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Concept
Causalité (physique)
Résumé
En physique, le principe de causalité affirme que si un phénomène (nommé cause) produit un autre phénomène (nommé effet), alors la cause précède l'effet (ordre temporel). Le principe de causalité est une des contraintes réalistes imposées à toute théorie mathématiquement cohérente afin qu'elle soit physiquement admissible. D'après Gilles Cohen-Tannoudji, .
À ce jour, il n'a pas été mis en défaut par l’expérience, mais certaines théories envisagent une causalité inversée.
Le principe de causalité a longtemps été très étroitement associé à la question du déterminisme selon lequel dans les mêmes conditions, les mêmes causes produisent les mêmes effets. Cependant, avec la prise en compte de phénomènes de nature intrinsèquement statistique (comme la désintégration radioactive d'un atome ou la mesure en mécanique quantique), il s'en est notablement éloigné. Il prend des formes assez diverses selon les branches de la physique que l'on considère.
Cette causalité a une antériorité logique qualifiée d'implication en logique. Elle est devenue quantitative en physique à partir des travaux de Newton pour qui la force (cause) est proportionnelle à la variation de la vitesse (effet), le coefficient de proportionnalité étant, par définition, la masse inerte.
Le principe de causalité (l'ordre temporel de la causalité) a été formulé explicitement tardivement (on peut considérer que Jean Le Rond d'Alembert et Euler ont été les premiers à l'exprimer clairement), mais il a été compris dès Descartes et utilisé implicitement par Isaac Newton, rejetant ainsi la cause finale d'Aristote qui fait d'un événement futur la cause d'un événement passé.
D'après Gilles Cohen-Tannoudji, ce principe, mathématiquement dispensable, a été imposé par les physiciens comme un principe de réalité et a eu de nombreuses incidences théoriques à partir de la relativité restreinte, jamais prises à défaut par les expériences. En particulier en physique quantique :
En mécanique quantique, non relativiste, ce principe permet la non-localité spatiale de la simultanéité.
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