量子引力(五)

如果要保持基本的经典性,那么就存在一个简单的问题:这样的经典引力场将与什么耦合。量子特性?由于上述原因,这似乎是有问题的。此外,考虑到爱因斯坦场方程的形式,左侧有一个经典的 c 数,这意味着 c 数与 q 数(即量子算子)相等。解决这个问题的标准方法是将引力场与某些量子化物质场的应力-能量张量的期望值耦合。期望值是c数字。有各种各样的论点,没有针对这种所谓的半古典引力理论,其中大多数重播了这种论点,援引上述不确定性关系的侵犯(请参阅Eppley和Hannah 1977,以及Page and Geilker 1981)。基本上,Eppley和Hannah纸的结果是,鉴于经典重力和量子场的共存,在重力场测量时可能会发生两件事:一方面,量子波函数可能会崩溃,在这种情况下,有动量非动量 - 另一方面,测量可以使量子波函数保持在连贯的状态,在这种情况下,信号可以比光快。 Mattingly(2006)认为,经过正确的分析,Eppley和Hannah采用的思想实验违反了涉及进行必要的设备进行必要的设备的基本物理原理,但是,没有查看原始的原始半古典物质方法是一种可行的选择,Mattingly认为该方法的扩展具有揭示可行的微观理论(参见Mattingly 2010和2014年)。阿德里安·肯特(Adrian Kent)最近认为,一般的混合经典/量子理论(包括涉及重力的理论)不必允许超光信号传导或违反相对论(Kent 2018)。

基于与凝结物理物理和流体动力学的类比的一批新方法指向重力可以逃避量化的另一种方式,尽管不是真正的基本意义。根据这种方法,重力在某种意义上是出现的,即指标(或连接)变量以及代表重力特征的其他变量是集体变量,仅在远离Planck量表的能量上出现。换句话说,重力是纯粹的宏观,低能量现象,一般相对论是一种有效的野外理论。这留下了实际填写时空的微观结构(“时空原子”)的细节的任务,其中低能集体变量出现了(参见Hu,2009年,有关此类方法的概念性评论; Crowther 2014提供详细的哲学分析)。正如Rovelli指出的那样,(2007年,第1304页),仅仅是重力领域是一个新兴的,集体变量并不意味着没有量子效应,并且有可能集体变量也受量子理论的控制。

Wüthrich(2005,pp。779–80)认为,不涉及重力场量化的量子重力的方法的存在意味着重力场的量化必须是偶然的问题。但是,这似乎是错误的。即使存在完全不同的非定量方法,也可能存在逻辑一致性禁止逻辑一致性的原因。例如,弦理论不会量化重力场。但是,显然说如果将宣布混合经典量词理论的各种无关定理的定理是正确的,那么将排除该立场的存在是错误的。一个人可以隔离与弦谱中重力群相对应的状态的事实与经典和量子场相互作用的问题完全独立。量化必要性的问题(由于经典的重力场与量子场的耦合)应与产生重力量子理论的前景分开,该重力理论不涉及引力场量化,用于描述这两种输入理论,用于描述这两个输入理论经典和量子领域在高能量上可能从根本上是错误的,需要全新的原则。然而,詹姆斯·马廷利(James Mattingly)提供了反对不可能的混合动力的更强有力的论点,后者指出,由于对于半经典理论来说是令人满意的公理,因此一般无法确定不一致(2009年,第381页)。

最近的一项提案(Marletto和Vedral,2017年)出现了,展示了如何将物理理论置于完全不同的信息理论基础上(在这种情况下为构造者理论)可能会从根本上改变我们如何概念化不同理论(包括混合古典和量子系统)之间的关系。在这种情况下,这意味着所讨论的辩论必须以更一般的视角重新考虑,而与特定的动态模型无关。

六、结论

正式,实验性和概念困难的结合,对量子重力的研究受到了困扰。不可避免的是,对重力量子理论的追求将继续 - 无论是否出于必要的原因 - 似乎解决问题的解决方案似乎需要等效地组合形式,实验性和概念专长。鉴于这一点,并且鉴于量子重力研究的中心位置在理论物理学中占据了,对于物理学哲学家(以及科学的一般哲学家)来说,竭尽所能,以熟悉量子引力问题和量子性问题的核心细节和试图解决问题的主要方法。除此之外,量子重力研究有可能激发哲学探究的几个标准领域,包括我们的理论构建,选择和理由的标准概念。空间,时间,物质和因果关系的性质,并具有完全新颖的特征,在出现中引入了一个新的案例研究。

(本章完)

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