Классическая механика

Параметром, характеризующим состояние механической системы, что является совокупность всех координат и импульсов материальных точек, составляющих эту систему. Задать состояние механической системы - значит указать все координаты rі (xі, yі, zі) и импульсы Pі всех материальных точек. Основная задача динамики состоит в том, чтобы, зная начальное состояние системы и законы движения (законы Ньютона), однозначно определить состояние системы во все последующие моменты времени, то есть однозначно определить траектории движения частиц.

Траектории движения получаются путем интегрирования дифференциальных уравнений движения. Траектории движения дают полное описание поведения частиц в прошлом, настоящем и будущем, то есть характеризуются свойствами детерминированности и обратимости. Здесь полностью исключается элемент случайности, все заранее жестко причинно-следственно обусловлено. Можно сказать, что в динамических теориях необходимость, отраженная в формуле закона выступает как абсолютная противоположность случайному.

В науке утвердилась точка зрения о том, что только динамические законы полностью отражают причинность в природе. Причем понятие причинности связывается со строгим детерминизмом в лапласовском духе. Здесь уместно привести фундаментальный принцип, провозглашенный Лапласом, и отметить вошедший в науку в связи с принципом образ, именуемый «демоном Лапласа»: «Мы должны рассматривать существующее состояние Вселенной как следствие предыдущего состояния и как причину последующего. Ум, который в данный момент знал бы все силы, действующие в природе, и относительное положение всех составляющих ее сущностей, если бы он еще был столь обширен, чтобы ввести в расчет все эти данные, охватил бы одной и той же формулой движения крупнейших тел Вселенной и легчайших атомов. Ничто не было бы для него достоверным, и будущее, как и прошедшее, стояло бы перед его глазами».

Возникновение теории относительности не изменило бы установившегося в классической физике детерминистского подхода. В релятивной теории, несмотря на совершенно иной взгляд на пространство - время, вся эволюция физических явлений так же определяется знанием начальных условий и дифференциальных уравнений движения, на основе чего однозначно можно охарактеризовать состояние системы в прошлом, настоящем и будущем в любой заданный момент времени. То есть при описании четырехмерного пространства теория относительности предполагает заданной всю совокупность состояний, способствующих любому моменту времени (для каждого наблюдателя как совокупность состояний по мере течения его собственного времени).