对偶性的哲学与物理学
摘要
本专著讨论了物理学中的对偶性：什么是对偶性，它们的主要例子——从量子力学和电动力学到统计力学、量子场论和弦论——以及它们引发的哲学问题。第一部分首先对对偶性进行概念化，并讨论了它们的主要作用和主题，包括它们如何与对称性和解释等熟悉的概念相关联。它还讨论了对偶性的主要简单例子：位置-动量、波-粒、电-磁以及 Kramers-Wannier 对偶性。第二部分讨论了高级例子及其相互关系：粒子-孤子对偶性、量子场论中的电-磁对偶性、弦论中的对偶性以及规范-引力对偶性。本部分最后讨论了洞论证以及弦论如何计算黑洞的微观状态。第三部分深入讨论了对偶性所涉及的一般哲学问题：理论等价性（两个理论“用不同的话说同一件事”）、科学实在论和理论受数据的欠决定、理论继承和 M-理论纲领、解释以及科学理解。它提出了一种科学理论的观点，将其称为“理论的几何观”。本书对例子的处理处于高年级本科和研究生水平，从基础开始逐步过渡到更高级的例子。对哲学主题的讨论，如指称语义学、理论等价性、科学实在论和科学理解，既自成体系又深入。因此，本书面向对对偶性的物理例子和哲学问题，以及物理学和哲学如何富有成效地相互作用感兴趣的学生和研究人员。
引用
@article{arxiv.2508.01616,
title = {The Philosophy and Physics of Duality},
author = {Sebastian De Haro and Jeremy Butterfield},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.01616},
year = {2025}
}
备注
592 pages, 40 figures, ISBN 9780198846338. This is the book manuscript as submitted for production in October 2024. It is published by Oxford University Press, under an Open Access CC BY-NC-ND licence, and can be freely downloaded here as a PDF: https://global.oup.com/academic/product/the-philosophy-and-physics-of-duality-9780198846338. When citing this work, please refer to the published version