ПРИЧИННОСТИ ПРИНЦИП

Принцип причинности есть, собственно, результат элементарного здравого смысла. Если произошли два события, причем первое — причина второго, значит, первое событие произошло раньше, чем второе. Но самое удивительное, что одно это совершенно ясное утверждение помогает получить совсем неочевидные, довольно сложные и очень полезные формулы для описания свойств диэлектрической проницаемости, характеристик движения квантовых частиц при их столкновениях и т. д.

Посмотрим, как связан принцип причинности с понятием времени в теории относительности. Время, как известно, относительно. Пусть в данной инерциальной системе отсчета К два события А и B произошли в моменты времени t₁ и t₂ причем t₁ < t₂, т. е, в этой системе событие А случилось раньше события В.

Из теории относительности известно, что при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой отрезок времени ∆t₁₂ = t₂ — t₁ не сохраняется. Естественно, возникает вопрос: не найдется ли такая инерциальная система отсчета, в которой t'₁=t'₂? Более того, быть может, есть и такие инерциальные системы отсчета, где t"₁ > t'₂?

Чтобы ответить на эти вопросы, рассмотрим два события, для которых квадрат интервала отрицателен (см. Относительности теория):

S₁₂² = c²∆t₁₂² - ∆r₁₂² < 0.

Ясно, что можно найти такую инерциальную систему отсчета, в которой Д/(г = 0. Для этого надо лишь удовлетворить равенство:

S₁₂² = -∆r₁₂².

Поскольку S₁₂² < 0, это легко сделать. Точно так же можно найти инерциальную систему отсчета, в которой t"₁ > t"₂.

Не являются ли эти примеры нарушением принципа причинности? В них квадрат интервала S₁₂² отрицателен. Следовательно, ∆r₁₂ > c∆t₁₂. это значит, что рассматриваемые события не могут быть причинно связаны: любой сигнал, посланный из точки 1 в момент, когда совершилось событие придет в точку 2 после того, как произойдет событие 2. Два таких события, например, не могут произойти с одним телом (см. Относительности теория). И если S₁₂² <0, то, действительно, можно найти такую инерциальную систему отсчета, где t"₁ > t"₂. Однако принципу причинности это никак не противоречит.