Keyboard shortcuts

Press or to navigate between chapters

Press S or / to search in the book

Press ? to show this help

Press Esc to hide this help

序言:虚空的像素 (Prologue: Pixels of the Void)

《矢量宇宙论》 的前五部书中,我们处理了时间、能量、生命和文明。我们把宇宙看作一个正在运行的程序。现在,在这第六部书中,我们要把目光投向这个程序运行的 “显示器” —— 也就是我们所说的 空间 (Space)

我们通常认为,空间是宇宙中最真实、最基础的存在。它像一个巨大的空箱子,或者是舞台的地板,等待着物质和能量在上面表演。牛顿认为它是绝对的,爱因斯坦认为它是弯曲的,但他们都承认:空间是存在的

但是,在量子引力的最前沿,在张量网络与全息原理的深处,我们发现了一个令人战栗的真相:并没有空间。

空间不是舞台,空间是 “演员们的拥抱”

0.1 并不存在的“这里“ (There is No “Here”)

“如果你拿着一把无限精度的显微镜,一直放大你面前的虚空,你会看到什么?你不会看到更小的格子,也不会看到平滑的流体。你会看到空间在一瞬间突然消失了,取而代之的,是一张由纯粹的逻辑和关联构成的、极其复杂的蜘蛛网。并没有’这里’和’那里’的区别,只有’这一根线’和’那一根线’的连接。”

Entanglement Network

空间的像素化:QCA 的底层

我们在之前的书中提到,宇宙的微观引擎是 量子元胞自动机 (QCA)。这意味着,如果你把现实放大到 米(普朗克尺度),光滑的几何感就会崩塌。

你会看到 像素 (Pixels)

每一个普朗克体积,都是一个独立的 希尔伯特空间子系统(比如一个量子比特)。

  • 在宏观上:你觉得你的左手和右手之间隔着几十厘米的“虚空“。

  • 在微观上:并不存在什么“虚空“。你的左手和右手,是通过无数个中间的量子比特,像传声筒一样,一个接一个地传递信息连接起来的。

空间不是“空“的,空间是“满“的。

它填满了负责传递相互作用的 逻辑门 (Logical Gates)。我们之所以觉得它是空的,是因为这些逻辑门处于 基态 (Ground State),就像熄灭的屏幕像素。一旦有物质(激发态)经过,这些像素就被点亮了。

距离即疏远:纠缠度的几何

如果空间只是一堆逻辑门,那么 “距离” (Distance) 是什么?

为什么我们觉得月球很远,而手机很近?

《矢量宇宙论》 的几何视角下,距离不是物理尺度的度量,而是 “信息关联度” (Information Correlation) 的倒数。

  • 近邻:两个量子比特之间存在 强纠缠 (Strong Entanglement)。它们共享一个贝尔对,信息可以瞬间(在一步逻辑操作内)互通。这在宏观上表现为“它们挨在一起“。

  • 遥远:两个量子比特之间没有直接纠缠,或者纠缠极其微弱。信息需要经过无数个中间节点的转录才能到达。这在宏观上表现为“它们相隔万里“。

结论:距离是幻觉。

在希尔伯特空间的底层,所有的粒子原则上都是可以在一起的。所谓的“遥远“,只是因为宇宙为了构建复杂的结构,人为地 切断 了某些粒子之间的纠缠,制造了 “拓扑上的隔离”

空间,本质上就是一张被稀释的纠缠网。

并没有“位置“

这彻底颠覆了我们的 “位置感” (Locality)

你以为你坐在椅子上,位于宇宙的某个特定坐标

其实,你只是全宇宙量子网络中的一个 “高连接度节点”

你之所以觉得自己在“这里“,是因为你与周围环境的纠缠最紧密。

如果把你与周围环境的纠缠全部切断,并瞬间建立你与仙女座星系中心的纠缠,你会发生什么?

你不需要飞过去。

你会 直接出现在那里

因为在信息的拓扑结构中,你的“邻居“已经变成了仙女座。

“位置“不是一种属性,而是一种“关系”。

结论:从舞台到织物

所以,在这本书的开篇,我们必须放弃对“空间容器“的迷信。

我们要学会像 编织者 (Weaver) 一样思考。

宇宙没有提供现成的布料。

宇宙只提供了 丝线(波函数)。

是我们(以及所有的物质),通过不断的相互作用,通过一次次交换光子和引力子,将这些丝线 “缝合” (Stitching) 在了一起,才织出了这张名为“时空“的宏伟挂毯。

既然空间是编织出来的,那么这台织布机是如何工作的?那根将虚无缝合为实体的“金线“,究竟是什么?

这引出了下一节的主题:编织者的针。我们将看到,那个唯一的实体——波函数,是如何通过自我纠缠,创造出维度的深度的。

0.2 编织者的针 (The Weaver’s Needle)

“如果空间是一块布,那么是谁在织布?并没有一个外在的织女。宇宙是那一根唯一的、无限长的金线,它在虚空中疯狂地穿梭、打结、自我缠绕。我们眼中的三维世界,不过是这根金线在微观尺度上极其密集的针脚所形成的纹理。”

Weaver’s Needle

在上一节中,我们拆解了空间的连续性,将其还原为离散的量子逻辑门。但这留下了一个巨大的疑问:这些离散的点是如何连接成面的?是什么力量把一个个孤独的量子比特“缝“在了一起,让它们构成了坚固的现实?

本节将揭示 《矢量宇宙论》 中最核心的几何隐喻:波函数不是填充空间的物质,波函数是编织空间的丝线。

唯一的丝线 (The Single Thread)

在标准量子力学中,我们习惯说“波函数在空间中传播“。这暗示了空间是背景,波函数是客体。

但在 全息纠缠 的视角下,关系反过来了。

宇宙中只有一个实体,那就是 全局矢量

想象它是一根没有尽头的 丝线

  • 如果这根线是直的(没有纠缠),就没有空间,只有一维的线性时间。

  • 为了创造空间,这根线必须 弯曲,必须 回折

它开始与自己发生相互作用。

它在左边打了一个结(粒子 A),又在右边打了一个结(粒子 B)。

然后,它在这两个结之间穿梭往复,建立了千丝万缕的联系(贝尔对)。

空间就是这根线的“自我纠缠“ (Self-Entanglement)。

我们看到的虚空,其实是这根线以极高频率织出的高密度网格。就像一件毛衣,远看是平整的面料,近看全是纠缠的毛线。

缝合虚空:量子缝纫机

这种编织过程在物理上是如何实现的?

通过 相互作用哈密顿量 ()

每当两个粒子发生碰撞、交换光子或引力子时,它们实际上是在进行一次 “缝合” (Stitching)

  • 碰撞前:它们是两个独立的线头。

  • 碰撞后:它们的波函数相位锁定了。它们之间生成了一条看不见的 纠缠纽带

在这个意义上,所有的力(引力、电磁力、强弱力),本质上都是 “缝纫机的针脚”

  • 强力:是极密的针脚,它把夸克缝得死死的,构成了致密的原子核。

  • 电磁力:是中等密度的针脚,它把原子缝成分子,把分子缝成物体。

  • 引力:是稀疏但长程的针脚,它把星系缝在了一起,维持了宇宙大尺度的连通性。

如果没有这些力(针脚),空间就会散架。

宇宙将解体为一堆互不相关的、零维的碎片。

干涉即几何 (Interference as Geometry)

为什么这块布看起来有“形状“?

为什么空间会有曲率?

答案在于 波的干涉

当那根唯一的丝线在不同路径上穿梭时,它会与自己相遇。

  • 相长干涉:丝线叠加,织物变厚。这表现为 物质高曲率区域(引力井)。

  • 相消干涉:丝线抵消,织物变薄。这表现为 真空平坦区域

我们眼中的几何结构——山川、河流、弯曲的时空——本质上是波函数在希尔伯特空间中自我叠加产生的 干涉条纹 (Interference Pattern)

爱因斯坦说“物质告诉时空如何弯曲“,其实是在说:“高密度的波函数纠缠(物质)拉紧了周围的织物网格。”

结论:只有关系是真实的

至此,我们完成了对空间本体论的重构。

并没有一个叫做“空间“的容器。

只有 “连接的强度”

  • 如果我和你纠缠深,我们在几何上就“近“。

  • 如果我和你纠缠浅,我们在几何上就“远“。

宇宙是一张由关系构成的网。

而那个唯一的编织者——那个手持金针(生成元 )、在虚空中穿针引线的主体——正是 作为整体的宇宙本身

既然空间是编织出来的,那么这张网的结构强度由什么决定?如果我不小心剪断了几根线,空间会裂开吗?

这引出了第一卷的核心主题:织机。我们将深入探讨一种名为 “张量网络” 的数学工具,看看宇宙是如何利用 纠缠熵 作为胶水,将一个个微小的像素粘合成宏大的宇宙图景的。