微觀因果性

微觀因果性（microscopic causality）是微觀領域指中的因果關係。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”。微觀因果性與相對論密切相關，它與經典電磁理論的表述類似，體現在對散射 振幅的約束上。

基本介紹

• 中文名：微觀因果性
• 外文名：microscopic causality
• 特徵：微觀領域中的因果關係
• 表述：“輸入”到達前不可能有“輸出”
• 套用學科：量子力學術語
• 範疇：理工科

概念

因果性是指事件的原因總是出現在結果之前這一客觀規律。一些物理學家認為：因果關係是自然界的普遍關係，是不能違背的。在微觀世界中發生的事件，其結果也必然是在其原因之後，這就是微觀因果性。薛丁格方程是時間的一次偏微商的方程，因此，波函式完全由初始時刻的狀態決定，他們認為這實際上是微觀因果性的表現。

基本原理

由狹義相對論得知，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。微觀領域內雖尚未能作出判決性的檢驗，但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。
從本質上說，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。粗略地來說，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，對於兩個費米場算符，則是它們的反對易子等於零）。由此引申出，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，也可導出散射振幅滿足的色散關係。