optical conic

光锥中的因果

光锥之内的是绝对未来，即事件顺序不会改变；

光锥外的事件顺序可以改变

但是，在光速不变的假设下，任何时间的因果关系不会改变

也即，在狭义相对论中，没有因果倒置的矛盾

假设两事件在另一参考系发生的时间差遵循洛伦兹变换

此时, 表示事件具有顺序

要想让事件顺序颠倒，就让,则有

即

我们讨论两种情况

1.光锥以内

在光锥以内，,即光有足够的时间从一个事件传播到另一事件

如果要满足，就要求,这与光速最快的假设矛盾，不存在这样的参考系

2. 光锥之外

在光锥以内，,即光没有足够的时间从一个事件传播到另一事件

要满足，我们可以找到一个使得

这说明我们可以找到一个参考系使得两事件顺序颠倒

但是，用于联系两个事件（使其存在因果关系）的最大速度为光速，即用光信号联系两个事件，而,说明光没有足够的时间从一个事件传播到另一事件，所以两个时间没有因果联系

综上，狭义相对论下，不会有因果倒置的矛盾

2011年，我们听到了一个传言，说中微子运动速度比光快，我们大多数人都不相信。不是因为我们相信Einstein是一贯正确的，而是因为我们相信这个世界是存在因果关系的。如果它缺失了，如果事件之间没有因果关系，便没有探求其所遵循的规律的必要了———节选自《Open Yale course: Fundamentals of Physics》