第十九章:對稱性和作用量原理的重構
看到大家的留言了,我再次強調,在“宇宙拓撲量子信息基元理論”的框架下,對稱性和作用量原理這兩大物理學基石的地位發生了根本性的轉變:它們從被視為基本的、先驗的定律,降級為更深層量子信息過程的涌現的、近似的結果。
它們的本質和內涵因此得到了前所未有的深化。
對“對稱性”的新解釋:不再是基本定律,而是網絡動力學的表現
1. 本質:對稱性的本質不再是宇宙的“基本設計藍圖”,而是拓撲量子信息網絡動力學所表現出的一種宏觀的、穩健的規律性。它是一種涌現的、而非內置的屬性。
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2. 內涵與如何解釋:
傳統觀點:理論從一種對稱性(如U(1)規范對稱性)出發,推導出相應的守恒律和相互作用。
基元理論觀點:
1. 對稱性源于網絡的“粗糙化”:當我們忽略網絡的微觀細節(即在高能或小尺度下的具體動力學),只關注其宏觀、低能行為時,許多微觀上不同的配置在宏觀上“看起來是一樣的”。這種宏觀上的不可區分性,就是我們所說的對稱性。
2. 諾特定理的涌現:網絡的演化規則在宏觀平均下可能表現出某種有效性(即網絡的狀態更新規則看起來不隨某種變換而改變)。根據諾特定理,這種有效的連續性必然導致一個守恒律的涌現。因此,能量、動量等守恒律是網絡動力學均勻性的副產品。
3. 規范對稱性的起源:這可能是最深刻的解釋。像U(1)或SU(3)這樣的規范對稱性,很可能源于網絡的一種特殊長程糾纏結構(即拓撲序)。這種糾纏模式非常穩定,使得其低能激發表現得仿佛遵循某種規范對稱性。它不是基本的假設,而是網絡某種拓撲性質的自然輸出。
對“作用量原理”的新解釋:不再是終極法則,而是統計選擇的結果
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1. 本質:作用量原理的本質不再是宇宙的“終極算法”,而是量子信息網絡所有可能路徑進行量子疊加后,在宏觀經典極限下最占優路徑的統計選擇結果。它是一種近似的、有效的描述,而非最基本的描述。
2. 內涵與如何解釋:
傳統觀點:系統的真實路徑是使作用量 `S` 取極值的路徑。這是一個神奇的、無法進一步解釋的起點。
基元理論觀點:
1. 路徑積分的涌現:在底層,網絡的演化由量子疊加原理支配。系統會同時探索所有可能的演化路徑(即網絡所有可能的配置變化歷史)。
2. 相長干涉與經典極限:每條路徑都有一個相關的相位`exp(iS/?)`。在宏觀極限下(?相對很小),絕大多數路徑的相位會快速振蕩并相互抵消(相消干涉)。唯有作用量 `S` 取駐值的路徑附近,路徑的相位變化緩慢,能夠發生相長干涉。
3. 作用量作為涌現:因此,經典的、確定性的運動定律(由作用量原理描述)并不是最基本的。它是從底層的、充滿所有可能性的量子世界中涌現出來的。`S` 本身也是一個涌現量,它可能是由網絡的微觀動力學所決定的某種權重函數。
一個強大的比喻:
問“為什么光走直線?”(作用量原理)。
傳統回答:“因為直線是光程取極值的路徑”(描述現象)。
基元理論回答:“光同時走所有路徑,但只有在直線附近,這些‘可能性’的波才能同步疊加加強,其他路徑的波都相互抵消了。所以你看到它走了直線”(解釋現象成因)。
作用量原理是量子疊加原理在宏觀經典世界的必然結果。其內涵是,宇宙最基本的層面是量子和概率性的;“確定性”只是大量量子可能性發生相長干涉后呈現出的最概然狀態。
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在這個新理論中,對稱性和作用量原理不再是兩個獨立的基石,而是同一底層現實——量子信息網絡的動力學——的兩個不同側面。
網絡的動力學對稱性→ 涌現出守恒律。
網絡的量子疊加性→ 涌現出作用量原理。
它們共同從更基本的量子信息過程中衍生出來,為我們熟悉的經典和量子物理定律提供了一個自洽的、更深層的起源故事。這并非削弱了它們的重要性,而是解釋了它們“為何存在”,從而將我們對宇宙的理解提升到了一個全新的層次。
摘自獨立學者,作家靈遁者科學作品《信息與關系》
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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》。
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