在理论物理,背景独立(英文:background independence)是指一个理论中的定义方程独立于时空的实际形状以及不同时空内场的值。如此的理论应不需有特定的座标系。而且,对于不同的时空构成或背景,那些方程应具不同解。

什么是背景独立?

明确背景独立

量子引力理论

由于量子引力研究属推测性质,怎样正确执行背景独立存在不少争论。最终,答案是由实验决定,但有任何量子引力实验结果前,物理学家只可以进行辩论。以下是量子引力的两个主要理论:

弦论

弦论很大程度是固定时空中的微扰理论。虽然这个理论有可能是背景独立,却不具明确性。弦场论是将弦论变为具明确背景独立性质的其中一个尝试,但至今对其了解的仍然很少。

另一个方法是AdS/CFT对偶,相信能够提供充分、非微扰、存于反德西特渐近时空的弦论定义。如此,这可能是超选择中一个已确立充分、背景独立的理论。然而,此时仍然未有一个充分、非微扰以及存于任意时空背景的理论。

拓扑结构变化是弦论一个已确立的过程。

循环量子引力

一个非常不同的量子引力理论称为循环量子引力。这理论自称背景独立,指起码几何量(例如面积)的预测能够独立于背景度量。然而,只可说循环量子引力的物理只是薄弱地背景独立,因为其仍需以固定的拓扑结构(被视为背景结构)来定义时空。

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