物理哲学

在哲学中，物理学哲学处理现代物理学中的概念和解释问题，其中许多与某些理论物理学家所做的研究重叠。 物理学哲学大致可分为三个领域：

• 量子力学的解释：主要涉及如何制定对测量问题的充分响应以及理解该理论对现实的看法。
• 空间和时间的本质：空间和时间是实体，还是纯粹相关的？ 同时性是约定俗成的还是只是相对的？ 时间不对称是否可以纯粹还原为热力学不对称？
• 理论间关系：各种物理理论之间的关系，例如热力学和统计力学。 这与科学还原的问题重叠。

空间和时间（或时空）的存在和性质是物理学哲学的中心主题。

时间通常被认为是一个基本量（即不能用其他量来定义的量），因为时间似乎是一个基本的基本概念，以至于无法用任何更简单的东西来定义它。 然而，某些理论，如圈量子引力，声称时空是涌现的。 正如圈量子引力的创始人之一卡洛·罗韦利所说：时空中不再有场：只有场上场。 时间是通过测量来定义的——通过它的标准时间间隔。 目前，标准时间间隔（称为常规秒，或简称为秒）定义为 133 铯原子超精细跃迁的 9,192,631,770 次振荡。 （国际标准化组织 31-1）。 什么时间以及它是如何工作的遵循上面的定义。 然后可以在数学上将时间与空间和质量的基本量结合起来，以定义速度、动量、能量和场等概念。

牛顿和伽利略，以及20世纪以前的大多数人，都认为时间对于任何地方的每个人都是一样的。现代时间概念是基于爱因斯坦的相对论和闵可夫斯基的时空，其中 时间速率在不同的惯性参照系中运行不同，空间和时间合并为时空。 爱因斯坦的广义相对论以及远去星系发出的光的红移表明，整个宇宙甚至时空本身都始于大约 138 亿年前的大爆炸。 爱因斯坦的狭义相对论大多（虽然不是普遍）使时间理论在形而上学上有一些关于现在的特殊之处似乎不太合理，因为时间的参考框架依赖性似乎不允许特权的想法 现在的时刻。

一些理论，尤其是狭义相对论和广义相对论，表明合适的时空几何或空间中某些类型的运动可以让时间穿越到过去和未来。 有助于这种理解的概念包括封闭的类时曲线。

阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论（以及广义相对论）预测可以解释为时间旅行的时间膨胀。 该理论指出，相对于静止的观察者，运动速度更快的物体的时间似乎过得更慢：例如，移动的时钟看起来走得慢； 当时钟接近光速时，它的指针似乎几乎停止移动。 流行的孪生悖论进一步讨论了这种时间膨胀的影响。 尽管这些结果可以通过实验观察到，但爱因斯坦理论的一个内在方面是适用于 GPS 卫星和日常生活中使用的其他高科技系统运行的方程式。

广义相对论允许第二种类似的时间旅行。 在这种类型中，远处的观察者看到深重力井底部时钟的时间流逝更慢，而下降到深重力井中并拉回的时钟将表明与静止的静止时钟相比，时间流逝更少 与远处的观察者。

科学界的许多人认为逆向时间旅行是极不可能的，因为它违反了因果关系，即因果逻辑。 例如，如果你试图回到过去并在你生命的早期阶段自杀（或你的祖父，这导致了祖父悖论），会发生什么？ 史蒂芬霍金曾经提出，未来游客的缺席构成了反对时间旅行存在的有力论据——费米悖论的一种变体，时间旅行者而不是外星游客。

空间是物理学中为数不多的基本量之一，这意味着它不能通过其他量来定义，因为目前还没有更基本的已知量。