Почему локальность является важным требованием в физике?

Мое рассуждение состоит в том, что из-за лоренц-инвариантности, если два объекта расположены в разнесенных во времени точках пространства-времени, то можно найти систему отсчета, в которой они расположены в одной и той же точке пространства, и в этом случае любое прямое взаимодействие между двумя объекты нарушили бы причинно-следственную связь (один объект [мгновенно] повлиял бы на другой, несмотря на временное разделение между ними).

Это неуместное использование слова «мгновенный» . Более ранний может косвенно влиять на более поздний, но более поздний вообще не влияет на более ранний. Мгновенное означает происходящее в одно и то же время (одно и то же мгновение, являющееся гиперпланом одновременности).

Если вы не хотите, чтобы будущее влияло на прошлое, то это не симметричное взаимодействие одного влияния на другого.

Далее, если два объекта расположены в пространственно-подобных разделенных точках пространства-времени, то можно найти систему отсчета, в которой они расположены в один и тот же момент времени, и в этом случае любое прямое взаимодействие между двумя объектами будет представлять собой действие-в-время. -a-distance, что нежелательно, так как предполагает, что пространственно разнесенные объекты могут непосредственно влиять друг на друга (т.е. без какого-либо заметного опосредования взаимодействия между ними), независимо от расстояния между ними.

Это было бы мгновенно. И ваше возражение звучит тавтологично, хотя вы приводите разные рамки. Это возражение против пространственноподобного разделения звучит как возражение против нелокальности, я не вижу никакого объяснения.

Есть законные опасения. Если разные люди расходятся во мнениях относительно того, что произойдет раньше, им трудно воздействовать друг на друга без того, чтобы будущее не влияло на прошлое, поэтому речь идет об относительности одновременности. Многие люди ссылаются на это как на возражение. Но называть события одновременными — это просто ярлык, как будто будущее или прошлое (в отличие от правильного будущего и правильного прошлого) является важным различием, даже если это различие основано на совершенно нефизическом фрейме (независимо от того, есть ли у двух пространственноподобных разделенных событий одно в будущем или прошлом). или ни то, ни другое).

Эти события находятся в другом времени (ни в собственном будущем, ни в собственном прошлом) друг друга.

Аргумент о несоответствующей одновременности, по крайней мере, основывается на предыдущем возражении (нежелании, чтобы будущее влияло на прошлое), но есть более объективная и более практическая экспериментальная проблема. В частности, о предсказуемости, воспроизводимости и контроле.

Мы хотим делать прогнозы. Мы хотим проверить предсказания. Мы хотим, чтобы тесты были надежными. Это означает, что предсказание должно предсказывать будущую ситуацию, которую можно измерить, но нам нужно явно указать, как эта будущая ситуация зависит от текущих вещей, которые можно контролировать или измерять.

Таким образом, реальная проблема заключается в доступе. У нас нет доступа к будущему, когда мы делаем предсказание. И если мы хотим делать предсказания о непрерывном развертывании динамических систем, то наши предсказания могут быть на очень небольшие промежутки времени позже, чем сейчас. Как только что-то находится где-то в другом месте (пространственно отделено, то есть находится в другом месте), то для некоторых наблюдателей эти события происходят через фиксированное время позже, поэтому для интервалов меньше, чем это, это часть будущего, к которому у вас нет доступа.

Отсутствие доступа к будущему при прогнозировании сейчас является причиной того, что времениподобные и пространственноподобные события не влияют одно на другое, если есть кадр, в котором одно происходит позже.

Наконец, если два объекта расположены в светоподобно разнесенных точках пространства-времени, то невозможно найти кадр, в котором они находятся в одной и той же точке пространства или времени, и в этом случае любое прямое взаимодействие между двумя объектами предполагает действие- на расстоянии и нарушение причинно-следственной связи.

То же самое здесь. Если они разделены светом, то вы можете выбрать достаточно малый временной интервал, когда одно событие происходит позже другого, поэтому невозможно делать прогнозы о том, как все меняется сейчас, что мы и делаем.

Нам нужна локальность, потому что мы не хотим сказать, что наши результаты определяются кем-то далеко и тем, как они регулируют некоторые ручки в своем оборудовании. Но даже это не причина локальных взаимодействий.

Настоящая причина — симметрия и законы сохранения.

Непрерывные симметрии приводят к законам сохранения. И мы хотим симметрии, потому что иначе все было бы по-разному в разное время или в разных местах без какой бы то ни было причины. Они могут быть разными, потому что они могут зависеть от окружающих их вещей, но они не должны зависеть от какого-то глобального тиканья часов, какой-то глобальной оси X или какого-то глобального начала. И это своего рода местность, но это настоящая местность, из которой мы хотим построить все остальное.

Итак, когда у нас есть симметрии, мы получаем законы сохранения. И законы сохранения позволяют вам спросить себя, сколько существует энергии и импульса. И вот вывод: энергия и импульс должны исходить от двух вещей в одном и том же месте, потому что если что-то теряет энергию в одном событии, а эта энергия приобретается в другом, тогда существует гиперплоскость одновременности, которая разделяет два события. и две гиперплоскости, параллельные этой, которые проходят через каждое событие, и энергия и импульс не одинаковы на трех гиперплоскостях, потому что в этой средней промежуточной одной отсутствует эта энергия.

Итак, есть один вид локальности, симметрия, и она приводит к тому, что взаимодействия происходят в одно и то же событие.

И нет разделения на пространственноподобное, времениподобное или светоподобное. Просто одно и то же событие против другого события. И это фактическая точка зрения настоящих физиков.

[A] Причина в конкретной точке пространства-времени не должна оказывать прямого влияния на другие точки пространства-времени, независимо от того, насколько малы расстояния между ними.

Причинность — хитрый зверь. В общем, вы можете сказать, что электромагнитное поле и его временная скорость изменения соответствуют некоторой комбинации его пространственных отклонений. Для заряженной частицы это вторая временная производная, которая зависит от того, что происходит (например, от пространственного изменения потенциалов).

Но мы можем приписать энергию полям и энергию частицам, и дело в том, что события, когда-где поле получает или теряет энергию, являются теми же самыми событиями, когда-где частица теряет или приобретает энергию. И все остальное нарушило бы закон сохранения энергии.

Хотя литературы на эту тему не так много.

Я видел несколько целых книг ни о чем другом. И разные статьи. И у разных теорий разные взгляды. Например, в электродинамике Фейнмана-Уилера действуют на расстоянии взаимодействия между светоподобными разделенными событиями, но в ней нет закона сохранения энергии.

Поскольку симметрии требуют сохранения энергии, а сохранение энергии требует локальных взаимодействий в одной и той же точке, именно поэтому люди этого хотят. Но некоторые люди просто хотят, чтобы это было локально, так что остановитесь на этом. Некоторые хотят сохранения энергии, поэтому им нужны локальные взаимодействия. Другие люди хотят симметрии и поэтому вынуждены иметь сохранение, поэтому вынуждены иметь локальность.

Но я утверждал, что симметрия на самом деле не отличается от локальности, это просто предпочтительная форма локальности. Симметрия требует, чтобы вы не заботились о глобальном происхождении, а только о вещах вокруг вас, так что это предпочтительное фундаментальное местоположение для большинства людей.