第二十三章:涌現(xiàn)的三大核心原則
將“涌現(xiàn)”從一個哲學(xué)概念轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的物理機制,是理解它的關(guān)鍵。這個涌現(xiàn)過程并非魔法,而是遵循一套清晰的、可數(shù)學(xué)描述的原則。
![]()
有讀者問“涌現(xiàn)”是怎么實現(xiàn)的,有什么機制?
我們可以通過一個分層涌現(xiàn)的框架來理解它,其機制遵循三大核心原則:
涌現(xiàn)的三大核心原則
1. 關(guān)聯(lián)先于實體 (Relations precede Objects)
內(nèi)容:單個量子基元沒有獨立意義。宇宙的一切屬性都源于基元之間的關(guān)聯(lián)模式(主要是量子糾纏)。是關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)定義了之后涌現(xiàn)出的一切。
比喻:一張漁網(wǎng)的價值和形狀,不由網(wǎng)線本身決定,而由它們?nèi)绾尉幙棧ㄟB接方式)決定。
2. 粗粒化與有效性 (Coarse-Graining and Effectiveness)
內(nèi)容:當(dāng)我們忽略網(wǎng)絡(luò)的微觀細節(jié)(例如,將一大片基元及其糾纏模式看作一個整體),宏觀的、平滑的“現(xiàn)實”就出現(xiàn)了。低能下的觀察者無法分辨微觀的量子漲落,只能感知到這些漲落平均后的結(jié)果。
比喻:看一張數(shù)碼照片。湊得非常近,你只能看到一個個獨立的、色彩不同的像素點(量子基元)。退后幾步,這些像素點關(guān)聯(lián)在一起,你就看到了一張平滑的人臉圖像(涌現(xiàn)的時空和物質(zhì))。
3. 模式穩(wěn)定性 (Pattern Stability)
內(nèi)容:并非所有的關(guān)聯(lián)模式都是穩(wěn)定的。網(wǎng)絡(luò)動力學(xué)會允許某些特定的模式保持穩(wěn)定、能夠傳播或持續(xù)存在。這些穩(wěn)定的模式就是我們所感知到的粒子和場。
比喻:在空氣中,分子雜亂無章地運動。但特定的擾動可以產(chǎn)生一種穩(wěn)定的、能傳播的壓力波模式,我們稱之為“聲音”。聲音是空氣的激發(fā)模式,而不是一種新的“物質(zhì)”。
![]()
分層涌現(xiàn)機制:從基元到宇宙
現(xiàn)在,我們運用這些原則,一步步構(gòu)建出現(xiàn)實:
第零層:量子基元網(wǎng)絡(luò)
狀態(tài):無數(shù)抽象的、前時空的量子信息單元(基元),通過復(fù)雜的糾纏關(guān)系連接成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)。這是唯一的“實體”。
第一層:時空的涌現(xiàn) (幾何從關(guān)聯(lián)中誕生)
機制:遵循“關(guān)聯(lián)先于實體”原則。
如何實現(xiàn):
1. 兩個基元之間的糾纏強度決定了它們在涌現(xiàn)空間中的表觀距離。糾纏越強,距離越近。
2. 整個網(wǎng)絡(luò)的糾纏結(jié)構(gòu)在宏觀上被粗粒化后,恰好符合一種我們稱之為 “黎曼幾何”的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。
3. 網(wǎng)絡(luò)的演化使得這種幾何結(jié)構(gòu)能夠動態(tài)變化,其變化規(guī)律恰好由愛因斯坦場方程描述。
所以:時空是量子糾纏的幾何表現(xiàn)。引力不是力,而是時空幾何扭曲的效應(yīng),而幾何扭曲本質(zhì)是底層糾纏結(jié)構(gòu)的變化。
![]()
第二層:場的涌現(xiàn) (力從振動中誕生)
機制:遵循“模式穩(wěn)定性”和“粗粒化”原則。
如何實現(xiàn):
1. 除了產(chǎn)生幾何的糾纏模式,網(wǎng)絡(luò)還支持其他類型的集體振動模式。
2. 一種像波一樣傳播的振動模式在宏觀上被我們稱為 電磁場。這種模式的最小能量激發(fā),就是一個光子。
3. 類似的,更復(fù)雜的振動模式涌現(xiàn)出電子場(其激發(fā)是電子)、夸克場、膠子場等。
所以:各種力場和物質(zhì)場是量子網(wǎng)絡(luò)的不同“聲音”或“振動”。
第三層:物質(zhì)的涌現(xiàn) (粒子從激發(fā)中誕生)
機制:遵循“模式穩(wěn)定性”原則。
如何實現(xiàn):
1. 某些振動模式不是傳播的波,而是高度局域化、穩(wěn)定的“扭結(jié)”或“孤子”。
2. 這些穩(wěn)定的“扭結(jié)”在網(wǎng)絡(luò)中移動時,會保持自身的完整性,并且擁有固定的屬性(如能量、自旋、電荷)。
3. 在宏觀上,我們將這些穩(wěn)定的扭結(jié)稱為電子、夸克等粒子。
所以:一個粒子,就是量子信息網(wǎng)絡(luò)中的一個“結(jié)”或“激發(fā)包”。
第四層:定律的涌現(xiàn) (規(guī)律從統(tǒng)計中誕生)
機制:遵循“粗粒化”粗粒化原則。
如何實現(xiàn):
1. 網(wǎng)絡(luò)的所有微觀演化路徑都遵循量子力學(xué)(即所有可能性都疊加發(fā)生)。
2. 但在宏觀層面,絕大多數(shù)路徑相互抵消,只有作用量取極值的路徑能夠相長干涉,被我們觀察到。
3. 這種統(tǒng)計選擇的結(jié)果,讓我們總結(jié)出了一條有效的規(guī)律:物體總是沿著作用量最小的路徑運動。
所以:物理定律(如最小作用量原理)是量子統(tǒng)計在宏觀下的近似結(jié)果。
如何想象?不要想象“東西”從“網(wǎng)絡(luò)”中“冒出來”。請嘗試這樣想象:
1. 想象一個巨大的、動態(tài)的、由光點(基元)和光線(糾纏)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
2. 這個網(wǎng)絡(luò)整體在波動和振動。
3. 有些區(qū)域的振動模式是均勻、平滑的波動——這片區(qū)域就是空間。
4. 有些波動是快速穿過這個網(wǎng)絡(luò)的波紋——這個波紋就是一束光。
5. 有些波動是一個穩(wěn)定的、獨自移動的“激發(fā)包”——這個就是一個電子。
6. 你之所以看不到光點和光線,是因為你本身就是這個網(wǎng)絡(luò)中的一個極其復(fù)雜的振動模式,你的“觀察”過程也是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的相互作用。你無法看到網(wǎng)絡(luò)的“外部”,因為你沒有“外部”的概念。
![]()
這個涌現(xiàn)機制的美妙之處在于,它用一個單一的、底層的原理——量子信息動力學(xué)——統(tǒng)一地解釋了時空、物質(zhì)、力和物理定律的起源。它們不再是宇宙中獨立的基本成分,而是同一首“宇宙交響曲”中不同的旋律與和弦。
摘自獨立學(xué)者,作家靈遁者科學(xué)作品《信息與關(guān)系》
![]()
作者簡介:靈遁者,中國獨立學(xué)者。原名王銀,陜西綏德縣人。1988年出生,現(xiàn)居西安。哲學(xué)家,藝術(shù)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(fēng)清》《我的世界》《牙牙學(xué)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(xué)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(gòu)世界》《觀自在大千世界》《信息與關(guān)系》。
國學(xué)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(fēng)輕》《我的世界》《春風(fēng)與你》。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.