Bueno, claro, Aristóteles dijo que el estado natural era requerir causa (y propósito), mientras que Newton postulaba que el estado natural puede ser independiente, que es solo una forma de hablar “axiomáticamente” a la manera de las matemáticas. En matemáticas simplemente eriges axiomas y deduces el resto. Eso es quizás lo que Sean quiere decir con la falta de “necesidad” de causalidad en el nivel fundamental actual de la física, pero siempre ha sido así desde Newton. El gran éxito de la agenda de Newton fue elegir una muy buena metafísica axiomática acausal, y luego simplemente quedar atrapado en la física del movimiento planetario. Fue bueno porque funcionó.
Luego pasa a dar una clase bastante estándar sobre entropía, etc. Lo que podría haber mencionado es que en la física fundamental hay conceptos de causalidad, tanto en cuanto a cuántica como en relatividad. Las descripciones del mundo que ofrece la teoría cuántica no son estáticas, la imagen evoluciona. El tiempo entra explícitamente en la formulación de Schrodinger y en la imagen de Heisenberg. En la imagen de Schrodinger, una función de onda cuando se deja sola, cambia. Esto no es un efecto emergente de la posibilidad macroscópica como las formas en que un huevo se rompe, al menos no directamente. Si considera un pulso de luz en movimiento y bien formado en algún momento t, en algún momento posterior se habrá aplanado. En la imagen de Heisenberg, la importancia de las propiedades mismas cambia con el tiempo. Entonces, en efecto, es la forma en que se relacionan todas las propiedades que genera tiempo en un nivel fundamental. Esta es una visión más sofisticada del tiempo, y quizás encontremos formas de causalidad más sutiles.
¿Qué pasa con la causalidad en la relatividad especial? Si en efecto De nuevo, debemos considerar las reglas fundamentales, no el comportamiento emergente grave (al menos todavía no existe un modelo de tablero de ajedrez estadístico universalmente aceptado para esto, como lo sugiere Richard Feynman). La idea aquí es que la información de las “señales” no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. (Esto plantea la pregunta de qué entendemos por “información” y nos introduce en una discusión sobre la termodinámica y la teoría cuántica también, pero el punto es que estos son temas válidos e interesantes, y de ninguna manera están completamente resueltos).
Bien, ahora supongamos que nunca inventamos el patio o el medidor, sino que descubrimos la velocidad de la luz y decidimos medir todas las distancias en segundos. Si recuerdo correctamente, la luz viaja alrededor de un pie en un nanosegundo, así que eso nos da una escala. Sé que la causa y el efecto deberían estar analizando la semántica de algún tipo de mecanismo, pero podemos ignorarlo por el momento, porque primero vamos a considerar lo que no es posible, mecanismo o no mecanismo. Porque si no puede obtener físicamente ningún tipo de señal entre dos puntos según las reglas, entonces no importa cuál sea la conexión, en lugar de eso, simplemente podemos mostrar que la conexión no es posible bajo ninguna circunstancia. Esta es la naturaleza del principio de causalidad en la física, es una prohibición, no una explicación.
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Si decimos que dos puntos están “conectados causalmente”, no queremos decir en la física que hay una causa necesariamente, solo estamos permitiendo que pueda haber. (De hecho, este es un tipo de “lógica modal”, la lógica de posibilidad y necesidad).
Entonces, si tenemos dos eventos que ocurren en el mismo lugar y en diferentes momentos, entonces están “conectados causalmente”. Para todos los observadores. Eso tiene mucho sentido. (Puede ver que este es un tipo de uso artificial de la palabra causal, porque podríamos tener un destello fuerte seguido de un destello débil de la misma bombilla, incluso si los destellos se cronometran al azar).
Pero supongamos que tenemos dos recuadros con “eventos” que ocurren donde un evento es nano segundo más tarde que otro. Si colocamos las cajas juntas (menos de un nanosegundo), los flashes no están “conectados causalmente”. Pero si movemos las cajas a varios nanosegundos (pies) de distancia, están “conectados causalmente”.
¿Qué significa esto? Bueno, significa que para todos los observadores del segundo caso, las luces siempre serán una después de la otra. Pero para el primer caso donde las cajas están cerca, hay posibles marcos de referencia donde los observadores no estarán de acuerdo sobre qué luz se encendió primero.
¿Qué tiene esto que ver con la causa y el efecto? Bueno, si hubiera algún tipo de causa operando entre las cajas, entonces podemos estar seguros de que no estaba funcionando cuando las cajas estaban cerradas.