Принцип причинности и современная физика

Принцип причинности

• Принцип причинности исключает влияние данного события на все прошедшие события, (будущее не влияет на прошлое). Он также требует отсутствия влияния таких событий, применительно к которым понятия «раньше» и «позже» не имеет смысла.
• В теории относительности такая ситуация возникает, например, тогда, когда расстояние между событиями столь велико, а временной интервал столь мал, что эти события могли бы быть связаны лишь сигналом, распространяющимся быстрее скорости света.
• Принцип причинности реально используется, прежде всего, для выбора соответствующих граничных условий при решении уравнений динамики. Так, например, при решении уравнений Максвелла делается выбор между опережающими и запаздывающими потенциалами.

Принцип причинности и принцип относительности

1. Силы, действующие на частицу в данный момент, не определяются расположением других частиц в этот момент. Изменение положения одной частицы сказывается на других лишь спустя некоторый промежуток времени.
2. Законы сохранения должны быть локальными. Пример с сохранением заряда.

• Мыслимы два возможных сценария сохранения заряда. Первый - заряд перемещается непрерывно от точки к точке, и второй - заряд в одном месте исчезает и в то же самое мгновение появляется в другом. Рассмотрим два космических корабля, движущихся один относительно другого. В одном из кораблей заряд исчезает в одном конце корабля и тут же возникает в другом. Для наблюдателя, находящегося посредине этого корабля, события одновременны, а для наблюдатель в другом корабле из-за конечности скорости света видит, что сначала появился заряд в одном конце, а через некоторое время исчез в другом, либо наоборот в зависимости от направления движения корабля.

3. Не бывает абсолютно твердых тел.

• В невозможности существования в теории относительности абсолютно твердых тел легко убедиться. Пусть какое-нибудь твердое тело приводится в движение внешним воздействием на него в какой-нибудь одной точке. Если тело является абсолютно твердым, то все его точки должны прийти в движение одновременно, в противном случае возникнет деформация тела. Теория же относительности делает это невозможным, поскольку воздействие от одной точки к другой должно передаваться с конечной скоростью.