第1章 红皇后的奔跑 (The Red Queen’s Race)

我们已经大胆地推开了通往螺旋宇宙的门缝。我们在序言中宣称,那个被我们在第一部书中奉为圭臬的恒定预算 ,实际上正在经历一场漫长而隐秘的通货膨胀。
但这立刻引来了一个尖锐的反驳,来自我们最直观的经验:
“如果宇宙真的在指数级膨胀,如果总预算真的在疯涨,为什么我们完全感觉不到?为什么物理常数看起来如此稳定?为什么能量守恒定律在实验室里依然坚不可摧?”
这是一个致命的问题。如果不能回答它,关于“螺旋“的一切猜想就只是空想。
为了解开这个谜题,我们需要借用路易斯·卡罗尔在《爱丽丝镜中奇遇记》中那个著名的隐喻——红皇后竞赛。
“在这里,你必须全力奔跑,才能保持在原地。”
本章将揭示,我们之所以觉得世界是静止的“圆“,正是因为我们和世界一起,正在以惊人的速度全力奔跑。
1.1 同步膨胀:闭合的幻觉 (Synchronous Inflation: The Illusion of Closure)
我们通常认为,所谓的“测量“,是一个拿着固定尺子的人,去丈量一个变化的世界。如果世界变大了,读数就会增加。
但是,如果尺子是用和世界完全相同的材料制成的呢?
爱丽丝的变身药水
想象爱丽丝喝下了一瓶神奇的药水,身体瞬间变大了两倍。
如果她身处的房间、她手中的尺子、她眼中的光波波长,甚至她大脑神经元处理信息的速率,统统在同一瞬间变大了两倍,或者变快了两倍。
爱丽丝会察觉到任何变化吗?
绝对不会。
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她用尺子去量桌子,读数依然是 1 米。
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她看墙上的钟,秒针跳动的节奏感依然没变(因为她的思维速度也同步加快了)。
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在她的视角里,世界依然是守恒的,物理定律依然是完美的闭环。
这就是 同步膨胀 (Synchronous Inflation) 的诡计。
在 《矢量宇宙论》 的螺旋模型中,宇宙的总状态矢量 的模长(或者说总预算 )正在随内禀时间 发生指数级的增长:
这是一个巨大的、狂暴的增长。如果我们在“上帝视角“看,宇宙不仅在旋转,而且在以惊人的速度向外“爆炸“(在希尔伯特空间的径向维度上)。
然而,作为 观察者 的我们,并不是站在上帝视角的局外人。我们是 系统内部 的一部分。我们是由 (内部结构)构成的实体,而 的上限正是 。
标度的相对性
这意味着,我们用来感知世界的所有“基准“,都与 紧密绑定。
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我们的尺子:由原子晶格构成。原子的玻尔半径取决于精细结构常数和电子质量。在 FS 几何中,这些参数最终都是总预算在不同扇区上的 投影比例。如果总预算翻倍,而投影比例不变(几何相似性),那么原子的尺度也会“翻倍“(在绝对意义上)。
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我们的时钟:由原子的振动频率决定。频率正比于能量。如果 翻倍,能量标度翻倍,我们的时钟走得快了两倍。
结果是完美的抵消。
当我们用“变大了两倍的尺子“去测量“变大了两倍的宇宙“时,那个倍数 在分子和分母中同时出现,然后被约分掉了。
这就是为什么我们观测不到螺旋的径向扩张。我们被锁死在了一个 共形 (Conformal) 的幻觉里。
射影空间的盲区
这一物理图景在数学上有着坚实的支撑。我们在第一部书中反复强调,宇宙的状态空间是 射影希尔伯特空间 。
“射影“这两个字至关重要。
在射影几何中,矢量 和 代表的是 同一个物理状态。
射影空间只关心 方向(角度),不关心 长度(模长)。
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圆 (Circle):代表了矢量方向的旋转。这是我们能观测到的物理变化(相位、干涉、运动)。
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螺旋 (Spiral):代表了矢量模长的增长。这是射影几何的 盲区。
因为我们生活在射影空间里,我们的物理定律只由“角度“决定(比如 和 的 比率 )。只要这个比率保持不变,无论 的绝对值膨胀到多少亿倍,我们眼中的物理定律依然是那个完美的、守恒的狄拉克圆。
动态的稳定
这彻底颠覆了我们对“稳定“的理解。
我们以为世界是稳固的,是因为它像岩石一样静止。
现在我们明白,世界之所以稳固,是因为它像陀螺一样,在高速的旋转和膨胀中保持了动态平衡。
红皇后是对的。
宇宙为了维持“原子不解体“、“光速不改变”、“昨天像今天“这些宏观的稳定性,它必须在底层疯狂地增加 的投入。它必须不断制造新的自由度,不断拓宽希尔伯特空间,以抵消熵增带来的耗散。
一旦这种奔跑停止,一旦 真的变成了一个死板的常数,相对的“衰退“就会立刻开始——那才是真正的崩塌。
所以,我们看到的“圆“,其实是一个 螺旋在视网膜上的投影。我们就像是那条无限上升的螺旋楼梯上的蚂蚁,因为我们和楼梯一起变大,所以我们永远觉得自己是在同一个平面上转圈。
但是,如果这种膨胀是完美的,我们怎么可能发现它?难道我们就注定被困在这个“闭合的幻觉“里吗?
不。虽然同步膨胀掩盖了绝大部分痕迹,但它并非无懈可击。正如我们在第一部书里发现“晶格下垂“一样,这种维度的恶性通货膨胀,也会在宇宙的极宏观尺度上留下蛛丝马迹。
那就是我们下一节要讨论的主题:暗能量。那不是斥力,那是预算稀释后的补给。