微观因果性

[外文]：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。