[논문 리뷰] Relativistic Constraints for a Naturalistic Metaphysics of Time

Peter William Evans|arXiv (Cornell University)|2010. 11. 10.

Relativity and Gravitational Theory참고 문헌 35인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 로벨리의 관계주의에 기반한 형식적 프레임워크를 개발하여 상대성 이론 내에서 시간을 분석하며, 적절히 제약 조건이 부여된 경우 특수 및 일반 상대성 이론과도 논리적으로 일관되는 정적 및 동적 시간 관점이 둘 다 가능하다고 보여준다. 동적 시간을 위해 핵심 조건으로 세계적 쌍곡성과 코시 표면을 특정하며, 일정 평균 곡률(foliation)이 양자 중력 이론에서 특수한 시간 구조를 물리적으로 근거화할 수 있을 것이라 주장한다.

ABSTRACT

The traditional metaphysical debate between static and dynamic views in the philosophy of time is examined in light of considerations concerning the nature of time in physical theory. Adapting the formalism of Rovelli (1995, 2004), I set out a precise framework in which to characterise the formal structure of time that we find in physical theory. This framework is used to provide a new perspective on the relationship between the metaphysics of time and the special theory of relativity by emphasising the dual representations of time that we find in special relativity. I extend this analysis to the general theory of relativity with a view to prescribing the constraints that must be heeded for a metaphysical theory of time to remain within the bounds of a naturalistic metaphysics.

연구 동기 및 목표

• 시간에 대한 철학적 관점(동적 대비 정적)과 상대성 이론의 형식적 구조 사이의 갈등을 해결하기 위해.
• 모든 블록 우주적 특성을 지닌 민코프스키 시공간이 객관적 시간의 흐름을 배제하지는 않음을 명확히 하기 위해.
• 특수 상대성 이론에서 일반 상대성 이론으로의 분석을 확장하여, 자연주의적 시간 철학이 유지되기 위해 충족되어야 할 물리적 제약 조건을 규명하기 위해.
• canonical 중력 이론과 일정 평균 곡률(CMC) 분할이 전역적 시간 구조를 특수화하는 데 물리적 근거를 제공할 수 있는지 평가하기 위해.
• 일반 상대성 이론의 해밀토니안 형식화가 자연주의적 철학적 프레임워크 내에서 동적 시간 관점의 타당성을 뒷받침하는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 로벨리의 관계주의 형식화를 도입하여 물리 이론 내에서 시간을 특성화하며, 상대성 이론 내에서 시간의 이중 표현을 강조한다.
• 민코프스키 시공간을 기초로 삼아, 다수의 시간적 구조가 존재하기 때문에 형식적 구조가 동적 시간을 배제하지 않는다는 것을 보여준다.
• 일반 상대성 이론에 세계적 쌍곡성 개념을 적용하여, 시공간이 시공간적 코시 표면으로 분할될 수 있어야만 일관된 시간 순서가 보장된다는 조건을 설정한다.
• 일반 상대성 이론의 해밀토니안 형식화를 분석하며, 3-메트릭과 외적 곡률이 시공간 진화를 정의하는 데 차지하는 역할을 집중적으로 고려한다.
• 일정 평균 곡률(CMC) 분할 방법이 시공간 내에서 유일한 시간 분할을 선택하는 후보로 고려되는지 평가한다.
• CMC 분할이 선호되는 시간 방향을 물리적으로 근거화할 수 있는지 평가한다. 이는 A-이론 철학과 관련이 있다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 민코프스키 시공간의 블록 우주적 특성에도 불구하고, 특수 상대성 이론의 형식적 구조가 동적 시간 이론을 배제하지 않는 이유는 무엇인가?
• RQ2 일반 상대성 이론이 자연주의적 철학의 범위 내에서 유지되기 위해 시간 철학 이론에 부과하는 제약 조건은 무엇인가?
• RQ3 객관적 시간의 흐름이 가능한 데 있어 세계적 쌍곡성은 필수 조건인가?
• RQ4 일정 평균 곡률(CMC) 분할이 일반 상대성 이론 내에서 특수한 시간 구조를 물리적으로 근거화할 수 있는가?
• RQ5 일반 상대성 이론의 해밀토니안 형식화는 양자 중력의 맥락에서 동적 시간 관점의 타당성을 뒷받침하는가?

주요 결과

• 민코프스키 시공간의 형식적 구조는 시간의 이중 표현 덕분에 다수의 시간적 구조가 존재할 수 있으므로, 동적 시간을 배제하지 않는다.
• 세계적 쌍곡성은 동적 시간 철학 이론에 필수적인 조건이며, 이는 코시 표면의 존재와 완전한 시간 순서 보장을 보장하기 때문이다.
• 세계적 쌍곡성이 아닌 아인슈타인 장 방정식의 해(예: 고델의 시공간)는 동적 시간을 반드시 반박하지는 않지만, 물리적으로 의심스럽다.
• 일반 상대성 이론의 해밀토니안 형식화는 세계적 쌍곡성을 요구하며, 이는 성공적인 양자 중력 이론이 추가로 동적 시각을 지지할 수 있음을 시사한다.
• 일정 평균 곡률(CMC) 분할 방법은 다수의 시공간에 대해 고유한 시간 분할을 제공하며, 전역적 시간 구조를 특수화하는 잠재적 물리적 근거를 제공한다.
• 그럼에도 불구하고, 위트리히(2010)는 CMC 분할이 일반 좌표 불변성 원칙을 위반하므로, 현존주의나 기타 A-이론적 관점의 지지에 있어 그 타당성이 훼손된다고 주장한다.