Физическая энциклопедия - причинности принцип

один из наиб. общих принципов, устанавливающий допустимые пределы влияния физ. событий друг на друга: П. п. исключает влияние данного события на все прошедшие события («будущее не влияет на прошлое», «событие-причина предшествует по времени событию-следствию»). П. п. требует также отсутствия взаимного влияния таких событий, применительно к к-рым понятия «раньше», «позже» не имеют смысла: более раннее для одного наблюдателя событие представляется др.

наблюдателю более поздним; согласно спец. теории относительности, именно такая ситуация возникает, когда пространств. расстояние между событиями столь велико, а временной интервал между ними столь мал, что эти события могли бы быть связаны лишь сигналом, распространяющимся быстрее света. Требование отсутствия причинной связи между ними, к-рую мог бы осуществить соединяющий их сигнал, и ведёт к известному выводу о невозможности движений со скоростью, превышающей скорость света в вакууме. В аппарате физ. теории П. п. используется прежде всего для выбора граничных условий к соответствующим ур-ниям динамики, что обеспечивает однозначность их решения.

Так, при решении Максвелла уравнений П. п. делает выбор между опережающими и запаздывающими потенциалами в пользу последних. Аналогично в квант. теории поля П. п. делает однозначной технику Фейнмана диаграмм важный инструмент теор. описания взаимодействующих полей или ч-ц. Кроме того, П. п. позволяет установить общие св-ва величин, описывающих реакцию физ.

системы на внеш. воздействия. Сюда относятся аналитич. св-ва диэлектрич. проницаемости системы как ф-ции частоты (дисперс. соотношения Крамерса Кронига). Др. важный пример дисперсионные соотношения в теории рассеяния адронов. Эти соотношения уникальный образец точной зависимости между непосредственно наблюдаемыми величинами (амплитудой упругого рассеяния вперёд и полным сечением рассеяния), выведенной без использования к.

-л. модельных представлений об элем. ч-цах. Особенно возросла роль П. п. в теории элем. ч-ц с возникновением аксиоматич. подхода, ставящего своей целью описание вз-ствий ч-ц непосредственно на основе общих принципов (постулатов) теории. В аксиоматич. подходе П. п. отводится конструктивная роль одного из главных (наряду с требованиями теории относительности и квантовой теории) постулатов.

П. п. подтверждается экспериментом в макроскопич. области и общечеловеческой практикой. Однако его справедливость в области субъядерных масштабов, изучаемой в физике элем. ч-ц, не очевидна. Это связано с тем, что под событием в формулировке П. п. понимается «точечное» событие, происходящее в данной точке пр-ва в данный момент времени; соответственно П.

п., о к-ром до сих пор шла речь, наз. также принципом микроскопич. причинности (см. МИКРОПРИЧИННОСТИ УСЛОВИЕ). Между тем ограничения, вытекающие из квант. теории и теории относительности, делают невозможной физ. реализацию точечного события: любое событие, т. е. любой акт вз-ствия ч-ц, неизбежно имеет конечную протяжённость в пр-ве и времени.

Поэтому в обл. малых масштабов П. п. теряет своё непосредств. физ. содержание и становится формальным требованием. Это позволяет говорить о возможном нарушении П. п. «в малом», разумеется, при сохранении его справедливости в больших масштабах пространства-времени. Такой «ослабленный» П. п. наз. принципом макроскопич. причинности; его количеств.

формулировки, адекватно отражающей указанные выше ограничения, ещё нет. Этот принцип лежит в основе многочисл. попыток обобщения квант. теории поля, относящихся к нелокальной теории поля. П. п. в совр. физике явл. конкретно-физ. утверждением, существенно более узким по своему содержанию, чем общее философское понятие причинности взаимной обусловленности, детерминированности последовательности событий.

Проблема причинности приобрела большую остроту в период становления квант. механики, когда широко обсуждался вопрос, противоречит ли детерминизму вероятностное описание микроявлений. К отрицат. ответу на этот вопрос привело понимание необходимости отказаться от прямолинейного детерминизма классич. механики при рассмотрении статистич.

закономерностей микромира. Кажущееся противоречие с общим П. п. объясняется непригодностью классич. физики для описания микрообъектов. Переход к адекватному описанию на языке волновых функций приводит к тому, что и в квант. механике нач. состояние системы (при известных вз-ствиях системы) полностью определяет всю последующую её эволюцию.

Проблема соблюдения причинности в философском смысле («общего П. п.») и поныне сохраняет свою остроту при анализе возможных форм нарушения физ. П. п. «в малом»; такой анализ стимулируется разработкой нелокальной теории поля, исследованием проблемы движения со сверхсветовыми скоростями, а также спец. экспериментами с целью проверки П.

п. Этот анализ должен выяснить, какие формы нарушения П. п. ведут к непривычной, а какие к недопустимой с точки зрения общего П. п. ситуациям. С П. п. в совр. физике связан комплекс сложных и глубоких проблем, к-рые ещё ждут своего решения. .