Причины и следствия в физике

[Лукомор]

Mihr в сообщении #1733215 писал(а):

И про плеск гипопо в Лимпопо не забываем

Он уравновешивается архимедовой силой Лимпопо.

-- добавлено через 1 минуту --

chislo_avogadro в сообщении #1733232 писал(а):

Нету сил! Но есть потоки импульса.

В чем заключается вопрос?

[Mihaylo]

realeugene в сообщении #1732355 писал(а):

Лучше просто сказать, что в электротехнике есть два типа идеальных источников

Этот момент можно легко оспорить: если идеальный источник напряжения сводится к обнулению внутреннего сопротивления ($r \to$ \ifnty$), то за идеальным источником тока стоит система с обратной связью, построенная на источнике напряжения и имеющая неустранимую задержку между током и заданием тока. То есть два типа идеальных источников можно рассматривать, но реальность сложнее.

[realeugene]

Mihaylo в сообщении #1733782 писал(а):

если идеальный источник напряжения сводится к обнулению внутреннего сопротивления

Таких не бывает.

[wrest]

chislo_avogadro в сообщении #1733232 писал(а):

Нету сил! Но есть потоки импульса.

О, я уж тоже хотел было вбросить тему замены силы на поток импульса, но подумал, что это срывание покровов ещё на эн-дцать страниц будет

[Mihaylo]

EUgeneUS в сообщении #1732400 писал(а):

а) физические уравнения не отражают причинно-следственные связи.
б) никакие уравнения не отражают причинно-следственные связи.
в) ибо равенство - отношение симметричное, а причинно-следственные связи - асимметричное\антисимметричное.

А никто не говорил, что физические уравнения отражают причинно-следственные связи. Некоторые формулировки законов явно указывают причинно-следственные связи, придавая им физичность (в противоположность математичности - игнорирования причин и следствий).

Взять то же сопротивление $R$ в законе Ома - он является всегда причиной, нельзя придумать никакого явления, чтобы сопротивление участка цепи сформировалось в зависимости от $U$ и $I$. Это какое-то супер-явление должно быть, чтобы можно было создать любое напряжение и ток, а под величины подстроилась среда. Это явный бред.

-- добавлено через 1 минуту --

Евгений Машеров в сообщении #1732437 писал(а):

Насчёт угря не уверен, поскольку не ихтиолог. Не изучал конкретно его механизм генерации.

Вам не нужно быть ихтиологом, достаточно знать, что нет иных явлений кроме ЭДС - способов генерации тока.

-- добавлено через 2 минуты --

realeugene в сообщении #1733783 писал(а):

Таких не бывает.

Пустой аргумент. Что вы доказываете? Давайте разберите лучше источник тока, перестаньте цепляться к неважным вещам. Ваш подход известен.

[realeugene]

Mihaylo в сообщении #1733785 писал(а):

Что вы доказываете?

Что вы несёте пургу.

[Mihaylo]

EUgeneUS в сообщении #1732689 писал(а):

Всё не так.
В рамках модели с сосредоточенными парамерами:

1. Свойства "участка цепи" описывается одним параметром - сопротивлением.
2. Состояние "участка цепи" описывается двумя переменными - током и падением напряжения.
3. Закон Ома для участка цепи - это уравнение состояния, которое понижает размерность, необходимую для описания состояния с двух до одного.

Всё. Никаких причин и следствий.

Чтобы добраться до сути до причин и следствий, нужно несколько расширить модель. Например, так: пусть теперь все элементы всё также точечные, а провода имеют конечную длину.
Тогда:
1. Можно нарисовать вектор Пойтинга и сказать: энергия передаётся от батарейки в резистор, а значит причина в батарейке, а в резисторе - следствие. Причем и ток, и падение напряжения на резисторе - это следствия.
2. Или так можно сказать: из-за конечной длины проводов, любое возмущение на стороне батарейки происходит раньше, чем на резисторе. А поэтому (и далее по тексту): а значит причина в батарейке, а в резисторе - следствие. Причем и ток, и падение напряжения на резисторе - это следствия.

Если же у нас не батарейка, которая идеализируется, например, идеальным источником напряжения, а источник тока, который идеализируется идеальным источником тока, то и причина будут в этом идеальном источнике тока.

Люди рассмотрели различные явления и пришли к выводу, что для создания тока всегда нужно создать напряжение. И это привело к пониманию, что причиной является напряжение, а следствием - ток. Немного это всё по-другому работает. Не нужны математические абстракции, нужен анализ физических явлений.

Вам тут уже несколько человек об этом твердят.

-- добавлено через 2 минуты --

realeugene в сообщении #1733786 писал(а):

Что вы несёте пургу.

Прошу рассказать нам больше об идеальном источнике тока!

[EUgeneUS]

Mihaylo в сообщении #1733787 писал(а):

Вам тут уже несколько человек об этом твердят.

Вау, вау, полегче.
Лукомор, для которого я писал процитированный Вами текст, свои ошибки признал. В отличие от Вас.

Mihaylo в сообщении #1733787 писал(а):

Люди рассмотрели различные явления и пришли к выводу, что для создания тока всегда нужно создать напряжение. И это привело к пониманию, что причиной является напряжение, а следствием - ток.

А эти люди сейчас с Вами в одной комнате?

Mihaylo в сообщении #1733787 писал(а):

Не нужны математические абстракции, нужен анализ физических явлений.

[Mihr]

(Оффтоп)

Mihaylo в сообщении #1733787 писал(а):

Не нужны математические абстракции, нужен анализ физических явлений.

Почему-то напомнило:

В.С. Высоцкий писал(а):

Товарищи учёные! Не сумлевайтесь, милые:
Коль что у вас не ладится — ну, там, не тот aффект, —
Мы мигом к вам заявимся с лопатами и с вилами,
Денёчек покумекаем — и выправим дефект.

[reterty]

Все же подолью масла в огонь. Ещё в 1913 году Бертран Рассел в известном эссе «On the Notion of Cause» отмечал, что развитая физика фактически отказывается от понятия причины в пользу функциональных зависимостей между переменными — то есть именно уравнений, а не причинно-следственных историй. По его мнению, «причина» — понятие, унаследованное от донаучного, обыденного мышления, и в точных формулировках физических законов оно, строго говоря, избыточно. Джуда Перл — американо-израильский информатик, профессор UCLA, лауреат премии Тьюринга (2011) за работы по вероятностным и причинным рассуждениям в ИИ (байесовские сети и структурные причинные модели). Его итоговая научно-популярная книга — «The Book of Why» (2018, в соавторстве с Дана Маккензи). Его главный тезис: стандартная статистика и стандартная математика (алгебраические уравнения, корреляции) в принципе не способны выразить причинность — для этого нужен отдельный, дополнительный язык.

Проблема, которую он решает

Возьмём $V = IR$. Как равенство, оно симметрично: $R = V/I$ ничем не хуже. Если знать любые две величины, третья восстанавливается однозначно. С точки зрения алгебры это одно и то же уравнение, записанное тремя способами. Но физически «источник напряжения задаёт $V$, а $I$ подстраивается» и «источник тока задаёт $I$, а $V$ подстраивается» — это разные ситуации в реальном мире. Обычная математика не различает эти случаи, а причинное рассуждение обязано их различать. Значит, нужен язык богаче, чем алгебраическое равенство. Перл (вслед за экономистом и когнитивистом Гербертом Саймоном, который заложил эту идею ещё в 1950-х для эконометрики) предлагает записывать причинные утверждения не как «=», а как присваивание, почти в духе языка программирования: $I := V / R$ Каждое структурное уравнение описывает автономный физический механизм — независимый «кусок природы», который можно менять, не трогая остальные уравнения системы. Именно эта автономность и даёт критерий, где причина, а где следствие.
Masatoshi Yamauchi, "On the Mathematical Symmetry in Physical Cause-Effect Equations" (Swedish Institute of Space Physics, 2015) — короткая, но занятная работа: автор предлагает специальный «асимметричный знак равенства» именно для того, чтобы формально различать причину и следствие во втором законе Ньютона, законе Фарадея и законе Ампера — по сути инженерное решение той же проблемы, которую решает Перл через do-исчисление, но без обращения к литературе по причинному выводу.
https://www2.irf.se/~yamau/papers/causa ... n-OHP2.pdf

[EUgeneUS]

reterty
Спасибо за подборку ссылок.

Отмечу, что все эти мысли так или иначе в этой многостраничной теме были озвучены.

reterty в сообщении #1733846 писал(а):

По его мнению, «причина» — понятие, унаследованное от донаучного, обыденного мышления, и в точных формулировках физических законов оно, строго говоря, избыточно.

К этому тезису у меня отношение двоякое:
1. С одной стороны, верно, что физические законы сформулированы в виде равенств и причинно-следственные связи не отражают, и не могут отражать.
2. С другой стороны, принцип причинности играет в физике значимую роль. Понятие физически реализуемой системы через него формулируется, например.

reterty в сообщении #1733846 писал(а):

Masatoshi Yamauchi, "On the Mathematical Symmetry in Physical Cause-Effect Equations" (Swedish Institute of Space Physics, 2015) — короткая, но занятная работа: автор предлагает специальный «асимметричный знак равенства» именно для того, чтобы формально различать причину и следствие во втором законе Ньютона, законе Фарадея и законе Ампера — по сути инженерное решение той же проблемы,

Не читал, но осуждаю
Искать причины и следствия в физических законах - занятие бессмысленное. Совершенно бессмысленное.
Если и имеет смысл искать причины и следствия - так это при анализе систем. Кстати, что и происходит: при обсуждении "причин и следствий в законе Ома" в качестве аргументов предлагаются именно системы, которые сильно выходят за рамки одного резистора

-- добавлено через 16 минут --

reterty в сообщении #1733846 писал(а):

Возьмём $V = IR$. Как равенство, оно симметрично: $R = V/I$ ничем не хуже. Если знать любые две величины, третья восстанавливается однозначно. С точки зрения алгебры это одно и то же уравнение, записанное тремя способами. Но физически «источник напряжения задаёт $V$, а $I$ подстраивается» и «источник тока задаёт $I$, а $V$ подстраивается» — это разные ситуации в реальном мире.

Это ложная дихотомия.
Реальный мир гораздо богаче этих двух вариантов.
Во-1-х. Не бывает идеальных источников напряжения и идеальных источников тока. Всегда есть ненулевое внутреннее сопротивление источника.
Во-2-х. Хорошо, мы можем сказать, что
а) если $r \gg R$, то это источник тока.
б) если $r \ll R$, то это источник напряжения.
в) Но возможен вариант $r \sim R$. Тогда "что под что подстраивается"?

-- добавлено через 1 минуту --

reterty в сообщении #1733846 писал(а):

Каждое структурное уравнение описывает автономный физический механизм — независимый «кусок природы», который можно менять, не трогая остальные уравнения системы. Именно эта автономность и даёт критерий, где причина, а где следствие.

Не нужно придумывать новые слова для обозначения существующих понятий.
"независимый «кусок природы»" - это система.
Вместе, с произвольностью выбора системы, кстати.

[Евгений Машеров]

Mihaylo в сообщении #1733785 писал(а):

Взять то же сопротивление $R$ в законе Ома - он является всегда причиной, нельзя придумать никакого явления, чтобы сопротивление участка цепи сформировалось в зависимости от $U$ и $I$.

При свечах писать изволите? Потому как у лампы накаливания сопротивление от тока зависит (через зависимость сопротивления от температуры, а та от мощности, выделяемой на нити накала, а уж она от тока). Впрочем, у "энергосберегаек" тоже сопротивление от тока зависит.

[realeugene]

Mihaylo в сообщении #1733785 писал(а):

Взять то же сопротивление $R$ в законе Ома - он является всегда причиной, нельзя придумать никакого явления, чтобы сопротивление участка цепи сформировалось в зависимости от $U$ и $I$. Это какое-то супер-явление должно быть, чтобы можно было создать любое напряжение и ток, а под величины подстроилась среда. Это явный бред.

Э... Диод?

[Евгений Машеров]

Mihaylo в сообщении #1733787 писал(а):

Люди рассмотрели различные явления и пришли к выводу, что для создания тока всегда нужно создать напряжение.

Не знаю, в одной или соседней комнате с Вами люди, придерживающиеся такой точки зрения, но вот в соседней со мной комнате люди, которые твёрдо знают, что перенос зарядов через мембрану нейрона происходит против напряжения, в силу механической деформации потребляющей АТФ аденозинтрифосфатазы. А потом ток, при формировании потенциала действия, обусловлен разностью концентраций ионов, то есть осмотическим давлением. И спорить с ними я не вправе, они доктора биологических наук, а я кандидат технических.

[Mihaylo]

Евгений Машеров в сообщении #1734097 писал(а):

перенос зарядов через мембрану нейрона происходит против напряжения

Если вы или докторы наук считаете, что явление обращается, то должно соблюдаться обращение уравнения $I=F(U)$, а именно: $U = F^{-1}(I)$ и не иначе. А то, возможно, имеет место возникновения побочных явлений, в результате которых одновременно с током каким-то образом возникает какое-то несвязанное напряжение. Но раз напряжение возникает, значит есть определённая составляющая тока неосмотического характера, если обращение явлений я правильно понимаю...

То же самое было в примере с раздвиганием обкладок конденсатора (копайте в глубине темы) - тут правда тока не было по-честному, но напряжение возникло. Если обкладки конденсатора раздвинуть от расстояния $d$ до расстояния $2d$, то напряжение удвоится независимо от того, как быстро двигать обкладки (независимо от "псевдотока").

-- добавлено через 14 минут --

В процессе дискуссии я подметил, что далеко не все правильно понимают обращение физических явлений.

Например, законы газа $\frac{pV}{T}=C$ или другие формы уравнений не отражают никакого конкретного физического явления. Тут требуется уточнение, что делают с газом.