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第十章 经典物理学中的因果原理(1/2)

    因果原理,象通常所构写的那样,申言每一个事件都是某个原因的结果。原因与结果这两个概念的内容不可能严格地转述出来,因为自然事件是不能被孤立起来的。因此,“原因为与“结果”这两个词汇根本不出现在自然律中,我们有的只是用数学函数表达的事件间的相互联系。每一事件均被解释为状态的变化;每一状态均由某些量值表明其特征,而每一自然律则陈述这些量值的各种变化之间的关系,正是这些量值的变化描述了各种各样的事件。在可能的场合下,量值的变化都被假定为无限小,此时自然律就表述成微分方程的形式。

    由于微分定律是不能直接证实的微观定律,在判断这一认识方法的价值时我们必须谨慎。虽然如此,这种认识方法却符合于下列的经验事实,即一切观察到的结果都是连接的结果,也就是说,每当可以表明一个事件依赖于相隔一定时空距离的另一事件时,在这两个事件之间就总是有另外一些也依赖于它们的事件存在,而且其存在的方式是较大的时间间隔对应于较大的空间距离。这样,经典物理学中典型的自然律是这样的一种公式,它以某一点上事件对于其紧邻事件的依赖关系来表示该事件,此即“场方程”。(“场”指的是一个空间区域,它的每一个点上的状态完全由某些量的值所决定。)在场物理学中,力图用这些量来描述所有的事件并从而也仅仅用场方程来表述例如原子及电子的过程。最著名的场方程是麦克斯韦为电磁过程所构写的。但它们肯定不是对于任意小的区域都为真。涡环原子论也属于场物理学的一种类型。

    从这一观点出发,因果原理显得很容易在自然的四维描述中表达。它似乎断言四维柱体的内部完全由时间方向上任意薄的任一截面及柱面(边界条件)二者所决定。也可以说,由两个纯粹空间的截面及表面所完全决定。由此,虽然作为前面描述过的时空流形结构的结果,类时方向具有优先的作用,但过去一将来方向较之将来一过去方向并没有更为可取的地方。这样,我们无论说过去决定将来还是说将来决定过去都是完全一样的。但是“决定”这个词的意思是什么?因果原理和决定论这二者的意义正好都取决于这一点。一事件为另一事件因果地决定,这无疑是这两事件之间一种真实的联系;但这仅仅意味着在这两者之间总是能发现另一些有依赖性的事件。虽然如此,我们一定得同意休漠的主张,即在两事件间寻找因果链或某种粘合剂是毫无意义的。