更新时间:2022-08-25 14:59
微观因果性(microscopic causality)是微观领域指中的因果关系。宏观物理学中因果性已归纳成为一条基本规律——因果律。实践证明,任何宏观物理现象都不会与因果律矛盾。物理学中因果律可一般地表述为:对于任何线性“信号发生器”来说,“输入”到达以前不可能先有“输出”。微观因果性与相对论密切相关,它与经典电磁理论的表述类似,体现在对散射 振幅的约束上。
因果性是指事件的原因总是出现在结果之前这一客观规律。一些物理学家认为:因果关系是自然界的普遍关系,是不能违背的。在微观世界中发生的事件,其结果也必然是在其原因之后,这就是微观因果性。薛定谔方程是时间的一次偏微商的方程,因此,波函数完全由初始时刻的状态决定,他们认为这实际上是微观因果性的表现。
由狭义相对论得知,任何物体运动或信号传播的速度都不可能超过(真空中的)光速,因此又可将物理学中的因果律表述为:如果两个事件之间的间隔是类空的,则它们不可能相互影响。
从因果律出发可导出物理可测量之间的积分关系式——色散关系,后者在物理学的许多领域中都有用。微观领域内虽尚未能作出判决性的检验,但普遍认为微观现象仍将遵从因果律,或至少认为它是一个合理的假定。
从本质上说,微观因果性的研究是与相对论密切相关的,因此在非相对论性量子力学中,要给出因果律的确切表述是困难的。粗略地来说,它与经典电磁理论中的表述类似,体现在对散射振幅的约束上:在入射波碰到散射中心以前,散射波的振幅必然为零。
量子场论中,因果律体现在对于场算符对易关系式的约束上:采用海森伯绘景时,如果两个玻色场算符之间的间隔是类空的,则它们的对易子等于零(相应地,对于两个费米场算符,则是它们的反对易子等于零)。由此引申出,对于微观可测量,当两次测量点之间的间隔是类空的,则不会彼此干扰。量子场论中,微观因果性与幺正性、谱条件、交叉对称性等原理结合起来,也可导出散射振幅满足的色散关系。