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附录 A.1:FS-API 参考手册 (Appendix A.1: The FS-API Reference)

—— 物理量到几何量的映射字典 (The Mapping Dictionary: From Physics to Geometry)

“要重写宇宙的逻辑,首先必须掌握它的底层指令集。”


1. 现实的罗塞塔石碑 (The Rosetta Stone of Reality)

本书的核心论点是:我们熟知的物理定律(力学、热力学、相对论)实际上是运行在更底层几何架构上的“应用程序“。为了方便未来的“开发者“(研究者)在这个框架下进行调试或扩展,我们编制了这份 API 参考手册

这份文档将标准的物理学术语翻译为 Fubini-Study (FS) 几何量子元胞自动机 (QCA) 的原生语言。

2. 核心数据类型与常量 (Core Data Types & Constants)

在 FS-QCA 架构中,所有的物理实体都被抽象为以下几种基础数据类型:

物理概念 (Legacy Physics)源代码类型 (Source Code Type)定义/映射关系
物理状态 (State)Ray (射线),即希尔伯特空间中的一维子空间(去相位的)。
时间 (Time)ArcLength (弧长)。系统内在的演化步数计数器。
真空光速 ()MaxThroughput (最大吞吐量)。系统状态更新的全局速率限制。
普朗克常数 ()ScalingFactor (缩放因子)将几何角度(弧度)转换为物理作用量(焦耳·秒)的换算系数。
能量 (Energy)GeneratorVariance (生成元方差)。驱动系统演化的瞬时几何速率。

3. API 方法详解 (API Methods Reference)

以下是查询宇宙系统状态的核心函数调用。所有的物理测量本质上都是在调用这些底层接口。

3.1 获取对象属性 (Get Attributes)

  • GetMass() —— 获取内部计算负载

    • 物理定义: 静止质量

    • 几何定义: 内部扇区演化速率

    • API 描述: 返回对象在静止参考系下,为了维持自身存在而消耗的 带宽份额。

    • 公式:

  • GetProperTime() —— 获取固有日志

    • 物理定义: 固有时

    • 几何定义: 轨迹在内部扇区 上的投影长度。

    • API 描述: 仅当对象具有非零质量时,该函数返回有效值。对于无状态对象(光子),返回 0。

    • 公式:

  • GetEntanglement() —— 获取网络连接数

    • 物理定义: 纠缠熵

    • 几何定义: 子系统状态在环境扇区 上的投影深度。

    • API 描述: 衡量当前对象与全局网络的耦合程度。高返回值意味着对象的本地行为不再独立。

3.2 系统完整性检查 (System Integrity Checks)

  • ValidateBudget() —— 验证带宽分配

    • 描述: 检查当前进程是否遵守广义帕塞瓦尔恒等式。

    • 断言 (Assert): v_ext^2 + v_int^2 + v_env^2 == c_FS^2

    • 异常: 如果不相等,系统抛出 KernelPanic(物理定律崩溃)。

  • CheckCausality(Target) —— 检查路由可达性

    • 描述: 验证信号是否能在给定步数内到达目标区域。

    • 断言: Distance(Source, Target) <= v_LR * Steps

    • 异常: 违反 Lieb-Robinson 界限的操作将被系统防火墙静默丢弃(指数抑制)。

4. 常见物理定律的重写指南 (Rewrite Guide for Common Laws)

如果你想把一个旧的物理公式移植到新架构,请遵循以下模式:

4.1 薛定谔方程 (Schrödinger Equation)

  • 旧代码:

  • 新架构: 这是一个 测地线方程 (Geodesic Equation)

    哈密顿量 只是定义了流形上的“切向量场“。方程描述了状态 沿着该向量场以恒定速率 移动的轨迹。

    注意:必须剥离全局相位 ,只关注射影空间中的相对相位演化。

4.2 海森堡不确定性原理 (Heisenberg Uncertainty Principle)

  • 旧代码:

  • 新架构: 这是一个 带宽-分辨率权衡 (Bandwidth-Resolution Tradeoff)

    要将位置锁定得非常精确(),你需要调用极其剧烈的动量波函数变化()。这将导致 瞬间耗尽所有 预算,导致时间冻结()。

4.3 热力学第二定律 (Second Law of Thermodynamics)

  • 旧代码:

  • 新架构: 日志追加协议 (Log Append Protocol)

    系统状态 总是纯态。 只是局部观察者视角的“丢失比特计数“。由于全系统纠缠总是倾向于扩散(从特殊态向典型态演化),该计数器在概率上单调递增。


架构师注解 (The Architect’s Note)

关于:如何调试宇宙 (How to Debug the Universe)

当你使用这份 API 手册时,请记住:

  1. 不要相信坐标系: 坐标系()是用户界面的装饰品。真正的物理逻辑只发生在希尔伯特空间的向量之间。永远优先计算 重叠 (Overlap)距离 (Distance)

  2. 关注资源竞争: 当你看到一个奇怪的物理现象(比如动钟变慢,或者黑洞附近的红移),不要去想“时空弯曲了“,要去想 “谁偷走了带宽?”。通常,你会发现是 (运动)或者 (引力势/纠缠)抢占了 的份额。

  3. 没有魔法: 所有的物理常数()本质上都是系统配置参数。在 QCA 的微观实现中,它们分别对应于:

    • 晶格更新的最大信号速度。

    • 几何相位的单位换算率。

    • 网络拓扑对流量密度的响应系数。

这份文档是你重构物理认知的起点。Happy Coding.