前言:寻找缺失的几何 (Preface: In Search of the Missing Geometry)
我们正处于物理学历史上一个令人困惑的时刻。
在过去的一个世纪里,我们建立了两座宏伟的塔楼:一座是广义相对论,它用弯曲的时空几何描述了星系与引力的宏大舞步;另一座是量子力学,它用概率波函数描述了原子与光子的微观跃迁。这两座塔楼各自在其领域内取得了惊人的成功,但它们之间却隔着一道深不见底的鸿沟。
最尖锐的矛盾集中在对 “时间” 的理解上。
在量子力学中,时间是一个外在的参数,是实验室墙上那只滴答作响的挂钟,它冷漠地记录着波函数的演化。而在相对论中,时间是动态的、局部的,每一个观察者都拥有自己私有的“固有时“,随着运动状态和引力场的不同而伸缩。此外,在散射理论中,时间又化身为相位随能量变化的延迟;在热力学中,时间变成了熵增的不可逆箭头。
面对这种“时间的多元性“,我们不禁要问:难道宇宙真的需要这么多块不同的钟表来维持运转吗?还是说,这些看似矛盾的时间概念,其实是被某个更深层的几何结构所统一的投影?
本书——《矢量宇宙论》,正是为了回答这个问题而生。

我们的出发点是一个极其简单、却又极具颠覆性的假设:宇宙中只存在一个时间,那就是射影希尔伯特空间中的几何弧长。
我们将宇宙建模为一个在无限维量子状态空间中运动的单一纯态矢量 。在这个抽象的几何空间里,我们引入了一个核心公理:宇宙的演化受到一个恒定“能力“的约束——我们称之为 Fubini-Study (FS) 容量 ()。
基于这唯一的公理,我们不再需要假设光速不变,也不需要假设时空弯曲。所有的物理定律,都从这个矢量的 “递归正交分解” 中自然涌现:
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狭义相对论 不再是力学的基础,而是关于信息处理能力的 预算分配方案:外部运动 () 与内部演化 () 共享同一个 预算。时间膨胀,不过是预算被挪用后的必然匮乏。
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物质 不再是坚硬的实体,而是波函数在能量空间中打下的 拓扑之结。我们将看到,莱文森定理如何将粒子的存在与圆周率 的计数联系起来。
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因果律 不再是形而上学的假设,而是底层微观引擎——量子元胞自动机 (QCA)——在离散晶格上运行时的最大信号传播速度。
本书不仅仅是一次物理学的大统一尝试,它更是一次将物理学“去魅“的哲学旅程。
我们将发现,那个困扰我们已久的“不确定性“,其实是观测者作为宇宙内部子系统所必然面临的视角局限;那个残酷的“热力学之箭“,其实是信息向着我们无法触及的高维环境扇区 () 逃逸的几何必然。
最终,这一切推导将我们引向那个古老的东方智慧:道即是圆。宇宙万象,不过是那个唯一的、永恒旋转的矢量,在无数次自我切分后所呈现出的全息投影。
我邀请你放下对“粒子“和“场“的固有成见,跟随我们进入这个由 FS 度量 构建的纯粹几何世界。在这里,只有一种实体——矢量;只有一种法则——守恒;只有一种命运——回归。
这就是 《矢量宇宙论》。让我们从那个未被切分的“一“开始。