Досужие мысли

Да, вот это тоже момент, который я не понимала: разница между детерминизмом и причинностью. Мне казалось, это одно и то же :)

"Причинность нарушается тогда, когда причина и следствие меняются местами"

Тогда почему обратимость законов ньютоновской механики не считается нарушением причинности?

From:

Я не достаточно точно выразилась. Нарушением причинности называют то, что причина и следствие меняются местами не в том смысле, о котором писала в связи с обратимостью законов механики, а в смысле того, что будущее повлияло на прошлое: событие А реально вызвало событие В, явилось его причиной, без него В не могло бы произойти, а при этом (в какой-то системе отсчета) событие В происходит раньше события А. Типичный пример - найти записку из будущего, которую еще не успели написать. Или получить телефонный звонок из будущего, т.е. который в момент его получения еще не был совершен. Именно это имеют ввиду, когда говорят о нарушении причинности. И именно такой эффект мог бы получится, если бы что-то могло бы распространятся со скоростью большей скорости света. И именно это отсекается в СТО за счет ограничения скорости распространения любых взаимодействий скоростью света.

From:

Сообразила, что я в моих примерах использую произвольно А и В, совсем забыв про вашу красивую картинку. Если говорить в терминах этой картинки, то вместо В нужно подставить С.

From:

"событие А реально вызвало событие В"

Да, но нам ведь заранее неизвестно, реально или не реально? Мы именно и пытаемся установить причинно-следственную связь, совершая событие А и определяя, вызвало оно событие В или нет? Потому что другого способа установить причинность у нас, вообще говоря, нет (то, что в ряде случаев мы способны предсказать последствия А, воспользовавшись расчетами, не меняет существа дела: все наши формулы, теоретические модели - результат прежних испытаний).

Путаницу же с событиями на разных диаграммах можно не принимать в расчет: ясно, что изображение трех событий на моей исходной диаграмме - ненужное усложнение ситуации; видимо, ее авторы не могли устоять перед обаянием магического числа "три" :)

From:

//"событие А реально вызвало событие В"
Да, но нам ведь заранее неизвестно, реально или не реально?//
- В примерах с запиской и телефонным звоном из будущего - известно.

//Мы именно и пытаемся установить причинно-следственную связь, совершая событие А и определяя, вызвало оно событие В или нет?//
- Нет, я не об этом писала. Я в своем предыдущем комментарии писала о том, что называют нарушением причинности. Пыталась ответить на ваш вопрос о том, почему обратимость законов механики не считается нарушением причинности и привела примеры того, что считается нарушением.

From:

А можно ли сформулировать принцип причинности в каком-то явном виде? А то конкретных примеров как-то недостаточно :(

Я думала, что принцип причинности - это утверждение о наличии причинно-следтственной связи, но, похоже, это не так.

From:

//Я думала, что принцип причинности - это утверждение о наличии причинно-следтственной связи, но, похоже, это не так.//
- У него несколько значений, используемых в разных областях. Я в этом разговоре понимаю его так, как в физике в рамках СТО.
Да, вы правы, причинность предполагает наличие причинно-следственной связи между двумя событиями А и С - в том смысле, что без А не было бы возможно С. (Но совершенно не обязательно при этом, что А достаточно для появления С. То есть детерминизм в этом никак не замешан, его наличие или отсутствие не имеет значения).
Соблюдение причинности означает то, что если без А невозможно С, и С произошло, то А произошло раньше по времени, чем С. (И при этом именно такая последовательность видна из любой системы отсчета). А если эта последовательнось откуда-нибудь может быть видна наоборот во времени, то причинность нарушена. (Пока такого не замечено, если не считать некоторых квантовых эффектов, где это нарушение можно заподозрить).

Edited Date: 2018-01-13 01:27 am (UTC)

From:

Иными словами, А называется причиной С, если оно является его необходимым условием? А принцип состоит в том, что у всех событий обязательно есть необходимые условия? То есть, для любого события С можно найти такое условие А, что С не может произойти, если не произойдет А?

From:

//А принцип состоит в том, что у всех событий обязательно есть необходимые условия? //
- Нет, совершенно не это я пыталась выразить. А то, что если событие А необходимо для С, то А обязательно раньше С во всех ситемах отсчета.

From:

Я тут старалась, а оказалось, что в википедии все это есть :))
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BF_%D0%BF%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B8%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8

From:

Спасибо, действительно, статья в Вики дает предельно ясную формулировку. Принцип причинности просто-напросто позволяет установить (рассчитать на основании знания их пространственно-временных координат), какие события могут (в принципе) влиять друг на друга, а какие - не могут.

Никаких утверждений о том, действительно ли события друг на друга влияют, он вообще не содержит. Получается, что принцип причинности к детерминизму (понимаемому как способность предсказать состояние Вселенной в момент т2, зная ее состояние в момент т1) не имеет вообще никакого отношения, потому что детерминизм утверждает, что причинно-следственная связь существует, а принцип причинности только определяет, для каких событий она возможна.

From:

Да, все так. Рада, что статья решила этот вопрос :)

From:

Не просто статья, но вся совокупность терпеливых разъяснений, Ваших и других комментаторов, за что всем вам большое спасибо!

На мой взгляд, вы (все вместе) блестяще продемонстрировали именно то, для чего, как мне кажется, ЖЖ идеально предназначен: можно задать вопрос в пространство и получить ответ специалиста. Наверное, рано или поздно я и сама бы догадалась посмотреть в Вики, но в интерактивном режиме осваивать тему гораздо интереснее :)

From:

А вам спасибо и за ваши вопросы, и за пост, и за ссылку на недетерминизм в ньютоновской механике! Я вчера много этим занималась, узнала новое. Прочитала и ту статью, и еще кое-что по следам ее.

From:

” Спасибо, действительно, статья в Вики дает предельно ясную формулировку.”
Че же в ней ясного:), Вики пишет: «В специальной теории относительности ПП утверждает, что любое событие A произошедшее в точке пространства-времени …, может повлиять на событие B, произошедшее в точке пространства-времени …, только при условии: t'-t>0 и …, где с — предельная скорость распространения взаимодействий, равная, согласно современным представлениям, скорости света в вакууме. Иными словами, интервал между событиями A и B должен быть времениподобен (событие A предшествует событию B в любой системе отсчёта).»
Я же в точности это же самое один в один написал во втором комментарии:
«Если события А и Б могут быть связаны причинной связью, то взаимодействие (а его максимальная скорость есть скорость света) успело дойти от А до Б. Поэтому событие А всегда будет раньше Б. … если для того, что бы от одного события добраться до другого, требуется превышение скорости света, то такие события не могут быть причинно связаны.»
Свет успел дойти от А до Б, А находится в световом конусе Б, интервал между событиями A и Б должен быть времениподобен – это эквивалентные высказывания, одно и то же разными словами.

Но все это говорит только о том, когда может быть (может быть – не значит есть) причинная связь, а когда нет. Но это никак не помогает понять, а что же такое причинность сама по себе?

From:

"Я же в точности это же самое один в один написал во втором комментарии"

Да, и Вы, и некоторые другие комментаторы проявили необыкновенную щедрость, терпеливо разъясняя мне, в чем тут дело - спасибо большое Вам за это! Без вас и статья не пошла бы мне впрок.

"Но все это говорит только о том, когда может быть (может быть – не значит есть) причинная связь, а когда нет"

Вот именно этого-то я и не понимала! Мне казалось, что "принцип причинности" - это что-то вроде утверждения, что у всякого явления обязательно должна быть причина, и я не понимала, как такое утверждение можно доказать? Но, как теперь выяснилось, такого утверждения никто и не собирался выдвигать :)

"что же такое причинность сама по себе?"

Как я уже, кажется, написала где-то выше, причинность сама по себе - это просто наше индуктивное заключение, сделанное на основании многих попыток вызвать событие В, совершаяя событие А. Если это всегда получается, значит, А является причиной В :)

From:

Ага, похоже разобрались.

Маленькое дополнение. Вы как-то упоминали инфляционное расширение Вселенной (https://egovoru.livejournal.com/57286.html).
Интересно отметить, что эта гипотеза частично была вызвана принципом причинности. Если бы Вселенная расширялась по более простым моделям, типа Фридмана, то сейчас мы бы наблюдали различные области, которые ранее не были причинно связаны. А отсутствие причинной связанности говорит о том, что всякие неоднородности не могли «перемешаться». Однако, мы наблюдаем, что Вселенная на больших масштабах очень однородна. Инфляционная модель объясняет это так: в результате такого быстрого расширения небольшая причинно связанная область раздулась так сильно, что только ее мы сейчас и наблюдаем.

From:

Вики пишет, что "Модель Фридмана описывает однородную изотропную в общем случае нестационарную Вселенную", то есть, он вроде бы уже учел эту наблюдаемую однородность? И вроде инфляционная стадия у него тоже была? В любом случае, я не понимаю толком, чем модель Гута (и более поздние) отличаются от модели Фридмана - только большей скоростью расширения?

From:

Модель Фридмана предполагает, но не объясняет однородность Вселенной. В модели Фридмана расширение происходит следующим образом. Если мы возьмем некую точку во вселенной и будем следить за количеством материи в световом конусе прошлого этой точки, то увидим, что оно возрастает. Т.е. количество объектов, которые могли влиять на эту точку, возрастает со временем. Грубо говоря, «радиус причинности» возрастает. Поэтому, согласно модели Фридмана, сейчас мы должны наблюдать множество частей Вселенной, которые в ранние времена никак не могли быть причинно связанными. Но, есть флуктуации, они есть в классической механике, а в квантовой тем более. Если есть «перемешивание», то флуктуации будут затухать и исчезать. Но происходить это может только в причинно связанной области. Разница между причинно несвязанными областями сохранится. После отделения излучения (которое сейчас называется реликтовым) от вещества оно должно было сохранить в своей структуре «слепок» этих флуктуаций. Излучение само с собой просто так не взаимодействует, поэтому имевшиеся на момент его отделения флуктуации должны были в нем сохраниться. Однако, наблюдается высочайшая однородность реликтового излучения.
Инфляционная модель заявила следующее. Когда флуктуации были особенно велики, произошло расширение с огромной скоростью, при этом каждая небольшая причинно связанная область «раздулась» до размеров, которые значительно превышают доступную наблюдению Вселенную. А вот потом все вернулось на модель Фридмана с небольшой скоростью расширения. Таким образом, мы с нашей вселенной находимся внутри огромной области, которая когда-то была причинно связанной, поэтому вокруг нас все такое однородное.

From:

Спасибо за подробное объяснение. А почему же при высокой скорости расширения, предполагаемой инфляционной моделью, количеством материи в световом конусе прошлого каждой точки не возрастает, как при медленном расширении?

From:

Извините, что долго не мог ответить:(

При переходе от обычного расширения к инфляционному количеством материи в световом конусе прошлого каждой точки начинает убывать. (В этом рассуждении не учитывается, что материя может нарождаться в процессе этого расширения.) Стадия инфляционного расширения была очень короткой. За время этой стадии световой конус расширился очень незначительно, а вот само пространство растянулось очень сильно. Поэтому после такого расширения в световом конусе осталась только одна флуктуация, одна причинно связанная область, даже ее небольшая часть. Все стало очень однородным.

Дополнение. Часто рисуют, пишут и говорят, что вот мол, в какое-то время, вселенная увеличилась от размера протона до размера апельсина. Это не совсем хорошая популяризация. Большой взрыв произошел не в точке, а везде. Когда говорят о размере, на самом деле имеют в виду величину некого параметра, входящего в уравнения, описывающие это расширение.

From:

Еще хотела Вас спросить: а есть ли какие-нибудь другие экспериментальные свидетельства в пользу инфляции, кроме гомогенности реликтового излучения? А то ведь эту гомогенность, наверное, можно было бы объяснить и как-то иначе?

Вики пишет: "On 17 March 2014, astrophysicists of the BICEP2 collaboration announced the detection of inflationary gravitational waves in the B-mode power spectrum, providing the first clear experimental evidence for cosmological inflation and the Big Bang.[1][2][3][4][5] However, on 19 June 2014, lowered confidence in confirming the cosmic inflation findings was reported.[6][7][8]"

From: