Techniklexikon

Kausalität

eines der grundlegenden Konzepte der modernen Physik, welches besagt, dass in der Natur nichts ohne Grund passiert, d.h. zu jedem Ereignis (Wirkung) ein anderes (Ursache) existiert, das a) in seiner Vergangenheit liegt und b) zwingende Voraussetzung für das Eintreten der Wirkung ist. Ursache und Wirkung bilden somit eine kausale Kette, die unter gleichen Bedingungen immer gleich abläuft.

Diesem strengen Konzept der klassischen (Newtonschen) Mechanik wurden allerdings durch die Spezielle Relativitätstheorie und die Quantenmechanik gewisse Grenzen auferlegt. Laut der Relativitätstheorie gibt es keine Fernwirkung (Fernwirkungstheorie); jedes Signal braucht eine endliche Zeit zur Ausbreitung, um eine Wirkung an anderen Stellen auszuüben. Da die maximale Geschwindigkeit, mit der sich physikalische Wirkungen fortsetzen können, die Lichtgeschwindigkeit ist, kann die Raumzeit zu jedem Ereignis in vier kausal grundverschiedene Gebiete aufgeteilt werden: innerhalb des Lichtkegels Zukunft (darauf kann das Ereignis wirken) und Vergangenheit (hier können die Ursachen des Ereignisses liegen), ausserhalb des Lichtkegels die raumartige Gebiete, die kausal unabhängig von diesem Ereignis sind.

Die Quantenmechanik attackiert die klassische Vorstellung von Kausalität noch grundlegender: in der Mikrowelt ist die raumzeitliche Lokalisierbarkeit von Ereignissen nicht mehr gewährleistet. Quanteninterferenz und Korrelationen zwischen Messungen an entfernten Orten sind die Folge. Die klassischen Konzepte sind jedoch statistisch durch eine grosse Anzahl von Messungen realisierbar: im Mittel verhalten sich Quantenereignisse auch kausal. (Messprozess in der Quantenmechanik, Quanteninformatik)