对称性和对称性破裂(二)

在另一边,这种对称原理的理论和经验状况如何? 是否应该被视为量子力学的公理,或者应该被认为是合理的吗? 目前正在解释Fermionic和Bosonic统计数据的本质,但为什么当置换对称组允许更多类型的可能性时,世界上似乎只有玻源和费米子? 法语和Rickles(2003)概述了上述问题和相关问题,在桑德斯(2006年)中可以找到故事中的新扭曲。 桑德斯讨论了古典物理学中的排列对称性,并争论遵守古典统计数据的无法区分的古典粒子。 他认为,对于某些类别的粒子之间量子和古典统计数据之间的差异,因此不能仅在欺诈性方面占据。 有关进一步讨论和参考,请参阅法语和克劳德(2006),Ladyman和Bigaj(2010),Caulton和Butterfield(2012年),以及量子理论的相关SEP进入身份和个性。

2.4 c,p,t

由于量子描述的具体特性,空间反射对称或奇偶校对称或奇偶校正(P)和时间反转(T)的离散对称在量子背景下“重新发现”,采用新的意义。 在1927年,在Wigner中的纸张中在量子物理学中引入了奇偶校验,其中根据对置换,旋转和反射对称的基础定理处理来首次解释重要的光谱结果。 在1932年纸上,在量子背景下,量子背景下出现了时间逆转不变性。[13] 向这些中添加新量子粒子 - 抗粒子对称或电荷缀合(C)。 在Dirac的着名的1931纸“在电磁场中的量化奇点”中引入了电荷共轭。

离散对称性C,P和T通过所谓的CPT定理连接,首先由Lüders和Pauli在20世纪50年代初证明,这使得C,P和T的组合是Lorentz-Invariant的一般对称性物理法律。 有关CPT定理的意义和接地的哲学思考,请参阅华莱士(2009)和Greaves(2010)。 Greaves(2010)特别认为,经典T运营商的量化导致CT运营商,以支持Feynman的着名建议,即时间逆转使将颗粒转化为抗粒子的效果。 罗伯茨(2022,2.8)通过维持Feynman的方法是不准确捕获时间对称描述的工件来争辩。 在Greaves和Thomas(2014)中提供了对标准量子场理论框架和公理场理论框架内的定理证明的讨论。

控制重力,电磁和强互动的法律独立地相对于C,P和T不变。 然而,在1956年的D.李和C.杨指出,β衰减由弱势互动治理,尚未在P的不变性下进行测试。之后的C. S. Wu和她的同事表现出了一个实验弱互动违反了平价。 然而,β-衰变对对称性的C和P的组合。 然而,在1964年,发现CP在涉及K-Mesons的实验中,Cronin和Fitch的弱互动侵犯。 这暗示了CPT定理,违反了T-Symmetry; 从那时起,如例如,CPLEAR协作(1998)所报道,已经有直接观察T对称违规行为。 仔细分析在评估T违规时工作的潜在假设,参见Roberts(2015)和Ashtekar(2015年)。 哲学拼图是我们如何知道这次不对称的情况,因为我们不能真正“反转”时间。 Roberts提出了三个模板,用于解释如何实现这一目标,特别是在居里原则的版本上绘制。 相比之下,Gołosz(2016)认为,这种不对称应该被理解为申请物理过程,而不是时间本身。 Roberts(2022,第7章)响应,在表示视图上,不对称确实适用于时间本身。

这场辩论源于逆转对称的更基本问题实际上意味着什么。 有些人认为,由于其异常的性质,因此,由于其异常的性质以及包括Albert(2000),Callender(2000),Lopez(包括Albert(2000),Callender(2000),Lopez,因此,教科书时逆转操作员T并未真正代表单独的逆转时间。(2021,2023)。 相反,其他人认为T算子确实是时间逆转的正确定义,包括专家员(2002),Mally(2004)和Roberts(2017年)。 罗伯特(2022,第2章)给出了eMumenical响应,认为这两种方法可以被视为相同硬币的两侧,分别对应于时空上的时间转换和该逆转的代表性的逆转在国家空间。 Struyve(即将到来)给出了类似精神的反应(即将到来)。

在我们的基本法律中,奇偶校正违规的存在导致了一个关于手性或递送物品的旧哲学辩论和空间性质的新章。 左手和右手之一的描述将不会因超出相关手而不对任何吸引力进行差异。 然而,左手和右手确实有所不同 - 左手手套不适合右手。 对于一个简短的时期,康德在这个原因看到了一个在关系中的空间的实用性叙述,左手和右手之间的差异伴随着它们与绝对空间的关系。 无论这个实用主义解决方案是否成功,仍然有挑战对康复叫做“不一致对手” - 彼此镜像的对象之间的差异差异,并且尚未通过任何刚性运动来重合。 关系主义者可以通过否认左手和右手之间存在任何固有差异,并且在两只手之间的关系方面存在不协调(如果宇宙只使用一只手在其中创建,则既不留下,但是要创造的二手就是不一致或与之一致)。 在面对奇偶校正违规方面,这种响应变得有问题,其中一个可能的实验结果比其镜像更可能。 由于两种可能的结果没有本质上不同,我们应该如何考虑不平衡? 在实质性关系主义辩论的背景下继续讨论此问题。 有关详细信息,请参阅Pooley(2003)和Saunders(2007)。

2.5仪表对称性

连续内部对称的思想的起点是将颗粒的存在与(大约)与单个物理系统的组件(状态)相同的质量的解释,通过底层对称组的变换彼此连接。 这种想法通过比喻在置换对称情况下发生了什么,并且实际上是由于Heisenberg(置换对称的发现者),在1932年的纸张中介绍了连接质子和中子的SU(2)对称性(被解释为单个系统的两个状态)。 由Wigner进一步研究了这种对称性,1937年介绍了术语同位素旋转(后面收缩至isospin)。 各种内部对称性是在量子态的相变下的ImRARECCE,并以单一组(N)描述。 术语“仪表”有时用于所有连续内部对称,有时被保留为本地版本(这些是在基本粒子的标准模型的核心中)。[14]

量子波功能的阶段编码内部自由度。 根据要求在涉及波飞的阶段的局部仪表变换下的理论不变,1918年的思想在量子理论中发现了一个成功的家庭(见O'RaifeArtaigh,1997)。 Weyl的新的1929理论是一种与物质相连的电磁理论。 Martin(2003)简要地调查了仪表理论的历史,他突出了围绕仪表对称的各种问题,特别是由Weyl提出的所谓的“仪表原则”的状态。 最近对仪表论证的概念结构的概念结构由Gomes,Roberts和Butterfield(2022)提供。 仪表理论发展的主要步骤是1954年杨和轧机非雅思仪表理论,以及与衡量弱和强烈互动的规范理论的成功发展相关的问题和解决方案。 在随后的几年中,我们已经明白“本地”仪表对称性对称性不仅仅是电磁学的特征,也是我们最佳理论的大多数,包括各种引力理论和炼子物理学中的模型。

仪表理论提出的主要哲学问题所有符合我们如何理解数学与物理学之间的关系。 有两种广泛的讨论。 第一个涉及衡量标准,已经提到的仪表原则,这里的问题是我们在当地对称形式编写理论的要求使我们能够推导出新的物理学。 分析涉及列出了哪些房屋构成仪表原则,检查这些房屋的状态以及可能对它们提供哪些动机,准确地确定可以在这些房地的基础上获得,以及需要添加什么,以便到达(成功)物理理论。 有关此论点的讨论,请参阅Teller(2000),Martin(2003)和Gomes等(2022)。 在TEH(即将举行),案件围绕衡量标准的争论与关于“一般协方差”的实质性和非实质性形式之间的差异有关的争论,该术语是用于挑选出“当地规格(扩散术语”一般相对论“的对称性。

第二类问题涉及规模理论中数量的问题代表了“物理真实的”属性。 如果在制定初始值问题时不考虑某些描述冗余,则该问题急剧地出现衡量标准理论。 在GTR中首次遇到的问题(这在这方面是一个仪表理论),以及进一步详细信息,最佳地点是与爱因斯坦的“洞争论”的文献(见专家和Norton; Earman,1989,第9章;最近诺顿,1993年; Rynasiewicz,1999; Saunders,2002; Pooley,2021;以及其中的参考文献)。 在实践中,我们发现只有衡量不变数量是可观察的,而且似乎才拯救我们。 但是,这不是故事的结尾。 另一个规范示例是Aharanov-BoHM效果,我们可以使用它来说明与仪表理论相关的解释问题,有时表征为困境:确定主义的失败或距离的动作失败(见HEALELY,2001)。 恢复确定主义仅取决于所需的仪表 - 不变数量,即表示“物理真实”数量,但接受该解决方案显然在原因和效果之间以某种形式的非局部性留下我们。

此外,我们面临着如何理解理论中出现的非仪表不变数量的角色,以及如何解释M. Redhead称之为“剩余结构”的问题(参见红发,2003)。 在哲学文献中的“剩余结构”早期讨论,见Belot(1998)和Nounou(2003)。 最近,在威尔德(2016),Murray,Nguyen&Teh(2020),Gomes(2021),Murgueitio-Ramirez和Teh(即将到来),Dougherty(2020)和华莱士(2022年):最近的讨论在理论物理学中的仪表理论和尖端主题讨论之间汲取有趣的联系,例如, 类别理论在物理学中的应用,以及协调期间形式主义的使用。 对于使用受约束的哈密顿系统理论的这些问题的方法,另见专家员(2003B),Castellani(2003,2004)和Pitts(2014)。 对于仪表对称性的直观表征,比拉格朗日和哈密尔顿人的理论制剂更为一般,其中尺寸对称性通常表达,参见BELOT(2008)。 如何最好地解释规范理论是物理哲学中的一个开放问题。 HEALEY(2007)讨论了仪表理论的概念基础,争论支持古典阳厂衡量基本互动理论的不可分散的全栖解释。 Catren(2008)通过纤维束形式主义解决阳厂理论的本体主义影响。 有用的参考文献是HeAley(2007)(Rickles,Smeenk,Lyre和HEALELY,2009)的成分审查研讨会,以及“仪表理论哲学”的“概要和讨论”,中心2009年4月18日至18日匹兹堡大学理学哲学(在线提供)。 最近的详细概述和讨论了仪表对称的状态(物理学和物理学哲学)提出的各种问题,位于Berghofer,François,Friederich,Gomes,Hetzroni,Maas和Sondenheimer(2023)。

2.6二元

到目前为止,我们一直在讨论对物理理论的状态的空间行为的对称。 近年来,物理学和哲学中有很多讨论,以某种对理论空间行为的某些对称性为中心。 当这样的对称性被解释为实现“等价”(哪个感觉本身需要哲学工作的东西)之间的两个理论之间时,通常认为理论通常通过“二元对称性”相关(如果我们谈论“对称性)”在严格意义上的自动形态,那么这样的二元都被称为“自我二元”)。

在当代物理学中发挥着核心作用的二元性是各种类型:量子田间理论(如广义电磁二元性)之间的二元性,在字符串理论(如T-Diuality和S-Diuality)之间,以及物理描述之间,分别是量子场理论和串理论,如在仪表/重力二元的情况下。 从历史上看,物理学中使用的第一个相关的二元性是电磁二元性,动量位置二元性(通过傅里叶变换) - 在QM上下文中的波粒子二元性 - 以及二维读模型的kramers-wannier二元性在统计物理学中。 关于各种类型的双重论及其在物理学的重要性,特别是Castellani和Rickles(2017年)。 仪表/重力二元性的介绍性审查,强调概念方面,是De Haro,Mayerson和Butterfield(2016年)。

通常,由于二元性是理论之间的转换,因此它们的影响比对称转换的影响更自由基。 虽然对称在同一理论的解决方案之间映射,但不同的理论描述可以在物体,属性,自由度和时空框架方面具有非常不同的解释。 因此,二元性自然地为哲学哲学中的许多传统问题提供了一种新的和有趣的观点,例如a)减少,出现和基础性(用于讨论二元性和出现,例如,Rickles,2013和Castellani和Castellani和de haro,2020); b)理论上的等效性和未排放(参见读取和Møller-nielsen,2020年,对这些问题的二元性导入); 和C)现实主义与反现实主义(Le Bihan和Read,2018年,提供了对二元相关理论的可能本体论解释的景观的调查;具体的例子是与较弱/强大的二元相关的“粒子民主”的情况,如讨论的那样在Castellani,2017年)。 综合讨论与二元的物理和物理和理念有关的问题是De Haro和Butterfield(即将到来)。

在哲学文献中,将对称对二元的工作通常响应以下三个问题之一:

理解双重性对称性实现的理论间关系的适当正式框架是什么? 在Quantum Cauge / Gravity Tuality的背景下,在De Haro,Teh和Butterfield(2017)中勾勒出了一个基本的框架,然后在De Haro和Butterfield(2017年)进一步发展,讨论了阳化二元性。 德鲁奥和巴特菲尔德(2018年)提供了全面的详细调查。 在经典力学的远方背景下,Teh和Tsementzis(2017)探讨了古典相空间(Ziz。次展形式)的典型对称性,以涉及哈密顿和拉格朗日理论,继续讨论如何使用此框架作为玩具模型,以便考虑更复杂的二元性。

理论的局部对称性与其双理论对称之间的关系是什么? 这个问题紧迫的一个原因是(如我们在第2.5节中提到的那样),局部对称通常被认为是理论的“盈余”或“冗余”结构; 因此,人们希望能够构建不包含此类剩余结构的双重理论。 实际上,它在Polchinski和Horowitz(2009)中召开了一种重力/仪表二元性,本地对称(即散装理论的群体)将永远是“看不见的”双边界理论的透视。 然而,De Haro,Teh和Butterfield(2017)争辩说,这种猜想在完全一般性中不是真的:有一个特殊的群体群体在边界理论中不会消失,而是对应于边界CFT的共形变换。

应该通过理解为一定的“仪表对称性”,因此解释了为什么我们应该将双重理论视为“物理等价物”? 在这个问题上,阅读(2016)承诺使用“孔参数”作为将字符串理论尺寸对称进行比较的镜头作为镜头的任务。

3.对称参数

考虑以下案件。

布里迪坦的屁股:在对他之间,对于他来说,两个完全相同的干草捆绑,他没有理由选择位于他右边的左边的左边,所以他无法选择和死于饥饿。

Archimedes的平衡定律是平衡:如果平衡臂的臂悬挂的相等距离,则仍将保持平衡,因为它没有理由旋转以某种方式旋转到平衡点。

Anaximander对地球的不动的论点如亚里士多德报道:地球仍然休息,因为在球形宇宙的中心(在每个方向上与宇宙边界相同),没有理由将其举动方向而不是另一个。

他们有什么共同之处?

首先,这些都可以被理解为leibnizean原则的应用的例子是有充分的原因(psr):如果没有足够的原因,有一件事而不是另一件事,原则表明没有发生任何事情(初始情况不会改变)。 但是,上述情况有更多的内容:在每个情况下,PSR应用于初始情况的基础上,初始情况具有给定的对称性:在前两种情况下,双侧对称; 在第三,旋转对称。 初始情况的对称性意味着现有替代方案之间的完整等价(关于右侧的左侧束,等等)。 如果替代方案完全等同,则没有足够的原因选择它们之间,并且初始情况保持不变。

(本章完)

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