摘要:再问大家一个问题,那么根据拓扑量子信息基元理论,物质的产生怎么解释?质量的赋予又怎么解释?希格斯粒子怎么产生?希格斯机制还要不要了?
再问大家一个问题,那么根据拓扑量子信息基元理论,物质的产生怎么解释?质量的赋予又怎么解释?希格斯粒子怎么产生?希格斯机制还要不要了?
我们先来回答物质的产生,然后一一分析。
在这个框架中,“物质”和“时空”的地位是平级的——它们都是从量子基元网络的特定激发模式中涌现的衍生现象。
粒子即激发:一个电子、一个夸克,不再是传统意义上不可再分的小球。它们被视为底层量子基元网络中的一种稳定的、传播的“振动模式”或“纠缠的激发”。
类比:想象一下蜘蛛网。蜘蛛网本身是背景(类似于时空结构)。一只苍蝇撞在网上,引发了一个振动波,这个波沿着网线传播。这个振动波就是一个“粒子”。波本身不是一种独立的“物质”,它是网络的一种状态。
因此,物质的产生,就是量子基元网络从一种基态(“空虚”的真空)被激发到某种特定的、稳定的高能态。我们所感知的“物质”就是这些激发的量子信息包。
读到这里,你一定会疑惑和不解?明明现有物理学已经证实了电子,质子等粒子是物质的,是实体的,怎么理解它是一种波呢?似乎是无法想象的,而无法想象的,多数就是有问题的。该怎么去理解呢?
首先,重要的是要认识到,“电子、原子、夸克、质子是物质”的观点,在当代物理学中已经被更精确的描述所取代。在量子场论(Quantum Field Theory, QFT)中,所有基本粒子都被视为“量子场的激发”。例如:
电子是电子场的激发。
夸克是夸克场的激发。
光子是电磁场的激发。
希格斯粒子是希格斯场的激发。
在标准模型中,这些场是基本实体,而粒子是场的局部激发(即“振动”)。这类似于量子基元理论“蜘蛛网”的类比:场就像蜘蛛网本身,粒子就像网上传播的振动波。因此,将粒子视为“激发”并不是新概念,而是现代物理学的核心思想之一。这样解释,你能理解了吗?其实这个理论并不是空中楼阁,也不是纯粹的想象。依然是我结合物理实在而出发的理论。
拓扑量子信息基元理论的延伸,是从场到更基本的网络。
“拓扑量子信息基元理论”不仅将粒子视为激发,还将场和时空本身视为从更基本的底层结构中涌现的现象。这个底层结构是一个“拓扑量子基元网络”(由抽象的量子信息单元构成)。
关键点包括:
量子基元:这些是假设的基本单元,可类似于量子比特,但更抽象,没有预先的时空属性。
涌现的场:不同的场(如电子场、电磁场)对应于量子基元网络的不同集体激发模式。这些模式是稳定的、可传播的,并在宏观上表现为我们熟悉的粒子。
涌现的时空:时空几何(如引力)也从网络的纠缠结构中涌现,例如,通过纠缠熵与几何面积的关系(如全息原理)。
因此,这个理论并不是否定现有物理学,而是试图为量子场论和广义相对论提供一个更基础的解释——即解释“场”和“时空”本身从何而来。
“量子基元信息网络振动”如何振动出不同的粒子?这关系到对称性和模式多样性。如何从简单规则涌现复杂现象的问题。在物理学中,这通常通过对称性破缺和模式多样性来实现。
对称性决定粒子性质:在标准模型中,粒子的性质(如质量、电荷、自旋)由场的对称性决定(例如,SU(3)×SU(2)×U(1)规范对称性)。在基元理论中,这些对称性从网络的动力学中涌现出来。网络的振动模式可以有不同的“频率”、“波长”和“拓扑特性”,这些对应不同的粒子。
类比声音在空气中的传播:空气分子本身很简单,但它们的振动模式可以产生无限多样的声音(不同频率、音色)。类似地,量子基元网络虽然可能由简单单元构成,但其振动模式可以极其丰富,足以描述所有已知粒子。
具体机制:网络的低能激发谱(low-energy excitation spectrum)可能包含各种稳定的模式:
一些模式是玻色性的(如光子),对应传播的波。
一些模式是费米性的(如电子),对应局域化的激发。
这些模式的相互作用由网络的底层动力学决定,并在宏观上再现标准模型的拉格朗日量。
基元理论的目标是,在低能极限下,网络的激发行为应精确再现量子场论的预测。也就是说,当我们观察宏观世界时,网络振动模式会“看起来像”标准模型的粒子。
在量子场论中,粒子已经是场的激发,所以基元理论只是将这个想法推向更底层。
现有物理学无法解释引力如何与量子力学统一(量子引力问题)。基元理论通过将时空和物质共同涌现,提供了解决这一问题的途径。
摘自独立学者,作家灵遁者作品《信息与关系》
作者简介:灵遁者,中国独立学者。原名王银,陕西绥德县人。1988年出生,现居西安。哲学家,艺术家,作家。代表作品《触摸世界》《行者乾坤》《探索生命》《变化》《相观天下》《手诊面诊色诊大全》《笔有千钧》《非线性波动》《见微知著》《探索宇宙》《伟大的秘密》《自卑之旅》《云淡风清》《我的世界》《牙牙学语》等。其作品朴实大胆,富有新意。
个人座右铭:生命在于运动,更在于探索。
灵遁者热读书籍有:科普六部曲,国学三部曲,散文小说五部曲。
科普五部曲分别为:《变化》《见微知著》《探索生命》《重构世界》《观自在大千世界》《信息与关系》。
国学三部曲分别为:《相观天下》《手诊面诊色诊大观园》《朴易天下》。
散文小说五部曲分别为:《伟大的秘密》《非线性波动》《从今往后》,《云淡风轻》《我的世界》《春风与你》。
来源:小唐的科学讲堂