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高隆昌上帝与彭罗斯宇宙轮回

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发表于 2017-2-21 15:28:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
高隆昌上帝与彭罗斯宇宙轮回
何以望
高隆昌老师:信收悉。
很想写一篇读书文章,因为你信中说:“彭罗斯的书我只读过《通向实在之路》”。这也许够了。我看彭罗斯的理论和人生分三段:1985年我国出版的书《科学的未知世界》,其中的彭罗斯的文章《自然是复的吗?》,是我第一次接触彭罗斯。该文认识到彭罗斯在开创世界科学的未来。因为用你的书《上帝略影》中的两个观点:“二象论”和“元空间”来说,他都包容了。因为他的《自然是复的吗?》讲的是从黎曼球面,到阿干平面的球极平面投影。阿干平面就是复数坐标平面。彭罗斯是从代数的自然界、自然数和数,讲到几何图形的黎曼球面和复数坐标平面的。
1963年我在盐亭县中学读高中,第一次接触到“川大学派”的数学难题:“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面”,请证明。我称之为“赵正旭难题”或“庞加莱猜想外定理”。这是“川大学派”继承和发展的庞加莱猜想,因为庞加莱猜想只是提到球面可以收缩为一“点”。2006年俄国数学家佩雷尔曼也只证明球面可以收缩为一“点”,但“川大学派”的空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面的猜想,联系“二象论”和“元空间”是统一的、标度无关性的,以及宏观和微观、显物质和暗物质是有联系的,等等。
例如,你的“二象论”,是指虚、实;“元空间”是指“基本”。如果把空心圆球看作“点内空间”延伸,空心圆球“点内”为虚,或虚数;“点外”为实,或实数,不是像空实二源说吗?引进“点内空间”,是因为两个临近的自然数和自然数之间,存在带小数点的小数,或无限循环小数、无限不循环小数等实数以及纯虚数间隔。以小数点的十进位粗略计算,一个自然数靠近它的第一级小数,是两个。占十进位第一级的小数的五分之一。如果用来对应显物质和暗物质,“点内空间”暗示代表暗物质,“点外空间”暗示代表显物质,可以近似对应暗物质约是显物质的五倍。把暗物质比作海洋,把显物质比作大陆,这个比例关系也类似大陆少,海洋多一样。只研究“大陆”,不研究“海洋”,物理的未来是走向“大沙漠”。
在层子模型之后,“大沙漠”被一批主流科学家又在作为旗帜。例如,有人说:在粒子物理理论中有一个重要的理论,即粒子物理再向超高能物理发展,不会再有新的发现,这被称为高能物理的“大沙漠”理论。由此有人支持说:因为将能量提高到普朗克尺度,要求绝对不可能。而在这以下的能量范围又是理论上的“大沙漠”,不会再有新的发现。这就意味着从此以后高能物理实际上没有什么东西可做了。实验上没有新的发现,理论研究也就基本上停滞了。标准模型的理论架构非常刚性,也很难进行修正或者改善,除非将整个标准模型推倒。仅仅推翻夸克模型是不够的,必须退到量子电动力学以前,必须退到重整化以前。大沙漠理论还告诉人们一件事,就是所谓的大统一理论根本就是一个不可能实现的幻想,遑论什么最终的万能理论。现在的弱电统一模型都需要上帝粒子来拯救,强相互作用理论更是焦头烂额,还侈谈什么大统一理论和最终的万能理论呢?既然面临着不可逾越的大沙漠,高能物理学界其实可以做一些实事,那就是把已经收获的标准模型应用到其他科学领域中去,特别是粒子物理的近亲核物理和凝聚态物理,展示一下基础科学的威力。即“层子”去“大沙漠”或“大海洋”?“层子”去“大沙漠”是悖论,因为“层子”曾被一批主流科学家认为是“物质无限可分”,现在他们又说是“大沙漠”,看来他们曾经在无大型粒子加速器实验下的理论创新,不过跟是领袖开“玩笑”。
1958年开始的“大跃进”,伟大领袖毛主席号召解放思想,略高一筹的川大数学家们,决定解答新中国解放后,毛主席选定的“物质无限可分”这个集中古今中外争议的科学大智慧命题。从后来部分主流精英所创的“层子模型”来看,多数是顺着“无限可分”的逻辑,来思维的,这当然不符合毛主席和他尊敬的老师杨怀中等先生的本意。因为“可分”,可以不是把量子分割开,而是“可数”,类似整数、自然数、偶数、奇数、素数等,是无限多。那么把整数、自然数、偶数、奇数、素数等的无限多,分散在类似空心圆内外的球面上,甚至像“8”字一个“0”凹陷装入另一个“0”内面类似口袋内再装口袋的球面上,也是合符逻辑,能想象思维的。
正是从这里,理解毛主席的大智慧,川大数学家们于是从毛主席的著名论断“政治是灵魂,政治是统帅”的高度出发,把后者加进“物质无限可分”的命题,化西方数学的庞加莱猜想和苏联数学的灵魂猜想,为“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面”的证明,从而开创了现在的第三次超弦革命,成为量子色动弦学的先声。因为如果把对空心圆球内外表面的翻转,看成类似把一个空心圆锥体,放到另一个空心圆锥体内部且是顶对顶的图像,这也类似大宇宙中装小宇宙,两者无限变大还是无限变小,都能成立。而且能够把宏观与微观统一,这是通过一维的联络和在虫洞点的交变能成立的。这里交变的“交点”要害是:
一个圆锥体的表面与另一个圆锥体的表面翻转,必须经过顶对顶的交点;把它看成量子点,普朗克尺度的级数是10进位制,可分只有四舍五入的有限可分。
同时,因为一个圆锥体的拓扑结构,等价于一个球面,它们又都是一个2维曲面空间。两个球面只有一“点”连接成像“8”字形的球串串,是一个3维曲面空间。同理,两个圆锥体顶对顶,是属于3维曲面空间。像宇宙一样一个球面可以无限膨胀,变大没有关系,这种无限大,或无限多,对应整数、自然数、偶数、奇数、素数等的无限多。但如果从数学到物理自然真仅是这样,就太简单无趣了。然事情没完,空心圆球内外球面也是一个2维曲面空间,如果像“8”字一个“0”凹陷装入另一个“0”内面,像口袋内再装口袋,或者像一个空心圆锥体放到另一个空心圆锥体内部顶对顶的示意图,这种空心圆内外表面只有一“点”在连接;这个点即使拉长变为一维的线段,从拓扑结构和庞加莱猜想来说,这种展开类似试管的曲面,仍是与球面同伦的;并可以说是一个3维曲面空间,内外球面是“同位旋”的。
2012年第7期《环球科学》杂志发表陈超先生的文章说:“2006年,借助于俄罗斯数学家佩雷尔曼证明的庞加莱猜想外定理的----空心圆球内外表面翻转熵流,人们把时间和热力学、量子论、相对论、超弦论等联系了起来,点燃了第三次超弦革命”。丘成桐院士也认为,庞加莱猜想和三维空间几何化的问题是几何领域的主流,它的证明将会对数学界流形性质的认识,甚至用数学语言描述宇宙空间产生重要影响。量子色动弦学瓜熟自落,也得力于美国克雷数学研究所千禧年大奖“难题”之三的庞加莱猜想,被佩雷尔曼解决。而且庞加莱猜想的得证,目前已能和其他的六大数学难题的解决有联系。所以如何来认识《上帝略影》中的“元空间”,实际就类似川大学派的“空心圆球”。
因为“空心圆球”不但包括内外、虚实的“藏象”和“藏数”论,更重要的是,把它作为“元空间”,能回答宇宙空间膨胀,而物质、星球却因引力在收缩、坍塌的悖论。“空心圆球”略影上帝的“元空间”,是兰德尔的《暗物质与恐龙》一书说,暗物质类似透明的玻璃。如果略影上帝的“元空间”,类似透明的玻璃“空心圆球”,那么宇宙空间膨胀,类似透明的玻璃“空心圆球”膨胀。由于“空心圆球”壳层,外面壳层曲率为正,三角形内角和大于180度。内面壳层曲率为负,三角形内角和小于180度。在“空心圆球”外面看物质、星球,类似在吹气球一样,自然是宇宙红移现象。如果物质、星球是在这种“元空间”内或内面,那么引力使之的振荡起伏,自然会发生收缩、坍塌。我知道兰德尔,是2005年读薛晓舟教授的《量子真空物理导引》一书162页的《兰德尔-桑德拉姆膜世界模型》,说兰德尔提出我们的宇宙是一个五维世界。而且兰德尔从做粒子散射实验中,还想到额外维。
三维空间有中心,兰德尔的膜世界模型把三维变二维曲面,我们的可见宇宙实为类似“芯片”,兰德尔称为银河系盘或星系盘。如吹气球膨胀,随着宇宙的膨胀,二维曲面类似“芯片”的星系相互远离对方。《上帝略影》的“元空间”,应该是包括三维空间和一维时间,以及额外维的“点内空间”的。但《上帝略影》说的大自然本原方法论、系统学及其应用,只涉及“大沙漠”问题,没有提到“大海洋”。你说:“因为我是从最远端的终极世界向近端看,若正确,应该与所有既定成果相恰,否则值得推敲。所以我也需要知道近期出现的成果,以做比对(远期所知道的,未发现矛盾)”。你说得很对。近期出现的成果,我正在学习的是彭罗斯的《宇宙的轮回》、加来道雄的《平行宇宙》和兰德尔的《暗物质与恐龙》等三本书。彭罗斯的《宇宙的轮回》是在他的《通向实在之路》之后,把物理学推向第三个阶段。
彭罗斯的第二个阶段,以《皇帝新脑》、《时空本性》、《通向实在之路》等三本书为代表,主要亮点是彭罗斯的里奇张量新说。这是量子引力研究的一个转折点。彭罗斯从出版的《皇帝新衣》一书开始,就在说里奇张量,是当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时,被绕物体整体体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用。彭罗斯是第一个用里奇张量,再加上韦尔张量,清楚地简化了爱因斯坦的广义相对论引力方程的人,也能清楚地说明量子退相干和量子宇宙学的一些难题。
因为彭罗斯能更清楚地提供和证明了虚数超光速快子的图像:如设绕着星球作圆周运动物体的半径为1米,它到星球表面的最近距离为30万千米,当星球的半径大于30万千米时,要速度只有光速大的引力子,传到星球表面的信息才开始让里奇张量引力,产生整个星球体积的同时理想收缩,那么就不能使星球直径另一端的表面也同时开始收缩。因此必然有产生一半对一半的实数光速引力子和虚数超光速引力子,并以实数引力子到达时为准,这不违反两个相对论的逻辑和实验观测事实。但在《通向实在之路》一书中,彭罗斯给出里奇张量引力的证明,不算实验证明。实验证明里奇张量引力引出的虚数超光速快子的图像,是间接推导联系的量子纠缠和量子信息隐形传输实验。这个实验,如潘建伟教授和他的导师塞林格等已经给予验证,并得到国际科学主流的认可。潘建伟教授作为“量子通讯的领跑者”,已成为2017年2月8日晚颁奖典礼上的“感动中国的十大年度人物”之一。
但在美国的王令隽教授,却把“感动中国人物”潘建伟教授说成类似“坏人”。
王令隽教授说:“在《关于中国量子通讯卫星上天的微信讨论》一文中,我对潘建伟院士的量子卫星通讯有一段类似的评论:先进的通讯技术是最高的国防机密。奇怪得很,潘建伟院士不仅不对他的无坚不摧的能破译任何密码的量子计算机技术和坚不可摧的绝对安全的量子通信技术保密,反而动用一切可能动用的媒体大肆宣传,寻求和外国专家的合作,将研究结果和外国人分享。更为不可思议的是,在各大国互相指责对方增加军费之时,潘院士团队居然以近乎威胁的语气敦促美国和俄国在量子纠缠上面大量投入资金。难道你们害怕美帝苏修落后?害怕中国领先?你们是在为美国担心还是为俄国担心?这是什么逻辑?”
潘建伟的导师塞林格的“量子隐形传态” 学术来自哪里?中国本土能不能超越塞林格与美国佬、俄国佬?以及是如何超越的?事情是“量子隐形传态”自1935年爱因斯坦发表EPR效应质疑以来,国际上的争论十分激烈。《量子之谜----物理学遇到意识》一书说:在20世纪80年代贝尔、克劳泽和阿斯珀克特,证明在EPR问题上玻尔是对的之后,国际上的认知天平开始向承认量子隐形传态方向倾斜。但至今我国仍很争论激烈,这也许是有在文革前的层子模型等,就开创批判玻尔量子力学的惯性。王令隽教授代表的,就是科学院中的这股主流。潘建伟院士代表的是文革结束后,我国基础科学发生的转折,这不是偶然。
因为国际上对广义相对论、量子力学、大爆炸宇宙论到超弦理论等前沿基础科学的研究,已经发生了天翻地覆慨而慷的变化。潘建伟的博士导师、奥地利因斯布鲁克大学的塞林格,就是受到这种变化的洗礼者之一。1989年塞林格曾与如今在纽约城市大学的物理学家格林伯格和马萨诸塞州伊斯顿石山学院的霍恩,一起合作研究三个及以上粒子量子纠缠的原理工作。这对该领域以及对塞林格本人,都是一个转折点;特别是1997年塞林格在室内,首次完成量子态隐形传输的原理性实验验证。其实,塞林格等这一切,也只是后续。他们都缘于阿斯珀克特在上世纪80年代,对贝尔不等式定理所做的三个实验,才引起人们广泛关注的。
如自阿斯珀克特的实验之后,才有更多物理学家开始思考:量子力学的基本原理“非定域特征”,不是像爱因斯坦和玻尔尔之间进行的没完没了的哲学之争,而可以是在实验室里成为检验的热门课题。从1975年到1985年十年间,美国物理学家西摩尼和他的学生霍恩,是跟踪阿斯珀克特这位法国科学家,在80年代初期证实克劳泽-贝尔不等式实验的人。特别是此期间的霍恩,常到MIT克利夫•沙尔的中子实验室交流,才结识的格林伯格和塞林格。反过来,格林伯格和塞林格才有跟霍恩密切合作,三人一直保持研究“非定域特征”的友谊。由量子纠缠引发量子通信,三粒子纠缠态是关键。到1993年才有了以他们三人姓名第一字母命名的三粒子纠缠态GHZ论文。再说格林伯格1933年出生于纽约,1950年格林伯格高中毕业所在的班,优秀程度令人乍舌和刮目相看。因为后来他的同班同学有7位获得诺贝尔物理奖,如1979年诺贝尔物理奖得主格拉肖和温伯格。
潘建伟与博士导师塞林格之间,也是长期保持着极具竞争性的友谊。这可以看作不走国内主流科学家们宣传“科学只有第一没有第二”老路的一个标注。“科学有第一也有第二”体现潘建伟和博士导师塞林格,在远程量子通信隐形传态领域长达七年是竞争对手,如今又是其合作者。从潘建伟及其团队,上溯贝尔、克劳泽和阿斯珀克特,以及霍恩、格林伯格和塞林格,成功都是立足量子通信的基本原理是什么?或者说“经典”的卫星通信和潘建伟的星地量子隐形传态通信有什么不同?2016年8月25日《凤凰资讯》发表记者陈伊凡的《对话潘建伟:欢迎基于科学实验的严肃质疑》一文中,潘建伟院士说的四点,我们从中可以解开谜团:星地量子隐形传态通信可以说,就是引力通信或里奇张量通信。关键就在潘建伟院士要保密的,正是里奇张量通信最核心的里奇张量引力操控技术部分,其它可以公开的。
例如,我国媒体公开宣称的,只是“设计要求快速飞行的量子卫星能被地面的光学天线精准跟随,这相当于在一万米高空的飞机上往地面的一个储蓄罐里投硬币,还必须保证每个硬币都能够扔到储蓄罐中。类似这样的技术难题都被潘建伟及他的团队一个个攻克”。其实这只是虚数超光速量子信息隐形传输,必须的非超光速经典通信联系的设置。如从里奇张量新说看量子引力研究,利用量子比特作为信息载体传输技术平台的星地里奇张量量子引力通信,如果是成功的,就说明量子计算机可以不分离,同时和“量子引力信息智能手机”可结合使用。而星地高速相干激光通信,不可能地面上一个观测站发出的激光射线,能无时无刻不间断地跟踪围绕地球转动的卫星。科学不是迷信、宗教,也不是许驭先生要保密的“水变油”。
“量子引力信息纠缠隐形传输”最终见效最大的事实,如联系类似用作核武器开关的“锁死开关”。给这类武器“上锁”,类似执行“握手原则”安装的第二道“科学天眼工程”。在有新型的大国关系,和有联合国强有力的安理会执法机构配合下,“锁死开关”可以确保核武器一直处于控制之下,无需采取任何军事行动。因为这可以不加限制地在全球转让这类“上锁”的武器,而“锁死开关”是与武器的核心芯片或弹药组装在一起的,要去除“锁死开关”,等于作废整个东西。因此潘建伟院士说:“我们也乐于与美国和欧洲一起开展相关合作研究”。这不是要泄密或当“斯诺登”,这含有“对方承认”的科学原则。况且“核武器开关”,只有“联合国”共管,才能起作用。中国科技大学陆朝阳教授说:“量子技术将是一场竞赛”。面对这种事实,潘建伟院士说:量子计算欧洲最强,美国次之。量子通信中国领先,欧洲次之。量子精密测量欧洲老大,其次是美国,中国弱一些。所以在墨子卫星加密完后,通过公共途径,我国要请全世界的科学家来破解。我国对其他国家的开放,这也是为该商品,今后建立市场打算。
彭罗斯第三个阶段的《宇宙的轮回》一书,不同于他第二个阶段的《皇帝新脑》、《时空本性》、《通向实在之路》等三本书,是绝口不再提里奇张量引力讲的:当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时,被绕物体整体体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用,而转向宇宙轮回,遇到的熵增不能轮回的难题。彭罗斯用尽平生的学问,得出他认为最好的结果。但我们认为,彭罗斯还是没有解决熵增为何能轮回的问题。但从彭罗斯讲的熵增轮回的“零锥”问题上,可以看出他对“川大学派”的数学难题:“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面”称之为庞加莱猜想外定理,没有认识。也许如你说的类似“小菜一碟”:从数学上应该说“就是个反演变换问题。比如先将球映射成单位球,然后作反演变换即是。这些步骤都是拓扑的,只是这时需要在完备空间上,而这只须加点紧致即可,且也是拓扑学已有的结论了”。老高,其实不是这样。
虚拟空心圆球不撕破与不跳跃粘贴的内外表面翻转,这类似“8” 字一个“0”凹陷装入另一个“0”内面像口袋内再装口袋,或者像一个空心圆锥体放到另一个空心圆锥体内部顶对顶的3维曲面空间示意图。这种顶对顶的交点变成“壳层”类似的的翻转,这里“零锥”的点移动,可以是一维的弦或虫洞。但有两种不同的区别,从拓扑结构和庞加莱猜想来说,只在空心圆球壳层一处,有一条连通内外表面的一维的弦或虫洞,这种展开类似试管的曲面,空心圆球仍属于与球面同伦。但如果有两处两条,及以上连通内外表面的一维的弦或虫洞,这时空心圆球如圈体,就属于与环面同伦,不是与球面同伦了。这种区别很重要。例如,把庞加莱外猜想空心圆球外表面向内表面翻转,比喻龙卷风,磁单极可以说就像龙卷风。但龙卷风与池塘水底有漏洞,产生的水面漩涡外表虽一样,但拓扑结构类型却不同伦。有漏洞的池塘水面漩涡场,和平凡的普通带圈及不平凡的墨比乌斯带圈,都等价于环面拓扑类型;只有一个曲面的克莱因瓶也如此。
综述以上点内空间类似空心圆球内外表面翻转的庞加莱猜想外定理,空心圆球内外表面也类似一对平行宇宙,就如阴与阳、有与无、大与小共生的宇宙。而从“零锥”翻转须有一维的弦或虫洞来说,又能推演膜弦共生的统一。因为内外表面翻转在“虫洞”的交汇的“交点”,必须要量子化,而且不管量子是球量子还是环量子形状,自旋必须存在体旋或有体旋的组合,才能翻转。球量子或环量子的自旋存在自旋编码组合,这种自旋循环编码组合可以是一种标度无关性,类似自然国学的金、木、水、火、土五行学说。而且自然国学的阴阳、五行、经络气血等三部分学说,都可以对应空心圆球的庞加莱猜想外定理的现代前沿科学的统一推理。例如,把中医经络气血学说联系现代前沿科学的弦论,标准模型的各种基本粒子是对应一维弦线的不同振动的。这与中医摸脉,从血脉振动的弦象对应各种病症一样。
弦论是在点内空间,额外维也在点内空间。经络气血在人体,也类似在点内空间,和类似额外维。但血脉振动不仅在弦象,而且血脉是血管,还类似额外维的“虫洞”,血管里还流动有类似量子的红细胞等物质。有人把中医和这类自然国学看作“玄学”,其实从中医和这类自然国学追求实践运用的成效与实验事实看,实为一种中国远古就独立创新的“弦学”。所以中国的“弦学”在这个世界上的地位和份量,不是美国和苏联以外的任何一个国家的“弦论”能够替代的,这也许也是高隆昌老师你写《上帝略影》的一种心态吧。由此可说,川大的数学学派推论空心圆锥体内装空心圆锥体,对应类似“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面”的证明,联系的“点内空间”就是一个大类,不但能联系显物质的量子或粒子,也能联系超弦线条,这种弦线还可以类似虫洞。
“点内空间”不但联系额外维和暗物质等宇宙略影,而且加来道雄的《平行宇宙》一书说的超对称伴子,有类似兰德尔的额外维或膜的平行宇宙还不够。因为加来道雄说的各种平行宇宙,就类似虫洞弦管,吹出的各种泡泡。只可惜从威腾到彭罗斯、加来道雄等,他们仍类似把欧几里德几何空间,有无限平移推理的逻辑痕迹。但只要“点内空间”引进到彭罗斯的“零锥”,把古斯的宇宙暴涨论划入“点内空间”,彭罗斯的宇宙轮回遇到的熵增不能轮回的难题就可解决。即熵增的掉头,是在“点内空间”里发生的;平行宇宙的轮回,是包含有平行“点内空间”宇宙的。
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