Принцип причинности

При́нцип причи́нности, фундаментальное положение физики, утверждающее, что изменение состояния физической системы в какой-либо момент времени не влияет на все предыдущие состояния системы, а может влиять лишь на состояния, следующие после момента этого изменения. Принцип причинности – эмпирический постулат, основанный на обобщении опытных данных, а также на интуитивном представлении о протекании процессов в природе. Пока не существует экспериментальных данных, противоречащих выводам из принципа причинности.

Первоначально принцип причинности был осознан как инструмент для отбора физически осмысленных решений уравнений динамики физических систем (например, запаздывающего потенциала в электродинамике). Создание релятивистской механики (специальной теории относительности) привело к уточнению этого принципа. В этой теории скорость света c – максимальная из возможных скоростей. Поэтому, согласно релятивистской формулировке принципа причинности, изменение состояния в момент времени ${\displaystyle t_{0}}$ в точке ${\displaystyle {\boldsymbol {x_{0}}}}$ трёхмерного евклидова пространства может повлиять на состояния лишь в моменты ${\displaystyle t}$ > ${\displaystyle t_{0}}$ и в точках

${\displaystyle {\boldsymbol {x}}}$ > ${\displaystyle {\boldsymbol {x_{0}}}}$ , лежащих внутри светового конуса будущего: ${\displaystyle c}$(${\displaystyle t}$ − ${\displaystyle t_{0}}$) > |${\displaystyle {\boldsymbol {x}}}$ − ${\displaystyle {\boldsymbol {x_{0}}}}$|. Именно такая формулировка этого принципа была использована в релятивистской квантовой теории поля в качестве условия причинности.

Вместе с условием унитарности (требованием, чтобы сумма вероятностей всех возможных процессов равнялась единице) и требованиями релятивистской ковариантности эти постулаты позволили построить аксиоматическую теорию матрицы рассеяния.