参照系

背景独立性和量子因果结构

量子力学与广义相对论的一个关键区别是它要求时空有一个固定的背景参照系。事实上，这似乎是统一这两个理论的主要概念障碍之一。此外，预计这两个理论的结合将产生“不确定的”因果结构。在本文中，我们提出了一种与背景无关的过程矩阵形式——一种允许不确定因果结构的量子力学形式——同时保留操作上明确定义的测量统计数据。我们通过强制形式中出现的概率——我们将其归因于离散时空点之间的测量结果——在时空点的变动下保持不变来实现这一点。我们发现：（a）我们仍然可以获得具有背景独立性的非平凡的、不确定的因果结构；（b）我们失去了在不同实验室中局部操作的概念，但可以通过将参考系编码到系统的物理状态中来恢复它；（c）置换不变性施加了令人惊讶的对称性约束，虽然形式上类似于超选择规则，但不能这样解释。