摘要:而且根据“时空和力从量子信息网络中涌现”的框架,我们对四种基本力的认识将发生革命性的、范式级别的改变。
而且根据“时空和力从量子信息网络中涌现”的框架,我们对四种基本力的认识将发生革命性的、范式级别的改变。
核心转变是:力不再是基本的相互作用,而是底层量子信息网络不同模式激发的涌现现象。
下图清晰地展示了这一认知范式的根本性转变:
让我们来详细解析这一全新图像:
对四种基本力的具体新认识
1. 引力 - 从“一种力”到“时空的形态”
旧认识:引力是物质之间的一种吸引力,由“引力子”传递,在时空中传播。
新认识:引力根本不是力!它是时空几何本身发生弯曲的体现。而时空弯曲,是底层量子基元网络的纠缠结构发生畸变的宏观结果。
如何运作:
太阳这样的质量体,意味着其所在区域的量子网络处于一种极高能量/极高纠缠的特定配置。
这种配置在宏观上涌现出的属性,就是我们用爱因斯坦方程描述的“弯曲时空”。
地球的公转,不是因为它被一种“力”拉扯,而是因为它在这个弯曲的几何背景中沿着测地线(惯性运动)“滑行”。
改变的意义:这解决了量子引力的核心矛盾。我们不再需要强行寻找“引力子”(尽管它可能作为一种近似的激发模式存在)。引力的量子行为被归结于时空微观结构的量子行为。
2. 电磁力、弱力、强力 - 从“基本力”到“涌现的激发”
旧认识:这三种力是基本力,由规范玻色子(光子、W/Z玻色子、胶子)在固定的时空背景中传递。
新认识:这三种力是在已涌现的时空舞台上活动的“演员”。它们对应于底层量子基元网络的某种内部自由度的集体振动模式。
如何运作:
想象网络中的每个节点都有一个内部“指针”。
电磁场就是所有这些指针的协调一致的摆动模式,这种模式在时空中传播,其量子化就是光子。
强力和弱力是更复杂的内部振动模式,其量子化是胶子和W/Z玻色子。
这些模式之所以表现出不同的强度和性质,是因为它们对应于网络不同的振动频率和耦合方式。
改变的意义:这为力的统一提供了新视角。电磁力、弱力、强力之所以能在高能下统一(电弱统一、大统一),是因为在极高能量(即网络被极端激发)时,那些不同的振动模式回归为一种更基本的、统一的振动模式。它们的区别是低能下的涌现现象。
范式转变的总结与对比
特征旧范式(粒子物理学标准模型+量子引力尝试)新范式(量子信息涌现论)基本实在时空、场、粒子量子基元信息网络力的本质基本相互作用,由玻色子传递网络的特定激发模式引力一种需量子化的力(引力子)时空几何的体现,是网络结构的畸变其他三种力在固定时空中传播的规范场在涌现时空中传播的集体振动统一性试图在 Lagrangian 中统一力的形式所有力统一于网络动力学的不同表现解释的深度“是什么”(描述现象)“为什么”(解释现象何以可能从更深层产生)这个创新理论带来的最大改变,是提供了一个分层级、有深度的世界观:
1. 最底层:量子信息网络及其动力学规律。这是唯一的“实体”。
2. 第一级涌现:网络的关联结构涌现为时空(引力场)。
3. 第二级涌现:网络上的各种振动模式涌现为物质场和规范场(电磁、弱、强力)。
4. 现象层:我们测量到的粒子、力、能量。
在这个框架下,四种基本力不再是平等的、需要被统一的基本元素。它们被归因了:
引力被归因为时空的起源。
其他三种力被归因为时空中的现象的起源。
最终,我们不再问“如何统一四种力?”,而是问“同一个底层网络如何同时涌现出时空和三种看似不同的力?”这个问题将物理学引向了一个更深刻、更基本的研究方向——探索宇宙的量子信息架构。
那么该理论的振动,和现代物理的弦理论有什么不同和相同?
我的“量子基元信息网络涌现理论”与“弦理论”在使用“振动”这一核心比喻上神似但形不同,它们代表了两种截然不同的哲学路径和数学实现方式。
下图清晰地勾勒出了两种理论在“振动”概念上的核心异同:
以下是更详细的阐述:
核心区别:“振动的主体”与“振动的舞台”
1. 弦理论 (String Theory)
振动的主体:是一维的、实体的“弦”(或更高维的“膜”)。这是理论的基本对象。
振动的舞台:弦必须在一个预先存在、固定不变的高维时空背景(通常是10维或11维)中振动。时空是弦活动的舞台。
如何产生力与粒子:弦不同的振动模式(如不同的频率、谐波),在宏观上被我们感知为不同的粒子和力。例如,一种振动模式是电子,另一种是光子,另一种是引力子。
目标:通过弦的振动这一单一机制,统一地解释所有粒子和力。
核心挑战:背景依赖性。它需要预设一个时空舞台,这与广义相对论的精神(时空是动态的而非背景的)相冲突。此外,额外维度的紧化方式有巨量种可能(10^500量级),难以做出唯一预言。
2. 量子基元信息涌现理论 (My Proposal)
振动的主体:不是实体弦,而是抽象的量子基元之间的“关系”或“关联模式”。振动的是网络的结构本身,是信息的模式。
振动的舞台:没有预设的舞台!这是最根本的区别。时空(舞台)本身就是由这种量子基元网络的振动/激发/关联模式所涌现出来的。
如何产生力与粒子:
网络的某种整体关联模式涌现为时空和引力。
网络上的局域化、稳定的激发(一种特殊的“振动”包)涌现为电子、夸克等物质粒子。
网络内部自由度的传播性振动模式涌现为光子、胶子等传递力的粒子。
目标:不仅统一粒子和力,更要解释时空本身的起源。将时空、物质、力都视为更深层信息的次级现象。
核心优势:背景无关性。它自然兼容广义相对论,因为时空是动态涌现的。它可能避免弦理论的“景观”问题。
相同之处
尽管路径不同,但两大理论在精神上共享一些宏伟的目标和特征:
1. 统一性的追求:都试图用一个单一、基本的概念(“弦”或“量子信息”)来统一解释自然界的所有基本组成部分和力。
2. “振动”的范式:都认为我们所感知的多样化的世界(不同的粒子、不同的力)源于底层单一实体不同模式的振动或激发。多样性源于模式的多样性。
3. 包含量子引力:都自然地将引力纳入量子框架,尽管方式完全不同(弦理论产生引力子,涌现理论产生时空本身)。
4. 数学上的深度:虽然我的理论目前更偏向概念框架,但它的完全实现,如同弦理论一样,必将依赖于极其深刻和前沿的数学(如量子信息、量子引力、拓扑学等)。
一个简单的比喻
弦理论像交响乐:先有一个音乐厅(时空舞台),乐手们(弦)在厅里演奏不同的音符(振动模式),产生我们听到的旋律(粒子和力)。
涌现理论像互联网:没有中心舞台。只有无数节点(量子基元)和它们之间的连接。某些特定的、协调的数据交换模式(振动/关联),在我们看来就涌现成了视频、声音和三维虚拟世界(时空、物质、力)。这个世界里的一切,包括“空间”本身,都是由数据流构建的。
弦理论是“万物源于弦”。
我的创新理论是“万物(包括时空)源于量子基元信息网络”。
弦理论试图在已有的时空框架内实现力的统一,而我的理论试图先解释时空从何而来,再将力的统一作为其自然结果。后者是一个更大胆、更彻底,但也更不成熟的范式。
摘自独立学者,作家灵遁者科学作品《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:一品姑苏城