Начать следует с определения расстояния в произвольном пространстве-времени. То, что в римановой геометрии называют метрикой, не есть расстояние. А потом следует доказать, что Ваша функция действительно "полностью определяет геометрию пространства-времени". Риманова (или псевдориманова) метрика не определяет геометрию пространства-времени "полностью".
Дело в том, что термин "метрика" имеет разный смысл у физиков и математиков. Физики используют термин "метрика" как сокращение термина "метрический тензор", который конечно же не описывает геометрию полностью.
Термин "метрика" означает у математиков функцию расстояния, ограниченную условием аксиомы треугольника.В этом случае метрика полностью описывает метрическую геометрию, которая является частным случаем физической геометрии. (В случае физической геометрии условие аксиомы теругольника не налагается).
Пожалуйста, говорите только о себе. Геометрия долгое время (по крайней мере до Лобачевского и Бойяи) воспринималась как часть физики. Но после создания неевклидовой геометрии стало понятно, что геометрия независима от физики и является математической теорией. Сейчас существует тьма всяких геометрий. Некоторые из них могут интерпретироваться в физических терминах, но называть их на этом основании "физическими" по меньшей мере глупо, поскольку это означает явное смешение теории с её интерпретацией. Вы же, похоже, хотите вернуть геометрию вообще к тем временам, когда в ней никаких логических выводов не было, а был просто набор никак не связанных "экспериментально" обнаруженных фактов (на 3 - 4 тысячи лет, по меньшей мере).
В данном случае история с геометрией Лобачевского повторяется. Математики в массе своей не желают признавать физическую геометрию. Физическая геометрия, вообще говоря, является неаксиоматизируемой геометрией. Она не является логической конструкцией. Математики же привыкли к тому, что геометрия обязательно является логической конструкцией. Неаксиоматизируемых геометрий они не признают. Физикам же все равно является ли геометрия аксиоматизируемой или нет. Им важно лишь, чтобы геометрия была наиболее общей, и геометрия пространства-времени могла бы описываться неаксиоматизируемой (физической ) геометрией. Для математиков совершенно не имеет значения, описывает ли геометрия все возможные геометрии пространства-времени. Им важно, чтобы геометрия была аксиоматизируемой, потому что с неаксиоматизированными геометриями они работать не умееют и не хотят. Что делать математикам в неаксиоматизируемой геометрии? Там же нет теорем.
Для того, чтобы утверждать, что физических (неаксиоматизируемых) геометрий не бывает, надо хотя бы немного знать, что такое геометрия, как наука о расположении геометрических объектов, а не как логическое построение. Термин "физическая геометрия" используется для того, чтобы отличить математическую геометрию (логическую конструкцию) от физической геометрии (науки о расположении геометрических объектов). Физическая геометрия и математическая геометрия это две совершенно разные вещи.