах Гегеля. Из современных советских философов этот подход развивал Г. А. Свечников, который стремился дать материалистическую трактовку одной из структурных моделей причинно-следственной связи.
Существующие и использующиеся модели различным образом вскрывают механизм причинно-следственных отношений, что приводит к разногласиям и создает основу для философских дискуссий. Острота обсуждения и полярный характер точек зрения свидетельствуют об их актуальности.
Основной из дискутируемых является проблема одновременности причины и следствия. Одновременны причина и следствие или разделены интервалом времени? Если причина и следствие одновременны, то почему причина порождает следствие, а не наоборот? Если же причина и следствие – неодновременны, может ли существовать "чистая" причина, то есть причина без следствия, которое еще не наступило, и "чистое" следствие, когда действие причины кончилось, а следствие еще продолжается? Что происходит в интервале между причиной и следствием, если они разделены во времени, и так далее?
На основе пространственно-временных представлений теории относительности возникла концепция причинности, которая рядом существенных пунктов отличается от причинности, принятой классической физикой. Новая концепция углубила понимание сущности причинности. В частности, она разрешила старый спор о том, одновременны или разновременны причина и следствие, показав, что причина всегда предшествует следствию во времени. Но вместе с тем новая концепция сама столкнулась с рядом трудностей, которые и определяют содержание проблемы причинности в теории относительности.
Проблема причинности чаще всего поднимается в связи с квантовой физикой. Ее острота в данной науке обусловлена статистическим характером квантово-механическях закономерностей. С точки зрения квантовой физики, наблюдатель на основе знания начальных условий квантового объекта, в принципе, не может однозначно определить его будущее состояние. Он может определить лишь вероятность такого состояния. Поэтому неизбежно встает задача — выяснить природу причины вероятностей, а также механизм их сочетания с объективной детерминированностью квантовых процессов.
Теория относительности является не статистической, а динамической теорией. Проблема причинности, с которой она сталкивается, совершенно иного рода. Она затрагивает не вопрос о неоднозначности связи между причиной и следствием, а пространственно –временной аспект причинности.
В теории относительности существуют различные формы проблемы причинности. Одна из них возникает в специальной теории относительности, другая — в общей.
2. Концепции причинности.
Понятие причинности многозначно. В различных отраслях знания и даже в рамках одной науки в термин “причинность” нередко вкладывается разное содержание. Иногда под причинностью понимают процесс порождения причиной следствия, иногда — влияние, которое оказывает одно явление на другое. Существует и такая трактовка, которая рассматривает причинность как возможность предсказуемости на основе знаний одних явлений — новых явлений и т. д. Нередко ведутся споры о том, какое понимание причинности является истинным. Однако поиски истинного значения причинности, если под последним подразумевается некое универсальное и единственно возможное значение, бесплодны. Основными являются трактовки причинности, основанных на двух физических теориях.
· Принцип дальнодействия. На этом принципе базируется физика Ньютона. Высказывает мнение, что причинное действие может передаваться с какой угодно большой скоростью. Отсюда следовала принципиальная возможность установить причинную связь между любыми событиями Вселенной. С принципом дальнодействия связан следующий парадокс. По “логике вещей” причина должна предшествовать следствию. Но, ввиду того, что скорость причинного действия бесконечна, причина и следствие должны быть одновременными.
· Принцип близкодействия. Этой трактовки придерживается теория относительности. Согласноэтомупод причинностью обычно понимают влияние, которое оказывает событие, происшедшее раньше, на событие, происшедшее позже. Скорость передачи причинного действия конечнаи не может превышать скорости света в вакууме. Этот принцип устраняет упомянутый парадокс, а вместе с тем накладывает ограничение на возможность установления причинной связи между событиями. В соответствии с ним не все, а лишь некоторые события могут находиться между собой в отношении причины и следствия. То есть данное событие может оказать влияние только на те события, которые происходят позже его, и не может оказывать влияния на события, совершившиеся раньше. Вклад теории относительности в развитие представлений о причинности связан именно с таким пониманием ее сущности.
Стоит отметить, что ограничение, накладываемое теорией относительности на причинность, не является чисто негативным. Оно не только сужает область причинно связанных событий, но и приводит к переосмыслению содержания самого понятия причинности.
3. Характеристика релятивистской концепции причинности.
Для концепции причинности, разработанной на основе теории относительности, характерны следующие черты.
· Во-первых, она утверждает, что причинность есть отношение не между вещами, а между событиями. Вообще говоря, такое понимание причинности совместимо и с классической физикой. Однако здесь связь между событиями может быть заменена связью между вещами. С точки зрения теории относительности, понятие события является необходимым для формулировки принципа причинности. Именно понятие события, которое характеризуется не только местом, где оно произошло, но и временем, когда оно произошло, дает возможность поставить пространственно-временные условия причинно-следственной связи.
· Во-вторых, условие, по которому скорость причинного действия конечна и не может превышать скорости света в вакууме, приводит к следующему пониманию причинности. Причинно связанными могут быть лишь такие события, квадрат расстояния между которыми (в трехмерном пространстве) — dl2 не превышает величины c2dt2, где с — скорость света, dt — промежуток времени, разделяющий данные события. О таких событиях говорят, что они разделены временно-подобным интервалом. В пространстве Минковского указанные события располагаются вдоль временно-подобных линий. О событиях, для которых имеет место неравенство с2dt2<dl2, говорят, что они разделены пространственно-подобным интервалом. Между ними не может быть установлено никакой причинной связи. Причинное действие более раннего события, не превышающее скорости света, не сможет достичь того места в пространстве в тот момент времени, где и когда происходит второе, более позднее событие. Например, какая-либо внеземная цивилизация, возникшая раньше земной и добившаяся значительно больших достижений, в этом случае не может повлиять на земную цивилизацию, путем сообщения соответствующей информации о своем опыте и научных достижениях.
· В-третьих. Существенным моментом релятивистского учения о причинности, является утверждение об ее инвариантности. Это означает следующее. Допустим, что имеются два события А и В. Эти события располагаются на некоторой временно-подобной линии в пространстве Минковского. Если А есть причина Bв некоторой инерциальной системе отсчёта, то Aявляется причиной Bи в некоторой другой инерциальной системе отсчёта, движущейся относительно первой со скоростью меньшей скорости света. Инвариантность причинности означает что линия, являющаяся временно-подобной в одной системе отсчёта, временно-подобна и в другой.