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量子探略——三维的炮打不了多维的鸟

热度 1已有 1273 次阅读2022-1-26 11:32 |系统分类:杂谈分享到微信

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量子探略——三维的炮打不了多维的鸟

注:文章已经作者授权

结束篇:三维的炮打不了多维的鸟

 

我们人类主宰地球的历史,恐怕也就是近万年左右。而这点时间放在宇宙的视野看,其实很短,其实也没多大意义,因为从空间的角度出发,时间其实很难充当主角或大梁。时间,不过是我们人类杜撰或想象的一个运动的影子或过程而已,而且还局限于地球绕着太阳转。我们看或思考或认知宇宙以及我们周遭的一切,包括我们的地球或者我们自己的所有,我们凭借的仅仅是我们的五官及思维或直觉,同时还有我们制造的各种各样辅助工具,我们勾画自以为绝妙的这那理论学说,甚至宇宙的起源和膨胀,我们白天活在白日的梦里,我们夜晚活在睡眠的梦里。我们对世界的印象和感觉,无时无刻不来自的我们的[触觉],我们人类同地球上其它生物一样,就是一部感应机器,而且是三维空间里的感应机器,并且感应出来的东西也是三维或三维的印象与感觉。

 

我们需要知道,我们人及地球生物是有局限的,因为我们都属于三维产品,只具备三维的秉性和能力。如果我们不认识到这一点,我们就难以解脱种种不可思议的困惑和窘态,比如说量子纠缠和隐形传态,等等量子世界里的诸多——令人费解。说的直白一点,也就是我们用三维的炮,打不了——四维五维等等多维空间的鸟。我们想象或谈论多维世界,往往是用三维的思维和视野去解读或理解,结果呢,我们一直徘徊在困惑的沙滩而难以开拔。宏观上,宇宙深处远处有很多不可思议,微观上量子世界扑朔迷离;其实,量子世界才是打开多维空间的钥匙,所谓:一花一世界,一叶一菩提。我们以为多维空间存在于量子层级,所以管窥真实的世界或宇宙,就必须另起炉灶——重建思维和视野的新基石与新角度,而不是企图用三维的炮——打多维的鸟。

 

所谓——多维空间,是指由4条或者更多条维度组成的空间。我们通常的空间概念,是指由长、宽、高组成的三维空间。时间本身具有维度的某些特点,例如一条时间轴可以连接无数个三维空间,因此可以认为我们生活在3+1维时空(4维空间)中;但时间与长、宽、高却是有很大的区别的,例如时间单位与长度单位是不一样的,因此这还不算真正意义上的多维空间。由于光子只能在三维空间中传播,人的肉眼无法看到其他可能存在的维度,这就使得对多维空间的探寻非常困难。但是,众多的科学家、物理爱好者和科幻迷还是提出了各种有关于多维空间的理论。在平行宇宙理论中,由于存在着无数多个三维宇宙,这些宇宙并不能通过长、宽、高或者时间进行相连,只能通过另外一条维度进行连接,因此平行宇宙本身至少就是一个4+1维时空(5维空间)。在弦理论中,认为各种基本粒子都是由很小很小的线状弦组成的,在众多现象难以用理论解释的情况下,爱德华·维顿提出了11维空间的概念。有些人认为,进入黑洞就可以见到神秘的多维几何体。一个简单的说法:N维就是N条直线两两垂直所形成的空间。因为,人类只能理解到三维,所以后面的维度可以通过数学理论构建,但要仔细理解就很难。

 

如果确实存在多维空间,那么世界上可以存在以下这些现象。

 

【绝对隐身】:普通的隐身仅仅是指一个事物不发光、不反光而使得别人无法看见它,但任何人都可以摸到它。绝对隐身下的物体却是既不能被看到,也无法被摸到的。如果把蚂蚁假设为只能在两维的地面上移动的生物,再假想有一只能在三维空间中自由活动的蜻蜓飞在蚂蚁的上方,那么蜻蜓可以看见蚂蚁,蚂蚁却无法看到或摸到蜻蜓,蜻蜓就对蚂蚁实现了绝对隐身。同样的道理,如果一个人能够在多维空间中自由运动,他就可以对那些只能在三维空间中自由移动的人做到绝对隐身。

 

【抄近道】:假设某人沿着地面从地球上的南极点步行到地球北极点,显然要走很长的路,但是一个中微子可以直接从南极点经过地壳、地幔、地核穿到北极点,走的路就近了许多,这正是因为它巧妙地运用了第三条维度。根据广义相对论,空间是弯曲的,我们所生活的这个三维空间很可能是一个四维几何体的封闭曲面,直接通过长、宽、高的方向从一个天体到另一个天体有很长的距离,如果能借助第四条维度,那么就节省了一定距离,也就是抄了近道。在量子物理模型中,多维空间中这种很近的通道又被称为虫洞。

 

【多维物体投影】:一个圆片穿过一条线,在这条线上的投影会先变长后变短;一个球体穿过一个平面,在这个平面中的投影会由一个点变成一个越来越大的圆,再重新缩小成一个点。在一个四维空间中,一个点为中心,向各个方向延伸相同的距离,可以形成一个密闭的四维几何体,我们不妨把这种四维几何体称为“四维球”;如果有一个“四维球”穿过我们所生活的三维空间,我们可以看到它在这个三维空间中的投影:首先是一个点,随后是越来越大的三维球体,球最后又重新缩小成一个点,直至消失。

 

一个问题在于——将“多维”这个概念加到“空间”前是否合理?仅停留在空想或数学理论模型中的“多维空间”对人类来说有实证意义吗?可以有“多维”的概念,但“多维”的还是空间吗?尽管如此,理解了宇宙的空间有更多维存在,再回过来看相对论与量子理论是如何产生矛盾的,我们就很容易理解了:这两个理论在日常的三维空间里是不可能统一的,它们的矛盾是必然的,只有在高维空间里才能得到统一?

 

为了更好地理解这一点,我们可以举一个三维世界和二维世界的例子。我们首先假设有一些生活在二维平面世界的生命,它们的世界里只有长和宽,根本无法理解第三维——“高”这一维。因此,它们对三维世界的感知只限于三维物体在平面世界的投影,或者三维物体与平面世界的接触面,试想一想,一个平面生命怎么能够通过投影来想象三维物体的丰富性和完整性呢?当三维物体与平面世界接触时,三维物体在平面世界上的零碎片段,比如一张桌子的四根脚柱、人印在地面上的两双鞋印,更让平面生命摸不着头脑——这些拼不到一起的碎片究竟意味着什么呢?它们不能想象,四片互不相连的印迹怎么会构成一张完整的桌子呢?那断断续续的鞋印上怎么会有一双完整的鞋呢?而且,鞋的上面竟然还有一个更加完整的人!用二维的眼光来打量这些碎片,你永远不可能将它们拼成一个整体。

 

于是有一天,一个足智多谋的平面生命偶然想出一个绝妙的主意。它宣布,平面世界之外还有一个“向上”的第三维,如果顺着这些碎片“向上”看,其实碎片是一个完整的整体!这真是个惊人的见解,大多数平面生命都困惑不解。相对论和量子理论的遭遇与这种情况非常相似,在我们的三维空间里,它们就像两块互不相干的碎片,永远也拼合不到一起。但把空间“向上”抬一抬,把宇宙变为十维空间,相对论和量子理论这两块看似互不相干的碎片就会令人震惊地结合得天衣无缝,成为一个更完整的理论大厦的两根互相依存的支柱!虽然我们在三维空间中无法想象和描述一个多维的空间,但我们却能通过复杂的数学方程推导出它的存在。值得关注的是,空间并不完整完美,而是存在裂缝。超弦理论还给我们带来一个更加令人震惊的结果:我们的空间结构居然是离散的,而不是连续的!在我们的日常经验中,空间和时间总是无限可分的,但事实却大谬不然。空间和时间都有自己的最小值:空间的最小尺度为10^-33厘米,时间的最小值是10^-43秒。因为当空间小到10^-33厘米后,时间和空间就会融为一体,空间维度就会高达十维,在这样的情况下,即使空间还能分割,那也是我们现在所不能了解的了。

 

事实上,量子理论就是关于“离散的量”理论,“量子”一词的含意就是“一个量”或“一个离散的量”。早在1900年,量子理论刚诞生时,科学家们就发现,在微小的粒子世界,能量是一份一份发出的,而不是连续发出的。就像人民币的最小单位是“分”,乒乓球只能一个一个地买,而不能半个半个地买,这些都是日常生活中关于事物不可无限分割的例子。虽然当时科学家已经知道了粒子能量的不连续性,但他们却不知道为何有这种不连续性,只是被迫接受而已。但我们都知道了,这与空间的不连续性密切相关。正是由于空间有最小的、不可分割的单位,才会影响到基本粒子的能量发射方式。所以,我们基于时间和空间是连续的旧理论必须被抛弃,在普朗克尺度下,弦是一段一段的,开弦就是一段线,闭弦就是一个圆圈,每一个弦片携带的都是一份一份的动量和能量。空间具有一个最小的、不可分割的值,这个不可思议的现象会导致什么样的结果呢?我们很容易想到:我们宏观的空间结构是由一份份最小的空间包组合起来,在这一份份的空间包中间,极有可能存在着我们无法探测的空间裂缝!所谓“虫洞理论”中在空间中凿开一个洞口的设想,从理论上来说真的是可行的,这就是寻找相邻空间包之间的裂缝,然后用难以想象的高能量轰开这个裂缝,一个虫洞就出现了!可以说,小小的十维空间包以及它们之间的裂缝存在于我们空间的每一个角落,只要我们有足够的能量,我们可以在任何地方凿开一个虫洞。(部分素材来自百度)

 

【点评】:我们对多维空间的想象推测有很多,但我们以为真实情况绝不是描述的那样,因为我们身为[三维产品],我们的猜测和判断恐怕只是一鳞半爪,或者是一叶障目式的自娱自乐,就好比盲人摸象。我们以为多维世界是量子态的,就我们人类而言多维世界就好比神仙世界。因为,不可思议地在那儿都可以完成。就如同我们杜撰的——所谓佛眼境地:

 

在佛眼中——无主体与客体,是没有绝对与相对的概念;不可思,不可议,一切皆是佛。

无限的无限,是没有空间的概念;不可思,不可议,一切皆是佛。

瞬息性和一发即到性,是没有时间的概念;不可思,不可议,一切皆是佛。

总体性和无不涵摄性,是没有空无的概念。需悟道的人亲证,非语言文字可形容。

 

其实,这只是一种境界,我们难以企及。如果说我们置身于量子世界,我们都可以似乎理解,其实这个量子世界也就是多维世界,我们身在其中但无法直观,我们需要借助工具还得加上我们的精神、思维及眼睛。除此,我们的直觉或灵魂之我更是能够感觉其中的悸动——来自多维空间或多维世界的叹息与问候。比如,我们在前面文章里所叙述的种种灵异和惊奇。

 

为什么说,量子世界就是多维世界,或者说多维空间是由量子世界构筑的。空间是什么?空间就是物质,而物质的本源则是能量。因此,空间的本质也就是能量,而量子是能量的最小可分单元。由此,我们需要重复前面的句子——量子理论刚诞生时,科学家们就发现,在微小的粒子世界,能量是一份一份发出的,而不是连续发出的……虽然当时科学家已经知道了粒子能量的不连续性,但他们却不知道为何有这种不连续性,只是被迫接受而已。但我们都知道了,这与空间的不连续性密切相关。正是由于空间有最小的、不可分割的单位,才会影响到基本粒子的能量发射方式。所以,我们基于时间和空间是连续的旧理论必须被抛弃,在普朗克尺度下,弦是一段一段的,开弦就是一段线,闭弦就是一个圆圈,每一个弦片携带的都是一份一份的动量和能量。在此,我们以为空间裂缝,即是我们前些篇——所议论所提出的——暗能量通道或暗能量弦,量子纠缠及隐形传态的发生就是凭借此处的所谓——空间裂缝,而在实际操作中则是所谓的空间折叠、弯曲、旋转、回转等等此类情形。由此实践并实现空间换时间——从而成就速度以及我们所谓[第三世界]人眼里的种种匪夷所思。其中,发挥关键作用的即是能量——所谓暗能量与暗物质所携带和释放的阴阳两种形态的能量——动态的能量,且完全不同于我们所谓日常所指的能量。或者,我们可以这样说,那是多维空间的能量,我们三维空间无法接收、感应或剖析,而这个障碍来自空间阻隔及暗能量、暗物质使然。

 

我们熟知的维数——0维】:没有长宽高,单纯的一个点,如奇点(一个无限小的点)。【一维】:一维空间只有长度【二维】:二维空间平面世界,只有长度和宽度【三维】:三维空间长宽高立体世界我们肉眼亲身感觉到看到的世界 三维空间是点的位置由三个坐标决定的空间。客观存在的现实空间就是三维空间,具有长、宽、高三种度量。数学、物理等学科中引进的多维空间概念,是在三维空间基础上所作的科学抽象。【四维】:四维空间一个时空的概念 日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指阿尔伯特·爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又加了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。根据阿尔伯特·爱因斯坦相对论所说:我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维时空。至于理论维数,则从五到十一:

 

【五维】——从我们这个宇宙大爆炸开始到某个可能的结果,这段时间上的持续叫四维,而在这个四维时间线上任何一点都有无限种发展趋势。这样从四维上的某一点分出无限多的时间线,构成了五维空间。

【六维】——五维空间上两条时间线如同二维空间(如报纸上的两个对角点)不能直接到达,而把报纸对折就可以直接到达报纸上的对角点。在六维空间中正如把二维空间弯曲一样,五维空间也可以弯曲,产生了六维空间,在六维空间中可以直接到达五维时间线上的任意一点。

【七维】——七维空间包括了从宇宙大爆炸开始到宇宙结束,所有空间维,所有时间维上的所有可能性,以及在任意两点直接到达的可行性。五维空间是某一点产生无限个发展趋势,七维是所有点即无限点上产生无限个时间线。

【八维】——在七维空间上已经描绘了我们这个宇宙中从始到终,所有空间维,所有时间维,八维是什么呢?对了,还有一个可供操作的点,那就是大爆炸这个点,八维空间中包括了从大爆炸处产生的无限多个宇宙,这些宇宙中有不同的物理定律,不同的引力常数,或许有没有万有引力、光速是否相同也说不定。

【九维】——九维空间则是八维空间的弯曲,在八维空间中,不能直接在各个宇宙中到达不同的两点,而九维空间中则可以在八维空间中的两点间直接到达。

【十维】——根据超弦理论,最小粒子不是实体的物质,而是由不同振动频率的超弦形成的物质,不同的频率产生了不同外在表现。在十维空间中,已经没有物质了,只存在不同振动频率的弦。在十维空间中一切皆有可能。

【十一维】——十一维空间,是由十维空间加上记忆和感知构成,爱因斯坦认为记忆是可延伸且具有弹性的,而感知是存在于时间、空间、记忆之外的。超弦理论的十维空间之后,推出了十一维空间的超膜理论。总之,十一维空间是由时间、空间、记忆与感知构成的。

 

话说,以上只是假设和想象,我们的宇宙及宇宙空间究竟是什么样子,我们的理论也终归还是想象,而且几乎都是三维的想象,所以我们的宇宙观只是宇宙碎片的影子之一。但有一点我们都知道,我们人类通过研究原子,结果造出了原子弹,自此我们人类一直生活在自己毁灭自己的阴影当中,也就是说我们可以毁灭我们居住的三维空间或世界,或者说我们用三维的武器毁灭三维。我们知道,我们即将或已经进入了量子时代,量子武器毁灭的是什么,我想就不是什么世界而是宇宙的坍塌了,而所谓十维空间的超弦级武器,则更会令宇宙世界走向[成住坏空]的‘坏’的轮回。我们人类虽身在三维,但我们把手和心事伸得太长了,隔空打物——并不是没有可能触发——多维世界里的[核弹]。也就是说——我们用三维的炮——完全有可能打下多维的鸟。而这一切,完全是缘于我们人类的贪婪和任性。在劫难逃,还是放下屠刀,对此我们只有一句叹息——轮回。也罢,且听苏轼把歌吟——莫听穿林打叶声,何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马,谁怕?一蓑烟雨任平生。料峭春风吹酒醒,微冷,山头斜照却相迎。回首向来萧瑟处,归去,也无风雨也无晴。

 

 



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