靈遁者：宇宙拓撲量子信息基元理論

第三章：宇宙拓撲量子信息基元理論

如果你熟悉我的科普作品，尤其是《變化》、《見微知著》和《重構世界》，就會深刻的發現，我原來的思路是在現有理論框架內去尋找答案的。只是這個點，從“慣性”理論開始突破。

但是經過了這一系列的思考，我依然有很多困惑。但是這些困惑在這個框架內得到答案，就難免“牽強附會”，所以要有一種“大刀闊斧”的精神，所以你們才會看到這部作品。

因為現有的理論框架，如廣義相對論和標準模型，雖然極其成功，但確實在這些交界處出現了裂痕。要打破困局，往往需要跳出原有范式，進行大膽但合理的創新。

當然，很明顯，沒有前面的科普作品，我怎么敢有今天的思考和思路呢。

比如我現在問你，根據現有物理理論去創新，打破現在物理理論困局，比如引力和量子力學不融洽，再比如量子糾纏的超光速與相對論矛盾等，你會朝哪個方向去突破？

所以我將基于現有理論的線索，提出一個融合性的創新思路，試圖為解決這些困局提供一個研究方向。

這個創新理論就是：宇宙拓撲量子信息基元理論

這個思路的核心是：我們所感知的時空（引力場）并非基本實體，而是一個更基本的、離散的量子信息處理網絡的一種宏觀、低能、振動（涌現）的態。

這個理論融合了全息原理、拓撲量子信息理論和涌現引力論，并嘗試將其推向一個更自洽的邏輯終點。

1. 如何解決引力量子化的問題？

現有困局：嘗試將引力場像其他力場一樣進行量子化（產生引力子），會遇到無法重整化的無窮大問題。廣義相對論的背景無關性（沒有優先的時空背景）與量子場論的背景依賴性（需要固定的時空背景來定義量子漲落）存在根本性沖突。

拓撲量子信息基元理論的思路：

1. 基本實在不是時空，而是量子基元，或者叫量子基元（Qubits）：假設宇宙最基本的組成單元不是點狀的粒子或連續的場，而是抽象的“量子信息單元”（可以想象成一個個量子基元）。這些基元之間存在純粹的量子關聯（糾纏）。

2. 時空從糾纏中涌現：兩個量子基元之間的糾纏程度，決定了它們之間的時空距離。糾纏越強，在涌現的時空中就顯得越“近”；糾纏越弱，就顯得越“遠”。整個時空幾何（即引力場）由這個龐大的拓撲量子基元網絡整體的糾纏結構所決定。

這就解釋了為什么引力與眾不同：它不是一種在時空中傳播的力，而是時空結構本身的體現。因此，對它進行傳統的量子化是行不通的。引力子的概念可能需要被重新理解為時空微觀結構中的某種集體激發模式（類似聲音在原子網格中傳播，但原子本身不是聲音）。

3. 愛因斯坦方程從熱力學中涌現：如同熱力學定律可以從大量原子運動的統計力學中涌現一樣，愛因斯坦的廣義相對論方程可以被證明是從這個基本量子信息網絡的統計行為中涌現出來的宏觀定律。這意味著在宏觀尺度上，它必然表現為平滑的彎曲時空，但其微觀本質是離散和量子的。

這就解決了困局：不再需要強行量子化引力，因為引力本身就是量子系統涌現的副產品。背景無關性也被自然地實現——量子基元網絡本身就是背景，時空是從中衍生的。

很明顯，讀過《變化》的讀者，一下子就能看到其中的不同。因為在《變化》中，引力是實實在在的力，不是一種數學效應。因為從哲學角度去理解，這是無法想象的。而不可想象，就是一種致命缺陷。

而要將其理解為一種“效應”，那么必須要有新的突破，而不是在原有框架中的“修補漏洞”，那是一個永遠修不好的“漏洞”。我們繼續深入，看你能不能得到滿意的答案！

2. 如何解決量子糾纏與相對論的矛盾？（超光速難題）

量子糾纏的瞬時關聯看似違反了相對論中“沒有信息可以超光速傳遞”的規定。

拓撲量子信息基元理論的思路：

1. 非定域性是基本的：在新模型中，非定域的量子關聯是比時空更基本的存在。量子基元之間的連接是原始的、非定域的。

2. 定域性是涌現的：我們日常感知到的“定域性”（事物只能影響其附近的事物）是宏觀涌現的錯覺。就像你在手機上給朋友發信息，感覺信息是定域傳播的（通過附近的基站），但實際上它依賴于一個早已存在的、非定域的全球網絡基礎設施。

3. 糾纏不傳遞信息，它定義關聯：量子糾纏的“瞬時作用”其實是在更新整個系統的整體描述。當你對一個粒子測量時，你并不是發送了一個超光速信號去通知它的伙伴，而是在更新關于這個關聯網絡本身的信息。這個更新是全局的、瞬時的，因為它發生在比時空更基本的層面上。

4. 相對論得以保全：任何可用于通信的因果影響，仍然被限制在涌現的時空結構中，以光速為限。盡管底層是非定域的，但任何操作都無法利用這種非定域性來制造超光速傳遞信息的協議（No-communication theorem 依然成立）。相對論統治的是“可觀測的物理世界”，而量子糾纏揭示的是“不可觀測的、更深層的信息現實”。

這個和我在《變化》和《見微知著》中的解釋也有了區別，比如光速為什么是光速，在書中被認為是一種“時空束縛態”，但在拓撲量子信息基元理論有了新的變化，那就是找到“根基”，但也和原來《變化》中的理論是有聯系的。

拓撲量子信息基元理論解決了困局：“矛盾”源于我們將時空中的定域性概念錯誤地應用到了更基本的、前時空的領域。一旦認識到定域性是涌現的，而非基本的，矛盾自然消解。

新理論可帶來的驗證預測和哲學啟示：

1. 可證偽的預測：

時空的離散性：在極小的尺度（普朗克尺度）下，時空可能會表現出顆粒性或“像素化”效應。某些超高能天體物理現象（如伽馬射線暴）或許能攜帶這種效應的蛛絲馬跡。

糾纏與引力：該理論預言，創造或破壞大量量子糾纏的操作，可能會對時空幾何（引力）產生微小但可能可測的影響。實驗室里正在進行的“引力與量子糾纏關系”的研究正是在檢驗這類思想。

黑洞信息悖論：這個框架自然解決了黑洞信息悖論。落入黑洞的信息并沒有丟失，它只是從我們的時空區域轉換成了黑洞微觀量子基元的特定排列方式，最終可能通過霍金輻射被重新釋放出來。

2. 哲學啟示：

它指向一種深刻的“它源于量子基元信息的世界觀”。物質、能量、時空可能都是次要的，宇宙的終極本質可能是信息的、數學的。

觀測者的角色被重新定義。或許不是“觀測”導致坍縮，而是復雜的量子關聯網絡達到某種臨界穩定狀態時，宏觀的、經典的時空現實才得以穩定涌現。我們作為這個網絡的一部分，我們的“觀測”其實就是我們自身與網絡其他部分的相互作用。

量子基元理論是基于當前諸多前沿思想（如全息原理、量子貝葉斯主義、因果集合論等）的一個綜合性的、指向未來的創新框架。它試圖通過重新定義什么是“基本”，什么是“派生”，來一攬子地解決當前物理學的核心困局。

也就是說，我們開頭所說的，人類的研究“對稱性”和“作用量原理”也不再是最根本的物理基石了。

摘自獨立學者，作家靈遁者作品《信息與關系》

作者簡介：靈遁者，中國獨立學者。原名王銀，陜西綏德縣人。1988年出生，現居西安。哲學家，藝術家，作家。代表作品《觸摸世界》《行者乾坤》《探索生命》《變化》《相觀天下》《手診面診色診大全》《筆有千鈞》《非線性波動》《見微知著》《探索宇宙》《偉大的秘密》《自卑之旅》《云淡風清》《我的世界》《牙牙學語》等。其作品樸實大膽，富有新意。

個人座右銘：生命在于運動，更在于探索。

靈遁者熱讀書籍有：科普六部曲，國學三部曲，散文小說五部曲。

科普五部曲分別為：《變化》《見微知著》《探索生命》《重構世界》《觀自在大千世界》《信息與關系》。

國學三部曲分別為：《相觀天下》《手診面診色診大觀園》《樸易天下》。

散文小說五部曲分別為：《偉大的秘密》《非線性波動》《從今往后》，《云淡風輕》《我的世界》《春風與你》。