Kausalitetsprincipen

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 24 februari 2021; verifiering kräver 1 redigering .

Kausalitetsprincipen är en av de mest allmänna fysiska principerna [1] , som fastställer de tillåtna gränserna för händelsernas påverkan på varandra [1] .

I klassisk fysik betyder detta uttalande att varje händelse som hände vid ett ögonblick kan påverka en händelse som hände vid ett ögonblick först vid . Således tillåter klassisk fysik en godtyckligt hög hastighet av överföring av interaktioner. $På),\$ $t,\$ $B(t'),\$ $t',\$ $t'>t$

När relativistiska effekter beaktas måste kausalitetsprincipen modifieras, eftersom tiden blir relativ – händelsernas relativa läge i tiden kan bero på den valda referensramen. I den speciella relativitetsteorin säger kausalitetsprincipen att varje händelse som inträffade vid en tidpunkt i rymden kan påverka en händelse som inträffade vid en tidpunkt i rymden endast under villkoret: och där c är den begränsande hastigheten för spridning av interaktioner, lika, enligt moderna koncept, med ljusets hastighet i vakuum. Med andra ord måste intervallet mellan händelser vara tidsliknande (en händelse föregår en händelse i vilken referensram som helst). Således är en händelse kausalt kopplad till en händelse (som dess konsekvens) endast om den är i området för absolut framtida händelser av en ljuskon med en vertex i händelsen - en sådan definition av kausalitetsprincipen övergår utan förändringar i allmän relativitetsteori . Om två händelser och är åtskilda av ett mellanrumsliknande intervall (det vill säga ingen av dem är inuti en ljuskon med en vertex i en annan händelse), kan deras sekvens vändas genom att helt enkelt välja en referensram (FR): om i en FR sedan i en annan FR kan det visa sig att Detta strider inte mot kausalitetsprincipen, eftersom ingen av dessa händelser kan påverka den andra. $A(t,{\mathbf {r}}),\$ $(t,\mathbf {r} ),$ $B(t',{\mathbf {r'}}),\$ $(t',{\mathbf {r'}}),\$ $t'-t>0\$ $c^{2}(tt')^{2}-({\mathbf {r}}-{\mathbf {r'}})^{2}>0,\$ $A$ $B$ $A$ $B$ $B$ $A$ $A$ $A$ $B$ $t_{A}<t_{B},\$ $t_{A}>t_{B}.\$

I kvantteorin uttrycks kausalitetsprincipen som frånvaron av korrelation mellan resultaten av mätningar vid punkter åtskilda av ett mellanrumsliknande intervall. I den vanliga tolkningen är detta ett villkor för operatörerna av kvantiserade fält - för dessa punkter pendlar de, så de fysiska storheter som är beroende av dem kan mätas samtidigt utan ömsesidiga störningar. I teorin om spridningsmatrisen handlar vi inte om mätbara storheter från det oändligt avlägset förflutna upp till en oändligt avlägsen framtid, så formuleringen av kausalitetsprincipen är mer komplex och uttrycks av Bogolyubovs mikrokausalitetstillstånd .

I en av teorierna om kvantgravitation - teorin om kausal dynamisk triangulering utvecklad av Jan Ambjorn och Renata Loll - är kausalitetsprincipen ett av de villkor som ställs på konjugeringen av elementära simpliceringar , och det är på grund av det att rum-tid blir fyrdimensionell på makroskopiska skalor.

Det är viktigt att notera att även i frånvaro av en orsaksmässig påverkan av händelsen på dessa händelser, kan de korreleras med orsakspåverkan på dem av den tredje händelsen , som ligger i skärningspunkten mellan regionerna i det absoluta förflutna för och : medan intervallen och tiden är lika, - rymdliknande. Så, fashastigheten för en elektromagnetisk våg kan överstiga ljusets hastighet i vakuum , som ett resultat av vilket fältsvängningar vid rum-tidspunkter åtskilda av ett rymdliknande intervall visar sig vara korrelerade. Inom kvantmekaniken krävs inte heller att tillstånden i kvantsystem separerade av ett rymdliknande intervall är oberoende (se Einstein-Podolsky-Rosen-paradoxen ). Dessa exempel motsäger dock inte kausalitetsprincipen, eftersom sådana effekter inte kan användas för superluminal överföring av interaktion. Vi kan säga att kausalitetsprincipen förbjuder överföring av information i superluminal hastighet. $A$ $B$ $C$ $A$ $B$ $CA$ $CB$ $AB$

Kausalitetsprincipen är en empiriskt etablerad princip, vars giltighet är obestridlig idag [1] , men det finns inga bevis för dess universalitet.

Se även

Orsak
Orsakssystem
FTL-rörelse
Bogolyubovs mikrokausalitetstillstånd är en formulering av kausalitetsprincipen i axiomatisk kvantfältteori
Ouroboros

Anteckningar

↑ 1 2 3 Kausalitetsprincip Physical Encyclopedia . - T. IV. — s. 119–121.