Füüsika uurib looduslike
objektidega toimuvaid nähtusi. Nähtus tähendab millegi
toimumist, millegi muutumist. Igal muutumisel on aga mingi
põhjus ja iga muutus kutsub esile midagi uut. Kutsub esile uue
nähtuse. Nähtuste vahel esineb põhjuslik seos —
üks sündmus põhjustab teise sündmuse toimumise.
Füüsika uuribki looduse põhjuslikke seoseid.
Just neid kõige üldisemaid. Näiteks seda, kuidas
taevakehade vaheline gravitatsioon nende liikumise trajektoori vormib.
Looduse toimuva mõistmine, looduse tunnetamine seisneb
nähtustevaheliste põhjuslike seoste märkamises.
Mõned näited põhjuslikult seotud nähtustest:
Maa külgetõmme sunnib kehi kukkuma allapoole;
vastastikmõju tagajärjeks on keha liikumise muutumine;
soojenemisel kehad paisuvad;
valguse neeldumisel kehad soojenevad;
elektrivool tekitab magnetvälja.
Ennustatavus ja juhuslikkus
Füüsika üks olulisi väärtusi avaldub
võimes ennustada loodusnähtusi ja nendega kaasnevat.
Vaadeldes konkreetsete objektidega asetleidvaid nähtusi ja
avastades nendevahelisi põhjuslikke seoseid, saame ka uutes,
veel läbi proovimata olukordades ennustada, mida üks
või teine tegevus esile kutsub. Näiteks kui laseme
kristallvaasi käest lahti, ei pea omama erilisi
sensitiivivõimeid, et ennustada: vaas kukub maha ja läheb
katki. Me teame, et gravitatsioon põhjustab vaasi järjest
kiirema kukkumise ning põrandaga kohtumisel mõjub viimane
vaasile piisavalt suure jõuga, et habras kristallklaas puruneks.
Purunemise ennustamiseks ei pea me olema varem täpselt samasuguse
vaasiga samades tingimustes pillamise katset läbi teinud. Me
oskame üldistada teiste sarnaste nähtuste vaatlemisel
avastatud põhjuslikke seoseid.
Ennustamise aluseks on põhjuslike seoste tunnetamine.
Põhjuslikkust saab liigitada võimalike tagajärgede
arvu järgi. Kui mingi sündmus saab põhjustada vaid
ühe kindla tagajärje, on tegemist fatalistliku põhjuslikkusega
(fatalis — ladina
k. ettemääratud). Fatalistlik põhjuslikkus
tähendab ettemääratust. Näiteks saame
sajaprotsendiliselt kindel olla, et kiirusega 5 m/s ühtlaselt ja
sirgjooneliselt liikuma hakkav keha jõuab 10 sekundiga 50 meetri
kaugusele. Muud võimalust lihtsalt pole. Muutumatu kiirus ja
sirge trajektoor määravad selle keha asukoha ette ära
mistahes tulevaseks ajahetkeks.
Fatalistliku ehk ettemääratud põhjusliku seose
korral on ennustamine võimalik. Mitme võimaliku
tagajärje korral aga tagajärge ennustada ei saa ja siis tuleb
mängu juhuslikkus.
Mitme võimaliku tagajärje korral on tegemist mittefatalistliku põhjuslikukusega.
Siin
võib
eristada
juhte,
kus
tagajärgede
arv
on
kindel
ja
me
saame hinnata ühe või teise tagajärje esinemise
tõenäosust. Näiteks ei saa me täringuviske
tulemust ette ennustada, kuid teame, et tagajärjeks on kuus
erinevat võimalust ja nende esinemise tõenäosused on
võrdsed (1/6 ehk 16,7 %). Kui võimalike tagajärgede
arv on teada ja nende esinemise tõenäosust saab hinnata, on
tegemist juhusliku
põhjuslikkusega.
Kui aga võimalike tagajärgede arv pole määratav
ja ükski realiseerunud tagajärg pole täpselt korratav,
on tegemist kaootilise
põhjuslikkusega. Kaootilise põhjuslikkuse näiteks
võib tuua õnnevalamise tulemuse või mullide
tekkimise vee väljavoolamisel pudelist .
Kui kummuli pudelist vesi välja voolab, siseneb õhk
sellesse kaootiliselt.
Kui pudelit enne keerutada, saab kindlalt ennustada keerise teket ja
vee kiiremat voolamist..
Raudkuulist pendel võngub magnetite kohal kaootiliselt.
Näiv põhjuslikkus
Looduse tunnetamise käigus esineb oht, et põhjuslike seoste
otsimisel avastab füüsik tõelise põhjuslikkuse
asemel näiva põhjuslikkuse. Näiv põhjuslikkus
on selline, kus tagajärje rollis esinev sündmus on
põhjustatud mitte põhjuseks peetavast sündmusest,
vaid mingist kolmandast, esmapilgul märkamata jäänud
sündmusest. Näiteks astroloogilised seaduspärasused on
suure tõenäosusega määratud mitte tähtkujude
asendiga vaid Päikese ja Kuu mõjuga.
Elektrinähtuste uurimise algaastatel arvati, et kuna säde on
sinaka värvusega, siis elekter armastab sinist ja kardab punast
värvi. Seepärast kasutati isolatsioonimaterjalina just punast
siidniiti ja katsed kinnitasid sellise valiku õigsust. Punase
siidniidi otsa riputatud metallkuulille jäi elektrilaeng
püsima aga hõbedane traat juhtis laengud minema. Toona
arvati, et mittejuhtimise põhjuseks on punane värvus.
Hiljem selgus, et tegelik põhjus peitub hoopis materjalis
— siidis puuduvad vabad laetud osakesed ja sellepärast ei juhigi
elektrit.
Füüsika ohud
Lisaks ohule tõe pähe võtta näivat
põhjuslikkust, on füüsika seotud veel teistsuguste
tõsiste ohtudega. Füüsikaga seotud ohud on
eelkõige need, mille tekkimise on teinud võimalikuks
füüsika areng.
Kõige tuntum neist on globaalse tuumasõja oht. Aga
ohtlik on ka raske avarii tuumatehnoloogia mistahes muus valdkonnas.
Freoonide kasutamisest tingitud osooniaugu tekkimise taga on samuti
suuresti just füüsika areng. Näiteid saab tuua veelgi.
Inimohvritega õnnetused liikluses või rikkis
elektriseadmete kasutamisel on samuti võimalikuks saanud
tänu füüsikale.
