信息與關系:物質(zhì)和質(zhì)量是如何產(chǎn)生的

第六章:物質(zhì)和質(zhì)量是如何產(chǎn)生的

再問大家一個問題,那么根據(jù)拓撲量子信息基元理論,物質(zhì)的產(chǎn)生怎么解釋?質(zhì)量的賦予又怎么解釋?希格斯粒子怎么產(chǎn)生?希格斯機制還要不要了?

我們先來回答物質(zhì)的產(chǎn)生,然后一一分析。

在這個框架中,“物質(zhì)”和“時空”的地位是平級的——它們都是從量子基元網(wǎng)絡的特定激發(fā)模式中涌現(xiàn)的衍生現(xiàn)象。

粒子即激發(fā):一個電子、一個夸克,不再是傳統(tǒng)意義上不可再分的小球。它們被視為底層量子基元網(wǎng)絡中的一種穩(wěn)定的、傳播的“振動模式”或“糾纏的激發(fā)”。

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類比:想象一下蜘蛛網(wǎng)。蜘蛛網(wǎng)本身是背景(類似于時空結構)。一只蒼蠅撞在網(wǎng)上,引發(fā)了一個振動波,這個波沿著網(wǎng)線傳播。這個振動波就是一個“粒子”。波本身不是一種獨立的“物質(zhì)”,它是網(wǎng)絡的一種狀態(tài)。

因此,物質(zhì)的產(chǎn)生,就是量子基元網(wǎng)絡從一種基態(tài)(“空虛”的真空)被激發(fā)到某種特定的、穩(wěn)定的高能態(tài)。我們所感知的“物質(zhì)”就是這些激發(fā)的量子信息包。

讀到這里,你一定會疑惑和不解?明明現(xiàn)有物理學已經(jīng)證實了電子,質(zhì)子等粒子是物質(zhì)的,是實體的,怎么理解它是一種波呢?似乎是無法想象的,而無法想象的,多數(shù)就是有問題的。該怎么去理解呢?

首先,重要的是要認識到,“電子、原子、夸克、質(zhì)子是物質(zhì)”的觀點,在當代物理學中已經(jīng)被更精確的描述所取代。在量子場論(Quantum Field Theory, QFT)中,所有基本粒子都被視為“量子場的激發(fā)”。例如:

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電子是電子場的激發(fā)。

夸克是夸克場的激發(fā)。

光子是電磁場的激發(fā)。

希格斯粒子是希格斯場的激發(fā)。

在標準模型中,這些場是基本實體,而粒子是場的局部激發(fā)(即“振動”)。這類似于量子基元理論“蜘蛛網(wǎng)”的類比:場就像蜘蛛網(wǎng)本身,粒子就像網(wǎng)上傳播的振動波。因此,將粒子視為“激發(fā)”并不是新概念,而是現(xiàn)代物理學的核心思想之一。這樣解釋,你能理解了嗎?其實這個理論并不是空中樓閣,也不是純粹的想象。依然是我結合物理實在而出發(fā)的理論。

拓撲量子信息基元理論的延伸,是從場到更基本的網(wǎng)絡。

“拓撲量子信息基元理論”不僅將粒子視為激發(fā),還將場和時空本身視為從更基本的底層結構中涌現(xiàn)的現(xiàn)象。這個底層結構是一個“拓撲量子基元網(wǎng)絡”(由抽象的量子信息單元構成)。

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關鍵點包括:

量子基元:這些是假設的基本單元,可類似于量子比特,但更抽象,沒有預先的時空屬性。

涌現(xiàn)的場:不同的場(如電子場、電磁場)對應于量子基元網(wǎng)絡的不同集體激發(fā)模式。這些模式是穩(wěn)定的、可傳播的,并在宏觀上表現(xiàn)為我們熟悉的粒子。

涌現(xiàn)的時空:時空幾何(如引力)也從網(wǎng)絡的糾纏結構中涌現(xiàn),例如,通過糾纏熵與幾何面積的關系(如全息原理)。

因此,這個理論并不是否定現(xiàn)有物理學,而是試圖為量子場論和廣義相對論提供一個更基礎的解釋——即解釋“場”和“時空”本身從何而來。

“量子基元信息網(wǎng)絡振動”如何振動出不同的粒子?這關系到對稱性和模式多樣性。如何從簡單規(guī)則涌現(xiàn)復雜現(xiàn)象的問題。在物理學中,這通常通過對稱性破缺和模式多樣性來實現(xiàn)。

對稱性決定粒子性質(zhì):在標準模型中,粒子的性質(zhì)(如質(zhì)量、電荷、自旋)由場的對稱性決定(例如,SU(3)×SU(2)×U(1)規(guī)范對稱性)。在基元理論中,這些對稱性從網(wǎng)絡的動力學中涌現(xiàn)出來。網(wǎng)絡的振動模式可以有不同的“頻率”、“波長”和“拓撲特性”,這些對應不同的粒子。

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類比聲音在空氣中的傳播:空氣分子本身很簡單,但它們的振動模式可以產(chǎn)生無限多樣的聲音(不同頻率、音色)。類似地,量子基元網(wǎng)絡雖然可能由簡單單元構成,但其振動模式可以極其豐富,足以描述所有已知粒子。

具體機制:網(wǎng)絡的低能激發(fā)譜(low-energy excitation spectrum)可能包含各種穩(wěn)定的模式:

一些模式是玻色性的(如光子),對應傳播的波。

一些模式是費米性的(如電子),對應局域化的激發(fā)。

這些模式的相互作用由網(wǎng)絡的底層動力學決定,并在宏觀上再現(xiàn)標準模型的拉格朗日量。

基元理論的目標是,在低能極限下,網(wǎng)絡的激發(fā)行為應精確再現(xiàn)量子場論的預測。也就是說,當我們觀察宏觀世界時,網(wǎng)絡振動模式會“看起來像”標準模型的粒子。

在量子場論中,粒子已經(jīng)是場的激發(fā),所以基元理論只是將這個想法推向更底層。

現(xiàn)有物理學無法解釋引力如何與量子力學統(tǒng)一(量子引力問題)?;碚撏ㄟ^將時空和物質(zhì)共同涌現(xiàn),提供了解決這一問題的途徑。

摘自獨立學者,作家靈遁者作品《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(xiàn)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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