背景独立性的论证

本文旨在仔细解释关于正确的量子引力理论必须是背景独立的这一论断背后的论据。我们首先回顾了关于量子引力是否必须背景独立的争论是如何延续物理学和哲学史上关于时空是关系的还是绝对的这一长期争论的。这引出了物理学家在谈论背景独立性时所表达含义的仔细陈述。据此，我们可以刻画广义相对论在何种精确意义上是背景独立的理论。随后讨论了主要的背景独立量子引力方法，包括因果集模型、圈量子引力和动力学三角剖分，并总结了它们的主要成就以及仍然存在的问题。还提及了将弦/M理论纳入背景独立表述的一些初步尝试。关系/绝对之争对其他问题也有影响，例如统一性以及如何解释物理学和宇宙学标准模型的参数。回顾了最近关于弦理论景观的问题，并论证了这些问题只能在背景独立表述的背景下才能解决。最后，我们回顾了一些使量子理论更具关系性的近期提议。