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microscopic causality

  微观领域中的因果关系。在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”。

  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。

  从因果律出发可以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。在微观领域内,虽尚未能作出判决性的检验,但人们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。粗略地说来,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,对于两个费密场算符,则是它们的反对易子等于零)。由此引伸出,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,也可以导出散射振幅满足的色散关系。

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