源自局域性的对称性 I. 电磁学与电荷守恒

众所周知，一个关于无质量自旋 1 粒子（光子）的 (i) 洛伦兹不变且 (ii) 局域相互作用的 (iii) 两个自由度的理论，在长距离下唯一地导致电磁学。在这项工作中，我们移除了 (i) 洛伦兹助推不变性的假设，但仍然要求 (ii) 和 (iii)。我们考虑了几大类自旋 1 的理论，这些理论通常明确地违反洛伦兹对称性。我们限制在光子熟悉的两个自由度上。我们发现，大多数理论会导致非局域性和瞬时超距信号传递。通过要求一种温和形式的局域性 (ii)，即树图交换作用量是明显局域的，我们发现光子仍然必须由一个守恒荷源，并伴有一个相关的内禀对称性。这恢复了电磁学的核心特征，尽管它本身并未强加洛伦兹助推对称性。引力的情况极大地改善了最终结论，并在我们的姊妹篇第二部分中详细报告。