★我們所處的三維世界有可能是宇宙的終極幻像嗎?
★予人一日之真相,,莫如傳授一生受用的真相道理★ (給魚(yú)吃不若給釣竿)
1?。何恼潞荛L(zhǎng),不容易理解,,有一部類(lèi)似信息的電影叫“源碼Source Code”以一個(gè)足智多謀的故事傳達(dá)我們的「獨(dú)立大腦」如何--在不同的時(shí)間框架--憑空(解碼)架構(gòu)出我們的整個(gè)世界,,這世界包括「我的存在實(shí)體」 。感興趣的讀者可以查看.. 作為本文一個(gè)做資料豐富的參考,,這部影片錯(cuò)過(guò)就可惜了,!
我們所處的三維世界有可能是宇宙的終極幻像嗎?Marcus Chown稱(chēng)一臺(tái)德國(guó)探測(cè)器捕捉信息的分析結(jié)果暗示:人類(lèi)的存在都只不過(guò)是投影,。
駕駛在德國(guó)漢諾威巿南部的鄉(xiāng)村,,容易錯(cuò)過(guò)的景點(diǎn)莫過(guò)於引力波探測(cè)計(jì)劃GEO600所在地。它的外貌並不起眼:角落裡建著一棟配套的方形臨時(shí)建築,,兩條 覆蓋著波紋鋼的溝渠以適當(dāng)?shù)慕嵌认蛲庋娱L(zhǎng),溝渠裡則安裝著長(zhǎng)達(dá)600米的探測(cè)器,。引力波由超新星爆發(fā)、黑洞相撞等產(chǎn)生,,使空間和時(shí)間變形,,當(dāng)通過(guò)地球時(shí)擠 壓和膨脹物質(zhì)。
不過(guò),,引力波的影響力很弱,,在Geo600實(shí)驗(yàn)室,引力波只能令探測(cè)器的臂部搖動(dòng)相當(dāng)於原子核直徑的一萬(wàn)分之一,,但改裝後可以探測(cè)到如此細(xì) 微的變化,。
【關(guān)於GEO600引力波探測(cè)器:探尋宇宙漣漪 】
黑洞與中子星相碰撞釋放出引力波的模擬圖
德國(guó)GEO600探測(cè)器
在過(guò)去的7年間,,這項(xiàng)德國(guó)計(jì)劃一直在尋找引力波,,一種由像中子星和黑洞這樣超密度天體的引起時(shí)空波動(dòng)。雖然目前為止還未有發(fā)現(xiàn)任何引力波,,但它可能已在無(wú)意中獲得了半世紀(jì)以來(lái)物理學(xué)中最重要的發(fā)現(xiàn),。
幾個(gè)月來(lái),GEO600的研究人員一直對(duì)這個(gè)巨型探測(cè)器中揮之不去的噪音困擾不已,,直到某天,,一位研究員靈光閃現(xiàn),才對(duì)噪音的存在作出了合理的解釋,。 事實(shí)上,,在這位研究人員在知道他們測(cè)得噪音之前就已經(jīng)預(yù)測(cè)了它的存在。
而根據(jù)一位工作在伊利諾斯州巴達(dá)維亞的費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室粒子物理分部的物理學(xué)家Craig Hogan的推測(cè),,其實(shí)GEO600的研究人員已經(jīng)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)時(shí)空的極限,,處?kù)哆@一極限的時(shí)間和空間的行為更像粒子,而非愛(ài)因斯坦所描述的處?kù)镀交倪B續(xù)狀態(tài),,好比一幅報(bào)紙圖片放大到一定倍數(shù)時(shí)你就會(huì)發(fā)現(xiàn)它是由像素點(diǎn)組成,。「看起來(lái)好像探測(cè)器正遭受微觀量子振動(dòng)的襲擊」Hogan解釋道,。
如果這都讓你無(wú)動(dòng)於衷的話(huà),,那麼已被任命為費(fèi)米實(shí)驗(yàn)中心粒子天體物理學(xué)主任的Hogan的這句話(huà)應(yīng)該會(huì)讓你大吃一驚:「假如GEO600得到的結(jié)果和我的推測(cè)吻合,那麼可以判斷,,我們都生活在一幅巨大的宇宙全息圖中,。」
這一觀點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)荒謬,但卻是我們對(duì)某些事物理解的自然延伸,,這些事物中包括黑洞以及擁有堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)的事件,。同時(shí),這一觀點(diǎn)也給物理學(xué)家努力研究宇宙在最基本的層次上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)提供了十分有用的幫助,。
信用卡和紙幣上的全息圖印刻在平面的塑膠膜上,,當(dāng)光線(xiàn)從全息圖上反射時(shí)便會(huì)產(chǎn)生立體圖像。上世紀(jì)九十年代,,物理學(xué)家Leonard Susskind和諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Gerard't Hooft共同提出:全息原理或許能應(yīng)用於整個(gè)宇宙,,我們的日常生活體驗(yàn)可能就是一幅來(lái)自遙遠(yuǎn)地區(qū)二維平面反射的全息投影圖。(1ding: 二維??..個(gè)人見(jiàn)解是5維的高我透過(guò)4維~ 即夢(mèng)境層級(jí)的星界平面-模板藍(lán)圖 astral plane/blueprint template~的全息投影圖,即是我們的日常生活體驗(yàn),見(jiàn)下圖)
GEO600的激光是否已經(jīng)證明
時(shí)空的基本模糊性,?
全息原理讓人難以接受,。難以想像的是宇宙另一邊正發(fā)生的事情控制著你起床、刷牙和閱讀這篇文章等行為,。雖然理論家有足夠的理由相信在很多方面全息原理的存在是真實(shí)可信的,,但沒(méi)有人知道人類(lèi)生活在全息圖中這一假設(shè)到底意味著什麼?(意味著..【宇宙法則】07.投射法則 ?)
Susskind和Hooft這一非凡觀點(diǎn)的靈感來(lái)源於以色列耶路撒冷希伯萊大學(xué)的Jacob Bekenstein和劍橋大學(xué)的Stephen Hawking,,後兩者對(duì)黑洞的研究具有開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。七十年代中期,,Hawking證明黑洞並非完全「黑不見(jiàn)底」,,而是緩慢地釋放出輻射,如此導(dǎo)致的結(jié)果是黑洞最終蒸發(fā)消失,。然而,,謎題隨之出現(xiàn):稱(chēng)之為霍金輻射的熱輻射本身並不攜帶黑洞內(nèi)部的任何信息,當(dāng)黑洞消失之後,,坍塌為黑洞的恆星的全部信息也隨之消失,,如此推導(dǎo)的結(jié)果與信息永不消失這一被廣泛接受的原理相悖。
對(duì)於解決這個(gè)「黑洞信息悖論」,,Bekenstein的研究提供了重要的線(xiàn)索,,他發(fā)現(xiàn)黑洞熵值,也就是黑洞的信息容量,,正比於其「視界」表面積,,視界是黑洞在理論上的外表面,它籠罩著洞口,,標(biāo)出了界限,,任何踰越這道界限的物質(zhì)和光都無(wú)法從中逃脫?!娟P(guān)於「黑洞信息悖論」:亦稱(chēng)「霍金悖論」,,參見(jiàn)百度百科或金山詞典?!?br>
理論家由此證明微觀量子在視界的波動(dòng)會(huì)編碼黑洞內(nèi)部的信息,,故當(dāng)黑洞蒸發(fā)消失時(shí)信息並沒(méi)有離奇失蹤。
重要的是,,此結(jié)論深化了對(duì)物理學(xué)的理解:坍塌為黑洞的恆星的三維信息能夠完整地被編碼在黑洞的二維視界上,,這與將物體的立體圖像編碼在二維的全息圖上並無(wú)不同。Susskind和Hooft進(jìn)一步解釋到:宇宙作為一個(gè)整體,,同樣有其視界,,來(lái)自視界另一面的光線(xiàn)在宇宙137億年的壽命期間內(nèi)是無(wú)法到達(dá)地球的。
另外,,多個(gè)弦論學(xué)家,尤其是來(lái)自普林斯頓高等研究院的Juan Maldacena的工作已經(jīng)證明,,以上的研究方向是正確的,,並證明了物理規(guī)律在設(shè)想的形似普林格薯片的五維宇宙中與在四維空間中毫無(wú)二致。
根據(jù)Hogan的推斷,,我們對(duì)時(shí)空的認(rèn)識(shí)會(huì)因此得到根本性的改變,。理論物理學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)都認(rèn)為量子效應(yīng)會(huì)在最小的 尺度上引起時(shí)空的嚴(yán)重扭曲,,在這個(gè)倍率上,時(shí)空的基本結(jié)構(gòu)趨向粒子,,並且是由類(lèi)似像素,、但是比質(zhì)子還小一千億億倍的微小單元構(gòu)成的。這個(gè)單元的長(zhǎng)度稱(chēng)作普 郎克長(zhǎng)度,,為1×10-35米,,如此微小的長(zhǎng)度在任何實(shí)驗(yàn)條件下都無(wú)法實(shí)現(xiàn),以至於沒(méi)人可以想像能夠親眼看到組成時(shí)空的粒子,。
「看似量子的劇烈運(yùn)動(dòng)會(huì)衍生橫向的振動(dòng),,難以置信的是實(shí)驗(yàn)捕獲了由這些振動(dòng)引起的噪音。」
直到Hogan意識(shí)到全息原理會(huì)給世界帶來(lái)翻天覆地的變化時(shí)他才確認(rèn)自己的推斷是正確的,。如果時(shí)間和空間都是由粒子構(gòu)成的全息圖,,那麼你可以把宇宙想成一個(gè)球體,它的外表面覆蓋著普朗克長(zhǎng)度見(jiàn)方的正方形,,每一片正方形都包含一比特的信息,。根據(jù)全息原理,宇宙外表面包含的信息數(shù)量必須與宇宙內(nèi)部所容納的比特?cái)?shù)相符
,。
然而考慮到球形宇宙的體積大大地大於它的外表面,,要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)可能嗎?Hogan意識(shí)到要實(shí)現(xiàn)宇宙內(nèi)外比特?cái)?shù)一致,,則組成宇宙內(nèi)部物質(zhì)的粒子直徑必須較普朗克長(zhǎng)度長(zhǎng),,Hogan用另一種說(shuō)法解釋到:一個(gè)全息的宇宙是一個(gè)模糊的宇宙。
對(duì)於任何致力於證明時(shí)空最小單元的人這都是個(gè)利好消息,?!鸽m然與設(shè)想的情況相反,但它使在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下觀測(cè)量子的微小結(jié)構(gòu)成為可能,。如果你生活在 全息圖中,,你就能通過(guò)測(cè)量宇宙的模糊程度來(lái)得知這一點(diǎn)?!笻ogan如是說(shuō),。所以既然普朗克長(zhǎng)度小到無(wú)法實(shí)驗(yàn)測(cè)量,那麼就測(cè)量其大到近10-16米的全息 投影,。
當(dāng)Hogan初次意識(shí)到這一點(diǎn)時(shí),,他還在猶豫是否存在這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱綔y(cè)到時(shí)空的全息模糊性,然後GEO600進(jìn)入了我們的視線(xiàn),。
類(lèi)似於GEO600這樣的引力波探測(cè)器從本質(zhì)上講都是非常靈敏的標(biāo)尺,。它的工作原理如下:當(dāng)引力波通過(guò)GEO600時(shí),它就會(huì)引起空間在一個(gè)方向伸展 和另一個(gè)方向收縮的交替運(yùn)動(dòng),為檢測(cè)空間運(yùn)動(dòng)的存在,,GEO600會(huì)發(fā)射單一的激光束並使之透過(guò)稱(chēng)為分束器的半鍍銀鏡,,此後激光被分為兩束,分別進(jìn)入裝置 中600米長(zhǎng)的互相垂直的兩臂,,激光經(jīng)多次反射後回到分束器並生成干涉圖,,干涉圖上亮區(qū)表示光波相互疊,暗區(qū)表示光波相互抵消,,亮區(qū)和暗區(qū)的任何移動(dòng)則表 明兩臂的長(zhǎng)度已經(jīng)發(fā)生了改變,。
「實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵在於,標(biāo)尺對(duì)遠(yuǎn)小於質(zhì)子直徑長(zhǎng)度的變化非常靈敏,?!笻ogan說(shuō)。
那麼引力波探測(cè)器有可能探測(cè)到粒子狀時(shí)空全息投影嗎,?
Hogan認(rèn)為全世界五個(gè)引力波探測(cè)器中,,英德合作的GEO600應(yīng)該是最能滿(mǎn)足他的要求。他預(yù)測(cè)到,,如果實(shí)驗(yàn)的分束器受到時(shí)空量子波動(dòng)的衝擊,,那麼檢測(cè)的結(jié)果就會(huì)顯示出來(lái)(《物理評(píng)論D》, vol 77, p104031)?!笩o(wú)規(guī)則振動(dòng)產(chǎn)生的噪音會(huì)混合在激光信號(hào)中,。」
Hogan曾在六月份將自己的預(yù)測(cè)發(fā)送給GEO600的研究團(tuán)隊(duì),?!覆豢伤甲h,我發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置那時(shí)檢測(cè)到莫名的噪音,?!笻ogan說(shuō)。工作在德國(guó)波茨坦市馬克斯.普郎克重力物理學(xué)研究院和漢諾威大學(xué)的GEO600項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Karsten Danzmann承認(rèn),,額外噪音的頻率在300到1500赫茲之間,,已經(jīng)困擾了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)有好長(zhǎng)一段時(shí)間。
Karsten Danzmann回覆了Hogan的來(lái)信,,並給他發(fā)送了一幅噪音的波譜圖,。「跟我的預(yù)測(cè)如出一轍,,就好像是分束器在作額外的振動(dòng),。」Hogan說(shuō),。
然而,,即便是Hogan也不能斷定GEO600已經(jīng)發(fā)現(xiàn)證據(jù)證明我們生活在一個(gè)全息的宇宙,,現(xiàn)在還為時(shí)尚早,。Hogan認(rèn)為:「噪音源可能平凡無(wú)奇,。」
引力波探測(cè)器極其靈敏,,所以操作人員必須倍加細(xì)緻才能排除噪音的干擾,。他們必須考慮到頭頂云層的流動(dòng)、遠(yuǎn)處車(chē)輛的往來(lái),、地殼的震動(dòng)和其它各式各樣可能 遮蔽真正信號(hào)的干擾源,。「日常的靈敏度改進(jìn)操作往往不可避免地產(chǎn)生噪音,,我們的工作還包括鑑別噪音來(lái)源,、消除其影響,然後繼續(xù)跟蹤另一噪音源,?!?Danzmann說(shuō)。由於目前為止沒(méi)有明確的噪音源能解釋GEO600的噪音,,故Danzmann還談到:「我認(rèn)為當(dāng)前情況並不樂(lè)觀,,但不是真正令人擔(dān) 憂(yōu)?!?/font>
GEO600團(tuán)隊(duì)曾一度以為Hogan在意的噪音是由於分束器上的溫度波動(dòng),,然而計(jì)算結(jié)果表明溫度波動(dòng)產(chǎn)生的噪音頂多佔(zhàn)三分之一。
Danzmann提到會(huì)對(duì)GEO600進(jìn)行若干項(xiàng)有計(jì)劃的升級(jí)以提高其靈敏度,,並消除幾種可能的噪音源,,他說(shuō)「如果在採(cǎi)取這些措施之後,情況仍得不到 改善,,那我們就不得不重新思考了,。」對(duì)於引力波研究者來(lái)說(shuō),,如果GEO600確實(shí)發(fā)現(xiàn)了源於時(shí)空量子波動(dòng)的全息噪音,,那麼不得不說(shuō)這是一把雙刃劍:一方 面,噪音會(huì)阻礙團(tuán)隊(duì)對(duì)引力波的探測(cè),,另一方面,,它又代表著一項(xiàng)更加重大的發(fā)現(xiàn)。
如此情形並非史無(wú)前例,。研究者們?cè)鵀閷ふ屹|(zhì)子衰變時(shí)放出的輻射建造巨型探測(cè)器,,結(jié)果探測(cè)器卻沒(méi)有找到這樣的輻射。,,但它們發(fā)現(xiàn)了中微子會(huì)在不同形態(tài)之間相互轉(zhuǎn)換,,應(yīng)該說(shuō)此發(fā)現(xiàn)尤為重要些,因?yàn)槲覀兛梢詮闹械弥钪鏋楹问怯晌镔|(zhì)而非反物質(zhì)組成(《新科學(xué)家》, 2008年4月12日, p26)。
如果一臺(tái)設(shè)備是建來(lái)探測(cè)天體物理學(xué)中引力波源那樣大的事物,,但一個(gè)不留神卻發(fā)現(xiàn)小的不能再小的時(shí)空粒子,,那可真是適得其反?!干頌橐幻A(chǔ)物理學(xué)家,,在我看來(lái),發(fā)現(xiàn)全息噪音要有趣得多,?!?br>
儘管Hogan的判斷正確,而且全息噪音的確會(huì)影響GEO600對(duì)引力波檢測(cè)的靈敏度,,但Danzmann還是樂(lè)觀的,,他說(shuō):「即便是噪音限制了 GEO600在某些頻率段的靈敏度,但相對(duì)於能夠首次發(fā)現(xiàn)時(shí)空的粒子性,,這只是微小的代價(jià),。我們應(yīng)當(dāng)高興,畢竟在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)這都會(huì)是極其重要的發(fā)現(xiàn)之 一,?!?/font>
然而Danzmann對(duì)Hogan的想法依然持謹(jǐn)慎態(tài)度,並認(rèn)為相關(guān)理論工作有待跟進(jìn),,他說(shuō):「這頂多只是個(gè)新鮮有趣的想法,,還構(gòu)不上真正的理論」。Danzmann和很多人都認(rèn)為現(xiàn)在做出確切的說(shuō)明還為時(shí)尚早,,「至少早了一年,,讓我們走著瞧?!笵anzmann說(shuō),。
謎題存在的時(shí)間越久,人們的建造專(zhuān)屬設(shè)備詳細(xì)調(diào)查全息噪音的動(dòng)機(jī)就越強(qiáng)烈,。來(lái)自西雅圖華盛頓大學(xué)的John Cramer認(rèn)為,,Hogan的預(yù)測(cè)能跟GEO600項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)聯(lián)繫起來(lái)是一件「僥倖」事件,他說(shuō):「事情再清楚不過(guò)了,,如果他們有意識(shí)地專(zhuān)注於全息噪音的測(cè)繪,、特徵性質(zhì)的研究和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,那麼實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)好得多,?!?/font>
根據(jù)Hogan所說(shuō),有一種可能是利用一種叫原子干涉儀的設(shè)備來(lái)探測(cè)全息噪音,,其原理與激光探測(cè)器相同,,但使用的光束由超冷原子製成,,而非激光。因?yàn)樵?*長(zhǎng)遠(yuǎn)小於光**長(zhǎng),,所以比起引力波探測(cè)器,,原子干涉儀的體積明顯縮小,價(jià)格也更便宜,。
那麼如果全息噪音確實(shí)被發(fā)現(xiàn)了又意味著什麼?Cramer把它比喻成1964年新澤西州貝爾實(shí)驗(yàn)室天線(xiàn)接收的未知噪音,,此噪音結(jié)果被證明是大爆炸後的餘暉:宇宙微波背景輻射,他說(shuō):「這一發(fā)現(xiàn)不僅使Arno Penzias 和Robert Wilson獲得諾貝爾獎(jiǎng),,而且證實(shí)了大爆炸的存在,,從此開(kāi)闢了一片新的宇宙學(xué)領(lǐng)域?!?/font>
Hogan說(shuō)得更具體:「忘記《微量情愫》(Quantum of Solace,,即「007量子危機(jī)」)吧,我們可以直接觀察到時(shí)間量子,,也就是可能的最小時(shí)間間隔,,其定義為一顆光子以光速行進(jìn)過(guò)普朗克長(zhǎng)度的距離所花的時(shí)間?!?/font>
更為重要的是,,全息原理的確立對(duì)嘗試統(tǒng)一量子力學(xué)和愛(ài)因斯坦引力理論的研究者有很大的幫助。現(xiàn)在研究量子引力學(xué)最 流行的方向是弦理論,,研究者希望通過(guò)弦理論來(lái)描述宇宙在最基本的層次上的事件,。不僅如此,Cramer還說(shuō)到:「全息時(shí)空可被應(yīng)用於與弦理論有密切聯(lián)繫的 重力量子化過(guò)程中,,結(jié)果是,,量子引力學(xué)裡某些理論可能被證明是錯(cuò)誤的,而另一些理論則得到加強(qiáng),?!?/font>
Hogan認(rèn)為全息原理一旦得以確認(rèn),就會(huì)排除所有與全息原理相悖的研究量子引力的方向,,反過(guò)來(lái)說(shuō),,對(duì)於那些與之相容的方向,包括一些基於弦理論的方 向和名為「矩陣?yán)碚摗沟姆较?,這也是一個(gè)催進(jìn),。「最終,,我們會(huì)從量子理論中揭開(kāi)時(shí)空的真空面目,?!闺S著研究的繼續(xù),我們?cè)匐y有更驚人的發(fā)現(xiàn)了,?!埂,! ?br>
★霍金的黑洞信息悖論---信息守恆的背後故事(2004-10-25 新華網(wǎng)+中科院科普網(wǎng))
2004年7月21日,,英國(guó)科學(xué)家霍金宣稱(chēng)他已經(jīng)解決了黑洞信息悖論(又稱(chēng)黑洞信息佯謬),這立即成為轟動(dòng)一時(shí)的頭條新聞,。然而近三個(gè)月以來(lái),,知名科學(xué)家紛紛對(duì)他的新論表示懷疑,物理學(xué)界對(duì)於霍金新論的反應(yīng)可以用一句話(huà)來(lái)概括:「請(qǐng)告訴我們具體的證明方法」,。
在都柏林舉行的第17次廣義相對(duì)論研討會(huì)上,,儘管霍金提交了描述這一新理論的提綱,但以數(shù)學(xué)方法研究物理問(wèn)題著稱(chēng)於世的他,,至今並未發(fā)表論文闡釋其理論的具體數(shù)學(xué)推演步驟,。
神奇的黑洞 迄今發(fā)現(xiàn)的最大最古老的黑洞
黑洞信息悖論是他本人於1976年發(fā)現(xiàn)的,。所謂黑洞,,是時(shí)空的一個(gè)區(qū)域,這個(gè)區(qū)域內(nèi)的引力非常強(qiáng)大,,以至於任何東西,,甚至光都不能從中逃逸出來(lái)。長(zhǎng)期 以來(lái),,科學(xué)家們認(rèn)為黑洞會(huì)吞噬一切,。但1974年,霍金提出,,黑洞一旦形成,,就會(huì)「蒸發(fā)」輻射出能量,同時(shí)損失質(zhì)量,,這種輻射亦稱(chēng)為「霍金輻射」(見(jiàn)左 圖),。
霍金這一理論是黑洞研究中的一個(gè)重大進(jìn)展。但與此同時(shí),,他又製造出了一個(gè)新的難題,?;艚鹪?976年的另一篇論文中對(duì)此做出闡述:黑洞輻射並不含有任 何黑洞內(nèi)部的信息,在黑洞損失殆盡之後,,所有信息都會(huì)丟失,。而根據(jù)量子力學(xué)的定律,信息是不可能被徹底抹掉的,,霍金的說(shuō)法產(chǎn)生了矛盾,,這就是「黑洞信息悖 論」。
當(dāng)時(shí)霍金辯稱(chēng),,黑洞的引力場(chǎng)過(guò)於強(qiáng)大,,量子力學(xué)的定律並不適用,但他這種解釋並不令學(xué)術(shù)界感到信服,。哈佛大學(xué)物理學(xué)家施特勒明格就直言「我並不相信霍金1976年的理論,,儘管我不知道他的計(jì)算到底錯(cuò)在哪裡」。
大約10年前,,物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了用弦理論分析黑洞的方法,這種方法得到科學(xué)界的普遍認(rèn)可,。分析結(jié)果顯示,,弦理論同霍金的理論產(chǎn)生了衝突。不幸地是,,弦理 論也並未表明霍金1976年的推演錯(cuò)在哪裡,。那麼結(jié)果自然是:要麼霍金錯(cuò)(但物理學(xué)家認(rèn)為他的論證簡(jiǎn)潔而優(yōu)美),要麼弦理論的假設(shè)之一是錯(cuò)誤的(該理論本 應(yīng)是對(duì)世界本源的一個(gè)巨大發(fā)現(xiàn)),。
和1976年的分析方法不一樣,,霍金新理論所使用的方法是基於普林斯頓大學(xué)理論家馬德西納的最新研究成果。簡(jiǎn)言之,,霍金認(rèn)為,,假如經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間段,黑 洞完全蒸發(fā)時(shí),,幺正性(量子物理學(xué)的最基本屬性)和信息都能被令人滿(mǎn)意地保存住,。僅僅在中間階段,那時(shí)黑洞仍在蒸發(fā),,將出現(xiàn)信息丟失的情況,。但是這一分析 並未詳細(xì)表明信息如何出現(xiàn),也未表明他是怎樣調(diào)和1976年理論與較近時(shí)弦理論計(jì)算結(jié)果間的矛盾,。
這令許多物理學(xué)家丈二和尚摸不著頭腦,。耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)的貝肯施泰因教授說(shuō),「我當(dāng)時(shí)雖在都柏林與會(huì),,但根本不知所云,,我的同行們也有同感」,。加州 理工大學(xué)索恩教授稱(chēng),這「可能需要專(zhuān)家們費(fèi)時(shí)數(shù)年才能達(dá)成一致看法」,。有一些專(zhuān)家對(duì)霍金尚未發(fā)表論文就急下斷言的態(tài)度表示不滿(mǎn),,但也有一些人對(duì)霍金現(xiàn)在終 於贊同弦理論家堅(jiān)持了10年的理論而感到暗自得意——儘管霍金的本意並非如此。像貝肯施泰因這樣的一些人認(rèn)為,,早在霍金新論出現(xiàn)之前,,信息悖論就已經(jīng)被解 決了。
但其他人則認(rèn)為,,即使是由霍金和線(xiàn)性理論一起來(lái)論證,,也未必就已萬(wàn)事大吉。哈佛大學(xué)物理學(xué)家瓦法認(rèn)為,,若要清楚地解決這一悖論還有許多研究要做:「黑洞幺正性問(wèn)題牽涉這麼多方面,,很難相信一篇論文就能全部解決——不管這篇論文的作者是誰(shuí)!」
我國(guó)黑洞研究專(zhuān)家,,北京師範(fàn)大學(xué)的趙崢教授,。趙教授說(shuō),目前霍金關(guān)於黑洞的最新研究成果只有媒體消息,,學(xué)術(shù)論文還沒(méi)有發(fā)表,,所以這一新的理論還有待證 實(shí)。1974年霍金證明黑洞有溫度,、有輻射,。霍金輻射的發(fā)現(xiàn)使黑洞和霍金本人都變得家喻戶(hù)曉,;霍金提出的「黑洞熱輻射」理論是20世紀(jì)最傑出的理論物理成 就之一,,但當(dāng)時(shí)這一理論的一些觀點(diǎn)受到了量子物理學(xué)者的質(zhì)疑。此次霍金提出的新觀點(diǎn)───黑洞在某一時(shí)間,,將會(huì)把它吞掉的信息釋放出來(lái),,從表面上看彌補(bǔ)了 他以前理論的缺陷,但是這也不足以肯定這一理論就是正確的,。趙教授解釋?zhuān)镔|(zhì)所包含的信息並不像質(zhì)量或能量一樣具有守恆的性質(zhì),,因此霍金此前的信息消失理 論並不是完全無(wú)法接受的?! ?/font>
★宇宙是意識(shí)的反映,?宇宙只是幻象!
一個(gè)世紀(jì)以來(lái),,物理學(xué)家們一直在思考這個(gè)問(wèn)題:支配著無(wú)限小的規(guī)律似乎難以理解,。然而,如果我們承認(rèn)量子現(xiàn)實(shí)只是一種錯(cuò)覺(jué)的話(huà),,那麼一切就清楚了,!這一認(rèn)識(shí)將掀起一場(chǎng)全面的革命,。
「我們應(yīng)該修改物理學(xué)教材了!」2005年8月,,在德國(guó)康斯坦茨湖畔一所大學(xué)的最高建築的頂樓,,美國(guó)物理學(xué)家克里斯托弗·福熙(Christopher Fuch)用這樣一個(gè)大膽的提議作為其組織的系列研討會(huì)的開(kāi)場(chǎng)白。
康斯坦茨大學(xué)出資邀請(qǐng)了50多位美國(guó),、加拿大,、英國(guó)以及意大利、法國(guó)和澳大利亞的 物理學(xué)家和哲學(xué)家來(lái)參加這一為期一週的會(huì)議,。他們都是微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究領(lǐng)域的頂尖專(zhuān)家,。其中的一些學(xué)者極具威望,但他們也毫不猶豫的推翻了自己曾經(jīng)持 有的觀點(diǎn),。作為門(mén)外漢,,我們無(wú)法深入理解研討會(huì)期間專(zhuān)家們徹夜?fàn)幷摰纳願(yuàn)W的數(shù)學(xué)問(wèn)題。不過(guò),,他們討論都是圍繞著這樣一個(gè)觀點(diǎn)展開(kāi)的:物理學(xué)為我們描繪的世界不是真實(shí)的物質(zhì)世界,,只是一個(gè)巨大的幻象!
這讓我們一下子墜入了雲(yún)霧之中,。在我們一貫的觀念中,,物理學(xué)的目的,正如字典裡所清晰定義的那樣,,不就是「研究物質(zhì)的屬性」嗎?物理學(xué)家們的確是通過(guò) 對(duì)如同康斯坦茨湖畔的石頭一般真實(shí)存在的物體的考察和研究,,才得以提出了現(xiàn)有的物理學(xué)理論,。那麼憑什麼說(shuō)物理學(xué)描繪的只是一個(gè)幻象呢?很簡(jiǎn)單,,這是因?yàn)槲?理學(xué)家們?cè)诔榻z剝繭般梳理「客觀現(xiàn)實(shí)」這塊織物的「纖維」時(shí),,令其支離破碎了。而物理學(xué)的本義,,也因此突然變得支離破碎了,。
這種觀點(diǎn)最早是在20世紀(jì)初提出的,當(dāng)時(shí)物理學(xué)家們剛剛能夠深入探尋我們這個(gè)物質(zhì)世界的奧妙,。他們?yōu)樽约旱陌l(fā)現(xiàn)感到驚奇,。
在此之前,人們已經(jīng)習(xí)慣性的 認(rèn)為,,物體要麼是波動(dòng),,就像海面上蕩漾的波浪;要麼是在時(shí)空中運(yùn)動(dòng)著的粒子,,就像綠色球檯上滾動(dòng)著的檯球,。
然而,,物理學(xué)家們進(jìn)行了更加深入的考察,他們發(fā) 現(xiàn)光,、原子或電子的運(yùn)動(dòng)似乎並非如此,。比如,在某些條件下,,通常被看作波動(dòng)的光卻會(huì)像粒子一樣的運(yùn)動(dòng),;同樣,通常被當(dāng)作粒子的電子有時(shí)則會(huì)像波一樣運(yùn)動(dòng),!
⊙還物理學(xué)一個(gè)真相
短短幾年間,,物理學(xué)家們?cè)趧?chuàng)造概念方面作出了史無(wú)前例的努力,他們以純經(jīng)驗(yàn)論的方式漸漸構(gòu)造起了一個(gè)數(shù)學(xué)大廈,,用以描繪那種種「令人難以置信」的物質(zhì) 運(yùn)動(dòng),。就這樣,量子力學(xué)在1925年正式誕生了,,從此不可動(dòng)搖,。但是,要承認(rèn)量子力學(xué),,就意味著必須拋棄海浪和檯球,,而承認(rèn)物體——包括電子、原子,、分子 以至石頭——都是由一個(gè)極其複雜的代數(shù)概念(即「希爾伯特Hilbert空間的態(tài)矢量」)組成的,。
這也意味著還必須接受一套支配物體演化的新規(guī)則,使物體 之間能以超越空間和時(shí)間的方式發(fā)生聯(lián)繫,,並同時(shí)具有幾種不同的態(tài),,而當(dāng)人們對(duì)它們進(jìn)行觀察時(shí)又會(huì)根據(jù)某些非常精確的概率法則任意縮減為一個(gè)單一態(tài)。
(真相是:當(dāng)你超越了四維,,隨之而來(lái)的一切不斷地自我修改,。它們非線(xiàn)性,不可數(shù),,是不斷改變的能量的混合,。你會(huì)看到其中的模式。未來(lái)500年的物理 )
物理學(xué) 家們不得不接受這些如此「離奇」的概念,。因?yàn)?,?jù)說(shuō),這個(gè)奇異的量子世界正是我們所處的世界,,這一理論從來(lái)沒(méi)有受到懷疑,;而且這一理論確實(shí)也曾成功的預(yù)言 了各種化學(xué)元素的屬性、激光和電子芯片的特性、DNA的穩(wěn)定性甚至核反應(yīng)的「爆炸性」,。儘管康斯坦茨湖中的鵝卵石看起來(lái)似乎並未表現(xiàn)出這些奇異的特性(這 些特性只在微觀系統(tǒng)能夠觀察到),,但量子力學(xué)的使命的確就是描述圍繞在我們身邊以及構(gòu)成我們的物質(zhì)的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)。
而在這裡,,我們顯然看到了一個(gè)大問(wèn)題,!量子力學(xué)作為物理學(xué)領(lǐng)域中描述物質(zhì)最深刻的理論,為什麼它距離我們的傳統(tǒng)觀念如此遙遠(yuǎn),?為什麼這一學(xué)說(shuō)最基本的理論都如此難以理解,?現(xiàn)實(shí)真的是如此超出我們的想像嗎?
30年來(lái),,每年都要舉行一些大型的國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì),,目的是通過(guò)對(duì)目前掌握的十幾條線(xiàn)索進(jìn)行分析,再現(xiàn)能與當(dāng)代物理學(xué)研究數(shù)據(jù)相一致的真實(shí)世界的面貌,。然而問(wèn)題的關(guān)鍵在於,,每一種對(duì)於世界的「現(xiàn)實(shí)的」詮釋看上去都那麼超現(xiàn)實(shí) 最著名的一種詮釋是1957年美國(guó)物理學(xué)家休·艾福雷特(Hugh Everett)提出的:針對(duì)「為什麼量子物體能同時(shí)具備多態(tài),但在人們對(duì)其加以測(cè)量時(shí)又縮減為單一態(tài)」
這一問(wèn)題,,艾福雷特解釋說(shuō),,其他所有的態(tài)確實(shí)存在,只不過(guò)它們存在於平行世界中,。而在克里斯托弗·福熙看來(lái),,這些研究工作都誤入了歧途:「我們的任務(wù)並不是要為了證明量子理論的意義,而去額外的製造更多的結(jié)構(gòu),、更多的定義和更多像科幻一般的假設(shè),。我們的任務(wù)恰恰是要將這一切統(tǒng)統(tǒng)拋棄、重新從零開(kāi)始,。然而,,要做到這一點(diǎn),我認(rèn)為就必須把目光投向量子信息學(xué)理論的著作,、技術(shù)和含義?!?br>
⊙一片肥沃的土壤
信息:是的,!信息在這裡意味著什麼?這個(gè)概念難以準(zhǔn)確定義,,但大家從直覺(jué)上都知道它到底是怎麼一回事:在信息學(xué)上,,信息就是對(duì)能夠被按照0和1二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼的事件的認(rèn)知要素。乍一看來(lái),,它與量子力學(xué)好像沒(méi)什麼關(guān)係,。不過(guò),在20世紀(jì)80年代中期,物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn),,量子法則使人們可以用一種全新的方式處理信息,。 量子法則實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)物體之間的長(zhǎng)程關(guān)聯(lián),這實(shí)際上可以被看成一種新的聯(lián)繫渠道,,使得人們能夠?qū)崿F(xiàn)信息在兩地之間的遙距傳輸,、保障機(jī)密信息的安全或同時(shí)進(jìn)行 大規(guī)模的並行計(jì)算,。在這些美好前景的吸引下,,理論學(xué)家和實(shí)驗(yàn)學(xué)家們便創(chuàng)立了一套新的語(yǔ)言,,開(kāi)拓了物理學(xué)的一片充滿(mǎn)了活力的新領(lǐng)域——「量子信息學(xué)」,。
(上圖:中科大研製成功世界上第一臺(tái)模擬量子計(jì)算機(jī))
然而驚喜並不止這些,。從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始,,出現(xiàn)了這樣一種思考:既然我們可以用量子力學(xué)來(lái)處理信息,那麼可不可以反過(guò)來(lái),,用信息去理解量子力學(xué)呢,?可不可以不把量子信息學(xué)當(dāng)作量子力學(xué)理論的一種運(yùn)用,而將其視為這一理論的基礎(chǔ)呢,?這正是科學(xué)家們?cè)诳邓固勾拇髮W(xué)會(huì)議上爭(zhēng)論的核心問(wèn)題:量子力學(xué)所揭示的到底是物體本身...還是我們所知的'關(guān)於'物體的信息,?也許「希爾伯特空間態(tài)矢量」所表現(xiàn)的並非光子、分子或石頭這些物體本身,,而是我們所擁有的關(guān)於這些物體的信息,。如果確實(shí)如此,那不蒂於對(duì)物理學(xué)理論的一個(gè)徹底顛覆,!
粗看之下,,這一觀點(diǎn)似乎沒(méi)什麼特別,甚至還有些落後:顯然,,我們只能通過(guò)我們貧乏可憐的感知能力獲得的信息去瞭解這個(gè)世界:從德莫可立特到康德,,哲學(xué) 家們?cè)缇透嬖V過(guò)我們,有一塊看不到扯不破的紗幕將我們和現(xiàn)實(shí)世界隔開(kāi),。
但如果進(jìn)一步參考尼爾斯·玻爾,、埃爾溫·薛定諤以及沃爾夫?qū)づ堇痊F(xiàn)代物理學(xué)奠基 者的思想,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)這一觀點(diǎn)極其適合詮釋量子力學(xué),。這是因?yàn)?,信息具有與物質(zhì)完全不同的屬性:與鵝卵石相反,信息沒(méi)有空間和時(shí)間的位置,,因而我們可以 任意的複製它,、分享它,、總結(jié)它、刪除它,。
那些離奇的量子現(xiàn)象,,我們一直以為它們是物質(zhì)的屬性;但如果我們從信息的角度對(duì)這些現(xiàn)象逐一加以重新考察,,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們?cè)僬2贿^(guò)了,。
比如,為什麼一個(gè)系統(tǒng)能同時(shí)存在於好幾種狀態(tài)之中,?很簡(jiǎn)單,,這是因?yàn)槲覀円阎男畔⑸胁蛔阋詼?zhǔn)確的告訴我們它到底處?kù)逗畏N狀態(tài)。為什麼對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行測(cè) 量,,就能使其一下子縮減為單一態(tài),?這是因?yàn)檫@種測(cè)量使我們獲得了新的信息,加深了對(duì)該系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),。為什麼兩個(gè)系統(tǒng)之間可以發(fā)生超時(shí)空的關(guān)聯(lián),?這是因?yàn)檫@兩 個(gè)系統(tǒng)之間存在著共同點(diǎn),我們從一個(gè)系統(tǒng)獲得的信息可以立刻讓我們瞭解另一個(gè)系統(tǒng),。量子世界裡為什麼會(huì)有偶然的存在,?
這是因?yàn)槲覀內(nèi)狈Ρ匾男畔ⅲ瑹o(wú)法對(duì) 一些問(wèn)題作出回答,,所以不得不將其劃歸偶然的範(fàn)疇,。為什麼能量不是連續(xù)的而是量子化的?這是因?yàn)樗托畔⒈旧淼牧孔踊菍?duì)稱(chēng)的,,量子化的信息縮減為一些二 進(jìn)制的答案:是或否,、0或1。簡(jiǎn)而言之,,正如奧地利物理學(xué)家安東·柴林格在幾年前曾解釋過(guò)的那樣:「如果我們遵循這樣一個(gè)原則:量子力學(xué)的基礎(chǔ)概念就是信息,,那麼我們就能夠很自然的理解量子現(xiàn)象?!惯@樣一來(lái),,量子現(xiàn)象就變得合乎我們的常識(shí)了。
兩年來(lái),,這一思想不斷的得到充分的發(fā)展,。在那些聚集在康斯坦茨大學(xué)的物理學(xué)家們看來(lái),現(xiàn)在已經(jīng)到了從定律層面上用對(duì)量子力學(xué)的這種新解釋來(lái)「改寫(xiě)物理 學(xué)教材」的時(shí)候了?,F(xiàn)在的目的,不再是對(duì)量子理論加以詮釋?zhuān)且匦聞?chuàng)立量子理論,;不再是被動(dòng)的接受20世紀(jì)初物理學(xué)界以經(jīng)驗(yàn)論方式拼湊出來(lái)的那些法 則,,而是要證明這些法則都是與信息獲取、信息表達(dá)及信息傳播相關(guān)並受到這些條件限制而得出的結(jié)果。這個(gè)領(lǐng)域是一片極其 肥沃的土壤,!傑弗裡·巴伯,、阿列克謝·格蘭邦、呂希安·哈代和克里斯托弗·福熙認(rèn)為,,在我們這個(gè)世界中,,信息是受到某些限制的。
他們努力嘗試搞清楚什麼樣 的理論是不描述現(xiàn)實(shí)的本來(lái)面貌而是描述我們對(duì)現(xiàn)實(shí)信息的獲取的,。結(jié)果,,他們的答案都指向量子理論!他們四人的研究似乎十分令人困惑,,其實(shí)非常深刻非常理 性,,值得我們加以特別關(guān)注。他們的出發(fā)點(diǎn)各不相同:有的認(rèn)為,,信息是主觀的,,取決於提問(wèn)的人;也有的認(rèn)為,,信息是客觀的,,就像是一種新的實(shí)體,不受觀察者 的主觀因素影響,。但他們都同意這樣一點(diǎn):從信息的概念出發(fā),,很容易導(dǎo)出量子理論。
這恰恰說(shuō)明,,量子力學(xué)並不是一種描述波,、粒子或場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)屬性的現(xiàn)實(shí)理論,
而是一種描述信息屬性的理論,。
丹麥科學(xué)家首次通過(guò)將物質(zhì)轉(zhuǎn)化量子信息,,以光子為媒介實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳遞
⊙幕後的世界
這完全推翻了我們對(duì)真實(shí)世界的觀點(diǎn)。因?yàn)椋?strong>這說(shuō)明,,我們?cè)瓉?lái)所認(rèn)為的'真實(shí)'世界,,僅僅是我們的'看法'而已。 這種情況,,就好像是一個(gè)僅僅通過(guò)電腦屏幕來(lái)瞭解外部世界的人一樣:他決不能因此斷定,,外部世界就是他電腦屏幕上的像素!克里斯托弗·福熙認(rèn)為,,我們必須把 信息和世界區(qū)分開(kāi)來(lái),。我們必須將資料中屬於電腦屏幕的因素去掉,這樣才能保證剩下的資料反映的是世界的本來(lái)面貌,?!竿ㄟ^(guò)蒸餾淨(jìng)化而保留下來(lái)的部分——相對(duì) 於整套理論來(lái)說(shuō),,它也許非常微小——才是量子力學(xué)試圖向我們揭示的自然的本來(lái)面貌?!顾a(bǔ)充道,。同時(shí)他強(qiáng)調(diào),現(xiàn)在要知道這種「蒸餾淨(jìng)化了的真實(shí)」到底是什 麼樣的,,為時(shí)尚早,。
傑弗裡·巴伯的看法則恰恰相反:「關(guān)鍵問(wèn)題並不在於思考信息指涉的內(nèi)容是什麼。比如,,你想把一條消息從你的電腦發(fā)到我的電腦中來(lái),,那麼這條消息包含什 麼內(nèi)容並不重要:也許是一幅圖片,也許是一篇法語(yǔ)文章,,抑或是一篇中文的小說(shuō),。重要的是,對(duì)該消息進(jìn)行壓縮,、傳送和解碼,,而不必在乎它反映的是什麼。描述 信息的交換,,在我看來(lái),,這才是基礎(chǔ)物理學(xué)全新而唯一的任務(wù)?!?/font>
阿列克謝·格蘭邦的立場(chǎng)看起來(lái)更為極端,。他認(rèn)為物理學(xué)根本不應(yīng)該繼續(xù)關(guān)注現(xiàn)實(shí)——那隱藏在屏幕背後的現(xiàn)實(shí)。因?yàn)榧热晃覀儽仨毻ㄟ^(guò)屏幕去瞭解現(xiàn)實(shí)世界,, 那麼奢談幕後的現(xiàn)實(shí)又有何意義,?「有關(guān)真實(shí)的存在的問(wèn)題是物理學(xué)家們的一種信仰。然而科學(xué)並不取決於信仰,,」他語(yǔ)氣堅(jiān)定的說(shuō),,「物理學(xué)的任務(wù)就在於對(duì)事務(wù) 進(jìn)行描述,而不在於求證其描述的事務(wù)的真實(shí)性,,也不必去管這種真實(shí)性是否存在,。」
儘管有人指責(zé)他們不承認(rèn)自我以外的任何真實(shí),,是陷入了一種唯心論唯我論的泥沼,;也有人指責(zé)他們把理論僅僅當(dāng)成行動(dòng)的工具,是墜入了工具主義的迷途,,但 這100餘位宣佈要推翻傳統(tǒng)物理學(xué)的物理學(xué)家們還是引起了科學(xué)界的反響,。巴黎科學(xué)技術(shù)歷史和哲學(xué)研究所的基多·巴恰加盧皮說(shuō):「雖然這些研究工作清楚的表 明,信息的某些特性可以將我們直接導(dǎo)向量子結(jié)構(gòu),,但目前看來(lái),,這些特性都還不具有決定意義,。因?yàn)樗麄兯褂玫哪承?shù)學(xué)假設(shè)仍然缺乏確定性?!?/font>
巴黎綜合技術(shù)學(xué)院認(rèn)識(shí)論研究中心的米歇爾·讓波爾則為「這曾經(jīng)在20世紀(jì)70年代主宰物理學(xué)的現(xiàn)實(shí)主義浪潮的再次漲潮」而感到欣喜,他說(shuō):「這些研究工作證明和實(shí)踐了?,敿~爾·康德首倡的超驗(yàn)論推論:即只有從認(rèn)知侷限的形式出發(fā),,才能實(shí)現(xiàn)認(rèn)知?!?/font>
無(wú)論如何,,這一觀點(diǎn)目前尚不成熟。因?yàn)?,即使我們?cè)疽詾榈恼鎸?shí)完全是或部分是一種幻象,,那還必須要解釋?zhuān)瑸槭颤N真實(shí)會(huì)具有這樣一種表象而不是別的表象。因此在信息的基本概念上重新建構(gòu)時(shí)間,、空間乃至物質(zhì)的概念,,將是這一全新的物理學(xué)艱巨的任務(wù)。
⊙通向量子引力學(xué),?
這些物理學(xué)家們用愛(ài)因斯坦在1905年至1915年間完成的事業(yè)為例激勵(lì)自己,。起初,愛(ài)因斯坦這位年輕的天才為了建立自己的狹義新相對(duì)論而對(duì)那些高深 玄妙的經(jīng)驗(yàn)方程(洛倫茲方程)進(jìn)行了重新詮釋,。兩年後,,他在此基礎(chǔ)上又創(chuàng)立了廣義相對(duì)論,成了物理學(xué)的一根支柱,。廣義相對(duì)論描述的是空間和時(shí)間的對(duì)稱(chēng)以及 萬(wàn)有引力,。
然而,就像克里斯托弗·福熙所強(qiáng)調(diào)的那樣:「很難想像一個(gè)人——即便他是愛(ài)因斯坦——能夠?qū)崿F(xiàn)從洛倫茲變換這樣一個(gè)抽象結(jié)構(gòu)到廣義相對(duì)論的直接 飛躍,?!?br> 愛(ài)因斯坦創(chuàng)立相對(duì)論是一個(gè)充滿(mǎn)吸引力的記錄:對(duì)於量子力學(xué)的重新詮釋會(huì)不會(huì)在將來(lái)的某一天超越這一記錄?信息的概念能否協(xié)調(diào)量子力學(xué)與相對(duì)論的矛盾,, 並最終實(shí)現(xiàn)朝向「量子引力理論」的飛躍,?
這可是物理學(xué)家們的最高夢(mèng)想。呂希安·哈代已經(jīng)走上這條道路,。他在康斯坦茨大學(xué)首次介紹了他的「通往量子引力學(xué)的 新途徑」,。如果他能夠堅(jiān)持到底,那將是對(duì)這一觀點(diǎn)的真正的確認(rèn),。儘管這必將會(huì)讓物理學(xué)家們頭痛不已,,但物理學(xué)教材將因此而徹底改變。
我們?cè)?jīng)以為的客觀現(xiàn)實(shí)已經(jīng)被打破,,在這片廢墟上漸漸誕生了一門(mén)「新物理學(xué)」:
這是一種以信息概念為出發(fā)點(diǎn)研究萬(wàn)物的學(xué)科,。
它雄心勃勃的想要重新定義時(shí)間,、空間和物質(zhì)。
它的最終目標(biāo),,就是探索一個(gè)新的世界——我們的世界,。
「歡迎來(lái)到世界的源頭?!刮锢韺W(xué)家們孜孜不倦的研究著在微觀層次上主宰著我們世界的法則,,他們?yōu)槲覀儙?lái)了這樣一條令人暈眩的消息。他們承認(rèn),,量子力學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能描述物質(zhì)的屬性,,它告訴我們的只是「信息」。
結(jié)論就是:雖然我們一直以為只要伸手出去就能觸及到世界的真實(shí)基礎(chǔ),,
但就在我們伸出手去的那一瞬,,這些真實(shí)的基礎(chǔ)便突然消失了,
留在我們眼前的只是一種集體的幻覺(jué),、一種由我們自己的研究模式所造成的偽跡,。
這一切不由得讓人聯(lián)想到幾年前由沃卓夫斯基兄弟編導(dǎo)的三部曲電影《黑客帝國(guó)》(Matrix),。在這部影片中,,無(wú)處不在的電腦程序控制了人類(lèi),讓他們以為自己生活在一個(gè)安詳?shù)氖澜缰?,然而那個(gè)世界卻是虛擬的,。
英國(guó)劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)家約翰·巴勞在去年發(fā)表的一篇文章,就描繪了一個(gè)「僅僅比我們的文明先進(jìn) 一點(diǎn)點(diǎn)」的文明世界,。在那個(gè)文明世界中,,人們「能夠模擬星辰的升落和星系的形成;通過(guò)整合生物化學(xué)法則,,還能觀察生命和意識(shí)的進(jìn)化,、見(jiàn)證不同文明的成長(zhǎng)並 與他們溝通;人們努力的進(jìn)行研究和探索,,想要知道天空中是否存在著一個(gè)創(chuàng)造了他們的宇宙的凌駕於一切之上的超級(jí)程序員,。」
簡(jiǎn)單的說(shuō),,他提出了一種觀點(diǎn),,
即我們可能只是一個(gè)巨大的電子遊戲裡的虛擬存在而已,這種觀點(diǎn)並不荒謬。
只不過(guò),,在目前看來(lái),,這種觀點(diǎn)還談不上是科學(xué)的,而更多的是一種科學(xué)幻想,,因?yàn)槲覀?無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明或駁斥它,。和《黑客帝國(guó)》中的主人翁們相反,我們可沒(méi)有什麼紅色藥丸可以讓我們穿透電腦屏幕,!既然如此,,那麼構(gòu)建這樣一個(gè)可能永遠(yuǎn)只是 假設(shè)的「超宇宙」又有什麼意義呢?
不過(guò),,幾年來(lái)信息學(xué)的洶湧澎湃對(duì)物理學(xué)造成了巨大的衝擊,
別急別急,,只要明白量子信息
這使一些人對(duì)該影片劇本的立意產(chǎn)生了濃厚的興趣,。這是因?yàn)椋绻覀兡軌蚯‘?dāng)把握其表達(dá)的思 想,,就有可能獲益良多:我們完全沒(méi)有必要像這些科幻作品中所描寫(xiě)的那樣,,為了尋求那超越表象的真實(shí)或?yàn)榱私议_(kāi)某個(gè)虛無(wú)飄渺的「超級(jí)程序員」的真面目而無(wú)畏 的耗費(fèi)我們的精力;相反,,我們可以循著這一思路,,重新定義我們與世界的物理關(guān)係,以便尋找一條與世界和諧相處的途徑,。
我們應(yīng)該記住這樣一個(gè)道理,,儘管這個(gè)道理好像是一句囉嗦的廢話(huà):我們只能通過(guò)我們所掌握的關(guān)於現(xiàn)實(shí)世界的信息去瞭解這個(gè)現(xiàn)實(shí)世界。
「信息是物質(zhì)與抽象,、真實(shí)與理想之間的中介,,」美國(guó)物理學(xué)家漢斯·克里斯蒂安·拜耶強(qiáng)調(diào),「真實(shí)的物體,,不管是一個(gè)原子,、一個(gè)DNA分子,還是一本書(shū)或一 架鋼琴,,都是從信息這種奇特的可壓縮的實(shí)體中迸發(fā)出來(lái)的,,而信息,在進(jìn)行了一系列複雜的轉(zhuǎn)換後產(chǎn)生了意義,,紮根在我們的大腦,、我們的理智之中?!?。
★「物質(zhì),、時(shí)間,、空間,、宇宙,其實(shí)都是人類(lèi)的幻覺(jué)而已,?!埂獝?ài)因斯坦
一切有為法,如夢(mèng)幻泡影,,如露亦如電,,應(yīng)作如是觀。
《金剛經(jīng)》