微觀因果性

微觀因果性,是微觀領域中的因果關係。在巨觀物理學中因果性已歸納成為一條基本規律──因果律。實踐證明任何巨觀物理現象都不會與因果律矛盾。物理學中因果律可一般地表述為:對於任何線性“信號發生器”來說,“輸入”到達以前不可能先有“輸出”。

微觀因果性

微觀領域中的因果關係。在巨觀物理學中因果性已歸納成為一條基本規律──因果律。實踐證明任何巨觀物理現象都不會與因果律矛盾。物理學中因果律可一般地表述為:對於任何線性“信號發生器”來說,“輸入”到達以前不可能先有“輸出”。

狹義相對論得知,任何物體運動或信號傳播的速度都不可能超過(真空中的)光速,因此又可將物理學中的因果律表述為:如果兩個事件之間的間隔是類空的,則它們不可能相互影響。

從因果律出發可以導出物理可測量之間的積分關係式──色散關係,後者在物理學的許多領域中都有用。在微觀領域內,雖尚未能作出判決性的檢驗,但人們普遍認為微觀現象仍將遵從因果律,或至少認為它是一個合理的假定。

本質上說微觀因果性的研究是與相對論密切相關的,因此在非相對論性量子力學中,要給出因果律的確切表述是困難的。粗略地說來,它與經典電磁理論中的表述類似,體現在對散射振幅的約束上;在入射波碰到散射中心以前,散射波的振幅必然為零。

量子場論中,因果律體現在對於場算符對易關係式的約束上:採用海森伯繪景時,如果兩個玻色場算符之間的間隔是類空的,則它們的對易子等於零(相應地,對於兩個費密場算符,則是它們的反對易子等於零)。由此引伸出,對於微觀可測量,當兩次測量點之間的間隔是類空的,則不會彼此干擾。量子場論中,微觀因果性與么正性譜條件交叉對稱性等原理結合起來,也可以導出散射振幅滿足的色散關係。

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