[论文解读] Fundamental Physical Constants and the Principle of Parametric Incompleteness

S. S. Stepanov|ArXiv.org|Sep 7, 1999

Relativity and Gravitational Theory参考文献 18被引用 7

一句话总结

本文提出经典力学中参数不完备性的原则，认为ħ和c等基本常数源自一个简化公理框架，从而导出广义相对论的参数化推广，预测光速随时间变化及哈勃定律，且无需额外假定。该方法将量子与相对论常数重新解释为理论不完备性的结果，而非基本输入。

ABSTRACT

The principle which allows to construct new physical theories on the basis of classical mechanics by reduction of the number of its axiom without engaging new postulates is formulated. The arising incompleteness of theory manifests itself in terms of theoretically undefinable fundamental physical constants $\hbar$ and c. As an example we built up a parametric generalization of relativistic theory, where the Hubble Law and the dependence of light velocity on time are obtained.

研究动机与目标

• 基于经典力学中的简化公理，发展物理定律的新理论基础。
• 解释ħ和c等基本常数的起源，不将其视为公设，而视为理论不完备性的表现。
• 从广义相对论模型中推导出宇宙学现象，如哈勃定律与变光速。
• 通过经典力学的参数化扩展，统一量子与相对论特征。
• 提供一个新框架，使新物理理论能从最少的基础假设中自然涌现。

提出的方法

• 提出参数不完备性原则，以减少经典力学中的公理数量。
• 通过允许c等常数作为参数函数变化，引入相对论理论的参数化推广。
• 利用所得框架，将哈勃定律作为参数结构的自然结果推导而出。
• 证明在该广义模型中，光速随时间变化，与宇宙学观测一致。
• 将ħ和c视为理论中无法定义的常数，源于底层理论的不完备性。
• 将该方法应用于构建相对论与量子特征的统一描述，无需增加新公设。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在经典力学中通过更少公理构建物理理论？
• RQ2 在最小理论框架中，ħ和c等基本常数的起源是什么？
• RQ3 能否在不预先假设的前提下，从广义相对论模型中推导出哈勃定律？
• RQ4 变光速是否能自然地从相对论的参数化扩展中出现？
• RQ5 理论不完备性如何导致量子与相对论常数的出现？

主要发现

• 哈勃定律作为相对论理论参数化推广的后果被推导出，而非初始假设。
• 在广义模型中，光速被证明随时间变化，与某些宇宙学观测一致。
• ħ和c等基本常数被解释为理论不完备性的表现，而非预设值。
• 该框架通过经典力学的单一参数化扩展，实现了相对论与量子特征的统一描述。
• 该理论预测ħ和c并非基本输入，而是从不完备理论的结构中自然涌现。
• 该模型通过减少对人为假设的依赖，为物理理论提供了新基础。