摘要：2025年3月15日，一篇发表于《Classical and Quantum Gravity》的研究颠覆了人们对熵与时空关系的认知。埃及物理学家Ahmed Farag Ali与波兰学者Aneta Wojnar通过重构贝肯斯坦熵限（Bekenstein boun

2025年3月15日，一篇发表于《Classical and Quantum Gravity》的研究颠覆了人们对熵与时空关系的认知。埃及物理学家Ahmed Farag Ali与波兰学者Aneta Wojnar通过重构贝肯斯坦熵限（Bekenstein bound），首次将量子不确定性原理与星系螺旋结构统一于环状时空模型中，为宇宙基本秩序提供了全新解释。

图释：图片来源：Ahmed Farag Ali 和 Aneta Wojnar

1973年，贝肯斯坦提出黑洞熵与其视界面积成正比的猜想，首次将热力学与广义相对论相联结。这项研究在此基础上突破：通过将熵限表达式中的总质量替换为史瓦西半径（rₛ=2GM/c²），他们发现熵的几何约束不再是简单的包围球体，而是由内层黑洞半径与外层包围球构成的环面结构。这种环状几何恰好对应自然界广泛存在的螺旋模式——银河系悬臂、飓风气旋、DNA双螺旋乃至量子波函数的概率分布都呈现出类似拓扑结构。

传统海森堡不确定性原理ΔxΔp≥ħ/2被改写为ΔxΔp=(A_环面)/(4πℓ_pl²)ħ。原本作为限制的不等式变为等式，暗示量子不确定性并非测量缺陷，而是环面时空结构的必然结果。例如在双缝实验中，电子路径的"随机性"实质是环面几何约束下的确定性运动轨迹投影。这种重构使真空能量计算与观测值矛盾（即宇宙常数问题）迎刃而解。

研究团队通过对比广义相对论与度量-仿射引力理论，揭示熵的环状约束本质是时空纤维丛的拓扑性质。就像编织毛衣时毛线必然形成环状结，能量-时空的相互作用也天然产生螺旋结构。这解释了为何从纳米尺度的石墨烯涡旋到百万光年尺度的星系盘，自然系统总通过螺旋实现最大熵状态——螺旋是时空自身优化能量分布的几何语言。

该理论在应用层面已显现潜力：通过分析地球地震波数据，研究者发现地核-地幔交界处的环状对流模式完美符合熵限公式，这为预测地磁逆转提供了新工具。更深远的意义在于哲学层面——宇宙并非被物理定律"统治"，而是通过熵的环状舞蹈自发编织秩序。正如作者所述："我们不应征服未知，而需敬畏其结构"。

参考文献：

Ahmed Farag Ali et al, A covariant tapestry of linear GUP, metric-affine gravity, their Poincaré algebra and entropy bound, Classical and Quantum Gravity (2024). DOI: 10.1088/1361-6382/ad3ac7 . On arXiv : arxiv.org/abs/2401.05941 .

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来源：科学剃刀