При написании статьи, главным образом, использовалась материалы статьи Виктора Кулигина [1].
1. Понятия причины, следствия и условий
Общепринятого определения причины и причинности нет. Одни исследователи под причиной мыслят материальный объект, другие – явление, третьи – изменение состояния, четвертые – взаимодействие и т.п. Все попытки дать общее, универсальное определение причинности оказались неудачными. Вот, например, одно из них [2]:
«Причинность – это такая генетическая связь явлений, в которой одно явление, называемое причиной, при наличии определенных условий неизбежно порождает, вызывает, приводит к жизни другое явление, называемое следствием». Справедливое для большинства моделей, оно, не опираясь на модель, не может разрешить поставленных проблем, в частности, проблему одновременности.
Причине присущи объективность, всеобщность и универсальность. Условия играют важную роль, связывая объективную причину и следствие. При различных условиях, влияющих на главную причинную цепь, следствия будут различными. Условия как бы создают то русло, по которому течет цепь исторических событий или развитие явлений во времени.
2. Виды моделей причинно-следственных связей
Многообразие проявлений причинно-следственных связей в материальном мире обусловило существование нескольких моделей этих отношений, которые можно свести к двум следующим типам или их сочетаниям:
- эволюционная модель;
- структурная (диалектическая) модель.
Модель, объективно отражая определенную сторону связи, имеет границы применимости, за пределами которых ее использование ведет к ложным выводам. В границах своей применимости она должна обладать не только образностью, наглядностью и конкретностью, но и иметь эвристическую ценность
3. Эволюционная модель
3.1. Понятие модели
В этой модели главное внимание уделяется временной стороне причинно-следственных отношений. Одно событие – «причина» – порождает другое событие – «следствие», которое во времени отстает от причины. Запаздывание – отличительный признак эволюционного подхода. Причина и следствие взаимообусловлены. Ссылка на порождение следствия причиной фиксирует внешнюю сторону этой связи, не захватывая глубоко её сущности.
Содержание понятий «причина» и «следствие» может изменяться, но причина в эволюционной модели всегда предшествует следствию. Следствие одной цепи может явиться причиной и началом другой цепи, следующей за первой во времени. Эволюционный подход развивался Ф. Бэконом, Дж. Миллем, Юмом. Последний игнорировал генезис, отрицая объективный характер причинности, и сводил причинную связь к простой регулярности событий.
3.2. Методика применения эволюционной модели
1. При эволюционном описании причинно-следственной сети полная причинная сеть огрубляется. Выделяются главные цепи, а несущественные отсекаются, игнорируются.
2. Чтобы сохранить однозначность и приблизить описание к объективной реальности, отсеченные ветви и причинные цепи заменяются совокупностью условий.
3. Выбор той или иной причинно-следственной цепи в качестве главной определяется во многом целевыми установками исследователя. Это приводит к тому, что при одних установках главную роль выполняют одни цепи, а другие заменяются условиями. При других же установках роли тех же цепей могут поменяться.
3.3. Граница применимости модели
Причинно-следственные цепи, удовлетворяющие эволюционным моделям, как правило, обладают свойством транзитивности. Если событие А есть причина события В, а В есть причина события С, то А есть причина С. Таким способом составляются простейшие причинно-следственные цепи. Событие В может выступать в одном случае причиной, в другом – следствием. Свойство транзитивности позволяет провести детальный анализ причинной цепи. Он состоит в расчленении конечной цепи на более простые причинно-следственные звенья.
Но обладает ли конечная причинно-следственная цепь свойством бесконечной делимости? Может ли число звеньев конечной цепи стремиться к бесконечности?
Опираясь на закон перехода количественных изменений в качественные, можно утверждать, что при расчленении конечной причинно-следственной цепи мы столкнемся с таким содержанием отдельных звеньев цепи, когда дальнейшее деление станет бессмысленным. Бесконечную делимость, отрицающую закон перехода количественных изменений в качественные, Гегель именовал «дурной бесконечностью»
Переход количественных изменений в качественные возникает, например, при делении куска графита. При разъединении молекул вплоть до образования одноатомного газа химический состав не меняется. Дальнейшее деление вещества без изменения его химического состава уже невозможно, поскольку следующий этап – расщепление атомов углерода. Здесь с физико-химической точки зрения количественные изменения приводят к качественным.
В основе причинно-следственных связей лежит не самопроизвольное волеизъявление, не прихоть случая и не божественный перст, а универсальное взаимодействие. В природе нет самопроизвольного возникновения и уничтожения движения, есть взаимные переходы одних форм движения материи в другие.
4. Структурная модель
Структурная модель главное внимание уделяет взаимодействию, считая его источником причинно-следственных отношений. 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 [3], который стремился дать материалистическую трактовку одной из структурных моделей причинно-следственной связи.
Свойства структурной модели:
- объективность;
- универсальность;
- непротиворечивость;
- однозначность.
Объективность – нет возможности для субъективного истолкования процесса взаимодействия. Универсальность – применима к любому виду взаимодействий.
Непротиворечивость обусловлена тем, что, причина и следствие отражают различные стороны причинно-следственных отношений. Однозначность – независимость от способа математического описания.
Модель не противоречат реакции распада и синтеза объектов (связь разрушается или образуется) и может быть использована в квантовой механике, где широко используются понятия состояния и взаимодействия.
Два типа линейных причинно-следственных цепей
• Объектная причинная цепь: выделяем какой-либо материальный объект и следим за изменением его состояния во времени. Примером могут служить наблюдения за состоянием броуновской частицы, за эволюциями космического корабля или за распространением ЭМВ от антенны передатчика до антенны приемника.
• Информационная причинная цепь: следят за некоторым информирующим явлением, которое последовательно переходит от одного объекта к другому. Например, передача устной информации с помощью эстафеты и т.п.
Пример 1. Два заряда находятся в покое, затем один из них (первый) начинает
двигаться ускоренно
Опишем кратко происходящие процессы.
1. Объект, подействовавший на первый заряд, потерял, в частности, часть своей энергии; первый заряд стал двигаться ускоренно, излучая ЭМВ
2. Электромагнитные волны, излучённые первым зарядом, начали распространяться в пространстве.
3. Второй заряд в результате взаимодействия с волной начал тоже двигаться ускоренно и излучать энергию; первичная волна стала рассеиваться.
Пример 2. Упругое столкновение двух шаров
Движущийся шар В сталкивается с неподвижным шаром А. До столкновения состояние каждого из шаров определялось совокупностью признаков Сa и Сb, после столкновения – совокупностью С'a, С'b. Причиной изменения состояний явилось столкновение шаров, следствием – изменение состояний каждого шара.
Попробуем объяснить столкновение с точки зрения эволюционной модели. «До столкновения шар А покоился, поэтому причиной его движения является шар В, который ударил по нему». Здесь шар В выступает причиной, а движение шара А – следствием. Но с тех же самых позиций можно дать и такое объяснение: «До столкновения шар В двигался равномерно по прямолинейной траектории. Если бы не шар А, то характер движения шара В не изменился бы». Здесь причиной уже выступает шар А, а следствием – состояние шара В. Модель допускает субъективность в описании события, потому что используется за границами применимости.
Для описания упругого столкновения шаров следует использовать структурную модель.
Пример 3. Структурная модель элементарного звена эволюционной модели
взаимодействия двух объектов
При взаимодействии двух объектов они воздействую друг на друга одновремённо, см.Рис. При этом происходит изменение состояния каждого из взаимодействующих объектов, что в совокупности составит полное следствие.
5. Причинность в микромире
Марио Бунге [4] пишет об интерпретации Пси-функции:
«Одни относят функцию Пси к некоторой индивидуальной системе, другие – к некоторому действительному или потенциальному статистическому ансамблю тождественных систем, третьи рассматривают Пси-функцию как меру нашей информации, или степень уверенности относительно некоторого индивидуального комплекса, состоящего из макросистемы и прибора, или же, наконец, просто как каталог измерений, производимых над множеством идентично приготовленных микросистем». Такое многообразие вариантов истолкования Пси-функции затрудняет строгую причинную интерпретацию явлений микромира.
Признавая универсальность, всеобщность и объективность причинно-следственных связи, мы тем самым, на мой взгляд, автоматически признаём полный детерминизм микромира. У всего есть причина – одна или сколько угодно, а значит всё, в принципе можно рассчитать и предсказать в духе Лапласа.
В принципе! Реально же на каждом этапе развития науки учёный ограничен возможностями своих приборов и экономической целесообразностью проведения исследований. Поэтому квантовая механика на все времена обречена быть вероятностной наукой, довольствуясь лишь в малом классическим детерминизмом.
6. Физические дисциплины с точки зрения теории причинности
Рассмотрим классическую механику с ее тремя традиционными разделами: кинематикой, динамикой и статикой.
В кинематике силовые взаимодействия не рассматриваются, а идет описание видов движения материальных объектов. Взаимодействие подразумевается, но оно отходит на второй план, оставляя приоритет описанию связанных движений через характеристики их состояний. Кинематика отражает эволюционную сторону причинно-следственных отношений, связывающих различные состояния.
Динамика даёт полное причинно-следственное описание, опираясь на структурные модели. В этом смысле кинематику может считаться подразделом динамики.
В статике цепи следствий отсутствуют, и мы имеем дело только со связями и взаимодействиями статического характера. Но принцип причинности справедлив и здесь, поскольку понять сущность статики без применения принципа виртуальных перемещений или родственных ему принципов невозможно.
Электродинамика. Уравнения Максвелла описывают поведение волн (излучение, распространение, дифракцию и т.д.) при заданных граничных и начальных условиях. Принцип причинности привносится вместе с граничными и начальными условиями.
Динамику вносит уравнение движения Лоренца, учитывающее реакцию излучения заряда. Именно связь уравнений Максвелла и уравнения движения Лоренца обеспечивает в какой-то мере сносное причинно-следственное описание явлений электромагнетизма.
7. О чём спорят учёные
• Одновремённость причины и следствия. Одновремённы ли причина и следствие или разделены интервалом времени? Если причина и следствие одновремённы, то почему причина порождает следствие, а не наоборот? Если же причина и следствие не одновремённы, может ли существовать «чистая» причина, т.е. 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 т.п.
• Проблема однозначности причинно-следственных отношений. Порождает ли одна и та же причина одно и то же следствие или же одна причина может порождать любое следствие из нескольких потенциально возможных? Может ли одно и то же следствие быть порожденным любой из нескольких причин?
• Проблема обратного воздействия следствия на свою причину
• Проблема связи причины, повода и условий. Какова объективная взаимосвязь и отличительные признаки причины, повода и условия? Решение этих проблем зависит от выбранной модели, т.е. в значительной степени от того, какое содержание будет заложено в исходные категории «причина» и «следствие».
Заключение
• Структурная модель причинности может успешно использоваться для сравнительно простых причинных цепей и систем.
• Причинно-следственное описании сложных систем практически всегда опирается на эволюционную модель причинности.
• Проявление причинности в природе многообразно и по форме, и по содержанию. Так что рассмотренными моделями, вполне вероятно, не исчерпывается весь арсенал форм причинно-следственных отношений.
• Причинность в любой ситуации будет иметь свойствами объективности, всеобщности и универсальности. В силу этого принцип причинности выполняет в философии естествознания и естественных науках важные мировоззренческие и методологические функции.
Источники информации
1. Кулигин В. Причинность и взаимодействие в физике. http://n-t.ru/tp/ns/pvf.htm
2. Оруджев 3.М., Ахундов М.Д. Временная структура причинной связи. Филос. науки. 1969, №6.
3. Свечников Г.А. Причинность и связь состояний в физике. М., 1971
4. Бунге М. Философия физики. М., 1975. С. 99.