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实在宇宙

已有 1920 次阅读 2018-8-9 22:15 |系统分类:科研笔记

 曾经我曾认为凡是合理的都是存在的。这个所有合理的存在的集合我称之为柏拉图世界。很自然的,我们的世界是合理的,所以是这个柏拉图世界的子集。


然而,现在通过对理论物理多年的思考,我的认识改变了。我认为我们的世界是一个实在世界,而所有合理的存在都在这个实在世界有投影然而并不能完备的描述实在世界。什么是实在世界呢?实在世界是我们所处宇宙的时空、物质与信息的集合。实在世界必须是非线性与概率性的,这样才能从无之中诞生。


我们的实在世界很像一个概率幅发生器。给定边界条件,所有可能的终极方程的解都以概率幅的方式存在于这个实在世界。这些概率幅不仅仅相互作用,而且和自己相互作用。用数学的语言来说,就是底流形为伪黎曼流形,底流行确定了边界条件(事实上,边界条件,严格的说,每个点之间相互粘结的方式由底流行的拓扑结构决定),边界条件决定了流形上伴丛可能的取值。一旦边界条件决定,伴丛的可能的取值构成的空间就被决定了,数学上来说,这个空间叫做层空间(sheaf)。我们给出取值在层空间的一个截面的叠加态L,就可以用它来描述实在宇宙的一个态。描述这个态的L满足广义协变性,规范不变性。然而究竟是哪个L描述实在,这由初始条件以及实在内的每次完全测量的坍缩决定(这里假定完全测量是存在的,如果不存在,那么任何演化就都是连续而光滑的)。


如果有一个拥有无穷计算能力(可在有限时间进行无穷次计算)的图灵机,那么我就可以用它来模拟宇宙。然而,这一比喻并不自然,因为图灵机模拟出来的虚拟宇宙可以满足任何物理定律,而我们的宇宙,其定律似乎是唯一的。另外,模拟出来的宇宙是涌现出来的,是虚拟的,不是实在宇宙。


我总是在追思什么是实在?实在的感觉源于何处?从生物的感性来说,实在感源于稳定感,源于可靠感,源于你离家多年,回家,家如故,家乡如故,家人如故。而从物理的角度来说,实在感源于对称性。对称性带给我们守恒流、守恒荷,带给我们不随时间的流逝消失的东西。而对称性是时空的对称性。也就是说,实在源于时空。或者说,时空是基本的实在。


然而,真的是这样吗?我们知道两个粒子可以超距纠缠。超距也就意味着,它无视时空的距离属性。理解量子纠缠的可能尝试包括,将时空看成涌现的,我们的宇宙是虚拟宇宙,是无穷图灵机算出来的虚拟宇宙,但是我必须说,这违反自然性原理。另一个尝试可能是,时空不是基本的,量子态才是基本的,量子态在希尔伯特空间发生的纠缠无视距离属性是天生的,时空是多个粒子的量子态在希尔伯特空间作用后退相干后给出的衍生结构,由于这一结构在宏观世界是一个好的属性,所以根深蒂固的存在于活在宏观世界的人类的大脑中。还有一个可能的尝试是将时空的拓扑结构理解为基本的,放弃将距离属性作为基本的。而我个人认为,一个正确的答案应当来源于第二和第三种可能的答案的结合。世界总是比我们聪明,它以一种异常优雅而简洁的方式运作。当你找到它,你会噢的一声表示惊讶,然而那就在手边的答案你却可能苦思10年而找不到。


在量子场论中,粒子是场的激发。我的理解是,粒子在量子场论中作为产生算子作用到真空上而激发出来的“实在”是一种近似。它有其合理成分,但自然界有更精妙的结构。我所相信的是,任何稳定的存在,都有其自稳态结构。包括时空,包括粒子。而对自稳态结构的理解,蕴含着粒子质量起源机制以及宇宙起源机制的理解。量子场论能计算出粒子的衰变寿命以及某种粒子到其它粒子的衰变分支比以及粒子之间相互作用变成其它粒子的分支比。这是伟大的成就,这意味着我们对粒子之间的相互作用建模取得了良好的结果。我们在一定程度上深刻的理解了粒子之间的相互作用。


接下来呢?我们需要深刻理解所谓的场之间的非线性自相互作用。给出对质量起源以及宇宙起源的理解。


我相信,我们的实在宇宙是一个数学宇宙,有一天,我们能找到一组方程,对这个宇宙中的任何基本量给予科学的预测与解释。这将是一个没有可调参数的理论,一个没有有量纲参数的理论,一个简洁而美丽的理论。








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