太极图说时空数学最新中外研究解读 许多研究人员认为,只有能够解释空间和时间从哪里来,物理学才是真正完整的。"想象一下有一天你醒来,意识到自己生活在一个电脑游戏中。"加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的物理学家Mark Van Raamsdonk说。这听起来像是科幻电影,但是对他来说,这个场景是思考现实的一种方法。如果这是真实的,他说:"我们周围的所有东西--整个三维物理世界--就是别处一个二维芯片的编码信息所产生的幻觉。"这将使我们的宇宙及其三维空间成为仅存在于低维度中的基质所投射出的全息图。即使从理论物理学的一般标准来看,这种"全息原理"也是很奇特的。不过有一小部分研究人员认为这还不够奇特,Van Raamsdonk是其中之一。Van Raamsdonk和同事认为,只有能够解释空间和时间从哪里而来,物理学才是完整的。如此激进地对现实进行概念重建,是解释黑洞中心无限致密的"奇点"扭曲了时空结构,以及研究人员如何统一原子级的量子理论与星球级的广义相对论的唯一方法。"所有的经验告诉我们,我们不应该拥有两个截然不同的现实概念--必然存在一个可以包罗万象的宏大理论。"美国宾夕法尼亚州立大学的物理学家Abhay Ashtekar如是说。
其中一个可能的答案相当书面化。圈量子引力理论是在20世纪80年代中期由Ashtekar和其他科学家发展起来的,它将时空描述成蜘蛛网,包含着各种信息。其中每一条线最终都会头尾相连形成循环,其携带的信息定义了它们周围的时空织物的形状。然而,由于这些循环是量子物体,它们也遵循普通量子力学在氢原子中为电子定义最小基态能量的方式,定义了最小单位区域。若试图向其中插入携带更小区域的线,该条额外的线就会与网络的其他部分失去联系。2006年,Ashtekar和同事报告了利用这一事实进行的一系列模拟,使用圈量子引力理论使时钟倒转,并观察在宇宙大爆炸之前发生了什么。今年,乌拉圭大学的物理学家Rodolfo Gambini和美国路易斯安那州立大学的Jorge Pullin报告了其对黑洞进行的相似模拟。他们发现,在黑洞中心并不存在奇点,而是存在一个可进入空间另一部分的细小的时空隧道。圈量子引力理论并不是一个完整的统一理论,因为它没有包含其他任何力。此外,物理学家还未发现普通时空如何在这个信息网络中出现。不过,德国马普学会的物理学家Daniele Oriti希望在凝聚态物理学家的工作中找到一些灵感。Oriti和同事正在寻找公式,用以描述宇宙如何进行转变,从一组离散的循环转化成平坦、连续的时空。 在其他理论上的挫折使一些科学家开始追求极简主义的因果集理论。相关研究由加拿大滑铁卢圆周理论物理研究院的物理学家Rafael Sorkin领衔,该理论假定时空的基石只是简单的数学点,由链接相连,每个链接都从过去指向未来。这种联系是因果关系的简单表示,意味着早期的点会影响后来的点,反之则不成立。由此产生的网络就像一棵不断成长的树,逐渐构建起时空。20世纪80年代末,Sorkin使用其框架测量了可观察到的宇宙所包含的点的数量,并推论得出,它们产生的小的内在能量引起了宇宙的加速爆炸。几年之后,暗能量的发现证实了他的猜想。"如果暗能量的值更大,或者为零,因果集理论就会被排除。"英国帝国理工学院的量子引力研究员Joe Henson如是说。 然而,因果集理论并没有提供其他可以被证实的预测。一些物理学家发现,使用计算机模拟可以获得更多成果。20世纪90年代初,一种想法开始发展--粗略估计量子涨落时获得的构成普通时空、呈小集合状的未知基本成分,并观察这些小集合如何自发聚集成较大的结构。荷兰内梅亨大学的物理学家Renate Loll表示,最初的努力令人失望。时空的构建块只是简单的锥形,而且模拟的聚集规则使其可以自由结合,结果形成了一系列奇异的"宇宙",有过多或者过少的维度,自身发生重叠或者变成碎片。 "这是一场混乱的实验,最终并没有形成任何我们所看到的宇宙的样子"吗?这正类似再问:"为什么一定要将三维的拓扑,比如球和环的拓扑看得那么重要?"其实这是一个人类整个智力进化问题。即人类整个智力进化,只有两个阶段:球面智力阶段和环面智力阶段。从古到今,我们人类的大多数还处在球面智力阶段。这人类生存的环境和实践的大多数环境决定了的,即直到我们今天的人类,实践活动也主要在类似的球面环境。但恰恰在我国古代中医的几何思维"致虚极,守静笃"揭示中,跨过了这一点。 例如"致虚极,守静笃"是什么?是"无",是环面中间的空白。它既是无限可分,即分了还是"0";又是不是无限可分,即"空白"分不了,分不动,除非有高能量,才有物质粒子出。其次,环面的线旋,是整体里奇流张量式的运动,这本身就一个五维时空,但连爱因斯坦到玻尔等大科学家都没有认识到。所以东西方科学的主流并无区别。 这里,如果把它对应中医智力,就只有"环面"才是"虚、实"相间的,因为球面是"虚、实"单一的。这再类比磁场北出南进,是线旋;而人体口与肛门相通,"吃饭---排泄---再生产---再吃饭"等循环也是线旋,这就是古中医的联系与揭示太极图数学---例如先用"能量"来说明和统一这个道理:从古到今天的傻子都能听懂;如果反复这样去教育,也能悟出这个道理。完成了这第一步,也是十分聪明的。 (张冬冬等) 《中国科学报》 (2013-09-03 第3版 国际) |