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多重复数物质空间与三旋理论探讨——量子信息理论的研究与应用

                       多重复数物质空间与三旋理论探讨
—-量子信息理论的研究与应用

                                       王德奎  李小坚

摘要:本文参考了文献12,采用多重复数对基础物理进行描述,试图厘清物理世界底层结构和相互关系,尝试建立三旋理论与规范场、圈量子理论、龚学理论的联系。对量子信息隐形传输采用彭罗斯的“里奇张量引力”思维,主要是取韦尔初创规范场时的微积分求积分,要“间断”连续光滑曲线的办法的反思启示,我们这里也“采用间断”分割,从而就有两个相对的间断面;而间断面就类似量子卡西米尔效应平板对,存在点外和点内时空中的物理信息关系。探讨点外和点内空间的物理世界的底层描述,试图弥补解答物理学中的一些隐秘关系,如超距作用的难题、量子引力理论、量子信息传输等问题。

关键词:多重复数,点内空间, 引力, 里奇张量 ,韦尔张量, 卡西米尔效应

一、引言
《求衡论》一书中给出了量子信息范式,有一些超前理念,如量子结构信息、传输信息以及点内空间和点外空间的时空特性等。该书在探索中提到郭光灿院士的量子概率克隆机制原理,提出结构信息不可克隆,但交换信息是可以克隆的。基于科学事实和科学理论,必须更严格地加以探讨。总之我们追求科学真理,并尽量将常识或思想,变成客观理论。此外,该书第七章“共轭量子信息传输”,是有创意的。目前我们一起再进一步探讨其中关系到的非定域性问题,来探讨贝尔不等式关系是否成立的问题?我们都认为复数中的虚数,存在“点内空间”。复数是把点外与点内的统一。龚学将这些内点联通成一点,或一个球。因此,全息也包含在内,纠缠也包含在内。

其次,两种引力情况中的里奇张量,这种模式即是圆周运动模型,时空的旋转与自旋。而韦尔张量这种模式,即指直线连接、运动,这种运动虽然能更直观地说明可以传递信息和能量,但要说明圆周运动的引力量子信息隐形传输,就简单了些。把韦尔张量引力这种存而待论,那么,基于里奇张量引力这种作用力的模型,自然像原子轨道电子运动及层级模型。我们要对里奇张量引力传输进行深入研究,圆周运动这种量子相互作用,是否可编码,是否可传递信息?它的作用范围多大?有无可能测量得到客观的数据?

这里我们将讨论量子信息论,特别是量子结构信息+量子传输信息,应该是一个二元方案,就还需要一些数学-物理工具,如多重复数,包括圈量子理论。以及还需要有实证的数据和结果,并发展应用。我们最近得知苑广明先生,在多重复数方面的研究做得不错,但还没有完备,如很多物理内容他没有加入,以及如何描述量子信息?如何将多重复数描述与三旋理论联系起来,并达到一致?等等问题,以下内容,就从描述多重复数与量子引力信息隐形传输开始探讨吧。

二、多重复数描述与三旋理论联系

多重复数系Zn定义如下:Zn= Xn+Ynin :Xn,Yn ∈Zn-1 ,Zn 为多重复数。其中:令io=1,Zo为实数系。对每个 n>0,令in 的平方等于 -1。因在多重复数系中,是符合交换律的,说明多重复数系是数系的一元扩展,1-形式。

这样 Zo就是实数系,Z1 就是复数系,Z2 是双复数系,Z3 是三复数系, 而Zn 是n 阶的多重复数。每个 Zn 形成一个巴拿赫代数。多重复数系不能和克利福德代数混淆。因为克利福德代数里-1 的平方根是反交换的。克利福德代数是数系的多元扩张,是 2-形式。多重复数系不能和克利福德代数混淆。因为克利福德代数里-1 的平方根是反交换的。克利福德代数是数系的多元扩张,是 2-形式。Zn与子代数 Zk 的关系(k = 0, 1, … n−1):多重复数系 Zn 在Zk 上的维数为 2n−k。当k=0 时 Zn 的维数为 2n。也就是说 Zn∈Zn-1。数系的一元扩展始终是前一多重复数空间的二维线性空间。

由于采用多重复数,可以运用博特周期性定理描述酉群的同伦群和正交群同伦群的周期性。多重复数的展开形式为标准的辛结构,所以多重复数的同伦周期为 8,在物理意义上同伦的概念可以和性质相似等同。多重复数是现代数学和物理学体系的演绎和发展。通过对多重复数的深入 研究可以进一步揭示客观世界的规律—-如中国本土学者王德奎先生提出与发展起来的三旋理论。

属于基础物理学理论的三旋理论,最早可追踪到毛泽东时代,与物质粒子无限可分有关。在此,王德奎先生创立的三旋概念时,把无限可分引向环量子粒子有“三旋”:体旋、面旋、线旋,且视为物理空间的自然属性。这样三旋理论甚至能深入到夸克层底下的符号信息表述,构成底层结构。同时物质可由一个个环量子的线旋自然耦合,形成链,再看成是一条线、面、体。而西方圈量子引力理论(LQG),已是20 世纪90年代后期才提出的。其中的圈量子旋转网络概念,最早是英国数学家彭罗斯首先设想出来的。圈量子引力理论在最近十多年才发展迅速;该理论解释物质是由环相互作用并相互结合, 形成所谓的旋转网络。我们国内LQG最具代表性的工作,是邵常贵教授的《空间时间的量子理论》一书,它在理论上较全面地树立了一种空间时间离散和量子化的新图景。因此,三旋理论的环量子三旋自旋,与LQG旋转网络极为相似,值得大家对比研究。

在曹则贤教授的《量子力学》书中,量子化方案量子化的角动量和能量出现的是同一个量子数n,这为后来的深入研究埋下“陷阱”。因为这简化得太很了。类似玻尔模型等,是把电子限制在一个平面内。其实电子是在整个三维空间内绕原子运动的。这要有距离r和两个角坐标,即倾角θ和方位角φ来描述。而对应的总角动量和方位角φ的角动量,还涉及倍数m和L;而且m和L是两个整数,可取正负。量子智慧,能量是分立的。玻尔的原子发光模型,氢原子谱线的位置,即谱线的频率和波长看似合理,但索末菲解释谱线在磁场下的分裂模型,却增加了谱线的强弱和颜色不同的解释难度。海森堡和克拉默斯合作解释色散,海森堡想到振动随时间的变化,提出谐振子,以及矩阵及矩阵力学,大大增容了量子化。即量子化方案,矩阵是一个大数的量子数。

由此到头来,算符、算子、本征值、本征矢量等都类似一种“操作”。是什么“操作”呢?实际是2的(2×360)次方偏振量子数的符号编码“操作”。由此解释波动力学和矩阵力学的合流,看薛定谔量子波动方程以及费米黄金规则,光子和电子两个主角被当成球量子,薛定谔参考哈密顿-雅克比方程,和玻尔兹曼的熵公式,描述想的也只是玻尔兹曼的类似球量子原子的模型。

所以薛定谔量子波动方程,是如同弦振动的节点,波函数ψ自然性质的有界,是方位角φ和倾角θ的周期函数,包括之前玻尔和索末菲的三个量子数n,L,m。这当然也涉及偏振量子数,但量子波动方程从来不曾梳理清楚过。即使1926年底狄拉克构造的“态矢量”,本征矢量,态函数等四个量子数n,L,m,ms也仅是偏振量子数的特殊值。曹则贤教授在《量子力学》一书中说:落实波动力学的概念为数学表示的物理世界,同真实的物理世界之间,是有些距离或者说是偏差的。但脱离了数学所谈论的物理世界,恐怕离真实更远。这特别表现在光子和电子等基本粒子的自旋上,它们的半径非常小,基本上是看不见的。

但要落实光子和电子等基本粒子的多种多样,类似光谱线等量子化的角动量和能量出现的量子数,又非得利用球状体的自旋的数学表示的物理世界,同真实的物理世界之间的联系,人类的思维、逻辑才能够合理想象。我国半个世纪以来创立的三旋理论,以环圈状理想对称自旋的数学表示的物理世界:体旋、面旋、线旋等三种自旋,联系真实的物理世界运动,强化了球状体的自旋中体旋和面旋允许的态叠加原理。联系薛定谔的波动方程也允许的态叠加原理,对波函数的几率诠释的归一化,就易如反掌。而环量子的线旋,涉及点内空间,这联系上复数。

波函数ψ带来的一个怪物,正是复数。它的实部加虚部,ψ也可以表示为振幅,这也涉及偏振量子数操作。早在1845年法拉第就发现偏振光,如果沿传播方向加一电场,则光的偏振方向会发生旋转的电光现象,更证明自旋的存在。1875年克尔发现折射率随外加电场改变的克尔现象;1896年塞曼研究克尔现象类似的外加电磁场改变发光频率,发现发光体置于磁场中导致的谱线分裂的塞曼效应现象。由于运用1920年以前的量子理论,不足以解释塞曼效应的全部。而且斯塔克在1913年,也发现发光谱线在电场中会发生分裂的斯塔克效应现象,还比磁效应更强。1921年斯特恩和盖拉赫研究玻尔的空间量子化的概念,到1922年他们发现,垂直方向上非均匀的磁场能将银原子束,分成上下两束。为解释斯特恩-盖拉赫实验碱金属发射光谱的双线特征,1924年泡利提出电子存在“二值的”量子自由度。

泡利不相容原理就是在每个原子的轨道上,只允许存在两个电子。1925年克罗尼希把泡利的“二值的”自由度,解说为电子的“自旋”。即使是现在,电子自身在转动的图像,也无法使人接受。这就是数学表示的物理世界,同真实的物理世界之间的偏差,况且自旋的电子要产生大的角动量。但这没有什么关系,1926年乌伦贝尔和古德斯密特发表的电子自旋假说的论文,能解释光谱的精细结构和塞曼效应。他们说光谱项里的半整数,是电子的第四个自由度,可理解为电子绕一个固定的轴转动,就产生的一个固定的磁矩。

现在如果联系彭罗斯对里奇张量引力讲的:当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时,被绕物体整个体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用。那么在所有存在自旋运动的基本粒子里面,就都自然存在引力。基本粒子转动饶着的那一个固定转轴,就类似被绕着的物体或星球,具有全域性手征的标志意义。这后面再讲。数学表示的物理世界同真实的物理世界的距离,泡利尽管反对电子的角动量来自自转,但他在1927年还是构造了描述电子自旋的泡利矩阵理论。

这是现代物理学从经典“藏象论”向经典“藏数论”迈进的突破,也为现在偏振量子数的应用打下了基础。经典“藏数论”的初创,是三个泡利矩阵加上单位矩阵,能和狭义相对论联系在一起。所以1928年狄拉克构造了满足狭义相对论的狄拉克量子力学方程。这就是对于光谱线的研究,最终导致电子具有自旋角动量的概念。现在物理学虽然不再把自旋理解为粒子绕自身某个轴的转动,而说成是粒子的内禀性质,或者如同质量和电荷,自旋是粒子的一个标签。并且自旋的标签与其他的标签相互间是独立的,用波函数关系式描述,例如电子的波函数,是由空间波函数ψnlm(r,θ,φ)和自旋波函数ψ(Sz )的乘积构成。

以此来分析引力子的波函数,也可以用空间波函数ψnlm(r,θ,φ)、自旋波函数ψ(Sz )和偏振波函数ψλ(me )的乘积构成。电子波函数的两个分量是分别对应自旋的Z轴方向投影为+1和-1的两种情形,其实按偏振全域倾斜或偏折角360°描述,自旋在Z轴方向投影为+1和-1的两种情形也包括其中。但这只是一种特殊的情形,而且可能是短暂的冗余码,所以从“原子实”到“引力子实”对应,从选择定则出发,把偏振量子数和自旋量子数分开为好。

在多原子体系中,电子的跃迁会和转动、振动模式耦合在一起,选择定则更复杂。同理,在量子引力信息传输中,多“引力子实”的量子信息发散吸收也会和转动、振动模式耦合在一起,即使没有自旋,偏振量子数也是“天使世界”内禀自由度的一大特色。1926年克莱因和戈登提出的克莱因-戈登方程,描述的就是没有自旋的粒子的相对论性量子力学。

在量子力学中讨论系统的状态,可以看作的希尔伯特空间中的一个矢量,其实就与偏振量子数有关,且不说量子化学元素周期表的量子数组合和构建原则。从量子限域效应表现,看吸收与发射,以及受激辐射的量子,1916年爱因斯坦的“量子理论视角”就提出光子拥有相同的相位、频率、偏振和方向,这实在太伟大。其实目前物理学对光子运动的相位、频率、偏振和方向知道很少,对“引力子实”运动的相位、频率、偏振和方向的研究,更是空白。“引力子学”正是在这种背景下的应运而生。因为从固体能带论和量子限域效应建立的时间起,就注定“引力子学”在赋予的这种广阔发展空间内会诞生。特别是完成从找“天使粒子”到“天使世界”的最后“一公里路”之后,更有把握这样说。

2017年7月21日美国《科学》杂志上报道,由何庆林、寇煦丰、张首晟、王康隆等4位华人科学家领衔的科研团队,终于找到了正反同体的“天使粒子”—-马约拉纳费米子。引力子是“天使世界”吗?如果张首晟教授将他们新发现的手性马约拉那费米子命名为“天使粒子”,张首晟教授说他是联想丹•布朗的小说及其电影《天使与魔鬼》这部作品,引申“描述了正反粒子湮灭爆炸的场景。过去我们认为有粒子必有其反粒子,正如有天使必有魔鬼。但今天,我们找到了一个没有反粒子的粒子,一个只有天使,没有魔鬼的完美世界”。那么类此同理,众所周知,引力子是没有“反粒子”斥力子的世界,想当“魔鬼”也不容易。所以,也可以类似地说:引力子是“天使世界”。

但引力子的“天使世界”,与常识的战场上容易看见士兵相反:宇宙和自然界引力“战场”到处存在,引力子“士兵”却看不到。那么引力子是否像和平年代,打仗的士兵主要驻守在兵营里一样呢?“引力子学”能否揭开谜底呢?限域效应是指当物体被局限到一个足够小的空间里时,可能会表现特异的性质或行为来。万有引力涉及的物体、星体、正物质,即使无限多,但和整个正、反宇宙、平行宇宙的无限多比起来,仍然属于“限域效应”。例如,大部分暗物质没有引力,而引力可以穿越四维时空到额外维的多维或高维空间去,这是所有其他正物质的基本粒子不具备的功能,这也许可以说是引力子的特异性质或行为吧。但这里限域效应的“限域”也许太大了,限域效应主要联系的是材料和偏振量子数。

限域效应第一个涉及的首选是能带理论和能隙现象。定态薛定谔方程分立的能量值可以是有限数目的,也可能是无限多的。能级及其上占据的粒子的自旋,要通过其他过程才被注意到。自旋与偏振相比,自然偏振容易管控得多。所以做量子纠缠实验,潘伟建院士首先采用的是从光子入手偏振。先不说自旋分的费米子和玻色子,定态薛定谔方程中波函数ψ不含时间,时间因素另由相应的相因子e-iEt/h描述。但这里相因子也与偏振的状态有关。从一维谐振子、一维无限深势阱到二维无限深势阱,能隙是能带之间的能量间距;能带涉及大块物质,最近报道太阳系的质量能量分布也符合薛定谔方程。

龚学理论认为极大和极小是一个完美的对称(或0与无穷的互反对称)。因此,极小空间的研究完全能够折射极大空间的特性。这个原理是统一的宇宙,统一的理论的基础。

从一维谐振子到一维原子链,其中电子的能量本征值呈一段一段的带状分布。不考虑缺陷,可把一块晶体看成由位置固定且严格有序的正离子实和在其中自由运动的电子组成的。原子实在晶体的空间结构三个独立的方向具有周期性,固体中的价电子也是按照能量从小到大的顺序占据能带中的能级的。最上面被占满的能带叫作价带,最下面空的能带叫作导带。价带顶部到导带底部之间的间隙,也叫作能隙。绝缘体的能带要么被占领,要么为空。满带和空带之间有能隙。一个被占满的能带没有导电的能力,所以成绝缘体。

所谓的导体,是其价电子占据的最高能带可能是两个能带交叠的这种半满的能带。而半导体是能隙不是很大,室温下也有一定量的电子被激发到导带中去,让材料具有相当的导电能力。而被称为拓扑绝缘体的特殊材料,是因固体都是有限大小的,因此必然存在表面。相对于完美平移对称性原子排列的晶体,表面就是一种缺陷。有限尺寸的绝缘体,其表面有可能导致一些处于带隙中间的能态,使该绝缘体的表面部分具有一定的导电性,而且改变表面原子的排列方式或者化学环境,表面的能级也可能会移动。例如,石友国、方忠、丁洪、钱天、冯子力、吕佰晴等科学家,就找到的磷化钼、砷化钽、钠三铋、三砷化二镉等晶体化合物,以及如单质铋、锑和化合物等,其内里是绝缘体而表面是导体的拓扑绝缘体材料。电子的自旋和运动方向之间是锁定的,表面态上的电子自旋保持与动量垂直,表面态受粒子数守恒和时间反演对称性的保护,不容易被破坏。

限域效应第二个要涉及灵魂猜想和灵魂定理。数学上定义的“灵魂”,是“针对某类特定的数学对象,可从这类数学对象的一些小区域,将性质推广到整体。这些小区域,称之为数学对象的灵魂”。联系卡-丘空间,灵魂猜想研究发现的是一个非紧非负曲率的黎曼流形的拓扑,所有的拓扑信息都包含在一个紧集合上,这个集合被取名为soul(灵魂)。灵魂猜想是说,上述流形如果在某一点的曲率是严格正的,那么soul就是一个点,此时流形同胚于欧氏空间。

灵魂猜想和灵魂定理能把拓扑绝缘体、马约拉纳费米子和引力子结合在一起。这涉及三个方面:一是联系空心圆球内表面翻转成外表面,涉及庞加猜想外定理,而与玻色子变费米子有关。二是联系约瑟夫森效应和量子霍尔效应等量子隧穿现象,涉及“贝里洞”和贝里张量,而与超导体和拓扑绝缘体有关。例如,在两块超导体中间夹一层薄薄的绝缘层构成约瑟夫森结,即使不加上电压,也能观察电子对飞越间隙的隧穿电流。这时绝缘层两端的电压是hf/2e 的整数倍,其中h 为普朗克常数,f 为微波辐射的频率,e 为基本电荷。三是联系霍金与彭罗斯的奇性定理引力强到足以捕获一个区域,涉及正常的闭合二维面和引力子闭合捕获面,而与费米子的自旋和转轴的偏振量子数有关。这又进一步联系到霍尔效应材料。

量子霍尔效应是将特制的半导体器件置于超低温和强磁场的环境中,可以观察到当电流流过置于磁场中的介质时,磁场会产生一个作用于载荷子的力,力的方向既垂直于磁场的方向,也垂直于电流的方向,从而促使电荷在器件的侧面聚集,产生一个电压以及与电压对应的电场,抵抗载荷子承受的磁力。这一电压与外加电流和磁场强度成正比,由于量子力学的作用,量子霍尔效应也可以与磁场强度及半导体器件的材料无关。如反量子霍尔效应。例如,研究“天使粒子”的实验就发现,在磁性拓扑绝缘体薄膜与超导体混合的结构中,施加强度很低的磁场之后,会形成量子反常霍尔效应态与超导态共存的状态,此时在磁场交替反转的位置,可以观测到手性拓扑超导序对应的半整数量子化电导,这种现象也是马约拉纳费米子模式的一个鲜明特征。

1937年埃托雷•马约拉纳预言,有一类特殊的费米子,像光子等玻色子一样,它们的反粒子就是自身,这种费米子就是如今所说的马约拉纳费米子。正反同体,神秘莫测。标准物理理论模型中,12种基本粒子被分成两大家族:电子、质子等8种粒子组成的费米子家族和光子、介子等4种粒子组成的玻色子家族。一般认为,每一种粒子都有其反粒子,且状态与粒子本身相反,粒子与反粒子相遇会瞬间湮灭。发现的马约拉纳费米子,是从有粒子必有其反粒子,被认为是永恒不变的真理出发,作的反其道研究。80年来马约拉纳费米子,经过几代物理人的努力,笼罩在其头上的“面纱”一点点被揭开。近80年来,世界各国物理学家从来没有停止过对“天使粒子”的探寻。该粒子的特殊性质,令物理学界对相关研究十分关注。这其中联系到量子通信问题还涉及中微子通信和引力子通信。

例如,发现“天使粒子”的马约拉纳费米子是一种手性粒子,“手性”可大致理解为这种粒子只沿一个方向运动,可用来实现低能耗的信息传输和处理。这与引力子有联系。1989年《潜科学》杂志第6期王德奎先生发表《气功与中微子》文章,谈“引力子通信和中微子通信”,就分析过前苏联的一种代表性的观点,如物理学家乌恰耶夫创立的中微子引力论认为,中微子以亚光速进行着杂乱运动,充满整个宇宙。其中一部分总是被天体吸收,结果每一天体都要获得一种“脉冲”。在日地系统中,地球向日面承受的中微子流比背日面要弱,由此产生的力脉冲差,恰好抵消地球绕日运动的离心力,太阳系中其它天体也都如此。这种中微子代替引力子的观点,在苏联上世纪30年代就有萌芽。应用于中微子通信,与光子光线反射传输信息的道理差不多。问题是中微子产生和中微子接受理解,都比光子光线产生和人有眼镜能自动理解光子光线信息难得多。那么回到引力子立场,物体天然存在引力子,“灵魂”的翻转看作引力子翻转,这能行吗?

所以证明灵魂猜想和灵魂定理成为有价值数学的课题。但联系“引力子通信”用途也许涉及军事,又有保密问题。葛森的《完美的证明》一书中说,第一类学术精英,是那些提出没有任何其他人曾想过的问题、开创新领域的人,如庞加莱。第二类是那些设计出解答这些问题的方法的人,试图证明其他人提出的定理,却还没来得及形成自己的定理,如理查德•哈密顿。第三类是那些珍奇物种,他们来走完证明所需的最后几步,这类坚持不懈、严格苛求又耐心超常的科学家,将铺设出其他科学家曾经梦想并标记出的道路,如佩雷尔曼。呵护佩雷尔曼的亚历山德罗夫(Alexandrov),佩雷尔曼是他最后的关门弟子。亚历山德罗夫是一位杰出的教育家,为前苏联培养了好几代大数学家。他1896年生于俄国博戈罗茨克,1982年卒于莫斯科。灵魂定理和灵魂猜想就来自亚历山德罗夫空间的研究。

但在20世纪50年代,亚历山德罗夫已放弃了亚历山德罗夫空间的研究。然而在此间,中苏两国的革命结盟,使对政治端正的川大数学系主任柯召教授,转向注意苏联数学的成就。而且1953年重庆大学张圣奘教授因“资阳人”到毛主席家吃饭,已得知主席关注战国的“分杵定律”。再到1958年大跃进毛主席发出向科学进军、“政治是灵魂,是统帅” 的指示时,“川大学派”领会这里的“灵魂”自然不是迷信,而能等价延伸及苏联数学家定义的灵魂猜想、灵魂定理。作为封闭空间内外翻转,也有“灵魂出窍”说法。那么战国先贤的“分杵定律”,分“端”到顶,会不会也像真空量子起伏,是“点内空间”零点能的内外的翻转呢?

这影响到略高一筹的“川大学派”,看到毛主席选定的“物质无限可分”命题,是在集中古今中外“量子霸权”的科学大智慧,但又十分小心。这就是我们以前说的“赵正旭问题”,现在已改口说的“柯召-魏时珍猜想” —-这是属于现代高等数学的进步,因为它不属于是“中学水平的推导方法”。

例如,非数学专业人员,从医学来看“柯召-魏时珍猜想”,似乎结论也简单直观:往往可以去联系对应高级的空心圆球庞加莱猜想外定理,以及联系弦线的不同振动的中医摸脉,从血脉振动的弦象翻转,类似可以对应各种病症一样。但这里更为关键的应用是,柯召-魏时珍猜想发展的离散里奇流理论和算法追求的严密性,会迫使“川大学派”共同努力完成的证明,是将三维流形的拓扑理论和计算理论,深刻地纠缠在一起—-这类似今天计算共形几何创始人、清华大学丘成桐数学科学中心的顾险峰教授,认为单值的所有封闭曲面,有三种几何中的一种:球面几何,欧氏几何和双曲几何可配一样。

这应用于精准医疗领域,如人造心脏瓣膜、人造骨骼、肝脏手术计划等,需要对各种人体器官进行影像获取、几何重建、特征分析等,这都绕不过微分几何逼近操作应用。如用简单的离散三角网格,逼近复杂光滑曲面技术关键,是可以分解成在光滑曲面上离散采样,和将采样点进行三角剖分。所以柯召和魏时珍等川大数学家在1963年前,并没有对外公开说在研究西方数学的庞加莱猜想和苏联数学的灵魂猜想。事实上,中国古老的医学,认为阴阳表内互动,人体内部疾病完全体现在其外表,望闻问切就可以断定病因病灶,基本可以不用手术及解剖学原理。

柯召-魏时珍猜想表述为“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面”的证明,王德奎先生知道这个情况也是很偶然的。1963年赵正旭先生从川大数学系毕业,分配到四川盐亭中学初中部教书。王德奎先生在高中读书,开学不久一次到盐中图书馆去借一本30年代出版的爱因斯坦传记,赵正旭先生正在图书馆替暂时出外办事的老管理员照看,而与他偶然认识,才得知此道难题。赵正旭老师出生射洪县,1958年考入西南师范学院培养大学数学教师的师资班。1960因自然灾害该班停办,赵正旭从重庆转入川大,也许与柯召经历类似,而加入研究柯召-魏时珍猜想的。王德奎先生把柯召-魏时珍猜想开创的超弦理论,再弘扬起来,是2006年6月我国新闻报道两位中国数学家朱熹平和曹怀东,最终证明了百年数学难题“庞加莱猜想”。但到8月2006国际数学家大会宣布,却是现年40岁的俄罗斯数学家佩雷尔曼,因在证明庞加莱猜想的过程中作出奠基性的贡献,获得了菲尔茨奖。于是2007年王德奎先生等出版了约90万字的《求衡论—庞加莱猜想应用》一书,说明他与赵正旭先生交谈后的44年中,对赵正旭难题的学习和思考。即认为1963年前柯召-魏时珍猜想这项重大科研的情况,属于庞加莱猜想外定理,佩雷尔曼没有证明。正是因赵正旭老师讲苏联亚历山德罗夫拓扑数学空间的研究,被川大变为一道“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面”请证明—-类似古怪的奥数难题让人终生难忘。

因为王德奎先生结合自己的三旋理论进行研究,发现这种翻转,属于彭罗斯讲的“零锥”问题,能翻新彭罗斯的宇宙轮回猜想,是类似空心圆球膜面加奇点式的翻转反包围—-柯召-魏时珍猜想的“内外翻转”联系,与一般循环周期不同,类似新陈代谢、阳泄阴收的内外翻转整体观,含有非线性和熵流等性质。所以我们说柯召-魏时珍猜想是属于现代高等数学的进步,而不是中学水平的推导方法。其次它背后重大的是—-中苏两国研究亚历山德罗夫空间拓扑数学及其延伸的灵魂猜想、灵魂定理,在今天还涉及引力子通信和中微子通信的应用探索。

三、引力子等偏振量子数的源流

很多人理解三旋,认为实数R是一个数轴,一根线。它的旋转,构成复数这样一个平面。而复数的二重复数,就是面旋。复数的三重,就是体旋。但量子引力信息传输,从球量子自旋和手征性定向调整校对纠缠现象上看,要讲清楚“量子自然全息自旋纠缠原理”,会遇到有具体计算,以及还要发展相关的模型和理论。这里圈量子和三旋理论,都是可以出发的结合点。其次,数学基础也可以借助多重复数。但这里还要补充的是,复数中的虚数,我们认为是在“点内空间”;复数是把点外与点内在统一。但运用到量子引力信息传输,为啥我们要用英国科学家彭罗斯的两种引力情况中的里奇张量这种呢?即独看重圆周运动模型,而把韦尔张量引力这种直线连接的运动,暂时不管、存而待论呢?

这是因为里奇引力量子通信,像自然中的原子轨道电子运动及层级模型。这里,电子自然属于类似量子计算机,而电子的自旋和偏振,以及各层级轨道上的电子的各自偏振,都类似量子信息的自然语言引力子传送,并且涉及我们说的超光速指的是虚数,这也是爱因斯坦的数学公式表达的。其次,我们说的引力子,也类似前面张首晟教授说的“天使粒子”,这类似信息兵,是0费米子,在凝聚态材料中已找到。由此,可知引力子比光子、电子、电荷的量子通信广泛得多,而且也能把量子通信和量子计算机结合起来,对人类社会未来有深远的影响。

但“量子自然全息自旋纠缠原理”的量子引力信息传输,主要还是从球量子自旋和手征性定向调整校对纠缠现象上看的。道理是量子引力里奇张量隐形传输,本身就类似量子计算机的自然语言发射类似的光纤电话原理。即产生量子引力里奇张量,作圆周围绕运动的物体是类似陀螺。只有整体形态一致的量子,自旋才有避错码的存在。反之,类似魔方的非整体形态一致的量子就不行。魔方只可与类似球量子自旋编码的冗余码联系,这里暗物质原子量子,就是属于冗余码的量子编码物质。这里暗物质很重、很多,也不容易被发现。其次,里奇张量引力的量子传输虽然普遍存在,但也要考虑某处里奇张量的引力子,是如何设定它们的量子信息传输的?实践提示的是:现代量子计算机和量子纠缠的测量,利用的是类似光子的偏振行为,而不仅是转轴方向的手征性区别。而且引力与信息量子纠缠的缠结特性,可运用引力子实的偏振量子数,类似“信息兵”的本征矢量、密码、算符,与量子计算机的操作原理本身的自然结合,来进行传送。

说到这里,自然会涉及到中国科技大学潘建伟院士的奥地利导师蔡林格教授,因为这类先驱他们证明验证贝尔不等式,实际用的就类似卢瑟福的原子行星轨道模型。而此原子模型,实际就是里奇张量引力量子信息传输与量子计算机的结合,即世界所有的物质,内在的“语言”是内禀统一的。但量子引力信息传输路线,涉及的韦尔张量引力规范场链线,机制就是卡西米尔平板引力模型。只是要区分实数,和虚数的正负对称的量子起伏数对,以及点内时空与点外时空。

在点内,是属里奇张量引力。在点外,是属韦尔张量引力。两者的统一,是以光速部分到达收缩为准。因为虚数超光速,可视为引力准备,超前预示、暗示、灵感等,这类似复数。这就找到了一个好对量子态不可克隆定理进行证伪的办法,即首先要认识、讨论贝尔不等式是否成立?有否非定域作用?梅晓春老师认为:贝尔不等式无科学意义,非定域性子虚乌有,或是自欺欺人或造假等问题。但我们认为,贝尔不等式是成立的。我们的这项研究,起始于上世纪70年代末80年代初我国兴起的人体科学,当时钱学森院士就倡导研究玻姆的“隐秩序”。

王德奎先生在学习了五年之后,1985年他在湖南的《自然信息》杂志第3期发表了《隐秩序和全息论》。他进一步的研究联系到,1985年上海科技出版社出版的《科学的未知世界》一书中,彭罗斯的《自然界是复的吗?》文章。于是他论证量子信息隐形传输的路线涉及两条:一条类似“实数”光速,在点外空间,类似有线电话式的韦尔张量引力量子信息传输,机制类似卡西米尔效应平板链。另一条类似“虚数”超光速,在“点内空间”,类似无线电话式的里奇张量引力量子信息传输。而里奇张量引力的收缩机制,类似北极出南极进的磁力线运动模型的线旋网络空间。但里奇张量引力仍然是以量子卡西米尔效应平板链机制,组装组合的磁力线模型的线旋运动,并且是在“点内空间”。

这两者的统一类似复数,即是以光速为准,作的里奇张量引力的体积整体收缩。正是这种收缩,才把类似蝉子、蝉鸣的“引力子”,类似排挤出体积的圆周运动外的。马约拉纳费米子,是自然界中存在的正反粒子相同的费米子,前面我们证明这与类似蝉子、蝉鸣的“引力子”有关,机制类似存在于在拓扑超导体中。而且马约拉纳费米子具有一种特殊的零维状态,被称为“马约拉纳零能模”。这种零能模对局部变化不敏感,还有望作为稳定的量子比特,应用在量子计算机上。而卢瑟福的原子行星轨道电子及多层级轨道圆周运动模型,就是属于里奇张量引力量子信息隐形传输与量子计算机合一的模型。马约拉纳费米子联系类似“信息兵”的引力子,实践上拓扑超导体也要通过拓扑材料和超导材料两种叠加才能实现。2017年中科院物理所研究员丁洪丁洪领导的合作团队,就是在磷化钼晶体中发现了超出狄拉克-外尔-马约拉纳传统类型的费米子,即三重简并费米子的。

在丁洪团队开展的这项新研究中,研究人员首次用单种铁基超导体FeTe0.55Se0.45(铁碲0.55硒0.45)制作,并证实了稳定存在的拓扑超导表面态。这项研究在2018年3月8日的《科学》(Science)在线发表。丁洪教授预言,如果对这种材料施加外部磁场会得到马约拉纳零能模。这里中国科学院物理研究所科研人员与合作者,是利用超高分辨率角光电子能谱仪,在一种铁基超导体上发现的拓扑超导表面态。目前他们开展后续研究工作,目标也直指马约拉纳费米子。就是说,实现量子引力信息传输是可能的;再说自然界,物质的原子模型本来是普遍存在。所以贝尔不等式的成立,联系非定域作用,只能属于是作里奇张量引力的体积整体收缩的圆周运动类型。

由此,考察和证明贝尔不等式是否成立,具有重要意义。这里,联系中微子通信为啥不好?不是因产生中微子,一般要用核反应,这有放射性,而是,中微子太微小,不与其它正常物质相互作用,难以控制。而光子、电子、电荷、电磁波通信,超远距离的星际通信不行,而且也类似没有虚数超光速的预警作用,以及保密性也不好。是否引力子最好,它是可以实现全地球、全太阳系、全宇宙的覆盖。引力子在哪里?特性如何?如果能够找到引力子作为通信媒介,是否可行?这里可举2013年湖南科技出版社出版的《量子之谜—-物理学遇到意识》一书,其中的第13章《幽灵作用—-贝尔定理》,介绍做的贝尔不等式的成立的成功的实验方法,分析其中的实验设置、操作,可证明“线旋与里奇张量引力模型是等价的”。其次,墨子卫星出来后,读潘建伟院士介绍我国星际的量子纠缠信息隐形传输文章,分析可见也还不是里奇张量引力量子信息传输。因为潘建伟院士的文章,他也直白地承认这一点。

这中间的道理是,到今天,韦尔张量延伸的最著名的,也就是韦尔规范场,和阿贝尔与非阿贝尔规场范理论。后者,杨振宁和米尔斯已经搞出包含虚数、复数的规范场,而涉及包括圆周运动,所以数学运用不成问题。

但量子信息隐形传输,我们之所以要采用韦尔张量引力的彭罗斯思维,其实可体会到的秘密要害,主要是取韦尔初创规范场时,来自属于微积分求积分,要用间断微分办法的启示。这里既然“间断”是分割,就有两个相对的间断面。而间断面就类似量子卡西米尔效应平板对,在点外和点内时空中都可运用。即这类似“上帝”的绳子,可用在点外和点内空间,胜过日本汤川秀树的介子论,这可弥补解答物理学中的一切超距作用的难题,如引力、量子信息隐形传输等。

因为只要有量子卡西米尔效应平板对,那么“0”点能的量子起伏,有的是“0”量子起伏的,类似“无中生有”的自然数、实数、虚数、复数等正负对称的数对,来撑腰。这种推证我们等候二十多年了,今天是能懂的其中的奥秘了。世界是物质的,物质的世界是可以被认识的。物质就是客观存在。能被感知的物质是客观存在,不能被感知的物质也是客观存在。没有能量的物质就没有有形物质空间和时间。但是物质还是存在的。要从物质的定义去理解,物质就是客观存在,事实上有一种物质,可以在能量的作用下形成有形物质。那种东西就是没有能量的物质,或者叫无形物质。无形物质空间类似属于超实数域空间或超复数域空间;无形的物质,没有能量,时、空、场的规定性和场、力(能)方向性。

即使基本粒子物质没有被定义,但是它也客观存在。没有能量的空间是由无形物质演绎的是不可观测的,也不能独立存在。但是并不妨碍我们抽象没有能量的物质空间;离开无形物质,我们将无所适从。从数学概念上,它就是构成数学的基础,最基本的数0和1,以及由其演绎的实数空间、点内与点外空间。由于其物质性,其真实结构为超实数空间。其对于基础真空的演绎为超复数空间。物质世界的本原基础空间就是超复数空间。有形物质空间(多重复数空间)只有能量才是有形世界的载体。能量使无形物质形成有形物质。所有的有能量的物质数的集合形成背景空间。单独的物质函数在背景空间的特有空间属性,既是这个物质存在的体现;而且单独的物质以其空间属性展示其物质属性,其一可以说是时空属性。但是物质空间是客观存在的,是由其它物质形成的。物质空间是有度规的空间,即我们的真空,是由无形物质和有形物质共同构成。

即物质空间是物质的一部分,客观存在的物质空间是物质存在的场所,该空间是由所有的物质集合演绎的物质形成。所有物质形成物质存在的背景空间,我们只能在这个物质空间里去认识物质。物质空间应该具有基本物质所拥有的全部性质:自旋,或光的极化,以及能量等等。若作平均,这些性质会彼此相抵消而得到零值,真空的“空”是以这样的概念维持着。其中一个重要的例子,是真空能量或能量的真空期望值。数系的集合叫做空间,也就是空间是由数的全体共同形成的。因而空间不是空的,是由物质的数填充的物质空间。数学空间本身就是数系全体的集合。即我们理解的0也是1-1=0 。空间的内部充满的是n和-n,n属于我们理解的空间,当然真空也是物质的真空;真空是由物质演绎的代数空间;是物质集合的真空。在物质世界无形物质空间是不能独立存在的。但是无形物质是无处不在的。无形物质空间只是整个物质空间的一部分。

有形物质的空间包括无形物质的空间;有形物质不能脱离无形物质空间存在,在数学上可以讨论但是在实际空间中是不可分割的。物质空间是客观存在的,无论采用何种数学工具都不会改变物质空间的本质。在数学上任何复数的数都必须是实数的扩展,没有1和-1就没有任何数。物质世界同理。只要逻辑的扩展实数就可以得到多重复数的形式。也就是客观存在的物质形态。基本物质及物质空间要讨论的是,基本物质的数理演绎形式。我们认为基本物质的形态是由数理逻辑决定的,完善完整的数理体系是基本物质形态的完美演绎;进一步完善数理理论也是对物理体系的完善。当然正确的数理逻辑本身就是基本物质的科学演绎, 从一般的纯数理逻辑的观点演绎,物质世界是一个大的物质集合(简称集合),既是数理意义的集合,也是物质集合的细分:这个集合的全集是整个物质世界,而我们所能了解的世界是它的一个分集。这个分集是按一定的规则演绎的是物质的群;物质群的一个子群可以用逻辑代数的形式加以演绎,我们可以称其为代数群。对代数结构的演绎,即是对物质空间的演绎。

数系的基元(单位元)是物质空间的基石,构成相应的基本结构。由基元演绎的逻辑空间是物质基元按数理逻辑充满的物质集合。我们将从数的导出开始用数理逻辑演绎基本物质世界。我们先数的起点:无论从集合论还是逻辑代数论分析,都是要先导出基元。由导出代数我们知道代数结构中最小的集合A符合下述结构:<A, •, +, ‘, 0, 1>是布尔代数。也就是说物质的最小集合包含:0 和1 的物质基元,是一元的。作为物质数我们要知道这里的0是物质的0。这里的1是物质的1。也就是说客观存在的物质世界都是由物质1和物质空集0演绎形成。0也是一种物质形态。一切物质结构最终都可以分解为布尔代数。

以布尔代数为起点的代数数理逻辑,可以演绎基本物质结构,毫无疑问物质数扩展的起点是自然数系。然后是整数系,有理数系,实数系。到这里要说明的是实数系,只是在数理逻辑的基础上实数数作为物质数合法存在形态。实数轴上的每一个数,都可以通过0和1的运算得到,这样的单一数既没有长度也没有形状,还不能演绎物质形态,或者说实数系还只能演绎无形物质。但是实数系所演绎的物质依然是客观存在的。把实数和物质的属性对接,作为物质的实数必须具有最基本的物质属性。作为实数系的物质属性,在数学上既是物质的表现,如实数集扩展的有序域是超实数的集合,包含无穷小和无穷大。它不是一个阿基米德域。有时候,形式元素 +∞和-∞加入实数集,构成扩展的实数轴。它是一个紧致空间,而不是一个域,但它保留了许多实数的性质。

数系的全面扩展,建立概念,第一是基本运算。在实数域内,可实现的基本运算有加、减、乘、除、平方等,对非负数还可以进行开方运算。实数加、减、乘、除(除数不为零)、平方后结果还是实数。任何实数都可以开奇次方,结果仍是实数;只有非负实数才能开偶次方,其结果还是实数。物质实数在上述运算中是封闭的不形成新的物质形态。负数开平方则是新的物质形态。除数为0是微积分的运算范畴,演绎物质的不同微观属性。第二是完备性,作为度量空间或一致空间,实数集合是一个完备空间,它有以下性质:所有实数的柯西序列都有一个实数极限。极限的存在是微积分的基础。实数的完备性等价于欧几里得几何的直线没有“空隙”。正是没有“空隙”说明无形物质的不可观测性,使得物质超实数的集合还不能演绎有形物质(基本物质)。物质数系的复数扩展超实数空间,只是演绎物质世界的原料,演绎的过程是物质数系的一元逻辑扩展。R≌ C 简单的说,复数是实数的自身的二元分裂。一分为二。复数表明物质数的复数是超实数的一元逻辑扩展,也就是说物质复数是客观存在的。或者说物质空间的最基本元素是复数域的。以i=-1为基础演绎的物质虚空间,有着和超实数空间相同的结构。由超实数和超虚数演绎的超复数,是物质数的数域最终形态。也就是说无形物质的结构是由超复数的性质决定的。在物质演绎层面复数的性质,是无形物质的基本性质。简单的说基本元1有四种物质形态即+1,-1,+i,-i。即无形物质虽然无形但是有态,有正负和虚实四种形态及其组合—-复数态。

复数在物质层面是实数的自然扩展,在数理结构上复数是演绎物质空间的基本元素。复数空间和一对实数空间演绎相同的物质结构。复数是实数的一元扩展,是单一物质的扩展。无论单一物质扩展到何种形态,单一基本物质的大小(模)都是恒定的可以用‖c‖或1表示。数域的封闭性决定无形物质数系的终点,代数基本定理说明,任何一个一元复系数多项式都至少有一个复数根。也就是说,复数域是代数封闭的。实数域的任何一个代数扩张要么与实数域同构,要么与复数域同构。无形物质超实数的逻辑扩展只能是复数系,数系的进一步扩展只能在复数基础上进行。复数数域的标量性质决定了复数物质代数数系域是无形物质,要证明一个物质群是不是有形物质只要证明它不是复数域。由于数域的代数封闭性,数系的进一步扩展必将是有形物质的演绎。数环—-无形物质的模‖Z‖=1,也就是说物质是1的演绎。所有的物质形态,是数系的逻辑扩展。

在数学上表示为实数扩展,为复数再扩展,为复数的复数即双复数,再扩展为双复数的复数,即三复数等等;即前一个复数的转动(能量的数学演绎)。有形物质的数系的扩展规则(多重复数),是阐明物理学中物质本质与数学逻辑的统一。我们要用简明的语言解决最基本的概念的统一,这里还是用数系的概念对物质的物质形态加以探索。新的形态是j=1及0因子,由于双复数存在零因子,已经不是数域而是数环。所以双复数空间是有形物质空间。另外,我们可以在构造空间的演绎中发现其中质的差异。三重复数的扩展,多重复数简单而又简洁的演绎着数系的扩展,使丰富的基本物质体系变得有章可循。

比如一个费米粒子其外部空间,是黎曼空间,而内部空间是酉的;并且其外部是电场,而内部为磁场(不考虑其它物质影响)。而玻色粒子的内部空间和外部空间是重合的,比如电磁场的电场和磁场在同一空间上,也就是辛空间的i=-1和j=1 的不同之处。以多重物质复数为基础演绎,辛群,拉格朗日群,酉群,旋转群,正交群等群的关联,就可以从电磁场一直演绎到分子结构。物质世界是以超实数为基础,按照多重超复数的数系扩张规律演绎着物质运动规律的,物质空间就是多重超复数数系的集合,物质就是物质空间上的函数。

四、量子引力子在偏振量子数中寻求

以上谈论物质空间多重超复数数系的集合,只是坐而论道,“是吃素,还要吃荤”。以引力子实类似信息兵的本征矢量密码算符,其学术底藴的关系是彭罗斯的《皇帝新脑》、《通向实在之路:宇宙法则的完全指南》、《时空本性》等专著提出,用里奇张量解读爱因斯坦广义相对论引力方程的机制,是“当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时,被绕物体整个体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用” 说明的;用韦尔张量解读牛顿万有引力方程的机制,是“针对不管平移或曲线运动,体积形变仍是与直线距离平移运动作用一样,只类似一维的定域性的拉长或压扁的潮汐或量子涨落的引力效应”说明的。但这里,从韦尔张量和韦尔曲率的经典通道,传送给接收者,是决定性的,且还分类似有线电话和无线通讯的电流与电磁波区别,并是这两种形式的结合。

但不管韦尔张量和里奇张量的引力,是分是合,引力子类似复数,实部和虚部可分可合。但在物质或星球体内说到底,还是一种卡西米尔效应平板对堆链。走向有序也必然像铁、镍、钴等元素的磁力线那样,形成像一串重叠的圆环饼子组成的极性走向的圆弧极限,最终爆发也像北极出南极进的磁力线转动循环,是一种全域性或非定域性的体积形变引力效应。引力的量子卡西米尔平板间的韦尔张量收缩效应机制,与被绕离子核,在量子回旋间非定域性的里奇张量收缩效应的量子引力信息隐形传输机制,本质虽有不同,但“里奇张量”和“韦尔张量”又是统一的。这在牛顿万有引力和爱因斯坦广义引力这两种引力机制的路径积分的路线间隙上,以及双方物体内,有无数的量子卡西米尔效应平板对,和形成的卡西米尔效应平板对链堆。由于卡西米尔效应平板对间隙内外的真空量子起伏,有实数对量子起伏、虚数对量子起伏、复数对量子起伏。引力子可以少到类似“通信兵”,因为这种“里奇张量”和“韦尔张量”的经典通道与量子通道,它们之间路径的实数光速和虚数超光速量子信息隐形传输联络,类似虫洞。

韦尔张量的引力虽能靠时空规范场的间隙量子卡西米尔效应平板链,在传递牛顿万有引力,但量子卡西米尔效应平板对链在每处间隙,相因子的量子起伏参加的,是实数和虚数两类的多种不同组合的量子对。只需像“通信兵”来统一间隙卡西米尔效应平板堆链内,空间的量子起伏的引力作用。两种机制中的这类虚数超光速引力子,具有超前组织协调的强大功能。即量子卡西米尔效应平板链类似有线电话通信的经典通道和电流,引力子类似无线通讯的电磁波,是用等价于虚数超光速“相因子”的里奇张量编辑的量子通道和传送者。里奇张量和韦尔张量都是一些等于“0”量子真空起伏能量的可观测效应。卡西米尔效应是两个平行平板间隙内外的压力差不平衡,才造成平行平板之间的相互吸引或排斥。

而在宏观中,像波浪推动物体前行靠近的引力或排斥,压力差只来自外力。这种引力机制,本身就类似常识用柔性的绳子拉,和用刚性的棍子推等模型当中,但量子引力卡西米尔效应与两个物体本身之间的联系不是直接的。那么众多的引力子在各种不同的里奇张量与韦尔张量引力任务中,如何知道各自或各群的分工配合的呢?这就要讨论量子引力信息传输需要的密码和密钥。在目前实践的地面量子通信和星地量子通信中,为防止泄密需要的量子密码和量子密钥及分发,是采用光速量子传输,只需涉及光子、电子、电荷,所以引力子看起来也就不重要,而不被重视。其实不然,引力子比光子、电子、电荷的量子通信广泛得多,而且也能把量子通信和量子计算机结合起来,对人类社会未来有深远的影响。

前面已说过量子引力信息传输从球量子自旋和手征性定向调整校对纠缠现象上看,叫做“量子自然全息自旋纠缠原理”。实践提示的是,现代量子计算机和量子纠缠的测量,利用的是类似光子的偏振行为,而不仅是转轴方向的手征性区别。而在里奇张量引力使被绕物体收缩中,探讨马约拉纳费米子和韦尔费米子涉及“兵营”内引力子情形,是在闭合捕获面上,有类似霍金与彭罗斯采用顶对顶圆锥体技巧,证明的“奇性定理”效应,就牵连到类似引力子性质。

这是霍金与彭罗斯发现在闭合捕获面上,无论是向内还是向外的零性射线,都有收敛的性质。霍金与彭罗斯采用顶对顶圆锥体图像,说明“奇性”在闭合捕获面上,无论是向内还是向外的零性射线,都收敛的性质—-这就涉及引力子类似的弯曲行为。费米子和玻色子的区分,虽是以自旋为1/2整数和自旋为整数定义的。但在《时空本性》一书中,霍金在《第一章经典理论》篇中,说他与彭罗斯采用类似顶对顶圆锥技巧,证明的“奇性定理”,能足以捕获一个区域的引力。

因为在正常的闭合二维面上,从该面出发的向外零性射线发散,而向内零性射线收敛。在闭合捕获面上,这是一种弯曲面,无论是向内还是向外的零性射线,都收敛。三重简并费米子态中韦尔费米子态和马约拉纳费米子态,涉及引力子闭合捕获面,是佩雷尔曼没有看到庞加莱猜想,延伸的逆猜想和外猜想,也有三重简并的二维与三维曲面;这能突破传统基本粒子分类的不变化。例如,从霍金与彭罗斯采用类似顶对顶圆锥体技巧,从类似钽砷晶体家族中分离出的粒子-反粒子对的韦尔费米子或马约拉纳费米子,可以涉及玻色子类的引力子。

其次,在宏观超导隧道量子效应的约瑟夫森效应、霍尔效应、量子霍尔效应、反量子霍尔效应等现象中,翻转并不需要丘成桐院士和田刚院士研究奇异点要采用炸开(blowing up)的工具炸开。即使地磁场磁力线南极进北极出的翻转,也不需要把地球地面“炸开”。“贝里洞”和贝里相因子现象,也无须“炸开”就自发联系有“备穴”。这是2016年诺贝尔物理学奖得主索利斯,对贝里从量子的观点引进的“贝里相位”作延伸,对通电螺线管电子路径存在线圈时,贝里相位不为0,不存在时为0,作拓扑学形象分析,说存在时,相当于在电子运动的三维空间中,“备穴”就如挖了一个洞。这种洞叫“贝里洞”。这种使空间具有了不平凡的不同拓扑性质的理论,不但获得2016年诺贝尔物理学奖,也能指导《引力子学》量子的研制。因为“贝里洞”是物体微观存在电荷,而与量子引力里奇张量圆周运动效应的机制也有关,而涉及产生引力子。“贝里洞”其实也是能级能带中间的能隙态,可以联系韦尔张量引力量子信息传输,这就涉及引力子。

而且翘翘板机制学派,说中间能隙态,也可能出现在某些超导体或超流体的量子涡旋中,马约拉纳费米子便可能位于其中。还有用分数量子霍尔效应,也可以替代超导体。所以霍尔效应、量子霍尔效应等涉及“贝里洞”,也与量子引力里奇张量圆周运动效应机制有关,而涉及产生引力子。该学派还认为,由于超导体中的马约拉纳费米子满足非阿贝尔统计规律,使得拓扑量子计算机成为可能。

类似“信息兵”的引力子实,以及卡西米尔效应平板对间隙内外的真空量子起伏产生的收缩作用,类比“量子移物”,在里奇张量引力中,它的优点是使接收者可以立即收到传输的信息,而无须像韦尔张量引力要等待信息以普通方式传输。这类量子移物的“物”指“信息”;当把独立的物理现实赋予“信息”缠结对中的个体粒子时,就会进入整个系统来考虑,即对量子纠缠的缠结对而言,就是必须把两个粒子的组合放在一起考虑。但这种引力指挥“信息”,又必须获得全部必要信息才能准确地“执行”引力任务。引力与信息量子纠缠的缠结特性,可运用引力子实的偏振量子数类似“信息兵”的本征矢量、密码、算符,与量子计算机的操作原理本身的自然结合来进行传送。

道理是:类似两个光子偏振的缠结是随机的,但却是完全一致的,因此它们的相速度与群速度也是随机的,但在真空中又是一致。光束甚至单个光子都由电磁场振荡构成,而偏振与电场振荡的取向有关。当一束激光通过如b硼酸钡之类的晶体时产生缠结的光子对,晶体有时把单个的紫外线光子转变为两个低能光子,一个垂直偏振,一个水平偏振。如果光子恰好沿锥面交线通过,那么两个光子的偏振都不确定,但它们的相对偏振是互补的,因而它们产生缠结现象。

而非偏振的光,包括在各个方向上振动的光子。在偏振光中光子的电场振荡,全部具有相同的方向。方解石晶体把一束光线一分为二,其偏振方向与它的轴平行的光子形成一束光线,而偏振方向与它的轴垂直的光子形成另一束光线。处于中间角度的光子则进入两束光线的量子叠加状态,每个这样的光子都能够在这束或那束光线中探测到,其概率依它的角度而定。

由于涉及到概率问题,虽然不能确切地测出单个光子的未知偏振状态。但理想的量子移物过程,是依靠发送者(她)和接收者(他)分享一对缠结粒子A和B来完成。发送者有一个处于未知量子状态X的粒子,她对粒子A和X进行了贝尔态测量,得出4种可能结果中的一种。她使用普通方法把结果告诉接收者。接收者根据发送者的结果使粒子保持不变(1),或者让它改变(2、3、4)。两种方法都可以产生初始粒子X的理想复制品。这里,发送者获得这四种可能结果中的哪一种是完全随机的,不依赖于光子X的初始状态。因此接收者在了解发送者的测量结果之前,一直不知道如何处理他的光子。可以说,接收者的光子在一瞬间便包含了来自发送者的初始态光子,并通过量子力学原理的作用传输过来的所有信息。然而,要知道如何解读信息,接收者还必须坐等经典信息传输过来,此信息包含两个比特,其传输速度不能大于光速。

这里是否可以说,传输的东西仅仅是光子的偏振,或者是它的量子状态,而不是光子“本身”呢?不能,由于光子的量子状态就是它的明确特征,所以传输光子的量子状态便等同于传输光子本身。但由于完全复制量子信息是不可能的,因此发送者的测量实际上使得光子A和光子X缠结,而光子可以说失去了所有有关它初始状态的记忆。作为缠结对中的一个光子,它没有单独的偏振。

所以,光子X的初始状态从发送者处消失了。此外,光子X的状态是在发送者和接收者都完全不了解的情况下传输给接收者的。发送者的测量结果是完全随机的,没有显示有关光子状态的任何信息。这个原理并不影响整个状态的传输,并且,传输的量子信息实质上没有从发送者传到接收者。实际传输的所有信息只是有关发送者测量结果的消息,它告诉接收者如何处理他的光子,却没有传送关于光子X状态本身的信息。在四种情形中的一种情况下,发送者顺利地完成了测量,接收者的光子便立即变得与发送者的光子的初始状态完全相同。

但是这个奇怪的特征不能用于发送直接的引力作用开始的命令信息,因为接受者没法知道他的光子已经变成了发送者的光子的复制品。这又说明,即使量子引力力在相隔一定距离的情况下幽灵般地发生瞬时作用,也不能以大于光速的速度传送类似量子卡西米尔效应平板链有用的引力作用开始的命令信息。量子引力移物“信息”,类似是一种搭骑在发送者的辅助光子A背上的量子状态:辅助光子对根据光子的位置缠结,光子A被分束器分裂后,发送到发送者的装置的两个不同部分,而这两部分通过缠结与接收者的光子B的相似分裂联系起来,要传输的状态也被发送者的光子A所携带,即它的偏振状态。利用的光子偏振特性是离散的量,其中任何偏振状态都可以恰好表示为两个离散状态(例如垂直偏振和水平偏振的叠加)。和光相联系的电磁场同样具有等于无穷多个基本状态的叠加的连续特性,比如,光速能够被“压缩”,这意味着可以把光的一个特性变得极其精确,或是无噪声,但付出的代价是另一个特性变得更加不确定。这里又把缠结同模糊联系了起来,确定的界是与模糊的界缠结在一起的。可见偏振量子数的几何结构中存在的平衡、对称、守恒、确定、模糊与缠结的波动实在丰富。

这里引力子实偏振量子数密码的观控,可以类比联系来看生物现象。例如,生命的功能是依靠信号传导密码,来体现或来执行的。利用X射线激光破解细胞信号传导密码,解析磷酸化视紫红质与阻遏蛋白复合物的晶体结构,中科院上海药物研究所徐华强研究员等就破解了负责关闭G蛋白偶联受体(GPCR)传导信号的磷酸化密码。G蛋白偶联受体是人体内最大的细胞膜表面受体家族,类似引力子实“信号兵”在引力路径卡西米尔效应平板链中的作用,生命功能通过G蛋白和阻遏蛋白这两条主要信号通路,承担着细胞信号转导的“信号兵”的职责。当受到外界信号刺激,G蛋白偶联受体激活G蛋白发出“开放”信号。而“关闭”信号,则来自G蛋白偶联受体尾部的磷酸化密码,一旦被磷酸化,随即将激活阻遏蛋白,并与之形成紧密结合为复合物,从而关闭传导信号。

搞清引力子实的偏振量子数的信息传输密码,是引力学的迁移学习任务。而鉴定与解释GPCR磷酸化密码,也是细胞信号传导学问题。对于G蛋白偶联受体与阻遏蛋白复合物的完整复合体结构的尾部,攻关高分辨率结构与磷酸化机制,是用世界上最强X射线激光,才看清楚复合晶体的尾部结构信息,和尾部磷酸化招募并与阻遏蛋白结合过程的。把这比喻为生命密码的层层解密,为验证磷酸化密码的普适性,需要试验96%的GPCR蛋白,才发现70%-80%GPCR的“关闭”信号,都由磷酸化密码控制,和破解GPCR招募阻遏蛋白的磷酸化密码的。这是GPCR通过其尾部氨基酸的磷酸化,招募并与阻遏蛋白结合。这种信息密码对整个GPCR蛋白组是具有普遍性的,它与同步辐射光源+X射线自由电子激光的组合密切相关。所以全球已有德国、美国、日本、韩国、瑞士和意大利等国,都在建设与推进软X射线与硬X射线自由电子激光装置的大科学平台。类此我国搞引力通信和中微子通信结合研究,也离不开量子卫星和江门中微子等实验。

从原子实到引力子实的能量、动量还要分角动量,也类似经典力学中描述行星运动的物理量有能量和角动量一样。而量子要把能量限制在一些分立的数值上,也只能在角动量上去找。从巴尔末的四条光谱线波长公式的整数字n游戏,到玻尔引入整数n的氢原子模型量子化的电子的类行星轨道,就是用量子化的角动量和能量,联系巴尔末公式里面出现的是同一个量子数n的。

1997-1998年潘建伟和他的导师塞林格做成功量子态隐形传送(1997)以及纠缠态交换(1998),用的也是偏振光子。光的量子是“光子”,1927年获诺贝尔物理奖的康普顿,1923年做的“康普顿实验”,发现光粒子同电子碰撞后,在不同偏折方向上波长会有不同程度的改变。把这里“偏折”与“偏振”联系起来,分析光粒子同电子碰撞之前的粒子自旋的手征性,和碰撞之后的粒子自旋的手征性,把两者自旋轴方向之差的光的“偏折”角度θ,看成碰撞之前自旋轴方向发生的“偏振”改变,实际也代表粒子自旋发生的质能改变。

但康普顿只联系到光与电子碰撞后波长的改变(λ′-λ),与光的偏折角度θ的关系为(λ′-λ)=[h/mec (1-cosθ)],其中me是电子的质量。康普顿实验及其康普顿公式确立了光量子的真实地位,而且是比普朗克和爱因斯坦的光能量量子假设迈进了一大步。很可惜的是,国际国内现代物理学界从此在康普顿的这一步上停了下来,类似只在自旋偏振的频率、波长上做文章,没有看到基本粒子自旋偏振,联系基本粒子质量的一些分立的数值,也类似巴尔末公式存在多夸克“偏振量子数”。因为基本粒子,特别是6种夸克的质量也是一些分立数值。

根据“偏振量子数”的设想,“光子”是光的量子,那么“引力子”就应是引力的量子。但引力子比光子、电子、电荷的量子通信广泛得多,而且根据彭罗斯的量子引力里奇张量分析,加上引力粒子的“偏振”变化,也能把量子引力通信和量子计算机结合起来。问题是众多的引力子,在各种不同的里奇张量与韦尔张量引力任务中,它们是如何知道各自或各群的分工配合的呢?

这就要讨论“偏振量子数”的量子引力信息传输,需要的密码和密钥。在目前实践的地面量子通信和星地量子通信中,为防止泄密需要的量子密码和量子密钥及分发,是采用光速量子传输,只需涉及光子、电子、电荷,所以引力子看起来也就不重要,而不被重视。但其实不然,量子引力信息传输从球量子自旋和手征性定向调整校对纠缠现象上看,“量子自然全息自旋纠缠原理”类似陀螺,只有整体形态一致的量子,自旋才有避错码的存在。这也存在量子密码和密钥。

反之,类似魔方的非整体形态一致的量子就不行;魔方只可与类似球量子自旋编码的冗余码联系。暗物质原子量子就是被看成属于冗余码的量子编码物质,所以不容易发现,即使暗物质很重、很多。里奇张量引力的量子传输普遍存在,一处里奇张量的引力子是如何设定它们的引力行为呢?这也是引力子和量子计算机统一量子信息传输考虑的问题。实践提示的是,现代量子计算机和量子纠缠的测量,利用的是类似光子的偏振行为,而不仅是转轴方向的手征性区别。

况且对众多各种情况的引力传输设定,球量子自旋转轴方向手征性编码的数目太少了。但如果加上球量子偏振,就能大大增加编码符号设定的基本单元。例如,球量子偏振进动,在环量子的三旋理论中,是属于体旋范围。用垂直于球量子体旋轴作切面,大圆有360°的角度方向可分。其次,过球量子体旋轴作切面,大圆也有360°的角度方向可分。把360个方向作为符号编码设定,两个切面的组合,编码信息量是2的(2×360)次方。把其中相同的两个符号的编码,看作静止不动点或冗余码,只有(2×360)个。从中减去后,仍是宇宙级数量的编码数。这也成为“量子信息记忆储存原理”的基础,以及量子引力通信传输内容发报和接收的基础。由此产生的量子引力纠缠编码,各种引力子定域性就不会混乱。

而这不仅是球量子可行,如果是环量子,因它除体旋和面旋外,还有线旋。线旋又分平凡线旋和不平凡线旋。不平凡线旋还可分左斜和右斜两类。而左斜和右斜这两类,各自还分上下两种方向性转动。所以对自然、宇宙、点内与点外空间的任何量子引力行为,用来编码都是足够的。但这还是量子卫星上天公开后的研究,而1996年联系物质族质量谱与“偏振量子数”的联系,最初发表在成都《大自然探索》杂志第3期的论文:《物质族基本粒子质量谱计算公式》(简称“96版质谱公式”),提出tgNθ与“偏振量子数”关系类似巴尔末公式的计算公式:
M=GtgNθ+H (1-1)
M上=BHcosθ/(cosθ+1) (1-2)
M下=B- M上(或B= M上+ M下) (1-3)
B=K-Q(或K=Q+B) (1-4)

为何要首选正切函数tgNθ?因为6个夸克的质量的实验测量值,在直角坐标第一象限90°的角度内,都能在正切函数表中找到相应的数字,而实际tgNθ就类似粒子自旋轴方向发生的“偏振”改变。这里以6个夸克的粒子来说明,M=GtgNθ+H能够对应巴尔末公式来求6个夸克和6个轻子的质量谱系列。这其中虽然也含有基本常量的质量轨道角θ,但它和另外两个基本常量G、H是平等的,且类似用的是巴尔末-玻尔行星绕核运转式的弦图。

而分析光谱线波长的巴尔末-玻尔方法,具体可分解为基本常量、量子数和弦图等三个部分。因它的量子数不用实验测定,而类似数字化软件;由此它减少了基本常量的使用数量,这是它最为成功的地方。因为标准模型需要28个基本常量,能否可减少?成为人类探索统一场论的一个奋斗目标。而用行星绕核运转式弦图的巴末尔-玻尔方法,就可达到类似所有氢元素光谱线只需1个。

因为96版质谱公式M=GtgNθ+H说明,对3个一组的味夸克,是需要G、θ、H等3个基本常量,这其中代表量子数N的夸克分代常数只有1个,由此6种味夸克就需要6个基本常量,这实在太多。这是96版质谱公式最不满意的地方。对照巴末尔研究的4条氢光谱可见光线波长,是已经测定的数据;同理,“96版质谱公式”研究的电子、夸克、光子、w和z玻色子等质量数据,也是当时已经公布的测定数据。虽然后来这些公布的测定数据,有变化,使公式中需要G、θ、H等3个基本常量的确定有来回折腾变化之感。

但问题的实质仍然是在能否可减少基本常量的数目上。96版质谱公式使用的是从《科学美国人》等科技刊物中查到公布的6种夸克质量测定最集中的数据:如上夸克u、粲夸克c、顶夸克t、下夸克d、奇夸克s和底夸克b等分别为:约0.03Gev、约1.42Gev、约174Gev、约0.06Gev、约0.196Gev和约4.295Gev,以及电子等轻子,光子、w和z等玻色子的数据,作的推证预测。96版质谱公式与标准模型数据大部分是相符,而且推论出3种中微子和8种胶子中4种有可定量数据的质量,而不是为0。这只是个参考。

“偏振量子数”作为“巴尔末-玻尔”模式的数字化,96版质谱公式学习巴尔末公式减少基本常数的出路到底在哪里?研究玻尔指定的同心圆能级核式弦图,巴尔末公式中的m、n为量子数,对应基态、稳定态、非稳定态、激发态、始态、终态等,很摆布对众多光谱线系列也容易统一。但把96版质谱公式M=GtgNθ+H,投影到同心圆轨道核式弦图的能级圆上分析,代表量子数的分代N,只用作对质量轨道粒子自旋的偏振角度θ,单从M=GtgNθ看,偏振基角可对量子数N扩大或缩小。而G基本常量既是能级圆半径,又是一条直角边。而这条直角边与能级圆交点处的圆周切线,形成的另一条直角边,才代表质量谱M所求的数值。所以要扩大96版质谱公式中分代N量子数的安排、摆布和统一,单从轨道圆核式弦图做文章肯定不行,必须重新找新型弦图与之配合。

因为如6个夸克的质量在正切函数表中,都可查到对应的数值。这类似质量能级圆“偏振量子数”已存在,只是需要用基本常量谱线系列,确定与之相交的点;但连接这些点,只会是曲线。而从弦图上分析,玻尔图解巴末尔公式的原子内和原子核外电子运行的能级核式弦图,可以认为是真实的,但在量子化学中也有不同的地方,例如它说能级只是电子出现的密度波或几率波,所以96版质谱公式要另找的弦图。《大自然探索》杂志发表后19年,弦图分析发现总体应分两大类。如玻尔的同心圆行星轨道核式弦图,也包括电力线和磁力线类型,简称核式弦图,是个大类。但还有另一类,如古代中医发现的经络穴位流向弦图,这包括生物进化树图和宇宙演化钟形图,它们简称链式弦图。

现在从“量子自然全息自旋纠缠原理”的量子引力纠缠编码的设定来看,质量谱的“偏振量子数”仅占极少的几个特定的纠缠编码,而使意义大为明了。统一场论向方程计量弦图进军,由此仅从6种味夸克出发,来寻找只要1个基本常量,那么是否也有和类似玻尔指定巴尔末公式中的m、n为量子数的质谱公式,以及有可对应公式的链式弦图呢?21世纪可查到的大同小异的夸克数据很多,如2008年4月出版的[英]安德鲁•华生的《量子夸克》(下称华著);2010年7月出版的陈蜀乔的《引力场及量子场的真空动力学图像》(下称陈著);2012年4月出版的[美]布赖斯•格林的《宇宙的结构》(下称格著)等,提供的夸克类粒子,如上夸克u、粲夸克c、顶夸克t、下夸克d、奇夸克s和底夸克b等的质量数据,分别是:华著为:约0.004Gev、约1.3Gev、约174Gev、约0.007Gev、约0.135Gev和约4.2Gev等。陈著为:2~8Mev、1.3~1.7Gev、137Gev、5~15Mev、100~300Mev、4.7~5.7Gev和约4.2Gev等。格著为:0.0047Gev、1.6Gev、173.34Gev、0.0074Gev、0.16Gev和5.2Gev等。以上出入大的是顶夸克t;还有实验报告说是202Gev。由此联系马蹄形链式弦图的夸克质量谱计算公式的研究和分析,得出的多元性超对称量子数质量谱公式;其中正切函数的∠θn的θn公式:
θn=θfS±W² (2-1)
式中θ=15′,称为质量偏振基角。f称为质量繁殖量子数,f=6²或6^0。S称为首部量子数,W称为尾部量子数;S=n×m,W=m×n,但大多数时候S≠W,少数时也可S=W;其中m=1、2、3、4、5,n=1、2、3、4。由此格林夸克质量谱公式为:
M=Gtgθn=Gtg(θfS±W²) (2-2)
由于G=1Gev,上式可写为M=tg(θfS±W²)。这样超对称量子数夸克质量谱公式只需要用一个质量偏振基角常量θ=15′,就可以求出格林夸克质量谱中的6个夸克质量值。设G为质量单位符号,G=1Gev,下面是验算:
上夸克u:M1=Gtg(θfS±W²)=tgθ1=tg16′=tg0°16′=0.0046Gev;
下夸克d:M2=Gtg(θfS±W²)=tgθ2=tg26′=tg0°26′=0.0076Gev;
奇夸克s:M3=Gtg(θfS±W²)=tgθ3=tg544′=tg9°4′=0.16Gev;
粲夸克c:M4=Gtg(θfS±W²)=tgθ4=tg3495′=tg58°15′=1.6Gev;
底夸克b:M5=Gtg(θfS±W²)=tgθ5=tg4716′=tg78°36′=5.0Gev。
顶夸克t:M6=Gtg(θfS±W²)=tgθ6=tg5384′=tg89°44′=202Gev。

可见除开顶夸克t外,其余的3个误差都在小数点以下,说明格林提供的数据系统性程度高,这与他收集的数据时间最近有关。超对称破缺的量子数如何表达?根据设计出的超对称破缺的“船闸”链式弦图,虽然可以有多种,但这类似如果运河和两端船闸的实体一旦修好,这是不能变更的类似的常识。所以可以变更的量子数,类似只能是码头的编码编号,即可动的只能是量子数。那么具体到格林夸克质量这些量子数,是如何分类和布局的呢?以格林夸克质量为例,为了通过实验确定θ值,因它们是分别以角的度数和分数表示的,为了便于计算,要把通过正切函数表中查到的6个夸克质量值,对应的正切函数的角度,这需要统一换算为角度的分数值。例如,0.0046Gev上夸克u=15′;0.0076Gev下夸克d=17′;0.16Gev奇夸克s=545′;1.6Gev粲夸克c=3480′;5.0Gev底夸克b=4747′;202Gev顶夸克t=5382′。下面是对格林夸克质量谱正切函数角度值分拆的多项式的其中的一组过程,它是有规律的:
上夸克u:15=15(1×1)+0≈15×6^0×(1×1)+(1×1)²=16;
下夸克d:17=15(1×1)+2≈15×6^0×(1×2)-(1×2)²=26;
奇夸克s:545=545(1×1)+0≈15×6²×(1×1)+(1×2)²≈544;
粲夸克c:3480=545×(2×3)+210≈15×6²×(2×3)+(4×4)²≈3496;
底夸克b:4747=545×(3×3)-158≈15×6²×(3×3)-(3×4)²≈4716;
顶夸克t:5382=545×(2×5)-477≈15×6²×(2×5)-(2×2)²≈5384。
以上各式中后面的两对乗积多项式,是否有和巴耳末公式的量子数多项式相似的规律呢?按有规律相似的情况,对格林夸克质量谱中6个夸克的质量值,配对航道归口,分解成的含有量子数字的多项式为:
(15-6-0-1-1-1-1)上夸克u=15×6^0×(1×1)+(1×1)² (3-1)
(15-6-0-1-2-1-2)下夸克d=15×6^0×(1×2)-(1×2)² (3-2)
(15-6-2-1-1-1-2)奇夸克s=15×6²×(1×1)+(1×2)² (3-3)
(15-6-2-2-5-2-2)顶夸克t=15×6²×(2×5)-(2×2)² (3-4)
(15-6-2-2-3-4-4)粲夸克c=15×6²×(2×3)+(4×4)² (3-5)
(15-6-2-3-3-3-4)底夸克b=15×6²×(3×3)-(3×4)² (3-6)

以上分拆的6个式中的数字,有很强的全息性。如上式前面括号内的那些量子数字,即常量f和量子数字N、m、n等四个数,类比玻尔的量子能级理论,类比巴尔末公式中的常量和量子数,马蹄形链式弦图中的常量和量子数字的意义是什么呢?首先“15”作为质量轨道圆弦偏振基角θ这个共同的常量数角度分数,能确定下来,即θ=15′。第二,“6”和0与2,作为粒子夸克的共同数目类似一个繁殖系数,也能确定下来。那么剩下的数代表的量子数符号的什么意义呢?是格林夸克质量对称破缺的巴拿马运河船闸-马蹄形链式弦图的摆布,和链式轨道弦图量子数多项式摆布,性质对应以上6个格林夸克质量谱正切函数角度值分拆的多项式反映。分析计算光谱线波长量子数多项式,是离不开弦图的;同样,要分析计算夸克质量谱,求证合理的量子数多项式,也是离不开弦图。

但夸克量子符号编码的复杂性和数字计算的复杂性,还在于具体到每个夸克的计数时,因为在链式弦图的所在位置都不一样,需要确定唯一的链式弦图。这里给出的是:马蹄形不管蹄口左右向平行摆放,还是蹄口上下向竖直摆放,摆放形式即使不同,但只要是能合理,都是马蹄形链整体如全息式“U”型的分形图示。现以马蹄形磁铁蹄口向下摆放为例,这是以三个大小不同的马蹄形磁铁,蹄口向下的重叠摆放,但又稍有变化。因为有大级和小级之分,其中又有内外之分;其次这里的大级和小级整体“U”型类似双航道,按质量大小从开端到终端,是分成三级码头层级,设其类似轨道空间方向量子数的层级编码符号为n。

如将上夸克u和下夸克d构成的一个小马蹄形,称为1号马蹄形,它的蹄口向下摆放,作为整体“U”型的一边磁极,n=1。而作为马蹄形全息的再延伸,是将称为2号马蹄形的奇夸克s与顶夸克t构成的一个最大的马蹄形,和称为3号马蹄形的粲夸克c与底夸克b组成的另一个次大的马蹄形,两者蹄口向下,并重叠起来,再把它们各自下端一边的磁极,如奇夸克s和粲夸克c联接到1号马蹄形的弯背处,作为整体“U”型与1号马蹄形合成的这一边的磁极的接口,n=2。整体“U”型另一边的磁极,是底夸克b在内,顶夸克t在外的竖直平行摆放,n=3。其次,属于整体“U”型,设其类似磁极量子数的编码符号为m,由此,上夸克u、下夸克d、奇夸克s和粲夸克c等是同为磁极的大级,因此这4个是同起m=1;而底夸克b和顶夸克t作为另一磁极的大级,是同起m=2。

另外,上夸克u和下夸克d层级同起n=1;奇夸克s和粲夸克c层级同起n=2;底夸克b和顶夸克t层级同起n=3,但在这三个同属大级和小级之分的层级方位量子数中,各自两个夸克由于所属位置还有内外之分。上夸克u、奇夸克s和顶夸克t等,是同起属于大级和小级之分方位量子数在整体“U”型的外层的磁量子数,同起m=1;下夸克d、粲夸克c和底夸克b等,是同起属于大级和小级之分方位量子数在整体“U”型的内层的磁量子数,同起m=2。即作为整体“U”型的一边磁极,1号马蹄形上夸克u、下夸克d和“U”型全息式分形图的交叉点奇夸克s和粲夸克c,另一边的磁极是底夸克b、顶夸克t。

其次,整体“U”型外在的四端点上夸克u、下夸克d、底夸克b、顶夸克t,组成的四端点,按它们之间的质量大小排列,这又类似轨道空间方向量子数的层级编码n,即对这种不连接的4个端点按质量大小,它们的空间方向层级量子数n分别n=1、2、3、4。但是将这4个端点和中间的交点,归属大级极点或码头,这类似磁极量子数m,即它们分别是m=1、2、3、4、5;即按质量大小和码头层级,中间交点的奇夸克s和粲夸克c的类似磁极量子数m同起m=3,而4个端点的4个夸克的类似磁极量子数m分别为m=1、2、4、5。可见一种夸克的量子数不是不变,而且可以是相同或不相同。以上磁极量子数m和方位量子数n,也许会把问题弄复杂化。但以上(3-1、2、3、4、5、6)等6式中,各个配对中里的第一项首部量子数S(1×1)、(1×2)、(1×1)、(2×5)、(2×3)、(3×3)等6对组合,其S=n×m;以及各个配对里的第二项尾部量子数W(1×1)、(1×2)、(1×2)、(2×2)、(4×4)、(3×4)等6对组合,其W=m×n,这里S和W中的那些数字,也确实是这样配合来的。

以上这项“偏振量子数”联系物质族质量谱研究的基础,最开始来自我国1986年南京《华东工学院学报》第二期发表的论文:《前夸克类圈体模型能改变前夸克粒子模型的手征性和对称破缺》。这来自解决以色列魏兹曼科学院院长哈热瑞1983年提出的夸克和轻子内质量“奇迹般”相消的难题。道理是,物质质量直观认识来源重力,重力与引力相关。哈热瑞在解决了零质量问题后,却遇到了超对称使质量的手征性,发生对称性自发破缺的问题。这个问题的解决,能把质量与量子自旋联系起来,最终与体旋和偏振相关。原理是,体旋存在“偏振”过程而有多个向量。这里体旋与“偏振”实际成为一种量子密钥密码,道理就如为什么陀螺,比指南针的定向更基本?这个道理明白后,为什么量子纠缠隐形的虚数超光速传输和实数光速传输是两种形态,又是统一的,也就能明白了—-即量子纠缠隐形的虚数超光速传输的本质原理是什么?

本质原理简单说,就是拓扑球量子的自旋自身有手征性,无须外环境影响去识别。道理类似指南针能定向,在地球各地除两极外,都能定向相同指向南方,是外环境地磁场貌似全域性,在地球各地除两极外,都能对指南针定向相同指向南方起作用。但离开地面、地球,指南针也就不起作用。即使地磁场也依赖地球自旋的手征性。而安培环形电流有磁场手征性,这个环量子又太小了。因此如果航天飞机或人造卫星离开地球,或在受磁性材料干扰的地方,用指南针定向是不适用的。但陀螺罗盘不需靠磁力线的作用,在宇宙太空能定向,是利用陀螺本身的多层自旋来定向的。而陀螺类似球量子,这种球量子自旋定向的原理,也能揭示自然界中自旋调制耦合功能的EPR效应普遍存在。量子引力通信也如此。

但这个问题的复杂还在于,地球是圆球形的,地面是平面的。球量子自旋的手征性,看似以地面上下方向为基础作的大指姆判别的方向,但只是一种局域性。因为远离地球为标准看如此地面的实验,上下方向因地球是圆球形,在地球地面上对称的两点,判别上下以及偏振的方向是不同的。即从地球的北极运动到地球的南极,球量子自旋的自转轴指向的上下,并不是由地球的南北极判定的,而是由球量子自旋的自转轴手征性,自我判定的,即自旋的自转轴手征性是一种非定域性而具有全域性,由此物质族质量谱也是一种非定域性而具有全域性。但正因自旋的自转轴手征性具有自我判定的全域性,而使粒子自旋的“偏振”角度θ难于确定。但正是这里以反向思维看,可以从基本粒子所测量得出的质量反推“偏振”角度θ,说白了,就在正切函数表中都能对应找到。

五、引力子熵与彭罗斯的《宇宙的轮回》

创建引力子学与应用引力子实,如果说自然界的量子计算机,没有一个是单独使用的话,那么应该说它们都是和其它的自然量子、电脑设备结合在使用。例如,从人类的大脑思维,到量子引力传输更是这样。马约拉纳费米子的实验研究透露,在拓扑包裹之下具有极高的稳定性,这一特性会使得计算机在计算量和复杂难度上实现质的飞跃。但目前专家们只是测出了边界上的手征马约拉纳费米子,而需要有多个体中的非阿贝尔粒子才能形成量子比特,量子计算也需要多个量子比特,按要求进行运算才能实现。量子世界本质上是平行的,因此,量子计算机能够进行高度并行的计算,远比经典计算机有效。

以算术问题为例,如果给出一个很大的数字,问这个数字能否拆成两个数字的乘积,那么经典计算机只能用穷举法逐一尝试整除计算,而量子计算机可以在一瞬间同时完成所有可能项的测算。一个量子粒子能够同时穿过两个狭缝;平行的一个量子比特的信息,非常难以存储,微弱的环境噪声就能毁灭其量子特性。因此,量子计算机往往被视为可望不可即的空想。基于“天使粒子”的存储方式极其稳固,而且器件同时还可是二维体系,从而允许马约拉纳费米子的纠缠和编辫,使得有效的量子计算成为可能充满期待。为量子计算迎接春天,“天使粒子”的成果一发布,所以很快引起如此多的关注。

道理是,拓扑中用来做量子计算的单元是比特,这需要满足非阿贝尔规律。马约拉纳零能模,也就是非阿贝尔粒子,正好满足这一规律,这也是大家把相关研究与量子计算关联起来的原因。马约拉纳费米子是制造量子计算机的完美选择,不但与现在量子计算机面临的最大障碍—-被环境噪音干扰不同,而且未来量子计算机的每个量子比特信息,可用两个相距很远的“天使粒子”存储,这样背景噪音就不可能对它们造成破坏,它们携带的信息也不会丢失。

但物理的未来有人说,不能走向“大沙漠”。所谓“大沙漠”,说的是在粒子物理理论中,粒子物理再向超高能物理发展,不会再有新的发现。这被称为高能物理的“大沙漠”理论。为此有人解释说:把能量提高到普朗克尺度绝对不可能。这也是理论上的“大沙漠”,不会有新发现。这也意味着从此以后,高能物理实际上没有什么东西可做了。实验上没有新的发现,理论研究也就基本上停滞了。标准模型的理论架构非常刚性,也很难进行修正或者改善,除非将整个标准模型推倒。仅仅推翻夸克模型是不够的,必须退到量子电动力学以前,必须退到重整化以前。大沙漠理论还告诉人们一件事,就是所谓的大统一理论根本就是一个不可能实现的幻想。现在的弱电统一模型都需要上帝粒子来拯救,引力相互作用理论更是焦头烂额,还侈谈什么大统一理论?

既然面临着不可逾越的大沙漠,高能物理学界其实可以做一些实事,那就是把已经收获的标准模型应用到其他科学领域中去,特别是粒子物理的近亲核物理和凝聚态物理,展示一下基础科学的威力。在美国的王孟源先生也把超弦族群看成高能物理界的牛屎(Bullshit)文化,说他们是为了推进自己的职业生涯,发明了毫无实际意义和内涵的超弦理论,以便藉其高达10 500的自由度来出版无限多的论文,每一篇都与这个宇宙完全无关。他们能这样集体欺世盗名,靠的是过去40年高能物理实验困难度的指数性成长。其实王孟源先生放弃物理接近金融,是想“近水楼台先得月”。如果真正喜爱科学,被排挤出物理界也能研讨物理理论,何至于骂出“牛屎”?马约拉纳费米子“天使粒子”的发现,和中性宣传,也引来类似网文《秘密终于被科学家解开,微中子即灵魂》的宣传。

该文认为当今世界最惊人的发现,科学家发现微中子即灵魂。这是科技发展到今天,已经由看得见的物质研究到了看不见的原子、质子、夸克到中微子。几十年前,物理学家发现了微中子,微中子比电子小20至800倍不等,它是一种无形无体的虚无的一种能,它能穿透任何物质,美国科学家观测了30多年,发现没有一粒微中子衰变。不衰变就是不死亡。人体全身每个细胞都有微中子,如果将这些微中子连接起来,自然也构成一个物质躯体像微中子等类非物质的能。科学家说,人类的灵魂就是超弦。

依据是1982年法国物理学家的一项实验,证实微观粒子之间存在着一种叫作“量子纠缠”的关系。这是有共同来源的两个微观粒子之间存在着某种纠缠关系,不管它们被分开多远,都一直保持着纠缠的关系,对一个粒子扰动,另一个粒子立即就知道了。量子纠缠证实了爱因斯坦不喜欢的“超距作用”是存在的。而且量子纠缠的存在是微观粒子具有意识的证据,给“意识是物质的一个基本特性”提供了良好的证据。佛家的“万物皆有佛性”,道家的天人合一,认为“万物皆有灵”。现在越来越多的人预言和期望,科学和宗教的界限很快会消失。

此文说的道理是: 目前虽然对神经和大脑上的许多功能有了不少的了解,但对于意识本身仍然是个迷。有科学研究者从量子测量的角度分析,认为意识不能够被进一步简化,也不是在物质运动中突然出现的,因为如果意识只是物质的副产品,那么这无法解决量子力学中的“测量难题”。量子力学认为物体在没有测量之前,都是几率波,测量使得物体的几率波“倒塌”成为观测到的现实。那么如果意识是从物质中产生的,从根本上讲,大脑也只是由原子、电子、质子、中子等微观粒子组成的几率波。意识是量子测量问题的根源,但是量子力学本身无法解决意识的问题。现在神经科学、心理学、物理学等多学科领域里越来越多的人认为,就像时间、空间、质量、能量一样,意识是物质的一个基本属性,是宇宙不可分割的一部份。这与佛学认为“万物皆有佛性”具有惊人的一致!

中国科技大学袁岚峰教授提出一个“标准”:全世界的科学工作者是组成的一个科学共同体,具有大致相同的价值观和行为规范。在科学共同体内部,不同领域、不同学派、不同个人之间当然也可以有很大的区别,但这些区别还是远远小于科学工作者与科学共同体之外普通大众的区别。例如,相对论不是爱因斯坦的专利,其他很多科学家对这个领域也做出了重要的贡献。那么类似宇宙“熵轮回”,有更为合理的规范吗?因为像彭罗斯的《宇宙的轮回》一书,说引力子能穿越四维时空,进入高维和多维,说明它能“翻转”。然而热力学里有个“熵”概念,代表无序或混乱。热力学第二定律就说,与外界没有物质和能量交换的封闭系统,熵值只增不减;类似时间箭头。引力是“天使世界”,引力子也有熵。

但2015年湖南科技出版社出版的[英]彭罗斯的《宇宙的轮回》,要解答的就是“引力子熵”。但单就这个书名,就有“熵”—-如著名科学家张天蓉教授与著名翻译家李泳教授之争,就类似“熵”。因为中文翻译此书的李泳教授说,此书英文原是“时间的循环”,他翻译时觉得做标题不够味,想起佛家的“轮回”,的确也是“轮回”的一种英译,就借“轮回”来说明物理宇宙的“循环”,不是学物理皈依了佛们。但研究彭罗斯的张天蓉教授的博文《彭罗斯的“循环宇宙”》,针对李泳翻译的中文版开篇就说:“彭罗斯循环宇宙的思想,不同于佛教。就个体生命而言的转世‘轮回’,倒有点像尼采的宇宙‘永恒轮回’。但无论如何,为避免混淆,我们将它翻译成循环宇宙说,不叫轮回”。

其实“轮回”,不止佛教说人死有转世的“轮回”。佛家的“禅”,也许来自蝉鸣;联想自然界蝉虫感天动地生命力的超强轮回,如“知了”蝉生命短暂,是错觉—-虽大多数昆虫只有一年或更短的生活史,但蝉变化多端,夏天它从地里钻出来,不经过蛹而蜕皮变为成虫。这是早年产下的受精卵孵化成幼虫,钻入土壤中,以植物根茎的汁液为食。幼虫成熟后,爬到地面,脱去自己的外骨骼,羽化为常见的长有双翼的成虫。蝉虽仅能存活几个月,但是幼虫阶段能够在土壤中存活好多年。“川大学派”的内外翻转难题,也联想到“蝉”的出洞和脱壳的翻转。在四川夏天,无论农村还是城市,白天还是黑夜,“知了”的声音满天响个不停,但很少见到“知了”飞翔。联系“天使世界”的引力、引力子,这类似引力满天,却难见到引力子,所以追到马约拉纳粒子熵。

类似“蝉鸣”不是任何地方都有—-解答彭罗斯的“宇宙的轮回”的不同方案,我们想到“柯召-魏时珍猜想”的“空心圆球内外表面翻转”,就类似“膜面”加“奇点”式的线旋翻转反包围轮回循环,比彭罗斯的棱锥式的两端不同拓扑类型说明,更具有科学创新,这也许就跟“川大学派”与地理因素有关一样。改革开放后的1985年,王德奎先生偶然看到上海科技出版社出版的《科学的未知世界》一书,其中彭罗斯的文章《自然是复的吗?》,是他第一次接触彭罗斯。

彭罗斯的自然是复的讲,从黎曼球面到复数坐标平面的球极平面投影,可描述从代数到自然界的自然数和复数,当然也可以联系“蝉鸣”蝉的生活史—-“自然是复的”类似“旧实在性”和“新实在性”,是两个不同的阶段、两个不同的地方,因发现和证实的时间不同,“旧实在性”和“新实在性”也许都正确。“旧实在性”类似自然数和实数,像蝉在地面。“新实在性”类似虚数和复数,在“点内空间”,像蝉的幼虫在洞内的地面下。由此再看1989年彭罗斯的《皇帝新脑》一书,他讲广义相对论引力方程的引力机制,是里奇张量效应的“当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时,被绕物体整个体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用”。我们这才搞清楚引力场和引力子,是分韦尔张量和里奇张量两大类:牛顿属直线期“蝉”,爱因斯坦属圆周运动期“蝉”。而且蝉有种群分类(约3000余种)和地理分布(仅存温带至热带地区)。其次彭罗斯用里奇张量引力效应,证明了虚数超光速的“新实在性”。恩格斯的《反杜林论》早就承认存在虚数的合理性,彭罗斯让科学从旧实在性回到真正的马列主义立场。

这是彭罗斯得知贝尔实验证明量子纠缠在宏观尺度上的正确性后,立即把他的“自然是复的”结合“旧实在性”和“新实在性”,运用于量子引力模型得出的。但彭罗斯没有明说。然而这个转折点,只要联系彭罗斯的里奇张量引力收缩效应就更清楚。彭罗斯提供的这幅虚数超光速快子图像的清楚是:假设绕着星球作圆周运动物体的半径为1米,它到星球表面的最近距离为30万千米,星球的半径大于30万千米。要里奇张量引力产生整个星球体积的同时理想收缩,以“旧实在性”的光速引力子传到星球表面的信息开始,就不能使星球直径另一端的表面也同时开始收缩。因此必然有产生一半对一半的实数光速引力子,和“新实在性”的虚数超光速引力子,并以实数引力子到达时为准,这不违反两个相对论。

但到2015年,彭罗斯的《宇宙的轮回》一书,已不同于他第二个阶段的《皇帝新脑》、《时空本性》、《通向实在之路》等三本书。在这第三个阶段,他绝口不再提里奇张量引力讲的:当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时,被绕物体整个体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用,而转向宇宙轮回。为啥?因为终极科学理论最大难题,是遇到的熵增不能轮回。彭罗斯用尽平生的学问,得出他认为最好的结果。但我们认为,彭罗斯还是没有解决熵增为何能轮回的问题。因为解决熵增联系宇宙的轮回,类似蝉鸣知了的“翻转”,只能从分“点内空间”与点外的平行宇宙轮回才可解。但彭罗斯只从共形映射应用于宇宙的爆炸开端和宇宙膨胀结束,两者拓扑不同,得出再变回原来的空间熵也减一样。

而“川大学派”创建引力学坐实引力子实的“空心圆球内外表面翻转”,是类似“膜面”加“奇点”式的线旋翻转反包围轮回循环,是比彭罗斯的棱锥式的两端不同拓扑类型说明,更具不断完善、推导和预见。联系超弦、超膜理论模型研究维度。进入到的“基本粒子”范畴,人类无法赋予物理中的粒子一个特定的“形象”。除了公式、方程,找不到更准确的表达,理论物理学家做的,往往是基于实验发现,构建对应的物理模型;基于数学的证明以及新的实验发现不断完善此模型,并提出新理论。数学是构建模型的粘合剂。在构建物理模型时,首先往往是发现新的理论。但新的理论在实际中,由于器件和实验技术的限制可能无法实现。实验的精度经常造成正确的理论不会马上被证实,这就敦促实验物理学家“千方百计”验证到底是理论正确,能够预见,还是理论模型不完美,需要再建新模型。当理论和实验互相印证时,往往伴随新物质的发现,就有可能得诺贝尔科学奖。但中华创新科学,不在诺贝尔科学奖上,而在复兴中华大业。

“川大学派”透露出的“赵本旭翻转”,是60多年前作为引力行为的并行处理要进入主流,就需意在追求创立“引力学”。从类似时间箭头和热力学第二定律,“引力熵”存在于引力没有斥力。而联系量子力学的概率论结构,和相对论的光速物理极限,速度增加包括微型化增加;这两者的相互支持和论证,能提出改变宇宙芯片“引力熵”的拓扑学翻转,以及采用原子的自旋加偏振性质,模拟反映量子引力塑造的实体引力宏观世界等两大问题。但这更需坐实引力子和量子引力计算所涉的联络机制。今天量子引力通信类似能在相互纠缠的光子之间,保持量子微妙联系能力的量子通信网络,是用相互纠缠的光子安全地传送至关重要的量子密钥,通过量子隐形传态,远距离地将从一个位于地球或太空的物体的量子态信息,传送给另一个在地球或太空的物体,而物体本身却不需要移动。

基于Ligo发现引力波,根据波粒二重性,一定有引力粒子存在。但引力波如此微弱,相应的引力子也就同样的微弱。以至到现在,物理世界还未发现真正的引力子。龚学理论中时间产生引力驱使宇宙万物从过去到现在,并走向未来。因此,我们断定时间量子就是引力子!

所以坐实引力子,量子引力通信是分韦尔张量引力效应类似量子纠缠分发(包含量子密钥分发)通信,和里奇张量引力效应类似量子隐形传态为两大前提。没有韦尔张量引力效应的量子纠缠分发,里奇张量引力效应圆周运动的整个体积收缩反映就不会开始。而里奇张量引力效应的量子引力隐形传态,是指利用引力子实量子纠缠的原理,将作圆周运动相隔遥远地点的两个物体之间的未知量子态,精确传送到相互作用的双方。对于两大引力路径积分的深度机制是量子卡西米尔效应平板链及其复数的量子起伏的收缩作用;引力子类似通信兵在引力路径上的速度是复数光速运动。由此里奇张量引力效应具有量子计算的属性,而有观控引力子分群分工的超快并行计算和模拟能力。

但“川大学派”意在创立量子信息的“引力学”,到1963年研究被停止而流向社会,除开“川大学派”核心的“翻新”科学思辩外,他们基于数学证明完善引力子传输模型所做表达的公式、方程,都遗失了。“川大学派”揭示改变宇宙芯片“引力熵”的拓扑学“翻转”,奇妙在球面与环面的不同伦,正如费米子与玻色子一样,是有严格的数学和定量要求的。例如,虚拟空心圆球不撕破与不跳跃粘贴的内外表面翻转,类似“8” 字一个“0”凹陷装入另一个“0”内面像口袋内再装口袋这种顶对顶的交点,变成“壳层”类似的翻转。这里“零锥”的点移动,从拓扑结构和庞加莱猜想来说,只在空心圆球壳层一处,有一条连通内外表面的一维的弦或虫洞,空心圆球才与球面同伦。如果两处有两条或更多连通内外表面的一维的弦或虫洞,这时空心圆球如圈体,就属于与环面同伦,不在是与球面同伦了。但类似“膜面”加“奇点”式的线旋反包围轮回循环,是对球面和环面的超越,也是一种包容。这种区别很重要。

例如,把庞加莱外猜想空心圆球外表面向内表面翻转,比喻龙卷风,磁单极可以说就像龙卷风。但龙卷风与池塘水底有漏洞,产生的水面漩涡外表虽一样,但拓扑结构类型却不同伦。有漏洞的池塘水面漩涡场,和平凡的普通带圈及不平凡的墨比乌斯带圈,都等价于环面拓扑类型;只有一个曲面的克莱因瓶也如此。

综述以上点内空间类似空心圆球内外表面翻转的庞加莱猜想外定理,空心圆球内外表面也类似一对平行宇宙,就如阴与阳、有与无、大与小共生的宇宙。而从“零锥”翻转须有一维的弦或虫洞来说,又能推演膜弦共生类似费米子和玻色子的统一。如内外表面翻转成两个圆锥体顶对顶的3维曲面,自旋类似费米子,内外表面翻转后像口袋内再装口袋的2维曲面,自旋类似波色子。

由此“川大学派”推论空心圆球不撕破和不跳跃粘贴把内表面翻转成外表面,联系的“点内空间”就是一个大类,不但能联系显物质的量子或粒子,也能联系超弦线条,这种弦线还可以类似虫洞。“点内空间”因能联系额外维和暗物质等宇宙略影,所以加来道雄的《平行宇宙》一书说的超对称伴子,有类似兰德尔的额外维或膜的平行宇宙还不够。因为加来道雄说的各种平行宇宙,就类似虫洞弦管,吹出的各种泡泡。而从威腾到彭罗斯等,也有这类把欧几里德几何空间无限平移推理的逻辑痕迹。但只要把“点内空间”引进到彭罗斯的“零锥”,把古斯的宇宙暴涨论划入“点内空间”,彭罗斯的宇宙轮回遇到的熵增不能轮回的难题就可解决。因为熵增的掉头是在“点内空间”里发生的;平行宇宙的轮回,是包含有平行的“点内空间”宇宙的。如此分析来看彭罗斯的《宇宙的轮回》一书,与“川大学派”的差别,可以说前者是平凡轮回,后者才是不平凡轮回。

因为彭罗斯是将宇宙“大爆炸+膨胀”的双曲面类似的时空结构,映射成貌似柱面的形状。彭罗斯的共形轮回宇宙模型采用数学基础的共形映射,也叫保角变换。保角变换在数学物理中联系物理定律在变换下保持不变,比如电磁场方程,就可以利用保角变换将复杂的边界条件,变换成简单形状的边界条件,以方便求解。但如果不是平面几何,而是曲面的拓扑几何,类似球面上的直角,从“赤道”大圆到两极点,这里的“直角”相对平面几何的“直角”是不同的。它的“保角”反映变换的几何意思,是保持两条光滑曲线之间的角度,以及无穷小结构的形状不变,但不保持它们的尺寸。例如,两个共形映射保持曲线间的夹角为直角所示的小矩形图中,在变换后仍然映射成“矩形”。 彭罗斯就是将宇宙熵减变换,设想成像“柱面”的时空结构;无限扩张只是可以一个一个地首尾相连,接成一长串平滑过渡的时空流形,并一直延续下去。

由此把现在的宇宙从大爆炸到未来看成一个“世代”的话,“柱面”保角变换可以不变“直角”,便有无穷多个这样类似的“世代”接在一起。 上一个世代的结束,将会诱发下一个大爆炸,并进入一个新的世代。但彭罗斯在这里漏掉韦尔规范场说的“世代”链接中的“间隙”,我们称为“点内空间”或虚数时空。彭罗斯的推导太漂亮,可惜只在“点外空间”,利用的共形映射来连接差距极大的标准宇宙模型的“起点”和“终点”,即广义相对论解中的两类不同奇点:大爆炸和黑洞。在这里起始奇点是整体的,只有一个。而黑洞奇点却是局部的,有很多个。宇宙的轮回理论应用共形映射的尺度变换,认为一方面可将物质密度和温度极高趋于无限的体积极小的宇宙初始状态,变换成密度、温度、体积都有限的时空。另一方面,也能将未来无限膨胀的宇宙时空变换成尺寸有限的范围。

如此一来,一个世代的起点就可以由上一个世代的终点平滑过渡而来,世代的未来又再平滑过渡到下一个世代的起点。无限大或无限小都可以映射成有限,这类似于庞加莱的共形圆盘模型。但庞加莱张量的双曲共形变换,可以在正负实数范围内,也可以在正负虚数数范围内,还可以在正负复数数范围内。也许彭罗斯人老了,忘记他年青时候研究的《自然是复的吗?》的情形,即在“点外空间”有庞加莱张量的双曲共形变换,同时在“点内空间”也有庞加莱张量的双曲共形变换,这是解决“熵增与熵减”轮回,和宇宙的时空轮回相反相成的关键。

六、结束语

本文提供了一个物理世界底层的描述模式,强调了复数以及虚数的意义和作用,说明宇宙的一切动力来自永恒的旋转,自旋与一环套一环的旋转。因此,三旋理论对物理世界的描述有着极其重要的意义。该理论牵涉广泛,不但完全能够表达底层物质结构与能量质量,而且,考察底层空间的量子信息结构和表达,有可能揭示一个全面、完整的量子信息理论。这些探索有可能获得一个统一的理论,从而说明众多的学说将在一个新的框架下,得到统一。

这些工作富有对当今主流基础物理科学严重挑战和科学革命的味道。这些工作既有意义,也很有意思,更深入的探讨需要艰苦努力,其结果将有助于人类获得对宇宙自然有更正确的认识。

参考文献

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中国的三旋理论与圈量子引力理论(Loop Quantum Gravity ,LQG)

推介:中国的三旋理论是由中国本土学者王德奎先生提出与发展起来的基础物理学理论,最早可追踪到毛时代与毛粒子有关系。

王德奎先生创立了三旋概念,提出粒子“三旋”:体旋、面旋、线旋,视为物理空间的自然属性。三旋理论甚至深入到夸克层底下的符号信息表述构成底层结构。同时物质可由一个个环量子的线旋自然耦合,形成链,再看成是一条线、面、体。

而西方圈量子引力理论(LQG),是20 世纪90年代后期才提出的;圈量子旋转网络概念,最早是英国数学家 Roger Penrose首先设想出来的。圈量子引力理论最近十多年发展迅速。该理论解释物质是由圈量子相互作用并相互结合, 形成所谓的旋转网络。

因此,三旋理论的环量子三旋自旋与LQG旋转网络极为相似,值得大家对比研究。

国内LQG最具代表性的工作是邵常贵教授的《空间时间的量子理论》一书,取得重要进展,在理论上较全面地树立了一种空间时间离散和量子化的新图景。

另外,特别指出,三旋理论在夸克底层与龚学理论的描述有相似和类同之处,表明了宇宙自然的物理学的某种统一性的必然规律。

《西方的环量子理论与中国的三旋理论》

                                                王德奎

绵阳日报社,四川绵阳,621000

(2004,6,公布于潜科学网站)

摘要:西方的环量子理论与中国的三旋理论在推进现代“科学文明”中,已拉近了距离;西方的环量子理论与中国的三旋理论可统称为环量子力学。

关键词:超弦理论、环量子理论、三旋理论、“科学文明”

(一)弦论的困惑与环量子引力理论的进展

哥伦比亚大学的格林教授(Brian Greene),是美国弦论研究的一员大将。1999年他出版的《宇宙的琴弦》(The Elegant Universe)一书,曾在《纽约时报》的畅销书排行榜上名列第四,还入围了普利策奖的最终评选。最近《科学美国人》的编辑采访了他,请他谈了环量子理论。这是继超弦理论和M理论之后,当前冒出的又一个新概念。格林曾说过,弦论是唯一的量子引力论;那么,弦论与环量子理论是一个什么样的关系呢?在 20 世纪 90 年代后期,出现的环量子引力(LQG)理论认为 , 物质是由环构成的 , 环相互作用并相互结合 , 形成所谓的旋转网络。这一概念是英国数学家 Roger Penrose 在20世纪60年代作为抽像图首先设想出来的。 Smolin 和 Rovelli 在运用标准方法对广义相对论方程式进行量子化时 , 发现数学中隐藏着 Penrose网络。这些网络的节点和边界携带着具有面积和体积的独立单元 , 从而形成三维量子空间。但是 , 由于这些理论物理学家都是从相对论出发 , 因此他们仍然保留了量子网络之外的空间的某些概念。

而弦理论却认为,物质的构造单元,是一些微小的一维弦, 而弦的各种振动表现为人们熟悉的粒子合奏曲,粒子就像音符一样。尽管广义相对论与量子论的融合可能是现代物理学面临的最大挑战,但长期以来只有弦理论堪与之匹敌。即弦理论能将引力与物质的量子描述结合起来了, 但一些物理学家却认为这一理论存在缺陷 ,而无法成为宇宙的终极理论。缺陷之一是 , 弦理论预测空间维数多达26维,比实验已发现的维数多得多。更为根本的是 ,尽管弦理论能很好地描述物质, 却未对弦所占据的空间未作出解释。

其实,“环量子理论”也叫“环量子引力理论”,弦论或超弦理论,是非常接近它的,因为弦理论的新版本超弦理论或M理论,已经把环圈与弦线并列。就弦论而言,普通人对它多是一无所知,科学家也难给普通人说明,为什么弦论有可能实现爱因斯坦对大统一理论的梦想?为什么它有助于我们深入了解“宇宙为何存在”?而且还让专家也烦恼,因为其他的物理学家中,常有人嘲笑它不能做出实验的预测的。

格林却认为,近来环量子引力阵营取得的重大进展,是好事;在通往量子力学的路上,环量子理论和弦论两条路,完全有可能在某个地方相会,而且是个可能成功的理论。因为很多事实证明,环量子理论所长正是弦论所短,而环量子理论所短正是弦论所长。例如,弦论的一个弱点是所谓的背景依赖(background-dependent),必须假定一个弦赖以运动的时空。而从环量子引力研究者的理论中,却能导出这样一个时空,它是一种“背景独立”的数学结构,从中可以自然地推导出时空的存在。而从另一方面讲,弦论研究者可以在大尺度的结构上,直接和爱因斯坦广义相对论相连接,这可以从弦论方程式看到这一点;但环量子理论要和普通的引力相连接却很困难。这样很自然地,大家都希望把两边的长处结合起来。这样也可以逐步解决弦论背景依赖的难题。当然弦论也发现了时空的拓扑变化,即空间以传统上不可置信的方式演化,以及微观世界中起决定作用的可能是非对易几何,在那里坐标不再是实数,坐标之间的乘积取决于乘操作的顺序。这就是说,可以获得许多关于空间的暗示。你会隐约在这时看见一点,那里又看见一点,还有它们底下到底是怎么一回事。但是如果没有“背景独立”的数学结构,就将很难把这些点点滴滴凑成一个整体。

其次,弦论虽然还不能脱离背景依赖,但它却发现了镜像对称性这样的性质,这是两种时空可以有相同的一套物理定律。镜像对称性看似深奥,但它并没有把时空几何学和物理定律二者完全隔开。几何学和物理定律是紧密相连的,单纯使用物理定律或几何学这个说法,是不够的。真正的应该是物理定律与几何-几何,这里可以用不同的方式来看同一个物理系统,即两套几何学对应同一套物理定律;至于愿意使用哪一种几何是各自的选择。有时候使用某一种几何能看到更多深入的东西。对于某些物理和几何系统来说,人们已经发现只使用一种几何学无法回答很多数学上的问题。在引入镜像对称之后,会突然发现,理论上可以导出许多不同的宇宙,其中我们的宇宙似乎是唯一适合我们生存的,而那些深奥无比的问题一下子变得很简单了。

但格林说,从数据和数学逻辑出发,有多少我们认为基本的东西是唯一可能的结论呢?又有多少可以有其他可能性?我们是否能穷究时间和空间的来源?我们能否搞清楚弦论或M理论的基本思想?我们能否证明这个基本思想能导出一个独特的理论?这个独特理论的独特解,也就是我们所知的这个世界?有没有可能借助天文观测或加速器实验来验证这些思想?甚至,我们能不能回过头来,了解为什么量子力学必然是我们所知世界不可或缺的一部分?任何可能成功的理论在其深层都得依赖一些东西:比如时间、空间、量子力学等,这其中有哪些是真正关键的,有哪些是可以省略掉仍能导出与我们世界相类似的结果? 物理学是否有可能走另一条路,虽然面貌完全不同,但却能够解释所有的实验?他说他不知道。弦论以及一般的现代物理学,似乎逼近一个非如此不可的逻辑结构;置身于弦宇宙,时空可能像10维或11维,其中4维或5维可观察,另有6维卷曲在所谓的“卡拉比-丘成桐空间”(卡–丘空间)内;理论如此发展似乎再无他路可走,这与“人择”的方向相反。但理论的弹性推断,如弦论确实又可以导出许多不同的宇宙,我们的宇宙可能只是其中之一,而且不见得有多么特殊。因此,这与追求一个绝对的、没有商量余地的目标,又是有矛盾的。

21世纪一小部分物理学家 , 包括宾夕法尼亚州立大学的 Smolin 、Abbay Ashtekar 和法国马赛理论物理研究中心的 Carlo Rovelli等,现在更看好环量子引力理论。而被普遍认为是全球最有前途的年轻物理学家之一的、在加拿大安大略省的Perimeter理论物理学院和施莫林( Lee Smolin)、Robert Myers等杰出物理学家一起工作的、来自希腊雅典的理论物理学kalamara,今年31岁, 她在研究环量子引力的外部空间时 ,研究从 Penrose 旋转网络出发 ( 该网络未嵌入任何前在空间 ), 再结合环量子引力的某些成果,发现旋转网络不依赖于空间 , 也不是由物质形成的;相反,倒是这些网络的结构产生了空间和物质。在这一图景里,除了几何关系之外一无所有;空间不再是一个客体 ( 如粒子 ) 振动和相互碰撞的场所,而变成了一个永远在变换样式和过程的万花筒,每个旋转网络类似于一次 ” 快照 “(snapshot)–宇宙中一个凝固的时刻。实际上 , 旋转网络基于简单的数学规则而发展变化 , 而且越变越大 , 越变越复杂 , 最终发展成为我们居于其中的广袤太空。

kalamara 通过跟踪旋转网络的未来的这种变化 , 可以解释时空的结构。特别地 , 她认为这种抽像的环能够产生爱因斯坦理论中最具标志性的特征之一光锥(light cone)。大家知道,光锥是由时间-三维空间(X、Y和Z)中的光速绘图而成,它定义了一个事件所有的过去和未来的联系。光锥是指这样的时空区域 , 光 ( 或其他物质 ) 在该区域可以实现特定的事件。光锥保证了先因后果的因果律。人们可以通过抬头观望星空来理解这一概念。虽然有无数的星体人们无法看到 , 因为自宇宙诞生以来 , 这些星体发出的光还没有足够的时间到达地球。也就是说 , 它们在人们的光锥之外。然而 , 对于何处是光锥与旋转网络的接合点 , 并非如此显而易见。旋转网络服从的是量子力学。在那些无怯确定的区域 , 任何网络都可能发展出无限的新网络 , 且没有因果规律可循。但通过将光锥与网络节点相结合 ,kalamara 发现,网络的发展变成有限的了,而且保留了因果律。

然而,如果一个旋转网络代表了整个宇宙, 就会产生一个很大的问题。根据量子力学的标准解释,在观察者观察事物之前,事物都处于一种几率中间态,但观察者不能从宇宙边界之外回过头来看他自己。那么,宇宙存在吗 ?kalamam 认为,我们能够从外界观察宇宙;因为宇宙内部的宇宙观察者,表现为网络节点,将因果关系引入量子时空的光锥, 同样能切实定义每位观察者的状态。由于光速的有限性,我们只能看到宇宙有限的一部分。你所在的时空位置是独一无二的, 因此, 你所看到宇宙的那一部分也与其他人所看到的略有不同。尽管不存在能获得宇宙所有信息的宇宙外观察者 , 但我们仍然能够基于各自接受到的部分信息建立对宇宙的有意义的描述。这是一个美妙的思想 : 我们每个人都有自己的宇宙。但我们各自的宇宙有众多共同之处。这也是为什么我们在一个量子化时空中看到的却是一个平滑宇宙的原因。

当然还有一些细节需要解决,诸如,如何从量子因果律中导出常规的一维时间。kalamara 的设想是,如果观察结果能够证实旋转网络的基础 , 她就能消除其中的缺陷。其中一个可能的实验是,跟踪相距数十亿光年的伽玛射线辐射量子;如果时空事实上是非连续的,依据各量子波长的不同,它们的行进速度也应该略有不同。

目前,kalamara 正在努力破解这种散射形式。她的预测如果正确,可能会永远改变我们对宇宙结构的思考方式。幸运的是新近天文学家发表的观测结果,对kalamara有利,而对现有的量子时空理论不利。因为在目前的量子引力理论中,引力场的量子化被认为是,时空有一个最小的尺度,称为Planck 尺度(Planck scales);这个时空尺度的大小:Planck 时间(Planck time)约为10的-43次方秒,Planck 长度(Planck length),也就是光在 Planck 时间内所走的距离,约为 10的-35次方米;在这个观念下,我们所生存的时空就有点像是把数字照片放到极大时的情况:所有的影像都由一格一格的像素构成。Planck 尺度虽然微小,但是可以利用宇宙的尺度也是非常大的,因此能将这微小的效应放大到可以观测的地步。而意大利 Astrophysical Observatory of Arcetri 的天文学家 Roberto Ragazzoni和 Uinversity of Alabama (Huntsville) 的 Richard Lieu 两组天文学家却认为,从遥远天体的不同部分所放出的光,会经历不同的 Planck 时间单位到达地球,换句话说光速在传递的过程中会改变。因为这个缘故,天体的影像会随之扭曲变形。天体距离地球越远,这种因为 Planck 尺度造成的变形效应越大。

Ragazzoni 以及 Lieu 的研究小组利用不同的仪器观测非常遥远天体,试图测量 Planck 时间,他们分别观测几个数千万光年到数十亿光年远的不同类型天体,但是并没有发现预期中的变形效应,实验的结论初步看来指向时空即使到了极小的尺度也是“平滑”(smooth) 的。虽然也有学者解释,为什么即便时空有最小尺度,它“看起来”仍然是平滑的?一种看法是:Planck 长度也会随着光传递过程而改变,两相抵销之下使得光抵达地球时仍然保持从天体出发时的信息,影像因此不会形变。另一种看法是从测不准原理出发,认为Planck 时间的改变,会影响 Planck 长度的大小;在这个状况下,Planck 长度约为 10的-60次方米,远小于可观测的范围。但kalamara的环量子引力理论却早已预言,旋转网络服从量子力学,通过光锥与网络节点的结合,网络的发展保留因果律。将因果关系引入量子时空的光锥, 同样能切实定义每位观察者的状态;由于光速的有限性,我们只能看到有限的宇宙,尽管不存在能获得宇宙所有信息的宇宙外观察者 , 但我们仍然能够基于各自接受到的部分信息建立对宇宙的有意义的描述:即尽管每个人都有自己的宇宙,但我们各自的宇宙也有众多共同之处,这也就是为什么我们在一个量子化时空中看到的却是一个平滑宇宙的原因。

(二)西方的环量子理论拉近了与中国的三旋理论的距离

人类社会文明的标志之一,是走出亲人乱伦。人类科学文明的标志之一,也是要走出科学乱伦。说句公道话:西方主流科学,基本上是在这条道路上前近。当前西方的弦论、超弦理论、M理论、环量子理论,就基本上代表了人类科学文明走出乱伦的结果。但中国主流科学却没有走出“科学乱伦时代”;当代中国物理学通往新神曲的道路,中国科学群体在追求科学真理的道路上多走了半步,主要是受先验的唯物论的影响,追求与神学相似的先验的物质论,如20世纪50年代至80年代初宣传的物质无限可分说,80年代到90年代再到21世纪初关注的各种关系实在论、相互作用实在论、科学主义、反科学主义,等等,等等。它们的共同特点,是不重视拓扑学上的环面与球面不同伦,或者不懂拓扑学上的环面与球面不同伦;不懂得环面是一种双重解结构,它能包容确定性与不确定性。因此,我国的一些专家,把不同大小的球面,也说成是不同的拓扑结构。这种中国科学群体认知框架的整体倾斜,究其原因,是50多年来中国教育部门编写的大、中、小学统一教科书,不讲授拓扑学和微分几何的基本知识造成的失误。但毛主席领导中国人民和中国科学界的将帅们向诺贝尔科学奖冲刺,而发动物质无限可分说的世界科学大战所带来的科学探索精神,是永远长存的。领导中国人民开创改革开放新时代的总设计师邓小平同志,更是带来了中国科学的春天。它所引起的惊喜,正如南京大学博士生导师沈骊天教授所说,犹如在遥望世界科学最高峰的攀登壮举之时,能惊奇地发现另一面山坡上竟也有闪现出中国攀登者的身影。

因为在20世纪50年代末,中国的三旋理论就开始了它的环量子构想的最初萌芽。虽然近代弦圈思想的发明者是20世纪20年代前后波兰人卡路扎(T.Kaluza)和瑞典人克林(O.Klein),但他们是把弦圈重叠成圆柱面,再看成是一条线的。现代的弦理论和超弦理论也是如此。三旋理论把这种图像称为“重高帽子法”,认为是一种死圈论。

三旋理论是以环量子作基础,在欧几里德对点定义的基础上,补充“圈与点并存且相互依存、圈比点更基本、物质存在有向自己内部作运动的空间属性”三条公设,将圈的“三旋”?体旋、面旋、线旋,视为这个几何空间的自然属性,创立了三旋概念;但是在建立了三旋概念之后,环量子的概念可以不要,因环量子的概念在三旋中仍是自然存在的。同时物质可由一个个环量子的线旋自然耦合,形成链,再看成是一条线。

而西方环量子引力理论已是20 世纪90年代后期才提出的;虽然它其中的环量子旋转网络概念,是英国数学家 Roger Penrose 在20世纪60年代作为抽像图首先设想出来。但环量子引力理论也承认,物质是由环相互作用并相互结合, 形成所谓的旋转网络的,这与三旋理论的环量子线旋耦合形成链极为相似,但环量子引力理论最终没有完备自旋概念,因此难于说明环量子如何耦合形成旋转网络的。而弦论的弦线概念,则是西方20世纪60年代末期提出来的,超弦理论增加的弦圈概念,更是西方20世纪80年代初期才提出来的。因此当代可自然耦合成链的环量子概念的提出,中国的三旋理论比西方的弦论、超弦理论、环量子引力理论都要早一些,这让中国人走出“科学乱伦时代”,终于有了一次做科学文明“人”的机会。而且可以看成是西方的环量子理论拉近了和中国的三旋理论的距离,因为弦论或超弦理论是把环圈与弦线并列,要讲究拓扑学和微分几何的环面与球面不同伦,弦论或超弦理论也混淆了拓扑结构的分类。

2003年5月四川科技出版社出版的《三旋理论初探》和2003年9月天津古籍出版社出版的《解读<时间简史>》两本专著,实际解决了弦理论的三大难题:A、弦理论解决了物质族分3代与卡一丘空间3孔族的对应,但仍有多孔选择的难题。B、弦理论解决了多基本粒子与多卡一丘空间形状变换的对应,但仍有多种形状选择的难题。C、弦理论解决具体的基本粒子的卡一丘空间图形虽有多种数学手段,但仍遇到数学物理原理的选择难题。因此,根据中国人对这三大难题的解决,当代弦圈的发明权应属于中国人。

相对于环量子概念,中国的三旋理论能超前于西方的弦论、超弦理论、环量子引力理论的提出,一是受惠于毛主席的物质无限可分思维在中国普通人中的大普及,那是在1959年,由于中国大跃进和严重的自然灾害,国民经济十分困难,很多学生停学了。学校里,劳动代替了上课,学生得天天去大兵团作战,晚上再来集中补课,一天,14岁的笔者在上一堂代数课时,老师布置了一道求解人数的方程应用题,一位同学得出了三十二又二分之一个人的答案,老师批评说:“怎么会有二分之一个人呢?”这时,笔者的脑袋里闪过:既然一个人不可分,那么坚持“一尺之棰,日取其半,万世没竭”是体现物质无限可分的思想,又怎能成立呢?这里的道理是:对于一个稍大层次的概念或命题,它虽包含有许多层次,但它不是无限可分的,它的无限可分必须体现在变换概念上,例如人,有很多层次,可以分成很多数量和内容的集团,但当分到一个人的时候,不能把人分割了,还看成是一个人,而只能在细胞或有机物、甚至无机物的概念上分下去。以此类推,粒子分到一定层次,必然不是粒子;这使笔者注意到了物质无限可分说对背景的一种依赖,即追究背景有纵向和横向双重解的两个方向。从横的方向来说,物质无限可分还是物质,就成了悖论,因此,物质不是无限可分的。但从纵的或竖的方向来说,一种物质分到极限,不可分,但变换背景概念,还是可以分的。而物质两千多年来不是被看成点结构,就是被看成弥漫的球面结构;而死的点结构和球面结构,最终抽象还是球面结构。

因此讲究拓扑学和微分几何的环面与球面不同伦,冲破点结构和球面结构,必然只能是环面结构了。但这不是先验的唯物论,也不是先验的神学论。

其次是受惠于自然全息启示。三旋中最典型的是线旋,它类似是贝纳德花纹,即在水加热达到临界状态时,锅中沸水心液体向四周翻滚的对流,在各个局部区域也会呈现类似的现象,这是耗散结构和自组织理论常举的例子;如果把这种现象上升为基础的几何学结构,把贝纳德对流抽象缩影反映在一个点上,它类似粗实线段绕轴心转动再将两端接合成圈子的线旋;如果把它定名为不分明自旋,那么圈体绕垂直于圈面的轴的面旋,圈体绕过圈面的轴的体旋,就称为分明自旋。
分明与不分明自旋,使一个类圈体变成一种三旋数学研究的对象。

它的优点是能把曲面、曲线几何相与能量、动量物理相,自然而直观地紧密结合,一开始就揭示出自然的本质既具有简单性,又具有复杂性。即它引进了一种双重解结构,如圈代表几何量子,旋代表能量子,对于圈层次可分单圈和多重圈态耦合;对于旋层次,既有位相,又有多重自旋结合。其次,普朗克的量子论、爱因斯坦的相对论,使得物体的刚性概念在微观和高速的情况下变得不够明确,这也为三旋提供了立足之地。

现用对称概念;对自旋、自转、转动作语义学的定义:
①自旋:有转点,能同时组织旋转面,并能找到同时对称的动点的旋转,如上面讲的线旋、面旋、体旋等三类旋转。
②自转:有转点,但不能同时组织旋转面,也不能找到同时对称的动点的旋转,如一条线段一端不动,另一头作圆周运动形成锥体状的转动。
③转动:可以没有转点,不能同时组织旋转面,也不存在同时对称的动点的旋转,如物体在空间作封闭的曲线运动。

按照上述定义,类似圈态的客体(简称类圈体)存在三种自旋:
①面旋:类圈体绕垂直于圈面的轴的旋转,如车轮绕轴的旋转。
②体旋:类圈体绕过圈面的轴的旋转,如拔浪鼓绕手柄的旋转。
③线旋:类圈体绕圈体内中心圈线的旋转。线旋一般不常见。如固体的表面肉眼不能看见分子、原子、电子的运动。同时,线旋要分平凡线旋和不平凡线旋。不平凡线旋还要分左斜、右斜。根据排列组合和不相容原理,三旋构成三代62种自旋状态。

正是从严格的语义学出发,才证明类圈体整体的三旋是属于自旋,而类圈体的部分(即转座子)不是在作自旋,而仅是作自转或转动;即整体与部分是不同伦的。它对应联系场和粒子、单体和多体、微观与宏观、几何与动量、空间与时间等对立概念,而能把它们统一起来。其次,设想在类圈体的质心作一个直角三角座标,一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动,6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动、没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外,由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维,那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维,即为五维时空。反之,把三旋作为一种座标系,直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。

kalamara 研究环量子引力理论,解释时空的结构,认为抽像的环最具标志性的特征之一是光锥。即光锥能定义一个由时间-三维空间(X、Y和Z)中的光速绘图而成的、所有过去和未来的联系的事件。那么,光锥与三旋是什么关系呢?它属不属于三旋呢?研究光锥,确实是环量子引力理论所长三旋理论所短;但三旋理论中的三种非线性线旋,其中的孤粒线旋,指的就包括了光锥。所以三旋理论能够涵盖环量子引力理论。至于弦论、超弦理论、M理论更是能够涵盖。

(三)结论

在《三旋理论初探》一书中,已介绍了三旋规范的卡——丘流形紧致空间的具体结构。这是联系黎曼切口,作的25种卡——丘流形的规范轨形拓扑,且只能作25种;其中无孔的4种,有孔的21种,这是联系克莱因瓶、墨比乌斯体等构造,分为外接、内接、内包三大类的轨形拓扑。
A、外接8种,6种是设想膜面由两个平行长方形平面的黎曼切口轨形拓扑构成,2种是设想由一个长方形膜面弯曲的黎曼切口轨形拓扑构成。它们是:(1)光子型;(2)U型;(3)t型; (4)希格斯型;(5)e型; (6)c型; (7)e微子型; (8)d型。
B、内接10种,是以上边8种外接轨形拓扑为基础,联系克莱因瓶管口向内卷缩构成的。它们是:(1)胶子1型;(2)S型;(3)b型; (4)胶子5型;(5)μ型?^; (τ型?Ρ?^; 型7)W?^μ微子型;(Κ”τ微子型;(G?)9型。?Ρ    C、内包?种,是以上边8种外接和10种内接轨形拓扑为基础,两个平行长方形膜面中用大膜面包小膜面轨形拓扑构成。它们是:(1)胶子6型;(2)胶子4型;(3)胶子3型; (4)胶子2型;(5)胶子7型; (6)胶子4型; (7)引力子型;

如果超弦理论被比作是拨动宇宙的琴弦,那么三旋理论也可以比作是吹响宇宙的笛管,因为以上25种卡——丘流形规范轨形拓扑是不同于超弦理论的弦乐,而类似些管乐器;它们定量地回答了宇宙是球形还是环形的问题,也定量地回答了物质族基本粒子是球形还是环形的问题。此外,从微分流形来看,这25种黎曼切口轨形拓扑结构,它们实际是25种子流形,并可以用离散群描述的。其次,一般说来,弦线运动形成膜,但RS模型是将膜和弦分开的。依照上边黎曼切口轨形拓扑办法,RS模型能作多少种轨形拓扑呢?根据《解读时间简史》一书的介绍,除开纯弦和纯膜的外,我们也能作25种轨形拓扑。

A、外接闭弦轨形拓扑5种:(1)套环型;(2)装环型; (3)提环型; (4)罐型;(5)环纹型。

B、内接闭弦轨形拓扑1种:(1)藏环型。
因为只有一张膜,没有内包闭弦轨形拓扑。
C、外接开弦轨形拓扑12种:(1)弓弦型;(2)工字型;(3)连圈型; (4)日字型;(5)占字型; (6)内吊型; (7)提圈型; (8)管吊型;(9)嵌环型;(10)球线型;(11)管线型;(12)弓圈型。
D、内接开弦轨形拓扑3种:(1)穿圈型;(2)隔圈型;  (3)隔球型。
E、内包开弦轨形拓扑4种:(1)包圈型;(2)包提型;(3)包球型; (4)提球型。

参考文献

1、王德奎, 三旋理论初探, 四川科学技术出版社, 2002年5月;
2、赵国求,吴新忠,物理学的新神曲–量子力学曲率解释,武汉出版社, 2002.年8月;
3、王德奎, 解读《时间简史》,天津古籍出版社 ,2003年9月。

中国能不能在基础科学研究上搭便车?

中国近400年来没有独立的基础科学研究,不敢为天下先,跟着西方的屁股后面亦步亦趋,跟屁虫一个!中国的基础科学研究只能跟着西方摇头摆尾,不敢越雷池一步,更不能引领潮流。

近代西方科学采用还原主义哲学,把自然世界的知识分门别类细化,已经建立了一个庞大的严格的科学体系,这是西方科学的伟大成就!但现在的西方科学面对自然世界的整体性态的认识却是完全的迷失方向,已经造成全人类的世界观、宇宙观、人生观、科学方法与认识论的混乱。

而以中华文化为代表的东方整体论的宇宙观、世界观和科学观已经完全能够把握自然世界的的客观规律了。这些基础研究的成果,没有被正确的评价和鼓励;仍然被中国主流当作民科,弃之如敝履;仍然蔑视中华传统文化对自然客观的正确认知。某些人身着皇帝新衣的装扮,在堂而煌之地兜售自己都不明白的神鬼巫术,欺骗世人。如果这样的演出继续下去,中国搭乘的便车,将与西方科学一道走向彻底的沉沦。

中国能否独立自主开创基础科学研究新路,并开辟引领世界的道路,关键之一就是能否突破现在的科学研究的局限,拿出让世界信服的基础科学研究硬道理,新成果。

路已在,人未走,走新路,有作为。有如一带一路,中华民族在基础科学研究一定会走出新路,并引领世界科学潮流走向辉煌!

量子态不可克隆定理不成立的证明—— 量子通讯无条件保密的物理学基础不存在

2018-03-20 梅晓春 李小坚 梅晓春原创物理


    中国科技新闻网2018年3月20日发表福州原创物理研究所所长梅晓春和北方工业大学自动化系李小坚教授的文章,题目是《量子态不可克隆定理不成立的证明 —— 量子通讯无条件保密的物理学基础不存在》和《量子通讯的绝对保密性不存在— BB84协议完全可以用经典光学理论描述与量子力学无关 》。中国现在所热捧的神乎其神的量子通讯技术,号称具有绝对保密性,而我们从物理学基本原理上对此予以否定。

第一篇的题目是《量子态不可克隆定理不存在的证明》, 该文证明量子通讯无条件保密的物理学基础不存在。

量子态不可克隆定理不成立的证明_中国科技新闻网 http://www.zgkjxww.com/zjpl/1521426487.html

第二篇的题目是《量子通讯的绝对保密性不存在— BB84协议完全可以用经典光学理论描述与量子力学无关 —》。

量子通讯的绝对保密性不存在_中国科技新闻网 http://www.zgkjxww.com/zjpl/1521440679.html

按照潘建伟等人的说法,量子通信具有绝对的保密性,其物理学基础是“量子态不可克隆定理”。梅晓春和李小坚仔细考察了该定理的证明,发现存在许多问题,以至于这个定理是根本不成立的。

梅晓春和李小坚指出,该定理证明的是,每台量子克隆机一定能够克隆某个量子态和它的正交态,但不能克隆与这个态不正交的量子态。因此该定理实际上应当称为“非正交量子态不可克隆”,而不是“量子态不可克隆”!通俗地说,该定理证明量子克隆机具有选择性,通用的量子克隆机不存在。

比如对于水平偏振和45度偏振的光子,“量子态不可克隆定理”认为不能用同一台光子克隆机克隆这两类光子,但可以用两台不同的克隆机克隆它们。

事实上,所谓的非正交态本身是一个相对的概念,它是相对其它量子态而言的。比如向东的方向矢量与向北的方向矢量是正交的,但如果只有一个矢量,就无所谓正交不正交。如果只有一个量子态,不存在正交或不正交的问题,那么这个量子态能不能被克隆呢?Wootters和其后的物理学家都没有讨论这个问题,只要考虑这个问题,“量子态不可克隆定理”就被完全颠覆。

考虑到量子力学波函数的完备性,非正交态可以按厄密算符的本征态展开,梅晓春和李小坚进一步证明,对于任意的本征态数大于2的量子叠加态系统,可以有无穷多的方式,使量子克隆算符满足可克隆的条件。因此“通用量子态克隆机”仍然存在,“量子态不可克隆定理”不成立。

在物理学实验方面,大量事实表明,微观粒子的单态和非正交态都是可以克隆的。在量子力学中,量子态的制备已经使一门很成熟的学科。用激光器克隆水平偏振和45度偏振的光是轻而易举的事,谁说不能克隆?一台连续光谱激光器不但可以克隆某个单光子,而且可以大量克隆各种光子。事实上,在量子通讯的实际操作过程中,每次输入和输出的都是光子的单个偏振态,而不是叠加态,它们都是可以克隆的。

因此本文的结论是,“量子态不可克隆定理”是一个概念含糊、矛盾重重、完全错误的命题。建立在这种理论的基础上,量子通讯的所谓的绝对保密性是根本不存在的。详细论证请见附件。

附件:

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量子态不可克隆定理不成立的证明—— 量子通讯无条件保密的物理学基础不存在 ——  https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI5OTE2Mzk0Ng==&mid=2649501073&idx=1&sn=4f36c4dc0c3ecc618689dc414a1394b8&chksm=f48245d4c3f5ccc268d98d84874627986262b11122eca4c052c81c069590de784b15db863d61&mpshare=1&scene=1&srcid=0320oAPvdepYzb556pqSvUx3#rd

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如何评价霍金,如何评价杨振宁?

3月14日英国科学家霍金76岁去世。全球缅怀,中国媒体也不落后,甚至有过之而无不及。但如何正确评价霍金,又如何评价杨振宁?

华人智库   有一个很好的博文:(转载如下)

http://mp.weixin.qq.com/s/BHI4V77deTTB0B4OHNX_LQ

 

物理学家史蒂芬·霍金在英国去世,享年76岁。

他生于伽利略、马克思忌日,死于爱因斯坦的诞辰。

有人说:最接近外星人的地球人去世了,这是全人类的损失。

也有人说:他属于星辰宇宙,不过是离开了地球,掉进了虫洞。

一代科学巨匠陨落,轮椅太小,但恰好宇宙够大。摆脱了这副束缚他的皮囊,他终于可以遨游宇宙了!

 

确实,霍金很伟大,21岁患渐冻症全身瘫痪却仍然能够在宇宙论与黑洞中有不俗的成就!平常人若是遭此不幸估计连活下去的勇气都没有,更不要说成长为一名杰出的物理科学家。

但是,霍金却做到了。被禁锢在轮椅上的他,不仅拼命学习,努力向命运抗争,逐渐成长为了一名杰出的前沿物理学探索者,其性格更充满了诙谐、幽默和机智,可以说是“身残志坚”的典范人物。

加上霍金在科普工作上的贡献,作为全球最畅销的物理科普书籍作者,他所得到的尊重和地位配得上他的努力。这说明,西方媒体对科学家的宣传和重视是足够的。

 

但是,再怎么样这也不是神话霍金的理由。西方媒体怎么评价自己的科学家,那是人家自己的事,我们管不着。但是作为中国人自己,不假思索地跟着西方媒体的尾巴炒作,甚至越过西方媒体直接给霍金封神的做法,显然是有失公允的。

——从前天开始,各种“最伟大的科学家”逝世、“最聪明的大脑”离开了、“爱因斯坦之后的第一人”去世等等不实文章就在网上泛滥开来,这种架势估计连西方人都会看呆。

霍金的励志和精神力量我们十分佩服,他一生的奋斗和杰出成就也有目共睹,但在前沿物理学的贡献在物理学大师里,其作出的物理学成就仍不是顶尖成果。

 

你可以佩服霍金的人生奋斗历程,但你不可以随便封神。这是对物理学的不尊重,也是对霍金的过分捧杀。

比如所谓的“霍金警告:随意联系外星文明可能招来打击”,这一重要猜想,其实明显涉嫌抄袭中国科幻作家刘慈欣《三体》里面的“黑暗森林”猜想。

《三体》黑暗森林法则在全世界尤其是西方科学界和科幻界都引发了剧烈思想震荡和巨大反响。并且在大刘“黑暗森林”猜想正是出版发表两年并风靡西方世界之后,霍金才跟着提出内容完全一样的“黑暗森林”猜想。很显然这个思想成果不应该加冠于霍金,而应该名归刘慈欣。

 

如果要评选“爱因斯坦后的第一人”的话,杨振宁先生或与其同等伟大的前沿物理学家才有资格入围。但很遗憾的是,如今在中国打开网络输入霍金两个字,出来的全是各种溢美之词,而打开网络输入杨振宁三个字,则全部都是一些诽谤谣言或花边新闻,甚至还有许多恶毒的诋毁和羞辱之语。

这很悲哀。怎能一边对别人家的大师盛赞若悬河,却又一边对自家的宗师弃之如敝屣呢?

 

今天说这些并不是要贬低谁或抬高谁,只是想要客观地讲清楚事实。客观事实是:霍金当然是十分了不起的,值得宣传和纪念以及学习。而杨振宁当然也是伟大的,同样值得我们宣传和学习。

在2000年的时候,《自然》评选了人类过去千年以来最伟大的物理学家,全人类总共只有20多人上榜(人类物理学终极封神榜单),杨振宁先生在这个评选中名列18位,并且他还是这个榜单里唯一一个活着的物理学家。与他一同登上这个榜单的其他人全部都是已作古的大牛,包括(牛顿,爱因斯坦,麦克斯韦,薛定谔,波尔,海森堡等等……)。

 

▲(杨振宁是物理封神榜上唯一在世大师并且他也是唯一的华人。)

然而现实却是常见迷恋霍金,少有崇拜杨振宁。很多人转发霍金去世的新闻,其实根本没有看过他的物理学科普书籍,或者根本就看不懂。他们转发霍金只是为了假装自己有文化热爱物理学。

不过很可笑的是,这群人当中有一部分平时也很喜欢转发关于诋毁杨振宁先生的谣言或无关紧要的花边新闻。——这就说明,他们根本没有文化,根本不懂物理学。他们不尊重宇宙,不了解宇宙,不欣赏物理、更不喜欢宇宙深处的那些秘密。因为一个对宇宙有真正崇高探索之心的人,是绝对会尊重和敬仰杨振宁先生的。

 

物以类聚,人以群分,无论是在中国还是在其他国家,对同样一件事情,在评价上众说纷纭甚至观点尖锐对立的非常正常的,尤其是在网络时代并且舆论开放的时期。就拿美国总统特朗普来说,不是现在还在让美国佬郁闷和烦躁吗?

但,关键在于,是哪些人在煽动骂他,又是为了达到什么目的?

就因为他放弃美国国籍回归中国?娶了与他年龄相差悬殊的翁帆?还是因为他在建国初期没有回国?但事实上网上关于他的这些言论都是极其偏激断掌取义的,翁帆家庭富裕根本不是为了杨振宁的钱财,人家本来就是个学霸,是清华的博士,在学霸的精神世界里,只有高山仰止的终极学霸才值得自己仰慕。而杨振宁,无疑就是这样的一个人吧。

 

然而谣言辱骂远不止这些!

还有人说他回国养老?但他们同样在说中国这不好,那不好,又是雾霾又是毒食品,那杨振宁是回国吸雾霾养老?这不是在扇自己的脸吗?他回国后把自己的钱财都捐献用于中国的科研,说他是回来养老?

还有人说他自私,没有早点回到中国、逃避税收说、说他帮助美国罪恶?

拿爱国主义来指责杨振宁,实在牵强。退一步讲,即便有过美国国籍,杨振宁没有做过伤害中国利益的事情。有过美国国籍的人多了去了,李政道这些人至今还在美国,也没被黑成这样啊?

事实上,根据权威渠道提供的材料显示,杨振宁先生无论是过去还是现在,一直都有一颗中国心,始终在为中国物理学做奉献。

 

杨振宁和钱学森关系很好,并且和两弹元勋邓稼先先生也是亲密挚友。他们不仅在学术上有诸多交流,且杨振宁还在生活和工作上对邓稼先有诸多帮助。在邓稼先遭到困难的时候,杨振宁老先生还积极发声坚决支持邓老。对此邓老的夫人许鹿希也曾经说过:“他们之间的情义堪比战友和亲兄弟。”

杨振宁的确没有和钱学森一起在中国最危险的时候回国,但这并非是他的本意。当年杨振宁先生有过回国的念头,但是大家研究之后没有同意。

钱学森老先生是做应用物理研究的,他的研究成果可以直接用于造导弹,是新中国最最迫切需要的东西。但是杨振宁先生不一样,杨先生是搞前沿物理研究的,他的研究成果在当时的中国国内很难马上发光发热。因此当时大家的意见都是,希望他继续留在国外发挥作用。

 

也正因为如此,杨振宁先生才接受了这一建议,继续留在国外做研究。—要知道当时的新中国极度孱弱,西方有些国家个别政客甚至会直接骂中国人是黄祸、黄皮猪、垃圾人种。所以有些国际科学交流学术会议或场合,总是特别排斥中国科学家,这十分不利于中国科学事业的发展。

而杨振宁先生在那个特殊的年代,利用自己在前沿物理学界积累的人脉和影响,积极在国外活动,说服各个国际学术研究交流组织,帮助中国科学家参与国际交流。杨振宁先生的努力,感动了很多国家的科学家,他们纷纷站出来帮助中国科学家,为中国打开了学术交流的大门。

并且,杨振宁先生留在在美国做的物理研究的那些年里,工作性质和“给美国人造导弹”没有任何直接关系。他所主持的最前沿物理研究,短时间内不可能作为任何武器应用,并且这些学术成果,杨振宁先生都印在脑子里,带回了中国。

 

1971年杨振宁开始回到中国旅居并开展物理学教育以及讲座。七十年代的中国并非像今天一样富足,而是依旧十分贫穷落后,很多家庭都吃不饱饭,还有数亿人在温饱线上挣扎。

由于当时国内局势和经济形势依然很不乐观,所以物理学科研条件和物理学科知识储备十分短缺,很多方面的研究都是一片空白。因此杨振宁回到中国旅居后,把自己的家产都捐给了国家,然后全身心地投入了搭建前沿物理学教育体系的工作当中。

 

按照美国物理学界的权威评价,杨振宁是继爱因斯坦和费米之后,第三位物理学全才。

另外,杨振宁还是最早获得诺贝尔奖的华人,而且是在1957年,而对于我们中国人来说,这件事的意义也绝不亚于中国第一颗原子弹爆炸!

 

为什么?因为在当时的条件下,中国的科研水平和条件都不如别人,可邓稼先却站出来说“中国人也可以造原子弹”,而与此同时,杨振宁也站出来说,“中国人也可以获得诺贝尔奖”。

所以,这给中国人带来的精神冲击是突破性的,是中国年轻一代科学人信心的基础性支撑。

实际上,杨振宁自己也曾多次在许多场合表示,他取得诺贝尔奖的最大意义,就是帮助克服了中国人觉得自己不如人的心理。

 

但是,他给年轻一代带来的还不仅仅是信心。

1978年3月,在杨振宁等人的倡导下,中科大创建首期少年班。

1980年,杨振宁在纽约州立大学石溪分校发起成立“与中国学术交流委员会”,资助中国学者去该校进修。

1983年12月28日,杨振宁向邓小平建议:“国外认为,搞软件15—18岁较有利。”由此,科大少年班设立了计算机软件专业。

1984—1986年,杨振宁倡议的“亿利达青少年发明奖”。“吴健雄物理奖”和“陈省县数学奖”相继成立。

1997年,在杨振宁建议下,清华大学决定根据普林斯顿高等研究院的经验,成立清华大学高等研究中心。杨振宁把在清华的工资都捐了出来,用于引进人才和培养学生。

2003年底,杨振宁回北京定居。清华大学盖了三幢“大师邸”,一幢给杨振宁,一幢给姚期智,一幢给林家翘,姚和林都是杨振宁劝回来的。

 

杨振宁以物理学第一人的身份,用“面子”为中国请回多少人才?为中国科学家打开了怎样的视野?与世界科技前沿拉近了多少距离?

他如今尽管已经90多岁,却依然会给本科生上课,用自己丰富的人生阅历启发指引着这些中国科学界的未来人才。

所以,杨振宁不仅科学成绩令世界瞩目,他给我们国家带来的贡献也同样是巨大的,其中很多都是改变中国明天的宝贵资源。

 

他,独自一人把清华大学的冷原子凝聚态的科研水平提高了几十年。

他,义务参与建设了中国六十多个一流的物理实验室。

他,全身心投入了中国物理学的教学工作,开展诸多免费讲座交流和实验指导。——也就是说他和钱学森、邓稼先、于敏一样,同样是值得我们学习和敬仰的伟大科学家。

 

但现在仍然有绝大多数的中国人仍然被带路党带偏,宁愿相信攻击杨振宁的言论,也不相信他的真实事迹?这难道不可怕吗?

还有那条流传甚广的谣言,是说杨振宁曾经问病床上的邓稼先,为10元钱(指原子弹和氢弹研制成功之后的奖金)搞科研值不值?关于这件事,邓稼先的夫人许鹿希也有过辟谣,她说,这完全是子虚乌有的事情:我当时就在旁边,杨振宁只是询问病情。

杨振宁被黑成这样,就是中国舆论场奇特生态的写照,是中国舆论场疾患深重的一个症候。雷锋不也是被各种黑吗?不用说杨振宁了,中国的英雄人物群体,都没有几个是没有被质疑和否定过的。

 

丁肇中在杨振宁70岁生日宴会上曾这样说:提到20世纪的物理学的里程碑,我们首先想到三件事,一是相对论(爱因斯坦),二是量子力学(狄拉克),三是规范场(杨振宁)。

 

对杨振宁的妖魔化,脱离了事实与逻辑,却能在中国舆论场形成一个持续日久的风潮。事出反常必有妖,蹊跷之处必有因。妖魔化杨振宁背后的动机是什么?

说明中国的舆论管理真是出了严重问题。白的可以说成是黑的,黑也能洗成白的,翻手为云覆手为雨,背后仿佛有一只无形的手在主导着中国的舆论。我们需要问一句:中国的舆论指挥棒到底在什么人手里?

科学无国界,但科学家有祖国的。回国不需要理由,不回国才需要理由!

 

好怕他们为这个国家和民族,为人类文明作出了卓越的贡献之后,却仍只能收获满满的网络负面评价。

好怕多年以后的中国人会愤怒地声讨我们这个时代的舆论:西方媒体对得起霍金,但中国媒体对得起杨振宁吗?

http://mp.weixin.qq.com/s/BHI4V77deTTB0B4OHNX_LQ

杨振宁真实身份终于曝光,全世界感到害怕!

我们基本赞同以上博文观点!

龚学理论与霍金有多次碰撞的渊源!(如霍金借用了龚学虚时间观念、借用了有界宇宙的表述等,龚先生多次直接与霍金联系纠正,并向多个国际物理机构声明,且记录在案),而且,我们认为霍金的黑洞理论多有错误。龚先生已有博文指出。

http://www.pptv1.com/?p=518 《  黑洞理论,霍金你错了N回!》  Bob paradox = Sum {wrong (i)} | 统一的宇宙 统一的理论 。

龚先生与杨振宁先生也有关系,留待以后细说。

 

西医院士樊代明:我为何力挺中医

“西医院士”樊代明:我为何力挺中医

推注:我们在最先进的现代物理学理论基础上,论证了中华太极阴阳、五行八卦是古老宇宙万物正确理论。同时,我们还论证了基于阴阳太极的古老中华医学是媲美和超越西方医学的科学理论。

附参1:《易经》太极八卦、阴阳五行与现代物理学 《跨界物理学》之一 | 统一的宇宙 统一的理论  http://www.pptv1.com/?p=121

附参2:中医学的奥秘-現代科学的证明 《跨界物理学》之二 | 统一的宇宙 统一的理论  http://www.pptv1.com/?p=395

今有中国工程院副院长、院士、西医医学权威进一步宣告中华医学的伟大、正确、先进!请看(转发博文):

“西医院士”樊代明:我为何力挺中医樊代明,中国工程院院士,美国医学科学院外籍院士、消化病学专家,现任中国工程院副院长、第四军医大学西京消化病医院院长;肿瘤生物学国家重点实验室主任、国家药物临床试验机构主任、中国抗癌协会副理事长、亚太消化学会副主席,曾任第四军医大学校长、中华消化学会主任委员、2013年世界消化病大会主席。

樊代明,是著名西医,被称为“中国消化病学第一人”,多项成果震动全球医学界。站在西医学前沿的他多次“力挺”中医,却因此招致非议甚至言语攻击。

他是中国工程院院士,迄今在国外发表SCI论文数量和引用率在国内首屈一指。但他痛感医学离科学越来越近,却离“病人”越来越远。

他是副部级领导干部,也是一名将军。平日工作极为繁重,但凡有点滴时间,无论在出差路上还是办公室,便提笔写下所思所得,日积月累竟年年著述不断,不敢自称“字字珠玑”但必“字字原创”。

特别需要提及的是,在1月9日国家科学技术奖励大会上,他荣获了今年医学界唯一的国家科技进步创新团队奖。

……

北京深冬的一个下午,樊代明在中国工程院办公室,接受了《经济参考报》记者专访。

他为什么力挺中医?现代医学发展之路有些走偏,路在何方?中医如何为医学发展贡献力量……樊代明回答明快犀利,富有感染力。一问一答中,一下午时间不知不觉流走,全程竟无任何外来打扰。

中医比肩现代医学且不可替代

《经济参考报》:您是著名西医,对中医理解的深度,在当今主流医学界并不多见,而您对中医的支持,更为人所共知。在不久前举行的一次分级诊疗论坛上,我们注意到,您发言开头就是大力发展中医药、推进分级诊疗建设。您为何如此力挺中医?

樊代明:其实,中医不用“挺”,它自己“挺”了几千年,需要我们好好去学。学中医不是否定西医;就像说西医好,一定不要随便说中医不好。对此,

我有四句话:一是在人类历史上,中医药学从未像今天这样受到强调和尊重;二是在世界医学领域中,中医药学已发展成唯一可与现代医学(西医药学)比肩的第二大医学体系;三是中医药解决了很多西医解决不了的问题,显示其不可替代性;四是中医药学必然成为未来医学发展和整合医学时代的主要贡献者。

《经济参考报》:如何理解这四句话?

樊代明:先看第一句话。习近平主席对中医药有着高度概括与精辟评价——中医药学凝聚着深邃的哲学智慧和中华民族几千年的健康养生理念及其实践经验,是中国古代科学的瑰宝,也是打开中华文明宝库的钥匙。

这是党和国家最高领导人对中医药前所未有的评价!而屠呦呦研究员获2015年诺贝尔医学或生理学奖,是当今国际主流医学界对中医药学价值的认可,这种认可程度前所未有!

第二句话。在人类文明发展史上,各种医学不断产生又不断消亡,唯有中医药学有完整的理论基础与临床体系,历经风雨不倒,不断发展完善,为中华民族繁衍壮大做出巨大贡献。

即使在西医占主导地位的当下,中医药依然以其显著疗效和独特魅力,在越来越多国家掀起了经久不息的“中医热”。

甚至在有的领域,中医药学远远走在了现代医学的前面。比如,对于顽固性腹泻,西医一直没有什么有效手段,直到近几年在国外兴起的用肠菌移植治疗法,才明显提升了疗效。而在几千年前的中国医学典籍如《肘后方》《黄帝内经》,甚至更早时期,即有记载“口服胎粪”等类似疗法。

再如,现代医学认为,人的生命力中午12点最强,夜里12点最弱。我年轻时当住院医生值夜班时就发现,半夜去世的病人最多。这不就是国际上已经认可的我们中医的“子午流注”么?

再看第三句话,临床中这方面例子不胜枚举。比如,西医急腹症手术能解决急症救人性命,但术后肠胀气有时很难解决,严重影响手术效果。针灸就能搞定!当年尼克松访华,有一位美国记者来华打前站,不巧突发阑尾炎,在协和医院做了手术。手术本身很成功,但术后肠胀气解决不了,后来是针灸给解决的。这位记者回国后写了篇报道反响很大,直接推动了针灸进入美国等很多西方国家。

第四句话,中医药学必然成为未来医学发展和整合医学时代的主要贡献者。现代医学发展之路有些走偏了,离“科学”越来越近,离“病人”越来越远;医学研究越来越纠结于微观,离整体越来越远。现代医学需要向中医药学学习,来帮助自己“纠偏”。在此基础上,两者整合可以形成一个从整体出发、重点关注“人”的、真正有效保证人类健康的新的医学体系。

我们西医不能也不应该看不起中医!至于有些既不太懂科学、又不太懂医学的议论,不要太在意。有人说真理越辩越明,我看还要以实践说话、疗效说话!

诺贝尔医学奖只颁给微观研究者?有问题!

《经济参考报》:为什么说现代医学发展之路有些走偏了?

樊代明:举个例子吧。来了个得了肝癌的病人,但在医生心中,总想着这是一个人肝上长了癌,把重点放在肝这个器官上,特别是肝长的肿瘤上。“癌症病人”本来是“得了癌症的人”,现在却成了“人得了个癌”。

于是乎,切除肿瘤,切除长了肿瘤的器官,甚至连周边没有病变的组织和淋巴都切除了,结果肿瘤切了,病人却死亡了,其实不治可能他还活着。类似的例子太多太多。

这就是现代医学“出偏”表象之一——“患者成了器官”。由于分科太细,医生们各自注重“自管”的器官,各自注重“自管”的病变,最后各自都把“自管”的器官或“自管”器官上“自管”的病变治好了,病人却死了。

你看,每一个医生都在做正确的事,但局部正确造成了整体不正确的结果。

此外,还有“疾病成了症状”“临床成了检验”“医生成了药师”“心理与躯体相分离”“重治疗轻预防”等等。

从17世纪列文虎克发明显微镜后,医学从宏观向微观迅猛发展,很快将医学分为基础医学、临床医学、预防医学等。基础医学先把人分成多少个系统、器官、组织乃至细胞、亚细胞、分子(蛋白、DNA、RNA)……

临床医学先分成内科、外科、专科,再细分成消化、血液、心脏、骨科、普外、泌外等三级学科。

现在继续细分成“四级”,骨科再分为脊柱、关节、四肢等科;消化内科再分为胃肠、肝病、肛肠、胰病……“四级”学科还在继续再分成协作组,最多达十几个。

更有甚者,有人似乎认为还不够,国外还提出“精准”外科,不知要精到哪种组织、哪个细胞、哪个基因。

现代医学发展到现在,以不懈的一分为二为特征,似有不把人整体搞个四分五裂、身首异处、撕心裂肺、肝肠寸断、脾胃分家决不罢休。过于强调“分”,现代医学弊端甚至恶果日益凸显。

《经济参考报》:如何看待医学与科学的关系?医学不是科学吗?

樊代明:我从未在任何地方、任何时间对任何人说过,医学不是科学!这应该以文字为据!我是说,医学不只是科学,二者之间不能画等号。医学里含有科学,但科学不是医学的全部,只是医学的一部分。

科学是研究“死”的物,且方式是抽象地研究两个静止的物之间的线性关系,是可重复的放之四海而皆准的。

医学研究的是目前人类最难解释的生命现象,不仅重视事物高度的普遍性,更重视人体结构、功能及疾病的异质性或称独特性。科学研究再复杂,最终的定律是“物质不灭”,而医学除了物质不灭外,更要回答为何“生死有期”。

医学中绝不只是单一的科学,还有很多其他和科学一样重要、甚至更重要的部分,包括哲学、社会学、人类学、艺术、心理学、环境学等等。一切与人、与人体有关的方法,医学都要拿过来用。

都说樊教授医术好,别人治不好他能治好,别人治一般他效果显著。我靠的只是科学么?当然有科学,但有的时候,甚至很多时候不只是靠科学。每次去查病房,我第一个进门,会和病人先聊几句。你们村在哪?今年种什么?收成怎么样……离开时我最后走,轻轻带上门,和病人微笑告别。

不要小看这些细节,病人从中感受到了什么?关怀、暖意、信心!因为他对你有了信任。再加上合理治疗,效果能不更好么?这里面涉及的不只是科学,至少还有心理学、语言学等。因此,在医疗过程中,科学占多少成分,要根据不同的时间、地点、人来定。

《经济参考报》:您说的现代医学离人越来越远,这个我明白了。但有人问,科技不断向微观领域深入,对医学没有帮助么?

樊代明:科学的发展,尤其是向微观领域的深入,对医学技术发展有帮助。我至今已发表了SCI论文600篇,不懂这个道理吗?但是,向微观的探索与深入,只有和宏观、整体相联系,对医学发展、对生命健康才真正有意义,这是我当医生40多年得出的体会。

长期以来,还原论的机械生命观,深刻影响着对生命本质的认识——一切生命现象都可以还原成物理化学反应,生命现象不复杂,只是认识层次的问题。

其实远非如此。把一个玻璃杯子摔碎很容易,但把他复原就很难,更何况极其复杂的生命体!

生命是一个典型的复杂系统,只有在一定层次上才会出现。生命的特征不是各部分、各层次的简单相加,整体特性也不能简单还原。生命是以整体结构的存在而存在,更以整体功能的密切配合而存在,这就是医学与科学的区别。把一个生命系统剖分成各个部分,不过是一个死物,或是一个失去了生命的物体。

近五十年来的诺贝尔医学或生理学奖,几乎全部颁给了从事微观研究的学者。我认为,这是有问题的!这种导向,使科学发展走向“出偏”。人体解剖成器官,器官在显微镜下细化,分子刀再把细胞分成分子,再进一步细化……就这样,很多医学研究游离于分子之间不能自拔!沉迷在微观世界孤芳自赏!

创造了大量与治病无关的论文!与此同时,医学人文体无完肤,基础与临床隔河相望;医生离病人越来越远,本来恩人般的医患关系现在成了仇人相见;基础研究和临床医生成了截然分开的队伍,两者的追求目标和追求结果完全不同……

这种令人难以承受的现实,难道是医学发源的初衷和目的么?因此,简单地用科学的规律来衡量、要求医学,是不对的!医学就是科学,或医学只是科学这一观点,是片面的、武断的,是我不能同意的!

整合要突破定式 看不到经络,经络就不存在?

《经济参考报》:您前面提到,中医药学是未来医学发展和整合医学时代的主要贡献者。如何理解“整合医学时代”?

樊代明:人类医学发展的第一个时代,是农业革命催生的经验医学时代或称传统医学时代。在这一漫长时期,先后出现过100种以上的医学体系,都是有理的、有效的、有用的。

但可惜的是,除中医药学一枝独秀、大放异彩外,其他绝大多数现在都已落伍,甚至销声匿迹。其原因有政治压迫、经济剥削、武力掠夺、血腥镇压、神学崛起、宗教惑行等,当然还有自己不争气。

第二个时代是工业革命催生的生物医学或称科学医学时代。西医学开始并不强盛,自从将科学作为发展的方法学逐渐引入并形成现代医学后,带来了长足进步,但也逐步走上了至高无上、唯我独尊、近亲繁殖、孤芳自赏的道路。

目前,现代医学遇到了难以逾越的发展问题。如:人类4000多种常见病,90%以上无药可治,感冒能治好吗?不治也好;7000多种罕见病,99%以上无药可治;恶性肿瘤已占人类1/4死因,很大一部分治了不如不治。

尽管一个又一个医学模式不断登场,循证医学不够来转化医学,转化医学不够再来精准医学……但都未解决问题,因为它们都只是从一个角度在局部或末端发力。

因此,我们不能只用科学或生物学的方法,还必须用人类学、社会学、心理学、环境学等全面系统认识人和人体,必须走向第三个时代——整合医学时代。

我们所倡导的整合医学是整体整合医学,和国外所谓的整合医学不一样。我们倡导的整合医学的理论基础,是从整体观、整合观和医学观出发,将人视为一个整体,并将人放在更大的整体中考察,将医学研究发现的数据和证据还原成事实,将在临床实践中获得的知识转化成经验,将临床探索中发现的技术和艺术聚合成医术,在事实、经验和艺术层面来回实践,从而形成整合医学。正如我前面所说,唯一能与现代医学比肩的中医药学,应当是整合医学时代的主要贡献者。

《经济参考报》:有观点认为,中医西医是两个完全不同的体系,“中西医结合”在实践中始终是个难题,应该是“中西医配合”。如何理解配合、结合、整合?

樊代明:所谓配合,分了主次,西医为主、中医为辅。中医如果只知一味配合西医,就会丢掉老祖宗的理论和做法,丢掉长处和优势,没有出路。

结合就是不分主次,就像夫妻结婚,要互相帮助互相学习。设想很好,但在实际中远非如此。这夫妻两人,经常磕磕绊绊不说,还时不时吵得鸡飞狗跳,极端时甚至大打出手,恨不得灭了对方,当然主要是西医药灭了中医。

还想生个孩子?门儿都没有。为什么?个性不合,思路差异很大,就是你提到的两个不同的体系。

那怎么办?就需要中西医整合,不仅不分主次,不分你我,和和美美过日子,还要生出一个比爸妈都强的优秀子女——整合医学,一家人一起对付各自都搞不定的疾病。

但这种整合,必须有个前提,就是要你情我愿、甜甜蜜蜜谈恋爱,不能强行拉郎配,谈恋爱期间多发现对方优点、多向对方学习,只有这样最后才能高高兴兴结婚生子。

当然,我们所说的整合医学,不只限于中西医整合,要整合一切有关人的知识,由此形成新的医学知识体系。

最近几年,不断有中医药大学设立整合医学系、整合医学学院,为更多有志于中西医整合的中医人才、西医人才,提供了平台。如果越来越多人这样做,何愁走不出现代医学发展的困境?

《经济参考报》:在具体实践中,中西医两种体系怎么整合到一起?

樊代明:中西医有共通性,最根本一点就是,它们都服务于人类的健康、生存、繁衍和发展,这是整合的起点。而在这一总目标下,中西医在理论体系、思维方式等方面的不同性,则更为整合提供了广阔的空间,殊途同归嘛。

比如,西医和中医一样,也非常强调经验和跟师学习,因为医家所需的经验,从书本上看不到学不来,这是医学家和科学家之间显著的区别;再如,西医也高度重视生理和心理相互关系对健康的影响,这与中医调身调心并重高度一致,只是现在西医越来越“科学化”了……

在整合过程中,要突破传统思维定式的限制。比如,西医用“科学”的手段研究经络,就要找到经络这个“实体”的解剖学依据。但无论通过大体、显微的甚至电子显微的手段,就是找不到,于是有人说针灸是骗人的。但在临床上,针灸有效性又确切无疑。

我提出,经络确实存在,看不到不是没有,而是我们用的方法不行。或者经络这种通道是暂时的、瞬间的,受到刺激立即形成,刺激结束立即还原,不是恒定的。不恒定就看不到,看不到就等于没有吗?宇宙中暗物质占90%以上,暗物质看不见就等于没有吗?就像没发明显微镜时看不到细胞,但能说没有细胞么?

我们平时走路都是横平竖直顺着路走,但一旦遇到火灾,肯定是哪个地方没有火或火比较小,就往哪边走。火灾时走的“路”,就是应急的路嘛,肯定和平时不一样。火灾过后,我们还走原来的路。

《经济参考报》:相信伴随着整合医学时代的到来,中医药学将迎来更灿烂的前景,而整合医学也将因为中医药学的加入而更好发展。回归现实,相较于西医的主流强势地位,中医的生存发展仍是当务之急,您对此有何建议?

樊代明:这个问题,细说起来又是一篇大文章。我简单谈几点思考。

首先,中医要挑西医解决不了、解决不好的事情去做,这是弱者证明自己、生存发展的有效方式。先不说99%的罕见病西医无计可施,就是最常见的感冒,西医也没有办法,基本都是靠人体自身抵抗力自愈的。中医没有必要在西医很强的领域去证明自己,因为你做得好也说明不了什么。

当然,中医解决不了、解决不好的事情,西医也可以去做。中医、西医都解决不好解决不了的事情,两个加在一起去做。

其次,中医一定要紧紧抓住自己的整体观,这是和西医相比最大的优势;同时,在局部、微观层面发现的东西,一定要和整体、宏观相联系,决不能走现代医学陷入局部、微观而无法自拔的老路。

再次,中医一定要以疗效为标准,而不能只以某一个或几个“科学”的指标为评价依据。

……

采访结束时,已近七点。在北京沉沉夜霾之中,路灯灯光昏黄不堪,但回家的二环路依稀可见……

人物简介:

樊代明,中国工程院院士,美国医学科学院外籍院士、消化病学专家,重庆人。

现任中国工程院副院长、第四军医大学西京消化病医院院长;肿瘤生物学国家重点实验室主任、国家药物临床试验机构主任、中国抗癌协会副理事长、亚太消化学会副主席,曾任第四军医大学校长、中华消化学会主任委员、2013年世界消化病大会主席。

长期从事消化系统疾病的临床与基础研究工作,并致力于医学发展宏观战略研究。先后承担国家973首席科学家项目、863项目、攻关项目、重大新药创制、自然科学基金、工程院重大咨询项目等课题。获国家科技进步一、二、三等奖各1项,国家科技进步创新团队奖1项,国家技术发明奖1项,军队科技进步一等奖2项等。获法国国家医学院塞维亚奖、何梁何利科技进步奖等多项荣誉奖励。在国际杂志发表SCI论文超过600篇,论文引用次数逾2万次,发表论文数和被引用率名列该专业国内国际前茅。

文章内容仅供临床思路参考,非中医专业人员请勿试药。

【本文来源:《经济参考报》,中医思维+编辑整理】

注:我们在现代物理学的基础上,论证了中华太极阴阳、五行八卦是古老宇宙万物正确理论。同时,我们还论证了基于阴阳太极的古老中华医学是媲美和超越西方医学的科学理论。

附参1:《易经》太极八卦、阴阳五行与现代物理学 《跨界物理学》之一 | 统一的宇宙 统一的理论  http://www.pptv1.com/?p=121

附参2:中医学的奥秘-現代科学的证明 《跨界物理学》之二 | 统一的宇宙 统一的理论  http://www.pptv1.com/?p=395

附参3:“西医院士”樊代明:我为何力挺中医  https://www.toutiao.com/a6526785583719645700/?tt_from=weixin&utm_campaign=client_share&timestamp=1519907726&app=news_article&utm_source=weixin&iid=16440434754&utm_medium=toutiao_android&wxshare_count=1

与杨义先教授交流赛博与控制、智能与意识

杨义先,北京邮电大学教授,我国网络与信息安全,现代密码理论与应用方面著名专家。

杨义先教授还是长江学者奖励计划特聘教授、国家杰出青年基金获得者、国家级教学名师。研究编码和密码学理论,并创建了北京邮电大学信息安全中心。现任北京邮电大学灾备技术国家工程实验室主任。

我与杨义先教授是二十多年的老朋友,曾在全国青联科学界别组一起经常交流。

杨义先,北京邮电大学教授:
好奇妙!若从方法论角度看,维纳的“控制论”就是陆九渊和王阳明的“心学”;至少可以说,动态“心学”与“控制论”的方法论核心,几乎完全一样。不信请读此文!

科学网—维纳心学vs.王阳明控制论 – 杨义先的博文 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=453322&do=blog&quickforward=1&id=1099930&from=groupmessage&isappinstalled=0

王阳明将其心学总结为更加形象的“四句教”,即:无善无恶心之体, 有善有恶意之动, 知善知恶是良知, 为善去恶是格物。

杨义先教授认真研究了王阳明的心学理论,又对控制论创始者维纳的控制论进行了细致的分析比较。

科学网—正本清源话“赛博” – 杨义先的博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-453322-994330.html

杨义先教授发现王阳明的心学理论与维纳的控制论在方法论层是一致的。从而说明,现代赛博(Cyber)的理念是动态心学。杨义先教授总结为:

反馈微调赛博体,
有馈有调迭代好,
无馈无调知行难,
知馈知调靠技巧。

杨义先,北京邮电大学教授:欢迎大家在各自的朋友圈中转发!

我: 从哲学层次到方法论层次,这就是赛博方法论。而且我们都可以从中国古人那里得到相类似的思想方法,如阴阳周易、八卦五行等。这是我们中华民族对世界的准确认识和把握。这不仅是一种知识,而且是一种可以面对自然客观可以运用的智慧,所以,这种智慧早已植根于并包含在我国“天人合一”的远古哲学理念中。而且,这是一种在赛博世界中,可以被广泛尊崇的智识(智能+意识)。

我: 我认为从哲学层次的赛博理念到方法论层次的赛博智识,还是一种认识论上的知识体系的东西。但要从科学与工程的角度,必须抽象出相应的系统行为描述与反馈调节的数学基础和算法,因此,钱学森先生在维纳的基础上,完成了这一任务,写出了《工程控制论》。这一工作得到了全世界自动控制学界一致的、高度的赞赏。因此,从维纳的《控制论》、到钱学森的《工程控制论》,加上工程技术实践总结的《自动控制原理》以及后来的《现代控制理论》与形形色色的各种先进控制技术与方法,形成了控制科学与工程这个大的领域(一级学科)。

我:人工智能学科的形成与发展也经历了类似的过程。因此,现代的赛博时代、赛博社会、赛博技术受益于维纳的控制论,也同样受益于钱学森先生的这个杰出贡献,也受益于控制科学与工程的发展。同样,现代 密码战不仅是心理战,也是赛博博弈,也是系统论、信息论、控制论之战!

我: 维纳总结控制论时就是考虑动物与机器的共同行为特点而发展出来的理论,反过来应用于人工系统,甚至于人本身,再考虑智能因素,也就成就了智能控制。这个智能控制也促进了人工智能的发展。因此,自动控制与人工智能的交叉融合点在智能控制。

自动控制与人工智能到底有何关系?最近科学网上,有两个博文,以对话的形式,指出了他们的异同:

科学网—自动控制与人工智能的对话,之一 – 朱豫才的博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-862928-1098429.html
科学网—自动控制与人工智能的对话,之二 – 朱豫才的博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-862928-1100519.html

我: 中国古人很有智慧如老子道学、王阳明心学,现代钱学森提出还可以考虑心智(定性与定量结合)、群智(研讨厅、头脑风暴)。现在的神经网络,深度学习,是AI的热点。现有基于数字计算的图灵Turing人工智能观的基础和基于自然语言的塞尔Searle人工智能观。强人工智能强调跟随并再现人的自我意识,偏向于认为人工智能是探索人脑与意识的科学性;弱人工智能则沿着图灵的思路,认为人工智能能够执行人脑相应的功能而得到应用即可,人工智能是技术。总之,人工智能的科学基础与工程技术应用的发展还存在鸿沟,还没有完全整合起来,见参考(3)。AI领域理论基础仍然不够完备,甚至,国际上仍然没有严格的智能的定义。

我:
什么是智能?我们定义智能:
a) 必要条件:计算能力,计算设备,如图灵计算机,
b)充分条件:每一个对象能区别于其他对象(分辨被计算的对象)。

一个智能体的智能大小程度,取决于外部对象的复杂程度和它自身的计算能力。

什么是意识?
哲学定义意识是指大脑对客观世界的反应。生物学定义意识是指生物由其物理感知系统能够感知事物特征总和以及相关的感知处理活动。一般认为:意识是对环境及自我的认知能力以及认知的清晰程度。
我们定义意识:
a) 必要条件:每一个意识主体对象(自我识别)能区别于其他对象。
b)充分条件:有一个计算设备,能处理信息。

以上我们对智能和意识的定义,简单而且抽象。智力和意识是不一样的,智能和意识相互又有很大的关联,都要求有计算能力,都要求识别,计算和识别交叉互为智能和意识的必要条件和充分条件,也具有某种不完全的对称性或对偶性。智能是往外看,意识是往内看。

我们发现构成宇宙的基本粒子质子和中子,在龚学理论中,它们都是生命游戏中的滑翔机,而滑翔机被证明是一种通用的图灵计算机的基本单元。因此,智能的种子、生命的种子已经植根于宇宙物质的底层,智能与意识镶嵌在宇宙物质的最底层。宇宙中产生智能、产生意识、出现生命现象是物理学的本质体现。

因此,电子有意识、生命有意识。人是宇宙中诞生的智能生命,具有地球上已知最高智能与意识。人再制造出一些具有智能的机器,就是现在时兴的人工智能,AI。
可看:《物理世界产生智能和意识》《创新物理学》之三 | 统一的宇宙 统一的理论 http://www.pptv1.com/?p=119

我:现在人工智能AI,在全世界范围内已经成为风口浪尖了,但对智能真正是什么,并没有严格的、准确的科学定义,因此,人工智能还缺乏最基础的理论。

我:AI的理论基础的确是不完备的,很多基本的东西都描述不清楚。如人工智能的图灵测试,达特茅斯的人工智能大师开这么久的会讨论智能是什么,60年了也定义不出智能是什么!
我:近些年,AI技术有所突破,发展太快了!但基础还是薄弱的,这令人担心。至于意识,全人类还是一笔糊涂账。这是一种悲哀啊!

科学网—大脑的终极秘密——从狮子也有意识谈起 – 谢平的博文 http://blog.sciencenet.cn/blog-1475614-1100428.html

杨义先,北京邮电大学教授:
建议你组织团队,努力建立一套“AI基础理论”。比如,你可以做“智能通论”方面的研究。

我现在就在全力以赴建立一套“安全基础理论”,取名为“安全通论”,详见:《安全通论——刷新网络空间安全观》     -京东 https://item.m.jd.com/product/25148107505.html?from=timeline&isappinstalled=0

我: 感谢!义先教授的建议非常好!你的安全基础理论做得非常好!我可以考虑做“AI基础理论”,或是“宇宙万物基础理论”,我在后者琢磨了很多年,很有意思。但“智能通论”或许从专业的角度更值得去做,也应该有人去做!“智能通论”是一个正事!!!

杨义先,北京邮电大学教授::
而且“智能通论”与“宇宙万物通论”不矛盾呀,前者是后者的初步,后者是前者的基础嘛。

我:谢谢杨义先教授指点!或许真可以做点“智能通论”方面的研究。

我们的物理学是量子化时间和量子化空间,当然也是量子化物质,宇宙完全是物质、能量、信息的共存体,而且智能的种子镶嵌在物质的底层,智能植根于物理定律之上。智能与意识牵涉到物理世界底层的客观规律。
现在美国有诺贝尔奖学者T‘Hooft在做宇宙是量子原胞自动机这样工作,英国彭罗斯也在做这个。

我们不仅已经正确认识了智能、意识,在这样的基础上,还发展了智能进化论。指出生物进化的机制是生物内部意识的目的性与其所具有的智能驱动的必然结果。

参考1:生物的智能进化理论(1) 《跨界物理学》之三 | 统一的宇宙 统一的理论 网站 http://www.pptv1.com/?p=440

参考2:《物理世界产生生命》《创新物理学》之二 | 统一的宇宙 统一的理论 http://www.pptv1.com/?p=109

参考3:科学网—人工智能作为科学与技术的两重性[1]——一个业外人士的粗浅理解 – 吕乃基的博文  http://blog.sciencenet.cn/blog-210844-1101117.html

转载1:

王阳明控制论

——动态心学

杨义先 教授

北京邮电大学信息安全中心主任

公共大数据国家重点实验室主任

摘要:本文发现,若从动态方法论角度看,陆王”心学”其实就是维纳的“控制论”;至少可以说,动态“心学”与“控制论”的方法论核心,几乎完全一样。

(一)前言

如果王阳明是理工男,如果他有更强的英语“进行时”时态意识,那么,“控制论之父”可能就不再是维纳了,同时,历史上陆王“心学”与程朱“理学”的许多争论,也许就烟消云散了。真的,若不信,请继续读此文。

可能许多人都不知道:控制论(本该叫“赛博学”[3])之源,其实是心理学!这里的心理学,当然不是陆王“心学“+程朱”理学”,而是弗洛伊德等心理学家们研究的那个现代心理学,更准确地说,是心理学的一个名叫“协调心理学”的分支中的一项成果(详见[1])。但是,陆九渊和王阳明的“心学”与维纳的控制论,绝对密切相关;甚至,彼此之间仅隔了一层纸,这层纸其实就两个字:动态!换句话说,若让陆王“心学”动起来,那么所形成的“动态心学”,基本上就是控制论了,若从方法论角度看的话!

控制论的核心就是所谓的“赛博过程”,它可归纳为四个字:反馈+微调。如果更详细一点,也可再加两个字,变成:(反馈+微调)+迭代。特别提醒,要想真正理解控制论,就必须牢固树立“动态观”,即,要从“动”的角度去看世界。可惜,由于中文没有“进行时态”,所以,就很容易习惯性地陷入“静”的思维定势中。虽然国人能够理解“某人正在死亡”的含义,但在潜意识中,却根深蒂固地只有:某人要么是“死的”,要么是“活的”。正是这种潜在的“静态观”,使王阳明将自己的成果总结成了“心学”,而不是“控制论”。实际上,大量的事实都表明:王阳明自己一直是在动态地使用“心学”,所以才取得了前无古人、后无来者的“三不朽”成果;但是,绝大多数的其它人,却只是在静态地学习“心学”和使用“心学”,于是,不仅成果寥寥,反而引发了众多没必要的纷争。

那么,促成控制论的心理学成果,主要有哪些呢?若从方法论角度来看,它们刚好就是王阳明“心学”的全部核心:“心即理”、“知行合一”和“致良知”。

(一)心即理

关于“心即理”,文人们已争论了600多年,本文绝不想再陷入任何无聊的争论中。只是想将它动态化,然后再看看它将如何演变出控制论的核心,赛博过程。

“理”在哪?程朱坚信,理在物中,所以需要格物致知;陆王咬定,理在心中,所以就心外无物、心外无理了。若仅从静态观点和物质观点来看,无论“理”在哪里,程朱和陆王两派中,都只有一派正确;所以,他们只好誓死捍卫自己的“主义”。今天看来,其实,完全没必要,因为:

一方面,别忘了:世界是由物质、能量和信息三者组成的!无论“理”是什么,它肯定既不是物质,也不是能量,因此,只能是某种信息。而“同一信息,同时处于多个不同的地方”的现象随处可见,何必去争论它只能在哪里呢?正如,“明天过春节”这条消息,就既可以在电视中,也可以在网络里嘛!

另一方面,对“心即理”中“即”字的理解,至关重要。若用静态观去看“即”,那么,只要A和B之间哪怕有一丁点区别,那就不可能“A即B”。但是,“即”字有一个被忽略了的动态含义:“从…到…”,例如“即位”。因此,若用动态观去看“心即理”,其实就是:从“心”到“理”!那么,如何才能“从心到理”呢?早先,程朱“理学”说,需要“格物致知”,即,把“理”从“外物”中“格”(研究)出来(当然会把它放入“心”中)。若以“人”为出发点看出去,那么,程朱理学,其实只叙述了控制论中赛博过程的“反馈”部分。其次,陆王心学又说,“理”本来就在“内心”中,而你只需要随时微调(即,所谓的吾日三省吾身)就行了。所以,“心学”和“理学”加在一起,就构成了控制论赛博过程的一个核心链:反馈+微调。更进一步,无论是“格物”还是“省身”,显然都不是一蹴而就的,都需要多次反复进行,所以,就需要再把动的因素加进去,即,让“反馈+微调”所形成的循环链不断重复迭代,于是,控制论赛博过程的全部三个核心要素,反馈、微调、迭代,就有机地互动起来了。而这里的“理”显然可以是宇宙间的任何规律(虽然,古人们主要关心“理”的社会学含义),而“心”还是那个心(用现代心理学的术语,便是人的“意识”),因此,一旦从动态观点去看“心即理”时,王阳明版的控制论就跃然纸上了。

换句话说,若从方法论上看,“动态心学”其实本该就是控制论,可惜我们与它擦肩而过了。

(二)知行合一

与上一小节类似,本文不想陷入众多著名的无聊争论中,因为朱(熹)圣人说,先知后行,知难行易;王(阳明)圣人说,知行合一,知与行没有先后顺序,它们就像一枚硬币的两面;当然,还有其它大人物说,实践出真知,先行后知等。总之,各派都有自己的硬道理,各派在批判别人时,都很理直气壮;甚至还有这样的革命家,他们将“对知和行的次序认识问题”,上升为“革命”和“反革命”的分水岭等。但是,有一点必须指出,所有这些争论的基础,都是“静态观”;一旦从“动态观”的角度再回头看时,相关矛盾早就无影无踪了。

为了说明问题,我们先复述一个更加简单且已家喻户晓的争论:先有鸡,还是先有蛋?若以静态观去讨论,那么,就会陷入无休止的争论中,实际上,既可以是“先有鸡后有蛋”,因为蛋是鸡生的;也可以是“先有蛋后有鸡”,因为鸡是蛋孵出来的;还可以是“鸡与蛋为一体”,蛋在鸡肚子里时,它们确实在一起。但是,若以动态观去讨论,鸡与蛋谁先谁后的问题就很滑稽了,因为,鸡与蛋其实是一个动态的演化过程,或者说是一个赛博过程:若将蛋孵鸡看成反馈,那么,鸡再生蛋,就可看成微调(即,无竞争优势的鸡,可能就会被淘汰,或不会生出有竞争力的蛋,于是,可能最终被淘汰);再经过N年的进化,即迭代,便最终形成了鸡与蛋的动态演化过程。因此,完全没必要去争个谁先谁后,实际上,今天的蛋已非昨天的蛋,更非几千年前的蛋了;今天的鸡,也非昨天的鸡,更非几千年前的鸡了。(注:不仅是鸡和蛋,其实,所有生物的进化过程,都是控制论的赛博过程,而微调手段都是同一个词:死亡!)

鸡蛋问题讲清楚了后,知行问题也就说明白了!其实,与上一小节相比,这次王阳明离控制论更近了;他甚至已经逮住了控制论,不过却只把它当作普通“战俘”,又给放回家了。

不知是否有意,反正,王阳明在“知行合一”中,用了一个非常关键的“合”字,它显然是一个动词,是一个由远到近,逐步逼近的过程。若把“知”当成“鸡”,把“行”当成“蛋”,那么,“知行合一”其实就是“鸡”和“蛋”的进化过程,当然也是一个完整的赛博过程。更具体地说,“知”本身就是一个逼近过程,是一个时间函数,比如,t时刻的“知”可记为Z(t);同理,“行”也是一个逼近过程,也是一个时间函数,比如,t时刻的“行”可记为X(t)。于是,“知行合一”就可量化为:随着时间的推移,Z(t)和X(t)同时向“一”逼近的过程,而且,在任何时刻h,Z(h)都与X(t<h)有关,即,当前的“知”由过去的“行”来反馈(或微调)决定;同理,X(h)也与Z(t<h)有关,即,当前的“行”由过去的“知”来反馈(或微调)决定;此过程不断循环往复,直到对“知”或“行”的结果满意为止。更严格地说,在绝大部分情况下,“知”和“行”虽可以无限逼近“一”,但却永远不会等于“一”。

显然,“知行合一”中的“一”,可以是宇宙中的任何自然规律;因此,“知行合一”其实就是告诉我们“人类对任何自然规律的认识和改造过程,都是一个赛博过程”,而这正是维纳控制论的最核心结果。若非要找出维纳与王阳明的结果之间有什么区别的话,那么,只能说,维纳强调了该结果对所有生物都有效,而王阳明只重点考虑了人。

为了解释“知行合一”的普遍性,也为了形象起见,现在来分解一下导弹击中目标的“知行合一”过程。此时“行”依靠导弹的动力系统,“知”依靠导弹的制导系统,“一”可以是“击中某空域中的某架飞机”。

考虑击中目标前的任何时刻t。

一方面,t时刻动力系统的“行”,取决于制导系统的“知”,更准确地说,取决于t时刻的“知”与“一”之间的差别:若在预定精度范围内已没差别了,那么,导弹就击中目标了;否则,就继续朝着使这个差别更小的方向“行”,最终要逼近“一”。如果没有“知”,导弹肯定就不知道该如何“行”,甚至都不知道该往哪个方向行。当然,t时刻的“知”,肯定不是最终的那个“一”,因为目标飞机在动,甚至可能是在无规则地动,所以,在击中它之前的任何时刻,相应的“知”都不是“一”。

另一方面,t时刻制导系统的“知”,取决于该时刻动力系统的“行”,比如,导弹已“行”到哪里了,更准确地说,取决于t时刻的“行”与“一”之间的差别:若在预定精度范围内已没差别了,那么,导弹就击中目标了;否则,就微调更新当前的“知”,使得这个差别越来越小,或使该“知”指挥后续的“行”更加逼近“一”。如果没有“行”,导弹肯定也不知道自己的“知”,比如,若导弹不知道目前自己的方位在哪里时,它当然也就对如何逼近“一”全然不知了。当然,t时刻的“行”,也肯定不是最终的那个“一”,因为目标飞机在动,甚至可能是在无规则地动,所以,在击中目标之前的任何时刻,相应的“行”也都不是“一”。

其实,导弹的整个飞行过程,都是“知”和“行”的、以秒或毫秒为单位的不断微调更新过程;而“行”的更新,主要取决于“知”的反馈;同样,“知”的更新,也主要取决于“行”的反馈。如果反馈不及时,那导弹就可能脱靶;如果微调幅度过度,就可能形成导弹震荡等。在该例中,知行“合一”但几乎永远不会“等于一”的含义就是:导弹虽可以击中目标,但是,其精确度误差不可能为0,比如,第一次击中机头,第二次可能是机尾等,反正每次打击都可能有一定的偏差。

(三)致良知

王阳明自己认为,“致良知”是其心学的巅峰,是核心灵魂。许多心学专家,甚至把”阳明心学”称为“良知学”。本文不想从儒学角度去评论”致良知”,而只给出它的控制论含义。

如果只看“致良知”这三个字,还真看不出它与控制论有半点关系。“致”虽然是一个动词,“致良知”也是逼近“良知”的动态过程,但是,如何“致”呢?如果只是按照预定的路线图,严格无差错地执行计划,那么就不存在反馈或微调等,也就不是赛博过程了;不过,幸好王阳明在解释“致”时,已经把其赛博过程描述得相当清楚了,这就使得从控制论的赛博观点看,“致良知”就变成了王阳明版控制论的一个应用实例了。更具体地说,只是“知行合一”的特例,此时,“一”就是“良知”而已,而“致”的过程就是上一小节解释的“知行合一”赛博过程。

当然,如果非要强调“致良知”与一般赛博过程的区别的话,那么,儒学专家认为:“致”本身就是兼知兼行的过程,因而也就是“自觉之知”与“推致之行”的知行合一过程。“致”是在事(包括物)上磨练,见诸客观实际。“致良知”就是在实际行动中实现良知,知行合一。等等。

王阳明之所以重视“致良知”,主要是因为他很在乎“良知”。致良知,谈何容易?王阳明说:“私欲日生,如地上尘,一日不扫,更又一层。破山中贼易,破心中贼难。不要去操心你的成功,要去操心你的良知”。由此可见,王阳明之所以只创立了“心学”而不是“控制论”,这绝非偶然,因为,他只关注结果,而不关注方法,所以,即使他已经掌握了赛博方法,却仍然“鸟尽弓藏”,活生生把一个无价宝给抛弃了;让600年后的维纳,捡了一个大便宜,最终创立了赛博学(被误译为“控制论”)。

(四)动态心学“四句教”

为了便于理解和推广,王阳明将其心学总结为更加形象的“四句教”,即,

无善无恶心之体,

有善有恶意之动,

知善知恶是良知,

为善去恶是格物。

本文从赛博学的方法论角度出发,将该“四句教”改编为如下的“动态心学”四句教,也算是对本文的一个小结吧。

反馈微调赛博体,

有馈有调迭代好,

无馈无调知行难,

知馈知调靠技巧。

此“新四句教”可简单解释为:反馈微调赛博体,意指,“反馈”和“微调”是赛博过程的主体。有馈有调迭代好,意指,控制论(赛博学)核心的更详细解释是“反馈+微调+迭代”。无馈无调知行难,意指,任何过程,如果缺少了反馈或反馈不及时,或缺少了微调或微调失度(幅度过大或过小),那么,都很可能造成该过程失败,使得既难知,又难行。知馈知调靠技巧,意指,如何反馈或如何微调,其实有很多技巧,绝不是一个简单的事情;比如,人工智能之所以在沉寂了数十年后,却又于最近几年突然爆发式进步,主要归功于相应的“反馈”和“微调”的技巧得到了大幅度的改进。

仅以此文作为2018年除夕大礼,祝大家春节快乐!

参考文献

[1]斯特凡.奥多布莱扎,协调心理学与控制论, 商务印书馆,1997年出版,北京。

[2]诺伯特.维纳,控制论:关于在动物和机器中控制和通讯的科学,科学出版社,2009年,北京。

[3]杨义先,正本清源话“赛博”,杨义先的科学网实名博客,网址:http://blog.sciencenet.cn/blog-453322-994330.html

转载2:

正本清源话“赛博”

杨义先  教授

北京邮电大学信息安全中心主任

摘要:本文试图给维纳平反,给他的《赛博学》被狭隘地翻译成《控制论》而平反,当然,最终的受益者是中国人自己。无论从世界观,还是从方法论,或从历史沿革、内涵与外延、研究内容和研究对象等方面来看,“赛博”都决不仅仅囿于“控制”。同时,本文还想借机,纠正当前社会各界,对“赛博”的误解和偏见;希望国人在赛博时代,拥有一颗真正的赛博心。

(一)前言

现代版“叶公好龙”,正在全国震撼上演!

你看,如今,人人谈“赛博”,处处谈“赛博”,时时谈“赛博”,可就是没几个人关心:到底什么才是真“赛博”

老百姓拿“赛博”当时髦:赛博产品满天飞,以赛博命名的机构遍布街头巷尾,年轻人好像都是赛博达人;大爷大妈茶余饭后,更少不了“来盘赛博,消消食儿”。大有“非赛博,不新潮”的味道。

专家拿“赛博”当网络:甚至在权威英汉字典中,都理直气壮地将“Cyber(赛博)”翻译成“网络”。于是,网络专家就成了赛博专家;以为数字化、网络化后,就自然赛博化了。无聊时,专家们便开始争论:什么样的网络才算是赛博网络,它是不是一定要包含物联网等泛在网?

领导拿“赛博”当战场:将“赛博空间”与海、陆、空、天等并列,成为第五个誓死捍卫的领土要素,于是,便花巨资建立“领网”保护系统,要像保护领空、领海那样,防止所有人(包括内部和外部人员)侵犯其“领网”。

狭义上说,上述百姓、专家、领导都对,但又都不全对!

如果“赛博”仅仅是一个名词,那么,我根本没必要,花这么大的功夫,来正其本,清其源。关键是,现在已进入“赛博时代”,如果不全面、深入、严肃认真地对待“赛博”,很可能就会错过大好时机,被时代抛弃,就更谈不上实现“中国梦”了。

仅仅穿上“赛博”的外衣,肯定不够;还要至少拥有一副强壮的“赛博”之躯。甚至,仅仅有一副强壮的“赛博”之躯,也还不够;再必须拥有一颗火热的“赛博”之心。那么,“赛博”之心到底是什么呢?!

(二)“赛博”是一种新的世界观

过去三百余年来,人类的主流世界观,都是以牛顿力学为基础的世界观。为避免卷入不必要的意识形态之争,我称这种世界观为“牛顿观”,其最大特点是:

1)世界是确定的,随机(或偶然)因素可以忽略不计,所以,才有爱因斯坦的名言“上帝不会掷骰子”。

2)时间是可逆的,所以,你可以乘坐时光机,回到远古,或穿越到未来。

上述“牛顿观”当然没错,但是,一旦进入“赛博”社会,这个世界观就得彻底调整了,因为,当你戴上“赛博眼镜”后,世界将会变成这样:

1)赛博世界是不确定的,它会受到周围环境中若干偶然、随机因素的影响。因此,你无法像牛顿精准预测抛物体位置那样,来精准预测某个热分子的位置;虽然你可以预测天边嫦娥会飞哪里,但无法预测身边玉兔会跑哪里;你可以把控车辆生产线的所有细节,但却无法预料汽车会遇到什么行人。你可以预测天上星星有几颗,但无法预测天上彩云有几朵。

2)赛博时间是不可逆的。假如,把一部行星运动的纪录片快速放映,那么,无论是正向还是逆序放映,你感受到的行星运动,都完全符合牛顿力学,即,时间的正向流动与逆向流动并无区别,这就是牛顿时间的可逆性。但是,如果把一部雷暴影片逆序放映,那么,怪事就出现了:在应当看到气流上升的地方,却看到气流下降;云气不是在结集,而是在疏散;闪电反而出现在云朵发生变化之前等,这就是赛博时间的不可逆性。类似的不可逆时间,还有诸如进化论的时间、生物学的时间和热力学的时间等。

3)赛博世界是熵的世界。“熵”本来是一个热力学概念,其特点是:孤立(封闭)系统中,熵会自发地不断增加,一直到达其极大值,也就是系统达到热平衡为止。在赛博世界,熵却被用作“系统无组织程度”的度量。当然,赛博系统不是孤立系统,而是一个与周围环境密切关联的系统;特别是,赛博系统可以通过反馈、信息等,来减少其“无组织程度”,因此,在赛博系统中经常会发生熵减少现象。

4)我国“天人合一”的远古哲学理念,在赛博世界中,重新被广泛尊崇。在赛博世界,一方面,人和动物被看成是活的机器(这也是曾被“意识形态控”们无情批判的原因);另一方面,机器又被看成是不流血的人或动物,并且要试图制造出能够充分逼近人和动物的各种机器,比如,会计算的机器、会记忆的机器、会推理的机器、会学习的机器、会说话的机器、会走路的机器、会干活的机器、会思考的机器、有神经系统的机器等等,甚至,更大胆地,要制造出能自我繁殖的机器!(注意:这里是带基因的“繁殖”,而不是简单的复制)结合现实情况,不难看出,除了最后这个“自我繁殖机器”还没取得突破外,赛博世界中的其它目标,在过去半个多世纪,都已经或多或少,取得了重大进展。特别是最近,以谷哥汽车为代表的,新一代人工智能的出现,相关成果即将井喷。注意:这里的机器,既包括软件,也包括硬件,更包括系统,所以,诸如网络、组织机构等,也都可看成机器。

5)信息就是信息,不是物质也不是能量。不承认这一点,在赛博世界就不能生存。在牛顿世界里,却压根儿就没有“信息”这东西,只有物质和能量。

到目前为止,在赛博世界观指导下,最直观、最具体、最成功的案例,当数信息通信,其实质是:对一类从统计上预期要收到的输入,做出统计上令人满意的动作。可能正是因为信息通信的巨大成功,才使许多人将信息通信系统(包括网络等),误认为就是赛博系统本身!

具体地说,在通信系统中,如果只需要根据单次输入,而产生相应动作,那么,这就是牛顿世界问题,在此就没有意义;所以,通信系统必须能够对全部(随机)输入,都做出令人满意的动作。信息通信系统中,被传递的既不是物质,也不是能量,而是一个个“等概率2选1”的随机事件(称为比特),这一点在牛顿世界中,也是不可想象的。如果只有一个偶然事件需要传递,那么,“不传消息”就是最有效的传递,这又与牛顿世界格格不入(哪有“不传”就是“传”的道理!)。当然,信息能够被传输的前提条件是“被传递消息的变化,符合某种统计规律”,而最优秀的,寻求信息的这种统计规律的理论,便是仙农创立的、家喻户晓的《信息论》,它正是用“熵”这个统计力学古典概念,来刻画信息的组织化程度,即,信息为负熵。

新一代人工智能、大数据分析等方面的众多成果,将是赛博世界中,即将出现的新的成功案例;相信到那时,人们就不会再把“赛博”误以为“网络”了。

怎么样,读者朋友们,赛博的世界观,与牛顿世界观完全不同吧!关于赛博世界观,国人过去确实拿根鸡毛,就当了令箭吧!

(三)“赛博”是一种新的方法论

在赛博空间中,既然世界观变了,相应的方法论当然也要变。最主要的方法论有如下几种:

1)统计理论。这是最常用的赛博方法论。基于“在一定条件下,处在统计平衡的时间序列的时间平均,等于相平均”这个结论,就可以从统计系统中任何一时间序列的过去数据,求出整个系统的任一统计参数的平均,实质上,这也就是由过去可以从统计上推知未来,预测未来。根据这一思路,维纳提出了著名的预测和滤波理论。统计理论也是大数据挖掘、分析、综合、预测等的根基!当然,赛博系统的统计预测,不可能像牛顿系统中的预测那样精准;但是,确实存在最优的预测公式,能够使其对统计参数的估算所产生的误差为最小。

2)反馈机制。这是赛博系统中,最具特色的方法论。在动物世界,反馈机制是天生的,其实,动物的许多行为都依赖于神经系统的反馈。在赛博系统中,人类有意识地模仿动物,运用反馈与微调来达成目标。当我们希望按照某给定的式样来运动时,给定式样和实际完成的运动之间的差异,被用作新的输入来调节这个运动,使之更接近于给定的式样,这便是反馈的核心。如今,导弹制导和无人驾驶的成功,都主要依赖于反馈机制。当然,必须充分把握好“反馈与微调”的度,若反馈不及时,系统就会不稳定;微调过度(即,矫枉过正),也会出现震荡。例如,许多政策“一管就死,一放就乱”,其病根就在于,没有处理好,针对反馈的微调工作;甚至,掩耳盗铃地,人为篡改或封闭反馈,比如,网民的真实意见被注水或删除等。在赛博世界,只有及时、全面、准确地掌握反馈,并依此进行合理的微调,才能保持系统的稳定并达到预设目标,否则,就是自欺欺人,就会搬石头砸自己的脚。反馈微调机制,在现代管理、软件迭代、商业模式设计等方面也已经被广泛使用,并获得了良好的效果。

3)黑箱逼近理论。针对内部结构未知的黑箱系统,用内部结构已知的白箱去逼近,使得黑白两箱,在接入相同输入时,它们的输出互为等价,虽然它们的内部结构可能完全不同。比如,用线性系统,去逼近非线性系统,并以此来处理随机噪声等。

4)数学理论。赛博学的底层数学基础,是莱布尼茨的普遍符号论和推理演算;中层数学基础是,数理逻辑;上层的数学理论就更多了,包括(但不限于)概率论、熵理论、博弈论、热力学理论、信息论、系统论等。

5)表示理论。在赛博系统中,用时间序列、随机变量,来表示所接收和加工的信息流的数学统计性质。

总之,赛博系统以偶然性(随机性)为基础,根据周围环境的随机变化,来决定和调整自己的运动,因此,它与传统的牛顿力学方法论是完全不同的。

(四)“赛博”一直被误解

目前国内,对“赛博”最大的误解,就是将维纳的开山之作《赛博学》,狭隘地翻译成了《控制论》!而且,更可悲的是,“控制论”这个名词已经老少皆知;如不花大力气,下大决心纠正这个错误,那么,很可能就会将错就错下去。

但是,从前面的世界观和方法论两节,我们已经很清楚地知道:无论是从内涵与外延,还是从研究内容和研究对象等方面来看,“赛博”都决不仅仅囿于“控制”。更可怕的是,“控制”这个词本身已有非常明确的内涵,而且,其普及度也很高,各种与《赛博学》关系不大的“控制理论”书籍多如牛毛;与之完全相反的却是,继承《赛博学》的专著反而如凤毛麟角。由此可见维纳的思想是多么神奇,都半个多世纪过去了,竟然还没有第二个人能够对其理论“接盘”,仍然还是曲高和寡,虽然,实际上,整个社会一直是在按其理论所指的方向发展着。另一方面,在国内,真正研读过维纳《控制论》(再错用一次吧)的读者,寥寥无几,而且,还会越来越少。当某天,国人已经忘记维纳这本书,而只记得如雷贯耳的名字《控制论》,并被其它“控制理论”误导时,我们可能就真的:身在曹营(赛博时代),心在汉(牛顿时代)了!

如果我们能及时拨乱反正,将维纳这本书更名为《赛博学》,并广泛告知大众,那么,身处赛博时代的人们,在追问什么是赛博时,一定会首先想到维纳的那部“圣经”:《赛博学》!

老朽人微言轻,除了吼几嗓子外,可能再也无计可施了。所以,只好恳请各位读者,为《赛博学》的更名做些力所能及的工作吧,谢谢啦!

由于《赛博学》既非纯技术,又非纯哲学,所以,肯定会受到“真理卫士”们的攻击,甚至被贴上诸如“机械唯物论”等负面标签。比如,苏联老大哥对《赛博学》的评价,曾经就是根本否定的。甚至,在苏联的权威《简明哲学辞典》中,对《赛博学》这个词条的解释都是:一种反动的伪科学,在哲学上是“人是机器”的机械论的现代变种,在政治上是为帝国主义服务的思想武器!看到如此熟悉,而又啼笑皆非的解释,你是该痛惜呢,还是该鄙视?!

关于《赛博学》的边界,国内外也有不少误解。其实,这个误解并不难消化,只要注意一下这本书《赛博学》的副标题“关于在动物和机器中控制和通信的科学”,就可以勾画出其基本的内容框架,即,动物与动物之间的交流、动物与机器之间的交流、机器与机器之间的交流等。当然,由于维纳《赛博学》一书的涉及面想当广泛,一般人很难完全读懂,比如,除了覆盖众所周知的IT领域外,它还通过赛博世界观,用赛博方法论研究了诸如脑电波问题、自组织问题、语言问题、社会问题、精神病理学问题、视觉问题、普遍观念问题、神经系统问题、振荡问题、量子问题、分子问题等问题。而《赛博学》研究这些众多的,看似毫不相关问题的目的,其实非常清晰,那就是要制造出像动物一样的机器。所以,至少,由此可知,赛博真的不仅仅是专家们所指的网络,无论那网络有多么庞大!

《赛博学》还有一些可能引起社会学家们争论的断言,比如,它说:通信技术越发达,社会就越不稳定;“小小乡村社会”要比“大的社会”优越得多等。本人不懂社会科学,也没兴趣对该结论进行评估,不过,我倒觉得,这个结论好像与老子的理想社会不谋而合,即,小国寡民,鸡犬之声相闻,老死不相往来。

虽然我不知道为啥《赛博学》总是被误解,但有一点可以肯定,那就是它的名字没取好!维纳当初创立这套理论后,自觉无法用已有的所有名词来为其取名,便在1947年,基于希腊字“掌舵人”,自己造出了一个“新词”(Cybernetics),并以此纪念1868年麦克斯韦尔发表的第一篇有关“反馈机制”的论文。可惜,比较乌龙的是,维纳自造的这个“新词”,其实并不是新词。事实上,该词早在柏拉图的著作中就经常出现,那时的含义是:驾船术、操舵术,后来又演变为“管理人的艺术”;1834年,著名的法国物理学家安培,在研究科学分类时,又把Cybernetics称为“管理国家的科学”,在该意义下,Cybernetics被收入了19世纪的许多著作词典中。安培还把Cybernetics与“民权的科学”、外交术和“政权论”等一起,都列入政治科学。于是,可怜的维纳,本来生了个宝贝儿子,却因为一时大意,取了个“阿猫阿狗”的名字,而被政治家们真的当成猫猫狗狗来对待了!

不过,无论如何,《赛博学》都属于维纳,它是一门科学,绝不是政治学。赛博时代,起源于维纳;得益于维纳;今后发展,也仍然离不开维纳。

(五)结束语

必须申明,本文虽然大声疾呼要为《赛博学》被误译为《控制论》而平反,但是,我对此书的翻译者们,绝无半点埋怨或指责,甚至相反,我要对他们表示深深的崇敬,并号召广大读者朋友们一起,向他们鞠躬,无论他们是否还健在!

在那个滑稽的年代,他们冒着巨大的风险,以假名翻译出这本“反动书籍”,让国人有机会了解世界先进学术思想和成果,已经相当勇敢了。何况在那么早的后机械时代,若不允许音译,也许很难有别的什么词,比“控制论”更接近Cybernetics了;而且,翻译成听起来更像技术著作的《控制论》,也许有助于通过真理部的政治审查吧。设想一下,如果让现代“专家”们,按字典将该书翻译成《网络学》,且不更是让人笑掉大牙。

尤其让人敬佩的是,此书的翻译者们,虽然处处小心谨慎,却仍然有一半人被被打成了“右派分子”;而他们更是戴着“右派分子”的帽子,在等待下放处理的间隙,才最终完成了此书的翻译。难道我们不应该为这样的知识分子叫好吗!

唉,悲剧呀!

写到此,我又突然为自己担起心来了:在为《赛博学》正本清源后,我会不会也被打成“右派”呢?!即使有幸不“右派”,万一被打成“左派”,又咋办呢?!

阿弥托福,菩萨保佑!

创新物理学理论必须接受最严格的检验

物理学是最严格的科学,必须遵循严格的科学实证检验和严密的科学逻辑推理法则判断,必须基于严格的自然客观事实和严格的真凭实据可重复实践检验的验证,绝不可以随心所欲的毫无根据地任意假设,不能有丝毫的虚假和胡说八道。符合自然客观真实是任何物理理论正确与否的最后判断。

因此,我们对任何新的物理学理论有三个步骤来检验和判断:

第一,接受实践的检验、逻辑的检验、先验知识的检验。接受对已知的物理世界知识的认知的检验,任何新的想法都必须通过与已知的经典理论、已经被认可的自然客观世界知识来检验。

龚学创新物理学兼容库伦定律、法拉第方程、麦克斯韦方程、拉普拉斯方程、薛定谔方程、狄拉克方程、经典量子理论(局部理论)、牛顿定律与爱因斯坦相对论(局部理论)、QCD、标准模型SM理论(局部理论),并超越他们,成为全局整体正确的理论。

第二,接受历史的检验、时间的检验、竞争的检验。运用奥卡姆的剃刀法则,剔除不完备的、不完美的、落后过时的理论,剔除任何偶然幸运、虚假机巧。任何不提供任何新见解的想法都会被视为垃圾,尽管它和旧的理论一样好。

龚学创新物理学必须战胜M弦理论、超对称理论、多宇宙理论、宇宙暴涨理论、圈量子引力并超越他们,成为完美终极的理论。

第三,接受未来的检验、自然客观的最终检验。任何通过以上两项检查的新想法和理论,都必须将用新的客观观测数据进行进一步的检验。

龚学创新物理学必须完美解释已发现的所谓希格斯粒子机制与精确计算、揭秘暗物质、暗能量本质与精确计算,宇宙学常数计算与检验、CKM机制与粒子精细结构常数理论计算与进一步精确测量,成为预知预见、独一无二、无可争辩的宇宙统一的理论。

建立一个完美的、终极的、全面的、整体的、客观的创新物理学理论,要求通过以上最严格的各种检验,才能使之立于不败之地,才能成为人类的真知和宇宙的真理。

我们已经认识到智能的种子、生命的种子深嵌在宇宙物质的底层。人类自己也在制造人工智能系统,这种系统的进化速度大大高于人类生物机体的进化速度。因此,人类可以主动改进自己的基因结构,优化人类的知识结构,探求真知与真理,以达到自身完美的理想境界。或继续愚玩不化、狂妄自大、不求进取、自私自利、巧取豪夺、倚强凌弱、冷战热战,人类必将走向自取灭亡。

人类整体还并没有达到完美的境界。要克服意识形态的偏见、不同宇宙观、世界观、价值观的纷争考验。预计还要很长时间,人类才能走出大部分人的愚昧无知、少数精英的自负、狂妄与欺骗。

不可否认,人类肯定有天才、先知存在,如中华民族的祖先就有对宇宙万物最智慧、最正确的理解。但各民族的先知,也都有地球人的各种局限。在地球之外的宇宙是否存在更先进的外星人或智能体,前来引领人类走向更趋完美、更高文明的未来?我倒是很期望有这样的奇迹出现。

我是理想主义者,期望人类加强沟通理解,求同存异、和平共处,消除认识偏见、融合人类认知和智慧、排除不同文明的冲突,从而人类走向世界大同。这是人类的必然发展方向,只有这样世界才能越来越好!

2018年中国新春祝福!

正是:

网络量子舞蹁跹,微信祝福不得闲,

探索宇宙微智识,逮个天使过大年!

2018-2-15

彭罗斯赞同并认为意识产生于物理学定律

Sir Roger Penrose – How can Consciousness Arise Within the Laws of Physics?2017年9月5日发布

https://www.youtube.com/watch?v=h_VeDKVG7e0

Sir Roger Penrose is an English mathematical physicist, mathematician and philosopher of science.

July 25th, 2017

彭罗斯( Roger Penrose)作为数学和物理学领域国际顶尖的学者,曾经写过著名的科普读物《皇帝新脑》(The Emperor’s New Mind)和另一科普著作《The Road to Reality》,中文译本:

作者 罗杰·彭罗斯, 王文浩译。

How can Consciousness Arise Within the Laws of Physics?

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这个理论与龚学理论相向而行,不谋而合。而且,最近彭罗斯还采用了龚学循环宇宙概念。表明西方科学最终将走向龚学理论。

Sir Roger Penrose – From Cosmology to Consciousness – Conformal Cyclic Cosmology

https://www.youtube.com/watch?v=tzGT8VruvC4

2018年2月3日发布

Sir Roger Penrose explains the impact of his time at Cambridge in the 1950s and the recent developments in Roger Penrose’s thought. The interview brings out his highly unconventional choice of subjects for deep study, which completely ignored the boundary between ‘pure’ and ‘applied’ mathematics. Those familiar with his world-leading development of relativity theory in the 1960s may be surprised to learn how much he was influenced by quantum theory in the 1950s, and also by the early origin of his new ideas.

Roger Penrose explains the influence of Dirac, Sciama and other leading figures of the 1950s, and goes on to characterise the emergence of twistor theory.

广义相对论是否正确?

 

广义相对论是否正确?

 

首先看看爱因斯坦广义相对论场方程:

爱因斯坦建立狭义相对论,否定绝对静止参考系的存在,认为所有的惯性系对于描述 物理现象都是平权的。之后爱因斯坦又引入广义相对性原理,目的在于进一步消除惯性系的优越性 地位。广义相对性原理可以严格表述为:任何参考系都是平权的,客观真实的物理规律的 数学形式应当在任意坐标变换下保持不变。

广义相对性原理也可以理解为,在任意参考 系中物理学运动方程的形式都满足协变性要求。从纯数学的角度,协变性意味着如果在一 个参考系上运动方程可以写为张量的形式,在其他任意运动的参考系上,运动与场方程也能写 成相同的含张量的 爱因斯坦场方程 形式。

一、国内外对爱因斯坦引力理论的挑战与质疑

在当前天体物理学和宇 宙学理论中,出现了太多莫名其妙的东西。它们大多都是通过广义相对论的随意坐标变换 导致的,与真实的物理世界没有任何关系。事实上如果广义相对性原理成立,对于引力场 方程的任何一个解,都可以引入无穷多个变换得到无穷多个新解,这些新的度规与原来的解所代表的物理过程没有任何联系。

广义相对论引入的各个参考系,它们根本不可能是平权的。 因此广义协变性实际上不可能作为全局性正确的物理学的基本原理。广义相对论在宇宙大范围的弯曲时空引力理论也不可能获得正确的引力理论。因此,国际上已经深度质疑广义相对论。

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https://www.youtube.com/watch?v=-OlEGq_g2FI

A New View on Gravity and the Dark Side of the Cosmos
Perimeter Institute for Theoretical Physics
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如著名科学家Sean Carroll在美国国家科学基金会的报告指出,挑战与质疑爱因斯坦引力方程是一个大事,如果赢了,科学理论将彻底改变。

Dark Energy, or Worse: Was Einstein Wrong?

https://www.youtube.com/watch?v=SwyTaSt0XxE

并建议修改引力定律(MOND):

Dark Matter vs Modified Gravity | Sean Carroll

https://www.youtube.com/watch?v=iu7LDGhSi1A

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国内学者也建议物理学应当老老实实地回到经典力学的描述方式,通过修改爱因斯坦引力- 牛顿引力公式,在平直时空基础上采用动力学方程来建立新的理论体系。

包括中国科学院院士吴岳良院士已经采用平直空间修改爱因斯坦引力场方程,更早有邵常贵教授采用平直空间改进爱因斯坦引力场的工作。这些工作都有创新,但彻底更新似乎很难做到。

还有,梅晓春先生提出了第三时空理论与平直时空中的引力和宇宙学。

二、龚学创新物理学理论

广义相对论对宇宙学常数的计算毫无作用;广义相对论对物质粒子的形成及其精细结构参数计算毫无作用;广义相对论对于融合牛顿引力与量子引力毫无作用;广义相对论对于暗物质、暗能量的问题解决毫无作用;广义相对论对形成正确的宇宙观、世界观、科学哲学毫无作用。相反,带来许多困惑和问题。

因此,产生了龚学创新物理学。龚学理论在35年前就已经完成宇宙统一力方程。见《Super Unified Theory》一书。

龚学统一力方程1,已经给出所有力统一方程:

F (统一) =K* ħ/(delta S * delta T) ———(方程1)

空间S, 时间T,ħ普朗克常数,K为力耦合系数

该方程成为大统一理论的最有力候选方案。

可以发现,测不准原理是该统一力的直接结果:

取:Delta P = F * Delta T = K* ħ/ Delta S

则:Delta P * Delta S =   K* ħ

当:K>=1, 有Delta P * Delta S>= ħ ,这就是量子力学著名的测不准原理。

G弦模型描述了时间-空间-基本粒子的关系方程,建立了统一力公式和公理化体系。对于物理世界的所有开放的难题,已经有了自己的统一、一致的表述。

因为,有了时间锥的旋转这个第一推动,从而产生了宇宙万物以推动力!从而可知时间是驱动这个宇宙从过去到现在,并走向未来的唯一驱动的本源。因此,方程1 —– 统一力方程,给出了这个宇宙世界的所有的力均必须遵从的力的定律!

三、结语

我们可以发现整个宇宙世界不仅成为一个统一整体,我们的理论也可以统一地描述这个宇宙了。整个宇宙拓扑结构就是一个面包圈。于是,有了alpha方程,宇宙基本粒子的结构常数计算,宇宙学常数计算,宇宙可见物质、暗物质、暗能量的计算,真空玻色子(Higgs)的计算等重要宇宙结构参数,我们的理论计算结果与世界公认的客观观测高度匹配。这样整体性的结果,举世无双,无人能及。我们已经向全世界挑战,谁能与之争锋,我们予以奖励。

由此,宇宙万物,在我们的创新物理学中都可以计算出来。特别是发现构成宇宙物质的主要成分:质子、中子含有计算核心—-生命的种子。因此,生命的诞生,智能的出现,生物进化的本质是其智能驱动的产物,数学与物理同构,万物都可以享有通用语言学定律,社会、经济、军事、政治皆是一个统一整体体系。