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时空建构主义与模态地方主义:或论狭义相对论为何无需呈现 Minkowski 时序几何

物理学史与哲学 2017-10-18 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

1835 年,Lobachevski 思考了多种(相互竞争的)几何学的可能性。这一理念偶尔会重新出现(例如 Poincaré),但在 Brown 的《物理相对性》之前,它并未成为时空基础的核心(在书末,这是对该书的解释性关键)。他的建构主义与正统的“时空实在论”之间的一个关键区别在于模态范围。建构主义适用于所有局域经典场论,包括那些具有多种几何的理论。但正统观点狭隘地假设了唯一的几何,正如人们熟悉的理论(牛顿理论、狭义相对论、Nordström 理论和广义相对论)所具有的那样。它们构成了正统的“经典”。它们的历史角色暗示了一个必然进步的故事。大约 1920 年以后的物理学文献对正统观念而言,主要作为对在 1910 年代封闭的经典之评论才具有相关性。正统观点将物质的行为解释为真实时空几何的显现,这在经典范围内是有效的。正统观点、辉格史与经典三者共生。如果考虑经典之外的理论,时空实在论对物质行为的解释则无甚启发。更糟的是,将其应用于一个可以说属于经典之内的例子——具有普适耦合的有质量标量引力——时,它给出了错误的答案。哪一个是真实的几何——是源于 Poincaré 对称性的平坦度规,还是由物质量杆和时钟展现的共形平坦度规,或者两者皆是——抑或这个问题本身就是不恰当的?鉴于有如此多的混合与匹配方式,时空实在论如何解释所有物质场都看到相同的弯曲几何?对动力学细节的建构主义关注得到了证实;几何捷径令人失望。粒子物理学中对相对论场论(尤其是有质量场论)更为详尽的探索是基础研究中一个未被充分利用的资源。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.06404,
  title  = {Space-time Constructivism vs. Modal Provincialism: Or, How Special Relativistic Theories Needn't Show Minkowski Chronogeometry},
  author = {J. Brian Pitts},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.06404},
  year   = {2017}
}

备注

For the special issue of \emph{Studies in History and Philosophy of Modern Physics} on Harvey Brown's \emph{Physical Relativity} 10 years later