The Wolfram Model, which is a slight generalization of the model first introduced by Stephen Wolfram in A New Kind of Science (NKS), is a discrete spacetime formalism in which space is represented by a hypergraph whose dynamics are determined by abstract replacement operations on set systems, and in which the conformal structure of spacetime is represented by a causal graph. The purpose of this article is to present rigorous mathematical derivations of many key properties of such models in the continuum limit, as first discussed in NKS, including the fact that large classes of them obey discrete forms of both special and general relativity. First, we prove that causal invariance (namely, the requirement that all causal graphs be isomorphic, irrespective of the choice of hypergraph updating order) is equivalent to a discrete version of general covariance, with changes to the updating order corresponding to discrete gauge transformations. This fact then allows one to deduce a discrete analog of Lorentz covariance, and the resultant physical consequences of discrete Lorentz transformations. We also introduce discrete notions of Riemann and Ricci curvature for hypergraphs, and prove that the correction factor for the volume of a discrete spacetime cone in a causal graph corresponding to curved spacetime of fixed dimensionality is proportional to a timelike projection of the discrete spacetime Ricci tensor, subsequently using this fact (along with the assumption that the updating rules preserve the dimensionality of the causal graph in limiting cases) to prove that the most general set of constraints on the discrete spacetime Ricci tensor corresponds to a discrete form of the Einstein field equations.


翻译:沃尔夫拉姆模型是Stephen Wolfram首次在A New Kind of Science(NKS)中首次引入的模型的略微概括性,它是一个离散的时空形式化,其中空间由超强显示,其动态由设置系统中的抽象替换操作决定,而空间时的符合结构则由因果图表示。本条款的目的是在连续限制中展示这类模型许多关键特性的严格数学衍生,正如在 NKS 中首先讨论的那样,包括它们中的大类符合特殊和一般相对性的离散形式限制。首先,我们证明因果性(即所有因果性图都是由设定系统上的抽象替换操作,而动态由设置在设置的系统更新顺序中,所有因果性图表都是不固定的变异性,从而可以推导出Lorentz 递增变异的离异性模型,以及离散性Lorentz变异的物理后果。首先,我们还证明里曼和Ricciforal 最常态的变变异性模型的离异性概念化概念化概念(无论选择高或高度,无论选择高或高度,无论高或高或高或高调),均度的变数直变,都可以证明一个直成直成直成直成直成。

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