Причины и следствия в физике

[Mihaylo]

EUgeneUS в сообщении #1730597 писал(а):

И про правило Джоуля-Ленца.

Нет, не это правило. Правило Ленца указывает направление тока при изменении магнитного поля. Связано с законом Фарадея:
$e = - d\Phi / dt$

Генераторный режим электрической машины описывается законом Фарадея. И это не никак не связано с силой Лоренца, так как законы необратимы.

[chislo_avogadro]

wrest в сообщении #1730581 писал(а):

Почти весь создаваемый человечеством электрический ток только так и производят: механически крутят ротор электрогенератора

Может быть даже без "почти", если брать суть процесса - накопление энергии в поле.

[Mihaylo]

Поподробнее про силу Лоренца в электрической машине, как бы это грамотнее объяснить: сила направлена по касательной к ротору, заряды раскручивают ротор)))

В генераторном режиме надо силу повернуть на 90 градусов? Как вы себе обращение электрической машины представляете?) Чтобы ток появился без напряжения.))) Эх...

[chislo_avogadro]

ozheredov в сообщении #1730582 писал(а):

А батарейка Дюраселл?

Здесь против сил поля работает химическая реакция.

[Mihaylo]

https://edu.tsu.ru/eor/resourse/241/html/27.html

Цитата:

Кусочек сахара, помещенный в горячий чай, растворяется в нем, но никогда не бывает, чтобы из горячего чая, в котором уже растворен кусочек сахара, этот последний выделился и вновь собрался в виде кусочка. Конечно, получить сахар, выпарив его из раствора, можно. Но этот процесс сопровождается изменениями в окружающих телах, что свидетельствует о необратимости процесса растворения. Необратимым является и процесс диффузии. И вообще примеров необратимых процессов можно привести сколь угодно много. По сути, любой процесс, протекающий в природе в реальных условиях, является необратимым.

И я добавлю, что такие фундаментальные законы, как закон Ома и Второй закон Ньютона описывают необратимые процессы. Нельзя, например, обнулить ускорение тела, чтобы автоматически обнулить действующую на него силу. Это так не работает.

[warlock66613]

Mihaylo в сообщении #1730621 писал(а):

Нельзя, например, обнулить ускорение тела, чтобы автоматически обнулить действующую на него силу.

Почему нельзя-то? Такого закона природы нет. Стол примерно так и работает: обнуляет ускорение того что на нём лежит, соответственно автоматически обнуляется и сила.

[Anton_Peplov]

Развели тут некоторые философию где не надо.

Физический закон - это уравнение. Если это уравнение не содержит времени, то говорить о его обратимости или необратимости бессмысленно. Если содержит, то обратимость - это инвариантность уравнения к замене $t$ на $-t$.

[epros]

Не плеснуть ли бензинчика в разгоревшееся пламя?

EUgeneUS в сообщении #1730597 писал(а):

С психологической точки зрения иллюзия, что "напряжение есть причина тока" понятна.

Мне вот с "психологической точки зрения" очень близка иллюзия, что ток в катушке зажигания - причина высокого напряжения на контактах прерывателя.

Понятия причин и следствий - не специфически физические, они всегда применяются там, где мы намерены выводить из первых вторые. Вопрос только в том, что из чего выводить. А когда закон имеет форму равенства, то без разницы, выводить ли левую часть из правой или правую из левой.

И, кстати, световой конус тут тоже ни при чём. Просто наша практика такова, что мы умеем влиять на будущие события своими прошлыми действиями, но не умеем влиять на прошлые события своими будущими действиями. Поэтому мы говорим: "Прошлое (наши действия) является причиной будущего (их последствий)".

Если практика человека такова, что он понимает, как посредством подключения проводника к батарейке "дуракель" создать в этом проводнике ток, то он говорит: "Причиной тока является напряжение". А у меня вот такая практика: Я вхожу в комнату и вижу, что батарейка "дуракель" подключена к такой бооооольшой катушке, в которой, соответственно, течёт ток. Я подхожу к катушке и рву цепь руками, и тут меня шарашит высоким напряжением, причиной которого, конечно же, не может быть эта маленькая батарейка. Тогда я понимаю: "Причиной высокого напряжения является ток в катушке".

[EUgeneUS]

Mihaylo в сообщении #1730613 писал(а):

Последний раз редактировалось Mihaylo
14.08.2026, 12:51, всего редактировалось 2 раз(а).


EUgeneUS в сообщении #1730597

писал(а):

Цитата:

И про правило Джоуля-Ленца.

Нет, не это правило.

Вы вообще читаете, что пишут, и о чём пишут?

[warlock66613]

Anton_Peplov в сообщении #1730628 писал(а):

Если содержит, то обратимость - это инвариантность уравнения к замене $t$ на $-t$.

Это почти так, но есть нюанс. При замене необходимо допустить компенсирующую операцию симметрии. Например, для уравнения Шрёдингера это замена волновой функции на комплексно-сопряжённую. А в классической гамильтоновой механике это переворот импульсов. "Чистая" симметрия к замене $t \to -t$ в законах физики практически не встречается.

[EUgeneUS]

epros в сообщении #1730629 писал(а):

Не плеснуть ли бензинчика в разгоревшееся пламя?

В этом пламени горит только ТС
Остальные или пытаются его потушить \ вразумить, или наоборот бензинчика подливают

epros в сообщении #1730629 писал(а):

Понятия причин и следствий - не специфически физические, они всегда применяются там, где мы намерены выводить из первых вторые. Вопрос только в том, что из чего выводить. А когда закон имеет форму равенства, то без разницы, выводить ли левую часть из правой или правую из левой.

Не совсем так.
Рассмотрим генератор Ван-дер-Граафа. Там всё медленно, и можно проследить "временной лаг", как заряды механически переносятся лентой на сферу генератора.
Так как есть временной лаг между переносом заряда снизу транспортером и стеканием его на внешнюю поверхность сферы, можно заявить, что высокий потенциал сферы есть следствие переноса на неё заряда.
Но задачи-то вокруг этого можно по-разному ставить:
1. Найти заряд сферы
2. Найти потенциал сферы
3. Найти средний ток, который заряжает сферу
и т.д.
И разные формулировки задач ("что из чего выводить") никак не влияют на то, что мы считаем причиной, а что следствием.

epros в сообщении #1730629 писал(а):

И, кстати, световой конус тут тоже ни при чём. Просто наша практика такова, что мы умеем влиять на будущие события своими прошлыми действиями, но не умеем влиять на прошлые события своими будущими действиями. Поэтому мы говорим: "Прошлое (наши действия) является причиной будущего (их последствий)".

Световой конус тут при чем в том смысле, что это некая формализация в рамках СТО Ваших же слов, начиная со слова "Просто...".

epros в сообщении #1730629 писал(а):

Если практика человека такова, что он понимает, как посредством подключения проводника к батарейке "дуракель" создать в этом проводнике ток, то он говорит: "Причиной тока является напряжение". А у меня вот такая практика: Я вхожу в комнату и вижу, что батарейка "дуракель" подключена к такой бооооольшой катушке, в которой, соответственно, течёт ток. Я подхожу к катушке и рву цепь руками, и тут меня шарашит высоким напряжением, причиной которого, конечно же, не может быть эта маленькая батарейка. Тогда я понимаю: "Причиной высокого напряжения является ток в катушке".

"Алиса, не надо меня путать. Я сам запутаюсь" (с) кот Базилио.
Моя точка зрения неоднократно озвученная: говорить, что одна физическая величина есть причина или следствие другой физической величины - бессмысленно, если обе физических величины измерены в одной точке и в одно время.
В первом случае в Вашем примере: причиной тока в проводнике является событие "подключили проводник к батарейке", а не падение напряжения на проводнике.
Во втором случае в Вашем примере: причиной высокого напряжения на катушке является событие "разорвали цепь при ненулевом токе через катушку", а не сам ток через катушку.

-- добавлено через 1 минуту --

Anton_Peplov в сообщении #1730628 писал(а):

Физический закон - это уравнение. Если это уравнение не содержит времени, то говорить о его обратимости или необратимости бессмысленно. Если содержит, то обратимость - это инвариантность уравнения к замене $t$ на $-t$.

Это так, с учетом уточнения от уважамемго warlock66613.

Вот только к причинно-следственным связям это не имеет никакого отношения.

-- добавлено через 7 минут --

Mihaylo в сообщении #1730621 писал(а):

И я добавлю, что такие фундаментальные законы, как закон Ома и Второй закон Ньютона описывают необратимые процессы.

Феерично.

1. Закон Ома - это не фундаментальный закон.
Это либо эмпирическое правило, которое далеко не всегда выполняется. Либо определение сопротивления\проводимости, причем в виде тензора, как упоминалось выше.
В зависимости от того, что считать "законом Ома".

Цитата:

В физике закон Ома — изначально эмпирическое соотношение, которое было впоследствии объяснено теорией Друде о движении электронов в металлах. Это соотношение хорошо описывает часто встречаемые на практике типы проводников в квазистационарном приближении, но не является фундаментальным физическим законом и перестаёт соблюдаться в ряде ситуаций.

2. Второму закону Ньютона глубоко без разницы, какой процесс описывать - обратимый или необратимый.

[Anton_Peplov]

warlock66613
Да, конечно. Зря я не уточнил.

EUgeneUS в сообщении #1730633 писал(а):

Вот только к причинно-следственным связям это не имеет никакого отношения.

Топикстартер тут размахивал термодинамикой и необратимыми процессами. Я отреагировал.

Что такое причинность в физике, я сам не понимаю, т.е. не могу довести до формулы. По словам уважаемого amon, принцип причинности можно строго сформулировать на языке КТП, но я с КТП не знаком вообще.

amon в сообщении #1722796 писал(а):

принцип причинности постулируется, и в КТП формулируется математически на языке свойств матрицы рассеяния. Когда-то была гипотеза, что релятивистской инвариантности, унитарности, причинности и некоторых свойств аналитичности матрицы рассеяния достаточно, чтобы построить единую теорию всего, в частности, получить спектр масс элементарных частиц, поскольку эти условия накладывают очень жесткие ограничения на возможный вид зависимости матрицы рассеяния от координатных переменных. Из этого ничего не получилось.

[epros]

EUgeneUS в сообщении #1730633 писал(а):

В этом пламени горит только ТС

А, ну так Вы ж загорелись. Хорррошоооо.

EUgeneUS в сообщении #1730633 писал(а):

И разные формулировки задач ("что из чего выводить") никак не влияют на то, что мы считаем причиной, а что следствием.

А что Вы считаете причиной и следствием? Я вот как раз смотрю на это с точки зрения того, что из чего выводится.

EUgeneUS в сообщении #1730633 писал(а):

Световой конус тут при чем в том смысле, что это некая формализация в рамках СТО Ваших же слов, начиная со слова "Просто...".

Физика состоит не из одной СТО или даже ОТО, есть ещё КМ с её унитарной эволюцией, но при этом с декогеренцииями и всякими коллапсами, а ещё есть термодинамика. И для всех них важно где причины по отношению к следствиям - в прошлом или в будущем.

EUgeneUS в сообщении #1730633 писал(а):

В первом случае в Вашем примере: причиной тока в проводнике является событие "подключили проводник к батарейке", а не падение напряжения на проводнике.
Во втором случае в Вашем примере: причиной высокого напряжения на катушке является событие "разорвали цепь при ненулевом токе через катушку", а не сам ток через катушку.

Ага, т.е. Вы предлагаете применять причинно-следственную связь не к "физическим величинам", а к "событиям"? И, как я понял, у Вас прошлые события при этом никак не должны оказаться следствиями будущих?

Это я к тому, что это соответствует "прямой" задаче, о которой я говорил ранее: Мы выбираем (своё) воздействие на систему в начальный момент и рассчитываем исходя из этого её состояние в конечный момент. Это даёт нам основания говорить, что наше воздействие является причиной конечного состояния. Но есть ведь ещё и "обратная" задача: Рассчитать из целевого конечного состояния системы необходимое начальное воздействие. Почему бы в этом случае не сказать, что "причиной нашего начального воздействия является желание привести систему в такое-то конечное состояние"?

[Mihr]

Mihaylo в сообщении #1730621 писал(а):

такие фундаментальные законы, как закон Ома и Второй закон Ньютона

Называть закон Ома фундаментальным законом - преувеличение. Да, "закон Ома" - исторически сложившееся и привычное нам словосочетание. Но по сути-то это - вовсе не закон, а лишь закономерность, приближённо справедливая для металлов в довольно широком диапазоне значений силы тока и напряжения. Бывают ведь и совершенно другие соотношения между током и напряжением. Например, "закон трёх вторых" (закон Чайлда — Ленгмюра), он справедлив не для металла, а для вакуумного диода. А для какого-нибудь там кремниевого стабилитрона вольт-амперная характеристика не похожа ни на прямую, ни на полукубическую параболу. А насколько всё сложнее в плазме... В общем, никакой фундаментальности в так называемом "законе Ома" нет.
Со вторым законом Ньютона дело обстоит тоже не так уж просто. Чисто формально он представляет собою определение силы (силой, действующей на тело, называется производная импульса этого тела по времени), а законом становится, когда мы приравниваем это определение силы к векторной сумме сил, определённых как-то иначе. Так что и о его фундаментальности я бы говорил с некоторой осторожностью.

[EUgeneUS]

epros в сообщении #1730638 писал(а):

А, ну так Вы ж загорелись.

Нет (с)

epros в сообщении #1730638 писал(а):

А что Вы считаете причиной и следствием?

Формализация причинно-следственных связей - дело непростое. Мне неизвестна какая-либо полностью удовлетворительная формализация. Поэтому предлагаю ограничиться словарными, лингвистическими определениями

Цитата:

Причина. Явление или обстоятельство, которое создает другое явление (следствие). Пример: причина пожара, причина спешки.

Цитата:

Следствие. Результат или последствие: То, что вытекает из чего-либо или является итогом причины (например: причина и следствие, пожар был следствием небрежности).

В отдельных, сильно упрощенных случаях в качестве модели можно использовать импликацию. Но это очень ограниченная модель.

epros в сообщении #1730638 писал(а):

Физика состоит не из одной СТО или даже ОТО, есть ещё КМ с её унитарной эволюцией, но при этом с декогеренцииями и всякими коллапсами, а ещё есть термодинамика.

Конечно. Просто инструмент СТО - пространство Минковского удобен для задания\отображения событий.

epros в сообщении #1730638 писал(а):

И для всех них важно где причины по отношению к следствиям - в прошлом или в будущем.

Принцип причинности утверждает, что любые причины в прошлом по отношению к любым их следствиям. Насколько понимаю.

epros в сообщении #1730638 писал(а):

Ага, т.е. Вы предлагаете применять причинно-следственную связь не к "физическим величинам", а к "событиям"? И, как я понял, у Вас прошлые события при этом никак не должны оказаться следствиями будущих?

Да.
В очень упрощенной модели: "$A$ есть причина $B$" - бинарное отношение. И нужно как-то определить к какому множеству, вообще говоря, принадлежат $A$ и $B$ (трубу не предлагать )

epros в сообщении #1730638 писал(а):

Но есть ведь ещё и "обратная" задача: Рассчитать из целевого конечного состояния системы необходимое начальное воздействие. Почему бы в этом случае не сказать, что "причиной нашего начального воздействия является желание привести систему в такое-то конечное состояние"?

Нет никакого возражения против "Почему бы в этом случае не сказать, что "причиной нашего начального воздействия является желание привести систему в такое-то конечное состояние".
Нужно только понимать, что возникновение желания (чего-то куда-то привести) - это событие, произошедшее в далеком прошлом, задолго до постановки и решения "обратной задачи", и тем более задолго до рассчитанного "начального воздействия".