從龐加萊猜想到黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)
----21世紀(jì)新弦學(xué)概論(1)
申之金
摘要:量子三旋可以使每個(gè)基本粒子本身變成類似一個(gè)麥克斯韋妖,這是龐加萊猜想定理能證明的;從而對(duì)結(jié)束黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)也是一個(gè)弦學(xué)補(bǔ)充。
關(guān)鍵詞:黑洞戰(zhàn)爭(zhēng) 持球跑進(jìn) 龐加萊猜想
倫納德·薩斯坎德是斯坦福大學(xué)的菲力克斯·布洛赫教授、美國(guó)科學(xué)院院士、美國(guó)文理科學(xué)院院士,他的《黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)》即使對(duì)愛(ài)評(píng)弦論的,也是一本不可多得的弦論科普手冊(cè)。
如果把搞基礎(chǔ)科學(xué)比作玩“黃龍玉”石,薩斯坎德是把國(guó)外主要的玩家、藏家、商家都集中介紹、分析了一通。意思是對(duì)玩石之外不懂行、不入行人的意見(jiàn),可以置之不理。再把搞基礎(chǔ)科學(xué)比作“打麻將”組合,薩斯坎德介紹、分析的是國(guó)外主要玩家、藏家、商家做的“杠上花”、“極品”。因?yàn)樗_斯坎德說(shuō),就現(xiàn)況而言,即使弦論還不是一個(gè)完整的理論,但通過(guò)它幫助解釋和確認(rèn)黑洞互補(bǔ)原理、黑洞熵的起源以及全息原理、D弦及D膜、AdS(反德西特)空間、UV-胚、IR-胚和Q空間等研究,能證明一根在UV-胚上的閉弦,會(huì)是一個(gè)引力子;移動(dòng)到IR-胚附近,就像一個(gè)膠子球。即引力子和膠子球是完全相同的東西,只是它們?cè)谂呱系奈恢貌煌蛟谟钪娴囊暯绮煌_@與我們?cè)凇?1世紀(jì)新弦學(xué)概論》中說(shuō)的,通過(guò)三旋幫助解釋和確認(rèn)螺旋槳模型、分形分維圓環(huán)結(jié)構(gòu)宇宙大爆炸模型、物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜計(jì)算公式和長(zhǎng)江三峽大壩船閘大量子論模型等證明,實(shí)際宇宙暴漲與希格斯粒子質(zhì)量起源計(jì)量是等價(jià)一樣。由此可證大型對(duì)撞機(jī)能尋到《三旋規(guī)范物質(zhì)族基本粒子質(zhì)量譜規(guī)律計(jì)算表》中頂夸克t一欄一起的最重粒子,也就接近或探測(cè)到了額外維和上帝希格斯粒子。
薩斯坎德在《黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)》中宣布,黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)結(jié)束,我們基本贊成他的觀點(diǎn)。弦論走到龐加萊猜想發(fā)生的第三次超弦革命,已經(jīng)能夠回答質(zhì)量如何起源和多維如何等價(jià)三維兩大物理難題,并且確立了三大科學(xué)原理:能量守恒和不確定性原理、信息守恒和維數(shù)不變性原理、三旋求衡和熵增原理。所以黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束實(shí)際等于相對(duì)論戰(zhàn)爭(zhēng)、量子力學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng),甚至挑戰(zhàn)相對(duì)論戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)爭(zhēng)、挑戰(zhàn)量子力學(xué)戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)爭(zhēng)、挑戰(zhàn)黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)的戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)結(jié)束。但薩斯坎德使用的“持球跑進(jìn)”方法還有大成若缺。這就是我們要指明的21世紀(jì)新弦學(xué)學(xué)和21世紀(jì)弦論的一個(gè)區(qū)別:即量子三旋,可以使每個(gè)基本粒子本身變成類似一個(gè)麥克斯韋妖。
一、龐加萊猜想定理中的極品
21世紀(jì)新弦學(xué)經(jīng)歷的重新裝備的全過(guò)程是,黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)致了物理學(xué)定律一次瘋狂的重建,數(shù)學(xué)導(dǎo)向是黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)中最有力的武器。例如通常的三維世界,我們是被視界包圍,這是一個(gè)球面。如果所有的東西都以光速退行,沒(méi)有信號(hào)從這個(gè)面之外的地方傳達(dá)到我們這里,當(dāng)一顆恒星穿越這一去不復(fù)返點(diǎn)的視界時(shí),它將永遠(yuǎn)消失隱藏里面朝外的黑洞中。薩斯坎德稱,充滿星系、恒星、行星、房子、石頭和人的宇宙是一幅全息圖,多維宇宙的雜亂無(wú)章是它的點(diǎn)陣體像素或面像素。解釋多維與三維的關(guān)系的這幅全息圖,是在很遠(yuǎn)的多維空間的二維表面上有編碼的關(guān)于現(xiàn)實(shí)的圖像。即一個(gè)任意多維空間區(qū)域內(nèi)的所有東西,都可以用邊界上的信息來(lái)描述。但他的這個(gè)被稱為21世紀(jì)弦論全息原理的物理學(xué)新規(guī)律斷言,我們認(rèn)為即使大量用了弦論中的嚴(yán)格的數(shù)學(xué),但就黑洞互補(bǔ)性原理和全息原理本身而言,還缺少一個(gè)堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)---龐加萊猜想。這就是1904年法國(guó)數(shù)學(xué)家龐加萊提出的:在一個(gè)三維空間中,假如每一條封閉的曲線都能收縮成一點(diǎn),那么這個(gè)空間一定是一個(gè)三維的圓球。即每一個(gè)沒(méi)有破洞的封閉三維物體,都拓?fù)涞葍r(jià)于三維的球面。由于龐加萊猜想已經(jīng)得到證明,2007年在《求衡論---龐加萊猜想應(yīng)用》一書(shū)中,我們已經(jīng)把它擴(kuò)張為3個(gè)定理和1個(gè)引理。
A、龐加萊猜想正定理:在一個(gè)三維空間中,假如每一條封閉的曲線都能收縮成一點(diǎn),那么這個(gè)空間一定是一個(gè)三維的圓球。
B、龐加萊猜想逆定理:在一個(gè)三維空間中,假如每一條封閉的曲線都能收縮成類似一點(diǎn),其中只要有一點(diǎn)是曲點(diǎn),那么這個(gè)空間就不一定是一個(gè)三維的圓球,而可能是一個(gè)三維的環(huán)面。這里的“曲點(diǎn)”,是特指把閉弦能收縮到的極點(diǎn)。因?yàn)辇嫾尤R猜想的約束條件須知是所有封閉曲線,集中實(shí)際是等價(jià)于封閉曲線包圍的那塊二維面。即龐加萊猜想只等價(jià)于超弦理論中的開(kāi)弦,并不等價(jià)于其閉弦。
C、龐加萊猜想外定理:在一個(gè)三維空間中,假如每一條封閉的曲線都能收縮成一點(diǎn)的三維圓球,而其內(nèi)同時(shí)還有每一條封閉的曲線都能收縮成類似一曲點(diǎn),那么這個(gè)空間一定是一個(gè)三維空心圓球。這是由于規(guī)范場(chǎng)分阿貝爾規(guī)范場(chǎng)和非阿貝爾規(guī)范場(chǎng),它們都有整體對(duì)稱和定域?qū)ΨQ兩種區(qū)別,只是在定域?qū)ΨQ上后者比前者有更嚴(yán)格的條件,代數(shù)式也更復(fù)雜化些。把整體對(duì)稱和定域?qū)ΨQ聯(lián)系龐加萊猜想,超弦會(huì)出現(xiàn)熵流。
D、龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)引理:空心圓球不撕破和不跳躍粘貼,能把內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面。這是龐加萊猜想外定理改為的一道數(shù)學(xué)難題,被用三旋理論得證后的叫法。龐加萊猜想出現(xiàn)熵流的龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)引理,應(yīng)用范圍很廣。
1、解決時(shí)間起源問(wèn)題。龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)難題,1963年是趙本旭先生從川大數(shù)學(xué)系帶出傳給我們的。經(jīng)過(guò)40多年潛心研究終以三旋理論攻克,于2006年才在中國(guó)工程研究院工學(xué)院主辦的《教學(xué)與科技》學(xué)報(bào)第3期發(fā)表。公開(kāi)的原因,一是龐加萊猜想得證的消息已公開(kāi),二是霍金發(fā)動(dòng)的黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)也快要結(jié)束。2006年霍金在北京的國(guó)際弦理論會(huì)議上報(bào)告說(shuō),假定宇宙的開(kāi)端正如地球的南極,其緯度取時(shí)間的角色,宇宙就在南極作為一個(gè)起始點(diǎn)。但KAM定理的回歸會(huì)破壞霍金證明。我們就借助龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)引理,在一個(gè)三維空心圓球上,用一條封閉的曲線把球分成兩半,組成圓球內(nèi)外對(duì)稱圖相的翻轉(zhuǎn),可證這類對(duì)稱中隱含不對(duì)稱的密度交流,而且有被龐加萊猜想球點(diǎn)自旋的復(fù)雜程度概率所阻斷,這才是時(shí)間之箭的起因。《宇宙開(kāi)端之前無(wú)時(shí)間新解》的論文,可解霍金宇宙開(kāi)端之前無(wú)時(shí)間證明的不完備性。
2、簡(jiǎn)證貝肯斯坦-霍金熵公式。一個(gè)空間區(qū)域能容納的信息的最大比特?cái)?shù),等于邊界面積上所覆蓋的普朗克面像素,在同時(shí)考慮引力和量子力學(xué)的時(shí)候,被帶向一個(gè)數(shù)學(xué)表述,即普朗克面積最多為1/4比特。2008年我們?cè)凇逗映貙W(xué)院學(xué)報(bào)》發(fā)表的《觀控相對(duì)界與信息范型》,用龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)引理簡(jiǎn)證反復(fù)出現(xiàn)且無(wú)處不在的1/4。這就是任何點(diǎn)內(nèi)空間的信息要翻轉(zhuǎn)覆蓋在點(diǎn)外的球殼上,反之如同眼睛。假設(shè)視界有類似普朗克尺度點(diǎn)孔的通道,以此進(jìn)入或錄入球殼進(jìn)行比特計(jì)量,設(shè)r=半徑,D=直徑,則穿過(guò)觀控相對(duì)界的圓眼孔通道面積S1 =πr²;覆蓋在點(diǎn)外的球殼面積S2=πD²=4πr²。則最終形成的信息熵的視界表面積比是:
A= S1/S2=πr²/πD²=1/4 (1)
設(shè)每經(jīng)過(guò)普朗克管道截面的面積極限孔一次為信息單位一比特,那么一個(gè)類似普朗克長(zhǎng)度半徑的球體物質(zhì)A的信息量為1/4 。
3、地震和經(jīng)絡(luò)等預(yù)測(cè)問(wèn)題。QCD全息原理與龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)引理結(jié)合,將來(lái)可應(yīng)用到地震和經(jīng)絡(luò)信息等的觀察預(yù)報(bào)上。原理類似功率譜定義分析的方法:隨機(jī)的噪聲為白色噪聲。黑色噪聲是比棕色噪聲的關(guān)聯(lián)性,更強(qiáng)的噪聲。而所謂棕色噪聲指對(duì)耳朵沒(méi)有吸引力,但是它的高度關(guān)聯(lián)性使得它的演化可以預(yù)測(cè)。介于白色噪聲和棕色噪聲之間的是粉色噪聲,如音樂(lè)作品是一種粉色噪聲。而從地震到經(jīng)絡(luò)等類的自然演變都是黑色噪聲,它們的更強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性結(jié)合QCD和QCD化學(xué)等深層次機(jī)理,把地震和經(jīng)絡(luò)看成點(diǎn)內(nèi)信息,可以被翻轉(zhuǎn),那么也許就可以被恢復(fù),可以被重組,可以被預(yù)測(cè)。這如全息圖是由光被描繪物體不同部分的散射得到類似的(即以充滿微小的明暗斑點(diǎn)為形式的信息)被看成只是一些隨機(jī)的光學(xué)噪聲。當(dāng)然這不是指聲音,是表示類似電視機(jī)有時(shí)出現(xiàn)“雪花點(diǎn)”的那種隨機(jī)的、雜亂無(wú)章的信息。
4、神奇的球繞流或繞流球。這類似從空心球內(nèi)外表面翻轉(zhuǎn)穿孔看,僅取針對(duì)于一個(gè)點(diǎn)的操作。把龐加萊猜想正定理、逆定理和翻轉(zhuǎn)引理三者結(jié)合,也能把球面和環(huán)面兩個(gè)不同拓?fù)漕愋徒Y(jié)合,造成既是球又是圈的量子不確定性圖像。即把環(huán)圈收縮到“曲點(diǎn)”,只留一個(gè)“點(diǎn)”的空位,它還是“圈”;但只要翻轉(zhuǎn)來(lái)的“點(diǎn)”填充了這個(gè)空位,它又變成了“球”。反之,亦然。如再結(jié)合流體力學(xué)的“邊界層流”,因在球殼內(nèi)、外的進(jìn)、出口處,會(huì)有湍流“匯”和“源”,影響整個(gè)球內(nèi)、外的繞流。這不僅有層流渦旋運(yùn)動(dòng),而且有湍流運(yùn)動(dòng);既有線旋,也有面旋,更有體旋。使之成為球繞流或繞流球式的瑞奇流生成元,這還不基本、神奇嗎?
5、龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)引理也可以用來(lái),反證龐加萊猜想正定理。這可用佩雷爾曼的證明來(lái)理解。2006年的第25屆國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)和2010年美國(guó)克萊數(shù)學(xué)研究所宣布的千禧年難題大獎(jiǎng),因龐加萊猜想的證明,俄國(guó)年青數(shù)學(xué)家佩雷爾曼都是獲得者,但他都拒絕出席會(huì)議和接受高達(dá)100萬(wàn)美元的獎(jiǎng)金。他拒絕的理由是,他認(rèn)為美國(guó)的漢密爾頓應(yīng)該與他分享同等的榮譽(yù)。漢密爾頓是用一種類似于熱擴(kuò)散方程的動(dòng)力過(guò)程,來(lái)處理龐加萊猜想熵流出現(xiàn)的拓樸“瑞奇流”問(wèn)題的。熱擴(kuò)散類似把空心圓球的內(nèi)表面從外表面里取出,分成兩個(gè)熱容器,然后用一根管道連通,溫度高的容器會(huì)向低的容器擴(kuò)散熱流。但如果這里的管道有閥門(mén),就聯(lián)系所謂的麥克斯韋妖。這里漢密爾頓遇到的一個(gè)障礙,就類似在用曲率方法推動(dòng)空間變化時(shí),遇到了奇異點(diǎn)。而如何處理奇異點(diǎn),就成為整個(gè)龐加萊猜想證明中最重要的一部分。
佩雷爾曼后來(lái)改進(jìn)了漢密爾頓的方法,從一個(gè)不規(guī)則的、復(fù)雜的、難于分析或入手的三維形狀開(kāi)始,依照瑞奇流理論,改進(jìn)和找到一個(gè)比漢密爾頓更好的分析和控制閥門(mén)的方法,讓閥門(mén)這個(gè)泡泡圖形改變著、演化著,泡泡可以跳動(dòng):有時(shí)一個(gè)泡泡會(huì)破裂分散成碎片,它們會(huì)適應(yīng)變化的球形或管狀形,但這些變化是有時(shí)限的,并讓“瑞奇流”持續(xù)到最終展示出所有的泡泡,都過(guò)度到一個(gè)如同三旋的完美形式,且表明所有的奇異點(diǎn)都是友好的。這意味著可按自己的意愿切割空間,而揭示了瑟斯頓的幾何化猜想。
漢密爾頓在20世紀(jì)80年代早期,才提出“瑞奇流”的思想。這源自愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論和弦理論。但在2006年國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)上,漢密爾頓說(shuō),“瑞奇流”是由他本人和哈佛大學(xué)的丘成桐發(fā)展起來(lái)的。我們不能說(shuō)佩雷爾曼和漢密爾頓、丘成桐發(fā)展起來(lái)的方法,就是我們的三旋方法。但我們40多年的艱辛也許能夠說(shuō),這類似用三旋理論解答空心圓球不撕破和不跳躍粘貼,能把內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面難題的方法。美國(guó)哥倫比亞大學(xué)數(shù)學(xué)家摩根評(píng)論說(shuō):佩雷爾曼所用的方法“發(fā)現(xiàn)了數(shù)學(xué)中兩個(gè)不相關(guān)領(lǐng)域之間深刻的聯(lián)系”。華裔數(shù)學(xué)家、哈佛大學(xué)教授丘成桐評(píng)論說(shuō):三維空間是人類生存于其中的空間,是最重要也是最難于研究的空間。數(shù)學(xué)家們認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題的證明,已經(jīng)奮斗了100年,也許還要等上100年的時(shí)間,才能完全明白這個(gè)問(wèn)題對(duì)數(shù)學(xué)和物理學(xué)的全部意義。
二、持球跑進(jìn)與龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)
丘成桐教授說(shuō)的龐加萊猜想證明對(duì)數(shù)學(xué)和物理學(xué)的全部意義,也許圍繞多維是如何等價(jià)于三維這個(gè)21世紀(jì)最大的物理難題。它的背后還牽涉霍金提出的黑洞輻射信息丟失之謎。
薩斯坎德認(rèn)為霍金之謎的答案有3個(gè):A、信息從黑洞輻射中跑掉了;B、信息丟失了;C、信息最終留在了黑洞蒸發(fā)完后的某種微小的殊留物中,它們比普朗克尺度小,也比普朗克質(zhì)量輕。對(duì)此用21世紀(jì)弦論這個(gè)框架,檢驗(yàn)霍金的信息丟失佯謬,即使能夠證明弦的質(zhì)量足夠大的時(shí),基本弦會(huì)形成一個(gè)黑洞,得到的也只是:A、如果霍金是對(duì)的,黑洞導(dǎo)致信息丟失,弦論的數(shù)學(xué)會(huì)證明這個(gè)結(jié)論;B、如果霍金是錯(cuò)的,弦論會(huì)告訴信息是如何逃離黑洞的;C、特霍夫特即使反對(duì)弦論,排斥它是“終極理論”的主張,這也不能增加熱力學(xué)、牛頓引力理論、廣義相對(duì)論和量子力學(xué)為特征的原理約定集合的威力。
我們認(rèn)為,即使特霍夫特自己提出的全息原理,也還不夠完善;再加上薩斯坎德自己的黑洞互補(bǔ)性原理,也是如此。理由可用用薩斯坎德自己的定義及黑洞互補(bǔ)性原理證明:
1、看薩斯坎德的黑洞定義:一個(gè)區(qū)域能被壓縮進(jìn)的質(zhì)量最大的物體就是黑洞,它的視界與邊界重合,“東西”的質(zhì)量不可能超過(guò)它,不然就會(huì)溢出邊界。我們的分析是:
1)黑洞是個(gè)宏觀物體,但根據(jù)這個(gè)定義和引力公式,黑洞也可以是微觀物體。如把1千克質(zhì)量的物體壓縮進(jìn)一個(gè)基本粒子尺度的區(qū)域,這個(gè)物體既是粒子,也是黑洞。這實(shí)際是把新疆醫(yī)大劉月生教授等的觀控相對(duì)論,類似我們推進(jìn)到觀控相對(duì)界;認(rèn)為此界類似等價(jià)于黑洞視界或點(diǎn)視界。如用點(diǎn)內(nèi)空間代表微觀區(qū)域,用點(diǎn)外空間代表宏觀區(qū)域,把劉月生提出的結(jié)構(gòu)信息和交換信息的概念,分別與假設(shè)的微觀區(qū)域內(nèi)的“人”或物的觀察和宏觀區(qū)域內(nèi)的人或物的觀察對(duì)應(yīng)起來(lái):以結(jié)構(gòu)信息等價(jià)于類似的“微觀人”或“點(diǎn)內(nèi)人”;交換信息等價(jià)于類似的“宏觀人”或“點(diǎn)外人”,就更容易對(duì)跑進(jìn)黑洞的信息進(jìn)行操作和理解。
2)根據(jù)黑洞定義和引力公式,黑洞視界附近存在熱晃動(dòng)和量子晃動(dòng)的混合。對(duì)微觀人或點(diǎn)內(nèi)人、宏觀人或點(diǎn)外人來(lái)說(shuō),穿過(guò)視界熱晃動(dòng)和量子晃動(dòng)變成了危險(xiǎn)的熱擾動(dòng),熱晃動(dòng)可以把能量轉(zhuǎn)移到原子和分子,撕裂原子和分子,殺死人和一切生物,但量子擾動(dòng)不會(huì)有這些效應(yīng)。正是基于此,霍金才提出信息不一定守恒,即使黑洞蒸發(fā)或輻射也不能帶出信息。
反沖效應(yīng)、“隱形傳態(tài)”、“量子毛發(fā)”、“嬰兒宇宙”等是信息能夠被轉(zhuǎn)移的設(shè)想。
如考慮反沖的非熱輻射譜,相當(dāng)于第一個(gè)粒子輻射出來(lái)后,它又飛回了黑洞才輻射第二個(gè)粒子,這兩個(gè)輻射是個(gè)熵不變的類似絕熱過(guò)程,信息不會(huì)丟失。薩斯坎德的評(píng)論是,信息需要量子通道,這些設(shè)想是否有,或者是怎么建立起來(lái)的,不知道。我們認(rèn)為,這里還存在類似“羊過(guò)河”寓言故事的難題---在一維空間的橋上,兩只相對(duì)而行的羊,在橋中間如何交換位置?所以即使熱輻射考慮反沖也不可能被修正。
3)黑洞視界歸根到底是分個(gè)不變量問(wèn)題。不變量分“0”不變量和“有”不變量。薩斯坎德和特霍夫特等不同意霍金的觀點(diǎn),以全息原理保衛(wèi)信息守恒這一個(gè)自然基本定律,是對(duì)的。但他們都分不清楚信息守恒是屬于“有”不變量,而能量守恒是屬于“0”不變量。
有不變量指類似素?cái)?shù)的不可分,駐波波長(zhǎng)類似合數(shù)的不變,以及自然空間維數(shù)守恒等。“0”不變量指類似量子起伏,霍金輻射,以及量子隧道效應(yīng)等。人的“活”與死類似有視界,也含有個(gè)“0”不變量。如此分析,薩斯坎德和特霍夫特等打的黑洞戰(zhàn)爭(zhēng),可分解為三大類:
A、如果不分視界,信息、熵、物質(zhì)、時(shí)間、空間、光速與超光速,是平等的或同一級(jí)的,那么黑洞內(nèi)外的信息是等價(jià)的,信息守恒。B、如果要分視界,信息、熵、物質(zhì)、時(shí)間、空間、光速與超光速,是分正、負(fù)或虛、實(shí)的內(nèi)外界面才是平等的,那么黑洞內(nèi)外的信息是各自等價(jià)的,黑洞外信息與黑洞外信息守恒;黑洞內(nèi)信息與黑洞內(nèi)信息守恒。兩者相加,信息守恒;也可以說(shuō)不守恒。C、如果視界內(nèi)外的面積可以翻轉(zhuǎn),未知大于已知,或“有”少于“無(wú)”;但總之面積內(nèi)部會(huì)少于外部?jī)?nèi)部,那么粒子的密度或能率,要大于外部粒子的密度或能率,其比例因子,類似通道截面圓面的面積比殼外球表的球面面積。
2、黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)豐富和沖擊了實(shí)踐論與矛盾論,薩斯坎德的《黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)》實(shí)際類似一本“新實(shí)踐論與矛盾論及其協(xié)調(diào)”的教科書(shū)。根據(jù)黑洞分視界,他對(duì)實(shí)踐論與矛盾論定義的意思是:
分別把“微觀人”(或“點(diǎn)內(nèi)人”)和“宏觀人”(或“點(diǎn)外人”)聲稱不一致的兩個(gè)觀測(cè),不論結(jié)合到哪邊腦海景象而得到一個(gè)觀測(cè)事實(shí),這在物理上都是不可能實(shí)現(xiàn)的。
1)薩斯坎德的這個(gè)定義,是與上面的黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)的三大分類對(duì)應(yīng)的:A、實(shí)踐即使是針對(duì)同一個(gè)事件,但如果是視界內(nèi)外兩種人的觀察,而且又是不一致的兩個(gè)觀測(cè)的結(jié)論,要合在其中一種人的腦海景象中,不矛盾是不可能的。B、實(shí)踐即使是同一個(gè)人,針對(duì)同一類的事件,但如果實(shí)驗(yàn)是不同時(shí)的兩次觀察,而且用的方法也不同,又是不一致的兩個(gè)觀測(cè)的結(jié)論,要合在一個(gè)人的腦海景象中,不矛盾是不可能的。C、薩斯坎德說(shuō),這就類似波粒二象性的矛盾。玻爾在調(diào)和這類矛盾時(shí),提出了互補(bǔ)性原理。它的前提條件是:當(dāng)你排除了所有不可能性的時(shí)候,不論剩下的什么,不論多不合理,它一定就是真相---即使如果故事本質(zhì)的兩種相互矛盾的結(jié)論,至少其中一個(gè)結(jié)果必定是錯(cuò)的,因?yàn)樗麄兯f(shuō)的是相反的,但也有一件不可能的事:這兩個(gè)故事都不是假的,他們都是真的,是以一種互補(bǔ)的方式。微觀視界的波粒二象性就是這種情況。于是薩斯坎德針對(duì)黑洞視界的熱晃動(dòng)和量子晃動(dòng)二象性的處理,認(rèn)為也是這種情況,而提出黑洞互補(bǔ)性原理。
2)在弦學(xué)或黑洞這種情形中,實(shí)踐論要面臨一個(gè)實(shí)驗(yàn)選擇:你是作“宏觀人”(點(diǎn)外人)留在黑洞外面,從視界的安全的那一側(cè)記錄數(shù)據(jù)呢?還是作“微觀人”(點(diǎn)內(nèi)人)跳進(jìn)黑洞,從內(nèi)部進(jìn)行觀測(cè)?這里一個(gè)人不能同時(shí)分裂為兩部分:既是留在黑洞外面,又是跳進(jìn)黑洞進(jìn)行觀測(cè)。這種情況不矛盾是不可能的,且是不能互補(bǔ)的絕對(duì)性矛盾。即你不可能同時(shí)在外面又在內(nèi)部。為什么黑洞就不一樣呢?薩斯坎德說(shuō),根據(jù)視界的定義,沒(méi)有信息可以從黑洞里面?zhèn)鞯酵饷妗R暯缤饷娴狞c(diǎn)外人(宏觀人)與視界內(nèi)部的點(diǎn)內(nèi)人(微觀人)和物的聯(lián)系是被永久隔絕的,這不是通過(guò)一堵很厚的墻,而是通過(guò)物理學(xué)的基本規(guī)律。
3)但要回答信息不丟失之謎,僅僅提出黑洞互補(bǔ)性原理是不夠的。一是還缺乏細(xì)節(jié),微觀人(點(diǎn)內(nèi)人)可能還會(huì)遇到新的視界,例如將不可避免要依賴于超越普朗克尺度的物理學(xué)。其次,即使特霍夫特的全息原理能幫忙,但全息原理本身也含有龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)問(wèn)題:這類似死了幾千年的埃及法老的棺材里的木乃伊,有人能知曉他生前的死因,一是木乃伊體內(nèi)保留有死因信息的粒子,要向外送出;二是陵墓外認(rèn)知死因信息粒子的人,也要針對(duì)它輸進(jìn)認(rèn)知。即要認(rèn)識(shí)全息、制造全息,必須要兩種相干粒子對(duì)撞。這也會(huì)遇到類似“羊過(guò)河”寓言故事的難題---在一維空間的橋上,兩只相對(duì)而行的羊,在橋中間如何交換位置?所以薩斯坎德在的全書(shū)中,他和特霍夫特等反霍金一派論證的一個(gè)有力說(shuō)辭,是用“持球跑進(jìn)”。
3、薩斯坎德說(shuō),現(xiàn)在來(lái)檢查黑洞不丟失信息,這并不是一種終結(jié)。一種科學(xué)理論能成為主流,它還有許多細(xì)節(jié)。在他的這些細(xì)節(jié)的考量中,也許有新的理論“持球跑進(jìn)”。這是薩斯坎德把美式足球的一個(gè)術(shù)語(yǔ)引進(jìn)科學(xué),原意指樞紐前衛(wèi)在傳球掩護(hù)被攻破后的持球跑進(jìn)。在弦學(xué)中,指一種視界被突破后,會(huì)自然帶進(jìn)內(nèi)景與外景兩種不同的看法。薩斯坎德把這稱為科學(xué)的一種新互補(bǔ)原理,實(shí)際“持球跑進(jìn)”也是與龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)定理等價(jià)。正是在“持球跑進(jìn)”的細(xì)節(jié)的考量中,斯坎德的新實(shí)踐論與矛盾論的定義,揭示了21世紀(jì)弦論、全息原理以及持黑洞不丟失信息的幾乎所有非主流推論細(xì)節(jié)中的一個(gè)基礎(chǔ)性紕漏。
1)例如在李新洲等翻譯,湖南科學(xué)技術(shù)出版社2010年出版的《黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)》,僅301-302頁(yè)的圖圖片及文字就有兩處矛盾。一是薩斯坎德把持球跑進(jìn)的翻轉(zhuǎn),推理到普朗克尺度的只給一維的沿著線地移動(dòng)的類似“點(diǎn)”的微觀人。這是把微觀的“線地人”看成算珠的一些小珠子,試著不用其他維度去想象線和珠子,為了追蹤不同的類型,可用紅、藍(lán)、綠等色標(biāo)記珠子。這種組合有無(wú)限多種可能性,但它們能持球跑進(jìn)相互穿越交流發(fā)送信息嗎?不能。
2)所以薩斯坎德給出了第二套方案:“線地人”要用一個(gè)高倍顯微鏡來(lái)觀測(cè)它們生活的世界,看到的其實(shí)是二維的,并不是沒(méi)有粗細(xì)的線,而是一個(gè)圓柱面。在顯微鏡下,有一些小得多的物體,類似螞蟻一樣,可以沿著圓柱面的柱長(zhǎng)和表面在兩個(gè)方向同時(shí)移動(dòng),彼此通行,而不發(fā)生碰撞。這對(duì)嗎?單就柱面這個(gè)效應(yīng)的事實(shí)說(shuō)來(lái),是對(duì)的。但就線和珠子已經(jīng)推理到普朗克尺度的視界來(lái)說(shuō),那么薩斯坎德違法了自己的實(shí)踐-矛盾定義:其一,“線地人”針對(duì)相互穿越交流發(fā)送信息,是用不同時(shí)的兩次,且用的方法也不同的觀察,又是不一致的兩個(gè)觀測(cè)的結(jié)論,合在一個(gè)的腦海景象中,不矛盾是不可能的。其二,這里普朗克尺度的“線地人”,不能沒(méi)有區(qū)別地同時(shí)分裂為兩部分,即“線地人”不可能同時(shí)在普朗克尺度視界外面又在普朗克尺度視界內(nèi)部。這種情況不矛盾是不可能的,且是不能互補(bǔ)的絕對(duì)性矛盾。
3)此外,按薩斯坎德的“持球跑進(jìn)”的本意,代表持球運(yùn)動(dòng)員的線地人,和代表“信息”的球,是同一層次,或平等的整體,球不是線地人身體的線地原子、分子。按特霍夫特畫(huà)的基本粒子譜圖的猜想,如果把線地人比做宏觀人,線地原子比做宏觀人身體里的原子,那么如果把線地人身體壓縮進(jìn)線地原子所占據(jù)的直徑尺度體積,線地人將變成一個(gè)黑洞,薩斯坎德和特霍夫特等反對(duì)霍金的理由,且不是又變成了悖論。
4、解救的辦法只有三旋理論。從龐加萊猜想翻轉(zhuǎn)引理,試著不用其他維度去想象線和珠子。這里的“線”不再是圓柱面的線材,而是圓柱面的管子;珠子也不是在圓柱面外移動(dòng)類似的算盤(pán)珠子,而是在圓柱管內(nèi)移動(dòng)的,類似球面或環(huán)面的珠子。當(dāng)然如果珠子的自旋只有面旋和線旋,要持球跑進(jìn)相互穿越交流發(fā)送信息也不行。薩斯坎德說(shuō),理論物理學(xué)家常用來(lái)交流的是專業(yè)的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,要區(qū)分持有的實(shí)踐論和矛盾論是他們先前經(jīng)驗(yàn)的腦海景象,還是重新裝備的的數(shù)學(xué)公式。如在三旋理論中,球體的內(nèi)稟自旋有兩種:面旋和體旋。面旋是,設(shè)大指姆指與其余四指垂直,左手或右手握住球體,大指姆指的方向規(guī)定為球體的軸線,那么其余四指的方向標(biāo)示的運(yùn)動(dòng)為“面旋”。它有正反兩類狀態(tài):A和a。體旋是,設(shè)大指姆指與其余四指垂直,左手或右手握住球體,大指姆值指的方向先設(shè)為球體的面旋軸線,如果其余四指的方向無(wú)運(yùn)動(dòng),而是大指姆彎曲指示的方向才有轉(zhuǎn)動(dòng),此運(yùn)動(dòng)稱為“體旋”。它也有正反兩類狀態(tài):B和b;此時(shí)體旋的轉(zhuǎn)軸與面旋的轉(zhuǎn)軸垂直,并可在面旋平面轉(zhuǎn)動(dòng)360度。
1)面旋和體旋還可兩兩組合,就有四類狀態(tài):AB、Ab、aB、ab。按張學(xué)文先生的組成論,一個(gè)(或N)“龐加萊猜想球點(diǎn)”的標(biāo)志值的個(gè)數(shù)n就是8;根據(jù)他的復(fù)雜程度公式,復(fù)雜程度是與概率聯(lián)系對(duì)應(yīng)的一種平均值;對(duì)數(shù)以2為底,其復(fù)雜程度值是:
C=(n)log(n/N)=8log8=24 bit (2)
而類圈體(即環(huán)圈)內(nèi)稟自旋有三種:面旋、體旋和線旋。面旋和體旋跟球體相似,只是線旋是多出的。線旋類似通電磁線圈磁場(chǎng)的磁力線轉(zhuǎn)動(dòng);它還分平凡線旋(G、g)和非平凡線旋(E、e;H、h)。類圈體的面旋、體旋和線旋還可兩兩組合,或三三組合,合計(jì)的標(biāo)志值個(gè)數(shù)就是62,對(duì)數(shù)以2為底,其復(fù)雜程度值是:
C=(n)log(n/N)=62log62=353 bit (3)
2)空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面,把管道及珠子推理到普朗克尺度,只給一維的沿著管線內(nèi)壁移動(dòng)。內(nèi)外各自持球跑進(jìn)的珠子相遇,在轉(zhuǎn)點(diǎn)的普朗克尺度上,由于還可以各占一半合成一個(gè)球體,作體旋翻轉(zhuǎn)后,各自再分開(kāi),恢復(fù)原來(lái)各自的形態(tài)。此前,“轉(zhuǎn)點(diǎn)”的“龐加萊猜想球”自旋,如果是作純面旋,那么從內(nèi)向外或從外向內(nèi)的交流就會(huì)被阻塞;不堵塞只能作純體旋和四類組合旋。只不過(guò)純體旋的轉(zhuǎn)軸方向,與管柱壁的管長(zhǎng)方向的中心線垂直。
3)空心圓球內(nèi)表面翻轉(zhuǎn)成外表面,在龐加萊猜想球式的“轉(zhuǎn)點(diǎn)”自旋這里,存在量子論類似的“間斷”性。原因是,其一,即使球體的純體旋不阻塞從內(nèi)向外或從外向內(nèi)的交流,但由于“轉(zhuǎn)點(diǎn)”外的交流是在同一段線上運(yùn)動(dòng),根據(jù)廣義泡利不相容原理,它們必須“間斷”交換才能進(jìn)行。其二,如果是四類組合旋有一個(gè)被選擇,本身也產(chǎn)生“間斷”,原因是它有旋到純面旋位置的時(shí)候,這種阻塞即使時(shí)間是短暫的,因雙方運(yùn)動(dòng)的速度或頻率差,也要用普朗克尺度來(lái)截止可能涉及小數(shù)點(diǎn)后面的無(wú)理數(shù)或有理數(shù)的位數(shù)計(jì)算。
三、鳳凰涅槃的科學(xué)在哪里
薩斯坎德對(duì)“弦”有一個(gè)很直觀通俗的定義:“任何能形變,長(zhǎng)度大于粗細(xì)的物體就是弦”。我們延伸這個(gè)定義,就能射影“玄”:“任何能模式,抽象大于直觀實(shí)際的描述就是玄”。當(dāng)然薩斯坎德研究的不是生活中碰到的長(zhǎng)大于粗的蹦極繩、橡皮筋等弦,而是核弦QCD弦和基本弦,這理所當(dāng)然是抽象大于直觀實(shí)際的玄學(xué)。兩千多年前,我國(guó)著名的人物老子,在《道德經(jīng)》中就說(shuō):“玄,玄之又玄,眾妙之門(mén)”。“常有,欲以觀其徼。此兩者同出而異名。”這可表明,我國(guó)是世界上最早進(jìn)入弦學(xué)的國(guó)家。從古代法自然的太極、陰陽(yáng)、五行、經(jīng)絡(luò)等東方弦學(xué),到直接應(yīng)用發(fā)展為射影社會(huì)的魏晉時(shí)期明侃的玄學(xué)。
在現(xiàn)代,量子中國(guó)始末又再一次見(jiàn)證了我國(guó)弦學(xué)的飛躍。早在1953年,當(dāng)時(shí)新中國(guó)的設(shè)計(jì)師和舵手們,就開(kāi)始極力打造量子中國(guó),三年大躍進(jìn)后,把他們十分關(guān)心的物質(zhì)結(jié)構(gòu)問(wèn)題,在1966年鑄造為基礎(chǔ)科學(xué)主旋律的層子,飛出了金鳳凰。十年文化大革命后,鳳凰涅槃,改革開(kāi)放迎來(lái)科學(xué)的春天。到現(xiàn)在的世界上,鳳凰涅槃的科學(xué)在哪里呢?
1、《黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)》中說(shuō):“brane這個(gè)詞在英語(yǔ)字典中并不存在,只在弦論中使用。它來(lái)自一個(gè)普通的單詞---membrane(膜),一個(gè)可以延伸、可以彎曲的二維曲面。玻爾欽斯基1995年關(guān)于D-brane的發(fā)現(xiàn),是近年來(lái)物理學(xué)上最重要的事件之一。它不久就對(duì)從黑洞到核物理的所有東西,都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響”。中譯注:“英文p-brane一詞是D維空間中的p維客體,國(guó)內(nèi)最早的譯名1980年出現(xiàn)在上海科技出版社發(fā)行的《科學(xué)》雜志上,譯為p-胚。牛津英語(yǔ)詞典并未收錄brane一詞,而漢語(yǔ)若要?jiǎng)?chuàng)造新字的話,不像使用拼音文字那么容易。近年來(lái),有的學(xué)者將brane譯為膜,但產(chǎn)生了諸如0維膜、1維膜和2維膜都是膜,這樣的笑話。”brane到底如何翻譯,確實(shí)值得討論。按量子中國(guó)始末,按上世紀(jì)80年代中期以前在中國(guó)主流科學(xué)中的巨大影響,將brane譯為層子,或膜或板也是可以的,合符它來(lái)自的普通單詞---membrane的膜和膜板直觀通俗的意思。說(shuō)將brane譯為膜,是“笑話”,過(guò)分了。如果說(shuō)“笑話”, 中譯者將D-brane一詞說(shuō)成是p-brane一詞,但D并不等價(jià)于p,也許也是笑話。
1)如果說(shuō)玻爾欽斯基的D-brane的發(fā)現(xiàn),層子的意思還不夠明顯,那么很快就被阿根廷科學(xué)家馬爾達(dá)西納等所發(fā)展的D-brane所代替,其“層”的意思非常明顯。因?yàn)镈-膜不但可以獨(dú)自存在,而且黏性很強(qiáng),如果把它們帶到一起,它們將黏在一起,形成一個(gè)有若干層的D-胚垛。開(kāi)弦可以在一個(gè)D-胚垛面上移動(dòng),也可以在一個(gè)D-胚垛中間移動(dòng)。滑動(dòng)的弦,其端點(diǎn)必定連在一個(gè)層面上,可以出現(xiàn)若干種組合,以顏色標(biāo)注,可以和QCD弦和力學(xué)相當(dāng)。
2)而早在馬爾達(dá)西納之前,智利科學(xué)家泰特爾鮑姆等在1989年所發(fā)展的反德西特(AdS)空間,把層子的“子”的意思揭示得淋漓盡致。因?yàn)榉吹挛魈乜臻g并不是德西特空間的反物質(zhì),其“反”表示空間曲率是負(fù)的。關(guān)于AdS最有意思的事情,是它有著許多球狀盒子內(nèi)壁的特征,而且AdS是一個(gè)時(shí)空連續(xù)統(tǒng),并且可以做許多小盒子。在三維中,如果盒子是球形,意味著內(nèi)部是一個(gè)球,這里也有類似D-胚垛的層垛意思;如果盒子里面的時(shí)空連續(xù)統(tǒng)類似于一個(gè)柱體的內(nèi)部,那么AdS也可以看做是由無(wú)數(shù)個(gè)片層構(gòu)成的。
3)和馬爾達(dá)西納的D-brane不同,也和普通黑洞不同,AdS黑洞的蒸發(fā)不是到外部空間中:視界不斷輻射的光子沒(méi)地方可去,它們會(huì)再一次掉入黑洞。但D-胚垛利用弦論的對(duì)撞和斷與接的組合,粒子可以蒸發(fā)到外部空間。但打造AdS盒子的真正目的,是要處理全息原理的表達(dá)和翻轉(zhuǎn):在一個(gè)外殼難以滲透的盒子中,所有東西都可用儲(chǔ)存在墻上的像素的信息來(lái)描述。然而泰特爾鮑姆、馬爾達(dá)西納、薩斯坎德和特霍夫特的想法,是在1980年上海科技出版社《科學(xué)》雜志翻譯brane為p-胚之后。近年來(lái)有的學(xué)者將brane譯為D-膜,是順應(yīng)弦學(xué)的發(fā)展。層子鳳凰涅槃出現(xiàn)在與我國(guó)相似的智利和阿根廷等發(fā)展中國(guó)家,是環(huán)球同此涼熱。
4)目前弦論有反德西特空間和D-膜。D-膜有黏性。卡西米平板效應(yīng)也是在兩個(gè)平板之間有一種吸引力。把卡西米效應(yīng)平板稱為K-板或K-膜。如將卡西米效應(yīng)引進(jìn)量子色動(dòng)力學(xué),并與QCD中的D-膜、反D-膜對(duì)應(yīng),從無(wú)黏性出發(fā),反K-板或反K-膜相當(dāng)于反D-膜;有黏性的K-板或K-膜,相當(dāng)于D-膜,也稱為QCD卡西米效應(yīng),或QCD化學(xué),它能說(shuō)明氧o的超立方QCD卡西米效應(yīng),或卡西米效應(yīng)QCD化學(xué)。因?yàn)槠胀ɑ瘜W(xué)是以元素不變?yōu)榍疤幔ㄎ髅仔?yīng)QCD化學(xué)則是以夸克-膠子不變?yōu)榍巴荆且环N低碳無(wú)核污染能源的以夸克-膠子不變?yōu)榍疤岬奶剿餍曰瘜W(xué)。另外,從反德西特空間和反D-膜的負(fù)曲率出發(fā),K-板或K-膜也有負(fù)曲率,這也可稱為反K-板或反K-膜。現(xiàn)代的環(huán)或圈觀點(diǎn),最早是卡路扎1919年提出的;1926年克林(克萊因)再次提出,稱為K-K理論。如果簡(jiǎn)稱為K-環(huán)或-K-圈,與K-板或K-膜、反K-板或反K-膜,D-膜、反D-膜等聯(lián)用,能個(gè)貫通核弦到基本弦一大片
2、說(shuō)到反德西特空間和D-膜,不能不說(shuō)趙國(guó)求教授提出的量子力學(xué)曲率解釋。曲率是個(gè)很不錯(cuò)的概念,早已使用在廣義相對(duì)論等前沿科學(xué)中。AdS用到負(fù)曲率,德西特空間是正曲率;D-膜的曲率可以為正、為0,反D-膜的曲率可以為負(fù)。趙國(guó)求本可以取代或靠近這些成熟科學(xué)理論,但為什么他們反要用量子曲率修正相對(duì)論與量子力學(xué)呢?例如他用“形點(diǎn)轉(zhuǎn)換”,認(rèn)為電子的形狀是球體,把曲率和可視度、幾率、實(shí)驗(yàn)觀察量等聯(lián)系在一起,否定正統(tǒng)量子力學(xué)的非決定論解釋;又用曲率波曲面曲率及方向變化,說(shuō)曲率為0體現(xiàn)實(shí)數(shù)超光速,否定相對(duì)論的速度有視界解釋。但無(wú)論愛(ài)因斯坦的數(shù)學(xué)公式,還是印度科學(xué)家森的快子論,沒(méi)有人反對(duì)超光速的存在,只存在的視界不同。我們說(shuō)的鳳凰涅槃,等價(jià)于薩斯坎德說(shuō)的重新裝備頭腦,或新實(shí)踐論與矛盾論的定義。曲率波面曲率從實(shí)數(shù)到虛數(shù)才是超光速的歸宿。
1)上海交大講師吳新忠博士,是與趙國(guó)求等合著“量子力學(xué)曲率解釋”一書(shū)的作者之一。他辯護(hù)說(shuō):對(duì)于超光速,謹(jǐn)慎開(kāi)放是考慮到未來(lái)理論的發(fā)展;但是,從捍衛(wèi)相對(duì)論的考慮看要盡量排除。關(guān)于量子超光速通信,應(yīng)當(dāng)是不可能的,采用趙國(guó)求的光速傳播的康普頓波重新理解薛定諤波,就有可能排除,具體機(jī)制還需要構(gòu)想。
2)反之,吳新忠博士評(píng)論三旋說(shuō):我堅(jiān)持批判三旋化的量子模型,但又堅(jiān)決支持對(duì)于三旋運(yùn)動(dòng)作出新的量子力學(xué)理解。因?yàn)槿诮?jīng)典物理層面有說(shuō)服力,在量子層面根本不是把宏觀三旋無(wú)限縮小,保持同胚不變就能解決的;而是要把宏觀三旋的拉格朗日量,哈密頓量構(gòu)造出來(lái),再換用厄米算符做量子化處理。其次,即使粒子有三旋密碼,粒子的薛定諤波一般是球面波,就如細(xì)胞中蛋白質(zhì)與核酸的幾何結(jié)構(gòu)多種多樣,但細(xì)胞振蕩在水面上也是球面波。三旋化的量子論其實(shí)與把電子自旋理解為地球自轉(zhuǎn)類似,是誤以為微觀三旋就是宏觀三旋的縮小,這不對(duì)。而只要把宏觀三旋作為運(yùn)動(dòng)的一種,把它的分析力學(xué)構(gòu)造出來(lái),再用厄米算符取代力學(xué)量,就是量子力學(xué)框架中的三旋模型。所以不是用三旋框架去任意改造成熟科學(xué),這樣就能脫離多數(shù)民間學(xué)者的認(rèn)識(shí)誤區(qū)。目前最好把分析力學(xué)、相對(duì)論如何處理旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容搞清楚。
3)我們非常贊同吳新忠博士說(shuō)的微觀三旋不是宏觀三旋的縮小,但是我們又不懂他說(shuō)的三旋化的量子論。趙說(shuō)電子形狀是球體,又為何自旋不可理解為地球自轉(zhuǎn)類似?眾所周知,對(duì)電子自旋目前在量子力學(xué)和量子信息論中是不同的。形點(diǎn)轉(zhuǎn)換,電子自旋在量子力學(xué)中是不確定性的,這與三旋的不確定性描述是一致的,三旋的量子自旋公式和成熟科學(xué)也應(yīng)一致。形點(diǎn)轉(zhuǎn)換在量子信息論中,電子形狀才考慮是球體,并以轉(zhuǎn)軸向上或向下方向的不同來(lái)區(qū)分自旋的不同,三旋并沒(méi)有給于否定,而是給于了些補(bǔ)充。三旋與曲率相似,都來(lái)之?dāng)?shù)學(xué)。
設(shè)平面曲線上有一長(zhǎng)度的弧段,其此弧段的切線的轉(zhuǎn)角與這段弧長(zhǎng)比的平均,當(dāng)弧段上的點(diǎn)沿曲線從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)弧長(zhǎng)趨向于0時(shí),平均曲線的極限存在,就稱為曲線在趨向點(diǎn)處的曲率。由于曲率點(diǎn)的切線與在該點(diǎn)曲線的曲率圓半徑垂直,把平面從二維變成三維運(yùn)動(dòng),把曲線從一維變成二維運(yùn)動(dòng),此曲率定義不變。由此,即使此點(diǎn)不移動(dòng),由于曲率圓半徑可以在空間變換多個(gè)方向和長(zhǎng)短,此點(diǎn)的切線或切面也就隨同半徑在空間變換多個(gè)方位或形態(tài),因而曲率有正、負(fù)、0及不同大小的選擇。現(xiàn)在把這些宏觀數(shù)學(xué)理解引進(jìn)到微觀物理的場(chǎng)論,也就是量子點(diǎn)的曲率、曲率面、曲率波。這實(shí)際類似曲率點(diǎn)可以旋轉(zhuǎn)。其次曲率波也容易說(shuō)明幾率波,以及所謂的量子點(diǎn),并不是點(diǎn)。現(xiàn)在這些已經(jīng)能夠進(jìn)行檢測(cè)。
4)例如,將每次發(fā)射一個(gè)光子的固體光子發(fā)射器稱為量子點(diǎn),其包含數(shù)千個(gè)原子。在實(shí)驗(yàn)中將量子點(diǎn)放置在一面金屬鏡子附近,并記錄量子點(diǎn)發(fā)射出來(lái)的光子的情況。丹麥科學(xué)家原以為量子點(diǎn)不管是否上下翻轉(zhuǎn),光線的點(diǎn)源(光子)都應(yīng)該擁有同樣的性質(zhì)。但情況并非如此:量子點(diǎn)的方位不同,其發(fā)射出的光子數(shù)也不同。這個(gè)實(shí)驗(yàn)同我們的量子點(diǎn)曲率在立體空間的擴(kuò)展解釋非常契合,即實(shí)驗(yàn)中金屬鏡子表面存在著高度受限量子點(diǎn)的曲率、曲率面、曲率波的等離子激元;而受到強(qiáng)烈的量子點(diǎn)曲率變換限制的等離子激元也暗示著,量子點(diǎn)發(fā)出的光子能被大大地改變,量子點(diǎn)非常可能激活等離子激元,或可以更有效地交互作用激活等離子激元。這可用來(lái)擴(kuò)展在光子晶體、腔量子等光捕捉的立體維度的新光子器件研究。
3、宏觀數(shù)學(xué)理解的三旋來(lái)自:整體←→破洞撕裂←→對(duì)稱←→群論←→自旋←→三旋←→組合←→編碼←→夸克←→QCD←→基本弦膜圈說(shuō)。三旋立足自旋,自旋同速度一樣是中性,不受大小、正負(fù)、虛實(shí)、內(nèi)外的限制。但落實(shí)到具體的受體是實(shí)踐論;把這兩者混同在一起,就成了矛盾論。例如數(shù)學(xué)上速度可以無(wú)限大,落實(shí)到聲速也有超聲速,但聲速實(shí)踐的限制是要有空氣或分子媒介。把光速與聲速類比,是否有超光度呢?光速的載體是量子媒介場(chǎng),聲速就不能類比。因按薩斯坎德的說(shuō)法,量子相互作用力從何而來(lái),法拉第和麥克斯韋以力線或以太作中間媒介---類似社會(huì)這種連續(xù)場(chǎng)。愛(ài)因斯坦的時(shí)空幾何扭曲---類似國(guó)家這種連續(xù)場(chǎng)。費(fèi)曼的粒子拋接雜耍者理論---類似人類生育傳承與擴(kuò)散場(chǎng)。彼此聽(tīng)起來(lái)是那么的不同,但它們都是正確的。這里并不反對(duì)粒子是球面波,問(wèn)題是要說(shuō)通“持球跑進(jìn)”。
1)例如趙國(guó)求等用康普頓波理解薛定諤波、玻爾和德布羅意物質(zhì)波,又分犯常識(shí)性錯(cuò)誤。
一個(gè)粒子的球狀曲率波面數(shù)n或球面能級(jí)數(shù)n,即使相等,也有從里到外,和從外到里計(jì)數(shù)的序列信息標(biāo)記。但趙國(guó)求不作區(qū)別,在換算薛定諤波、玻爾和德布羅意物質(zhì)波與康普頓物質(zhì)波公式時(shí),就混淆了駐波、波節(jié)與能級(jí)、量子數(shù)的概念。對(duì)稱、對(duì)偶可以相互交換,正反可逆的也很多,但一般矩陣的乘法就不可交易。當(dāng)然薩斯坎德也說(shuō),S矩陣是可逆性的,它的有逆操作與翻轉(zhuǎn)定理完全相同,可使信息守恒。霍金發(fā)明的是“非S矩陣”;但黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)是說(shuō)S而非非S,熵增定理只是說(shuō)逆轉(zhuǎn),極為困難,最小的失誤也會(huì)失敗;不知道微觀的精確細(xì)節(jié)也會(huì)失敗。吳新忠在修正趙國(guó)求的球狀曲率波時(shí),企圖用呼波和吸波模型,堅(jiān)持球狀的不可破,又能用負(fù)曲率應(yīng)對(duì)負(fù)能量的困難。但用三旋球繞流大量子論-----類似長(zhǎng)江河流的流動(dòng)和長(zhǎng)江三峽大壩及船閘的圖景,也能解決呼波和吸波模型既可不破,又能相通的問(wèn)題。
2)薩斯坎德說(shuō),只要有持球跑進(jìn)的一維通道,多維世界。虛擬世界也能翻轉(zhuǎn)。例如考慮他正工作在多維空間的那個(gè)房間,他坐在他的椅子上。電腦在他的面前,它也聯(lián)結(jié)著多維世界。他零亂的桌子上堆著他舍不得扔的論文,所有的信息都用普朗克比特精確地編碼,密密麻麻地覆蓋在了房間的墻壁上,跟一般的全息圖的情況一樣。那么通過(guò)一維電線聯(lián)結(jié)的能夠在一個(gè)布滿量子面像素的屏幕上模擬現(xiàn)實(shí)的電腦,以通過(guò)來(lái)回類似龐加萊猜想的翻轉(zhuǎn),在遠(yuǎn)處的邊界上編碼的信息,也是這里多維原始物體的信息的“持球跑進(jìn)”的表示。
3)薩斯坎德說(shuō),這里還可以包括時(shí)間等,不確定性的翻轉(zhuǎn),類似棺材、遺體也可以考慮:設(shè)想一個(gè)包含了太陽(yáng)系的巨大的封閉球面,宏觀人遺體,棺材,游客,墳?zāi)梗厍颍?yáng),還有九大行星,這些信息都被編碼并儲(chǔ)存在這個(gè)巨大的球面上。以此類推,直到宇宙的邊緣或無(wú)窮遠(yuǎn)。每個(gè)層面包裹的所有東西都被描述成一幅全息圖像。但當(dāng)我們尋找全息圖的時(shí)候,它總是在次級(jí)區(qū)域的外面。
4)薩斯坎德說(shuō),物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家區(qū)別于其他人的并不是他們可以看到任意維度----高維或額外維,而是再次重新裝備了自己頭腦的,經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)上艱辛的訓(xùn)練。但更實(shí)質(zhì)的是:一維通道,可纏結(jié)伸進(jìn)任意維度里去;再用龐加萊猜想翻轉(zhuǎn),就能使高維或額外維與三維統(tǒng)一。這里并不是如吳新忠所說(shuō),創(chuàng)立者是把宏觀三旋無(wú)限縮小,讓它處處離不得。創(chuàng)立者是反而認(rèn)為,一般在宏觀和微觀,理想的三旋模型根本就看不見(jiàn)。即使人體也是個(gè)放大了的多維的卡---丘空間,其多種通道,像心臟作為血液循環(huán)的翻轉(zhuǎn),肺作為空氣循環(huán)的翻轉(zhuǎn),胃作為食物營(yíng)養(yǎng)循環(huán)的翻轉(zhuǎn),腎作為水循環(huán)的翻轉(zhuǎn)等等,其轉(zhuǎn)點(diǎn)交換就不是三旋化的量子模型機(jī)制。
5)但黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)的信息守恒、維數(shù)守恒、能量守恒等不變量,和量子絕熱要求,把持球跑進(jìn)通道的視界推到一維的極端普朗克尺度時(shí),則才揭示出三旋化的量子模型的重要性的。
這里類似0點(diǎn)能的基態(tài),沒(méi)有溫度和能量的運(yùn)動(dòng)仍運(yùn)動(dòng),如量子漲落。這種漲落不能和基態(tài)外的運(yùn)動(dòng)疊加。基態(tài)的三旋也一樣,它和其他的三旋也不能疊加,也不需要把拉格朗日量、哈密頓量、厄米算符做出來(lái)。而三旋的普通態(tài),成熟科學(xué)早就做出,它只是選擇罷了。
在普朗克尺度所有的粒子都統(tǒng)一了,也能統(tǒng)一。在這之外的其他視界,它們變成了從基本弦視界的閉弦引力子,到質(zhì)子視界的膠子;原子視界的卡西米效應(yīng)QCD氧核;地球視界的水;人體玄學(xué)視界的經(jīng)絡(luò),到未來(lái)視界的低碳無(wú)核污染能源。而成熟科學(xué)是從牛頓、法拉第、麥克斯韋、愛(ài)因斯坦、玻爾、費(fèi)曼、彭羅斯、霍金、威滕、馬爾達(dá)西納、特霍夫特等一路堆壘走來(lái)的。如果一些在科學(xué)殿堂有權(quán)勢(shì)的人士,把這稱為“城隍廟”,把向成熟科學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)方法稱為是“城隍廟的老主顧”;有的人士組織個(gè)別“金牌”會(huì)員”,一不如愿就用最不文明的語(yǔ)言,攻擊成熟科學(xué),那么這是基礎(chǔ)科學(xué)的不幸。。
東北海歸博士吳石山先生說(shuō):如果按照實(shí)體與質(zhì)料的角度理解物理學(xué)概念,并按照這個(gè)思路繼續(xù)思考宇宙的演化,可能會(huì)得出同三旋概念類似的結(jié)論。這是一場(chǎng)和薩斯坎德黑洞戰(zhàn)爭(zhēng)的爭(zhēng)奪戰(zhàn),爭(zhēng)分奪秒不是一天兩天,一年兩年,而是十年幾十年。從1959年算起,我們已經(jīng)奮斗了52年。21世紀(jì)新弦學(xué)當(dāng)然也是一種從實(shí)體與質(zhì)料的角度理解物理學(xué)的概念的,但這個(gè)概念還是和吳石山說(shuō)的不同。吳石山說(shuō)的科學(xué)技術(shù),類似工業(yè)生產(chǎn),可以隨市場(chǎng)需要任意發(fā)揮、任意轉(zhuǎn)型、任意批判。而搞基礎(chǔ)科學(xué),類似祖祖輩輩在地上種糧的農(nóng)民搞的農(nóng)業(yè),口糧的主食類似水稻、小麥。這是不易轉(zhuǎn)型的。
而三旋與龐加萊猜想的關(guān)系,就類似水稻與水田的關(guān)系。這是不易轉(zhuǎn)型的。
當(dāng)然,從上世紀(jì)未開(kāi)始出外打工的農(nóng)民工多的是,也是潮流。而作為市場(chǎng)的需要,種糧的農(nóng)民也喜歡良種,也需要真正的科學(xué)家改良品種。所以,基礎(chǔ)科學(xué)不像技術(shù)工程,也能容忍不同的觀點(diǎn)。但像袁隆平這樣有成功首創(chuàng)的科學(xué)家并不多,大多數(shù)科學(xué)家還是類似在跟進(jìn)作工業(yè)技術(shù)或農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)。所以,類似種糧的農(nóng)民厭惡假種子、孬種子,這是保守嗎?這是“城隍廟里的老主顧”嗎?有人說(shuō),生物學(xué)中的遺傳就是一種保守,而變異則是遺傳基礎(chǔ)之上的變異。即使地質(zhì)學(xué)史上的寒武紀(jì)生物大爆發(fā),也絕非平地一聲雷事件。
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