Principiul cauzalității

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 24 februarie 2021; verificarea necesită 1 editare .

Principiul cauzalității este unul dintre principiile fizice cele mai generale [1] , care stabilește limitele admisibile pentru influența evenimentelor unul asupra celuilalt [1] .

În fizica clasică , această afirmație înseamnă că orice eveniment care s- a întâmplat la un moment de timp poate afecta un eveniment care a avut loc într-un moment de timp doar la . Astfel, fizica clasică permite o rată arbitrar de mare de transfer al interacțiunilor. $La),\$ $t,\$ $B(t'),\$ $t',\$ $t'>t$

Când se iau în considerare efectele relativiste, principiul cauzalității trebuie modificat, deoarece timpul devine relativ - poziția relativă a evenimentelor în timp poate depinde de cadrul de referință ales. În teoria relativității speciale , principiul cauzalității afirmă că orice eveniment care a avut loc într-un punct din spațiu-timp poate afecta un eveniment care a avut loc într-un punct din spațiu-timp numai cu condiția: și unde c este viteza limită a propagarea interacțiunilor, egală, conform conceptelor moderne, cu viteza luminii în vid. Cu alte cuvinte, intervalul dintre evenimente trebuie să fie asemănător timpului (un eveniment precede un eveniment în orice cadru de referință). Astfel, un eveniment este conectat cauzal cu un eveniment (fiind consecința lui) numai dacă se află în regiunea evenimentelor absolut viitoare ale unui con de lumină cu un vârf în eveniment - o astfel de definiție a principiului cauzalității trece fără modificări în teoria generală a relativității . Dacă două evenimente și sunt separate printr-un interval asemănător spațiului (adică niciunul dintre ele nu se află în interiorul unui con de lumină cu un vârf într-un alt eveniment), atunci succesiunea lor poate fi inversată prin simpla alegere a unui cadru de referință (FR): dacă într-unul FR apoi într-un alt FR se poate dovedi că Acest lucru nu contrazice principiul cauzalității, deoarece niciunul dintre aceste evenimente nu îl poate afecta pe celălalt. $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}.\$

În teoria cuantică, principiul cauzalității este exprimat ca absența corelației între rezultatele măsurătorilor în puncte separate de un interval asemănător spațiului. În interpretarea obișnuită, aceasta este o condiție a operatorilor câmpurilor cuantificate - pentru aceste puncte ele comută, astfel încât mărimile fizice care depind de ele pot fi măsurate simultan fără perturbări reciproce. În teoria matricei de împrăștiere, nu avem de-a face cu cantități măsurabile din trecutul infinit îndepărtat până în viitorul infinit îndepărtat, astfel încât formularea principiului cauzalității este mai complexă și este exprimată de condiția de microcauzalitate Bogolyubov .

Într-una dintre teoriile gravitației cuantice - teoria triangulației dinamice cauzale dezvoltată de Jan Ambjorn și Renata Loll - principiul cauzalității este una dintre condițiile impuse conjugării simplexelor elementare și se datorează acesteia faptul că spațiu-timp devine patrudimensional la scară macroscopică.

Este important de menționat că, chiar și în absența unei influențe cauzale a evenimentului asupra acestor evenimente, acestea pot fi corelate prin influența cauzală asupra lor a celui de-al treilea eveniment , situat la intersecția regiunilor trecutului absolut pentru și : în timp ce intervalele și timpul sunt similare, - asemănătoare spațiului. Deci, viteza de fază a unei unde electromagnetice poate depăși viteza luminii în vid , drept urmare oscilațiile câmpului în puncte spațiu-timp separate de un interval asemănător spațiului se dovedesc a fi corelate. În mecanica cuantică , stările sistemelor cuantice separate de un interval asemănător spațiului nu trebuie, de asemenea, să fie independente (vezi paradoxul Einstein-Podolsky-Rosen ). Cu toate acestea, aceste exemple nu contrazic principiul cauzalității, deoarece astfel de efecte nu pot fi utilizate pentru transmiterea superluminală a interacțiunii. Putem spune că principiul cauzalității interzice transmiterea informațiilor la viteză superluminală. $A$ $B$ $C$ $A$ $B$ $CA$ $CB$ $AB$

Principiul cauzalității este un principiu stabilit empiric, a cărui validitate este astăzi de nerefuzat [1] , dar nu există nicio dovadă a universalității sale.

Vezi și

Cauză
Sistem cauzal
Mișcarea FTL
Condiția de microcauzalitate a lui Bogolyubov este o formulare a principiului cauzalității în teoria câmpului cuantic axiomatic
Ouroboros

Note

↑ 1 2 3 Principiul de cauzalitate Enciclopedia fizică . - T. IV. — p. 119–121.