三、量子纠缠说卡-丘空间

郭光灿院士和高山曾合著出版过《爱因斯坦的幽灵----量子纠缠之谜》一书，解读量子纠缠、非局域性等新概念，坚持实数超光速与虚数超光速之争。郭光灿院士理解是：爱因斯坦认为，量子力学理论的不完备导致了量子世界的概率性、非局域性；而坚持"眼见为实"的玻尔认为，量子世界是虚幻的，只有对量子世界进行测量后的结果才是真实的。虚拟的微观世界如何筑成真实的宏观世界？玻尔并未给出令人信服的解释，爱因斯坦也没找到能被实验证实的更完备理论。

中国科学技术大学韩永建教授对此的解读是：100年来以玻尔为首的"哥本哈根学派是量子世界的‘执政党'，现在要看哪个‘在野党'有可能‘革命'。"哥本哈根学派的"执政地位"已受到挑战的事实是，先后有"量子惠勒延迟选择--光的波粒叠加实验"和"弱测量直接观测波函数"，挑战玻尔的互补原理和"波函数非物理实在"的观念。但韩永建不提从爱因斯坦的相对论，到佩雷尔曼的庞加莱证明"手术刀"及量子力学第二次革命的量子信息隐形传输，比赛使用的模具、规则，要求砍砍杀杀的是韦尔张量和里奇张量。这种统一标准，意识形态才不强，人人都可单挑参加。这里所谓的模具韦尔张量和里奇张量，已有彭罗斯的《皇帝新脑》、《时空本性》等书非常直观明白的标准统一解释：a）韦尔(Weyl)张量是囊括类似平移运动的相对加速度，在单向的对球面客体的拉长或压扁作用。这与直线或不封闭曲线运动的牛顿力学、韦尔曲率的潮汐形变等对应。b）里奇（Ricci）张量是当球面客体有被绕着的物体作圆周运动时，整体体积有同时向内产生加速类似向心力的收缩或缩并、缩约作用。即里奇曲率有体积减少效应。

里奇张量使体积减少是一种协变效应，这种奇妙似乎也包含了韦尔张量，即只对应一处也类似牛顿引力在地球的潮汐效应。而能说明射影里奇张量整体效应的，是麦克斯韦的电磁场方程：变化的电场产生变化的磁场；变化的磁场产生变化的电场。所以彭罗斯的解释是："黎曼=韦尔+里奇"。韦尔张量的韦尔是测量类似自由下落的球面的潮汐畸变，即形状的初始变形，而非尺度的变化。里奇张量的里奇是测量类似球面的初始体积改变，这与牛顿引力理论要求下落球面所围绕的质量，和这初始体积的减少成正比相合。即物体的质量密度，或等效的能量密度（ E＝ｍｃ²），应该和里奇张量相等。

简单地说，黎曼曲率描述的是引力场，黎曼张量只是反映时空几何，描述引力场的是度规里奇张量，是黎曼张量的缩并、缩约。对这种"缩并力"，彭罗斯再解释说，爱因斯坦方程存在一个称作能量--动量的张量，它将有关的物质和电磁场的能量、压力和动量都组织在一起。他把这一张量叫做能量，爱因斯坦方程则粗略是：里奇=能量。正是在能量张量中"压力"的出现以及为使整个方程协调的条件要求，使得压力对体积缩小效应有所贡献。那么不涉及韦尔张量吗？不是的。韦尔张量引起空虚的空间里感受到潮汐效应，爱因斯坦方程意味着存在将韦尔张量和能量相联系的微分方程的结合结构域。彭罗斯对这种韦尔张量重要性的推证，实际上是反过来又把部分里奇张量效应包含在韦尔张量中。但彭罗斯正如牛顿没有解决好韦尔张量的超距的引力潮汐畸变一样，也没有解决好里奇张量在对称的超距作用。因为物体在圆周运动的对称点，里奇张量也有类似对称超距的引力。这种作用传输是隐形的，如果是超光速，应是协变效应的基础。

彭罗斯阐述理解里奇张量和韦尔张量结合结构域的产生原理，说要联系射影麦克斯韦的电磁场方程电场E和磁场B的结合结构域。因为韦尔张量的韦尔实际是引力场的测定；韦尔的"源"是能量张量，这与麦克斯韦的电磁场的电场E和磁场B的源，是麦克斯韦电磁场理论的电荷和电流的结合结构域的情形相似。这种观点实际是将"麦学"引向"里奇张量"和"里奇流"统一的结合结构域；这里"电荷"对应里奇张量圆周运动的"源"效应，是类似彭罗斯的"扭量球"图像。"电流" 类似"里奇流"，对应韦尔张量平移运动的"流"效应，可联系类似傅里叶级数、泰勒级数展开式变换的"孤子链"，以及为隐形传输设定的点内空间和宇宙弦。电场E和磁场B，以及电荷和电流这种结合结构域中的平行性、不可分割性，好理解，因为它们客观存在。但它们反过来也射影里奇张量和韦尔张量，以及里奇张量和里奇流这种结合结构域中的平行性、不可分割性。但如果理解其中缩并、缩约这种结合结构域的不可分割性，就会有困难。

河南理工大学肖建华教授认为，佩雷尔曼的研究成果的核心意义在于，为普通的连续介质中的物质微元（封闭流形）打开了道路，如微元的位形演化、微元间的界面相互作用等。决定里奇流的另一个方程式是一个与里奇曲率有关的泛函，在物理、力学中如何针对具体问题构造这个泛函是地地道道的物理、力学问题。但并没有得到学界重视，里奇流问题相关数学工具在物理、力学学界的普及性不足。原因是人们偏爱于简单、直接、直观的概念体系，尽可能拒接复杂的数学概念。这种偏爱是阻挡我们前进的原因之一。里奇流概念建立于上世纪80年代，在物理原因的描述上，的确是超前于理性力学。里奇流概念为理性力学与现代物理的结合，打开了一扇大门。但梅晓春教授等认为，如果庞加莱猜想的证明纲领佩雷尔曼仅仅是跟进了哈密顿和丘成桐发明的里奇流这把刀子，宣告"这一纲领的完成"，那么哈密顿和丘成桐就应该早证明了庞加莱猜想。

后佩雷尔曼时代的到来，葛森的《完美的证明》一书采访了世界很多数学家，很多人说有关丘成桐与佩雷尔曼的争议，被数学界以外的人士没有必要地夸大了。摩根是和田刚一起合著解读佩雷尔曼证明新书的数学家，他认为，当代的科学尽管圈子很小，但运行得像个企业。因为这个企业很小，它有时表现得像个家庭，它将内部成员保护起来，并依赖内部成员之间的和平、合作和交流发挥功能。为什么田刚会选中佩雷尔曼交朋友；丘成桐要选曹怀东和朱熹平来试一试。格林在他的《宇宙的琴弦》的书中，曾盛赞与里奇流也有关的丘成桐-田刚过程，说它的意义在于提供了一个从已知卡拉比---丘成桐空间生成新空间的途径，其潜力诱人。因为弦理论家们的发现，使卡拉比-丘流形身价大增。典型的是卡拉比-丘空间都包含着洞，这就联系着环面。从丘成桐-田刚师生身上能看到我们中国人，焕发出来的推进卡-丘流形的科学智慧，但也看到建立固有的了不起的微分几何中国学派之难。如果里奇张量仅仅是如肖建华教授所说，在一般工程应用研究上才有价值，那么就小看了它更接近工程应用的量子隐形传输牵涉到的虚数超光速原理，而梅晓春要"阐明"自旋、贝尔不等式、EPR徉谬，也与里奇张量有关。

里奇流能联系暗能量、暗物质和质量的希格斯场等起源，使庞加莱猜想的应用，能扩大到弦论的各种框架。但旅美理论物理学家王令隽教授却反驳彭罗斯说，彭罗斯犯的低级错误是"里奇=能量"。王令隽说，里奇张量不能等于能动量张量，因为能动量张量的散度为零，而里奇张量的散度不为零，而是等于黎曼曲率的一半。爱因斯坦方程应该是：爱因斯坦张量=能动量张量乘与一个常数；所谓"缩并"，通常叫做张量的指标收缩，是一种最简单的张量运算，指标收缩的结果使得张量的阶数降了二阶。一个四阶张量收缩一次就变成二阶张量，再收缩一次就变成零阶张量（常数）。爱因斯坦在试图建立他的引力场方程时，将空间的曲率和能动量张量直接联系到一起，认为能动量张量造成了空间的弯曲。描述空间弯曲的几何量是黎曼张量。可是黎曼张量是四阶张量，有256个原素；而能动量张量是二阶张量，只有16个元素。这两个张量不可能相等。

其实王令隽是大错特错。广义相对论的方程式与牛顿引力方程式不同的地方，是前者能表达时空的弯曲。但平面的弯曲好理解，单个的立体棍子的弯曲也好理解，然而对全域性的整体空间说弯曲，是不恰当的：这只能是被作用的空间整体体积的收缩或膨胀才对。由此出现的里奇张量和韦尔张量的区别有两个不同：前者一是能统一引力相互作用传递的光速和超光速；二是能统一起传递引力作用的物质粒子量子与熵流产生的联系。但爱因斯坦在他的《我的晚年》书中却说："广义相对论目前还是不完整的，因为能满意地应用广义相对论原理的还仅仅是引力场，而不是统一场"。看来爱因斯坦用对了里奇张量和里奇曲率，但他却也并没有理解里奇张量和里奇曲率。1915年11月25日他写的这个上帝的方程式是：

R_uv-（1/2）g_uv R=-8πGT_uv       （1）

式（1）中左边第一项R_uv，是里奇张量，针对的是圆周运动：在两个物体中当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时，该物体整体体积有同时协变向内产生加速类似的向心力的收缩或缩并、缩约作用。里奇张量和里奇曲率是一种全域性或非定域性的体积收缩的引力效应，而不同于韦尔张量和韦尔曲率是针对不管平移或曲线运动，体积效果仍与直线距离平移运动作用一样，只类似是一维的定域性的拉长或压扁的潮汐或量子涨落引力效应。另外量子卡西米尔平板间也有韦尔张量收缩效应，但这与量子回旋间，被绕离子核非定域性的里奇张量收缩效应的引力量子信息隐形传输机制，本质是不同的，又是统一的。

原因是这类似原子模型：由原子核内质子量子色动化学构成的卡西米尔平板间的量子起伏产生的收缩效应引力，属负能量作用力，发出的引力介子属于虚数超光速粒子。但对星球间的里奇张量收缩效应，发出的引力介子是分成经典的光速传输和量子信息隐形虚数超光速传输两部分，这把回旋被绕的星球也分成了两半。一半是对着回旋的卫星，类似属韦尔张量的牛顿引力是经典的光速传输；另一半是背着回旋的卫星，由于里奇张量整体收缩效应，逼迫这一半需要量子信息隐形传输的虚数超光速引力介子，两半收缩才能同步。由此方程式R_uv-（1/2）g_uv R=-8πGT_uv，可理解为：左边第一项R_uv里奇张量，属全域整体收缩效应的作用量。其余式中R是里奇张量的迹；g_uv是对距离测度的空间几何度量张量；G是牛顿引力常数；T_uv是刻画能量、动量和物质性质的张量；1/2、8、π是数。左边第二项（1/2）g_uv R，实际代表针对背着回旋卫星那一半星球的里奇张量收缩效应的作用量。等式右边的8πGT_uv，实际属可计算和测量的引力作用量；其负号代表引力方向作用向球心，而不是向外。

王令隽教授虽然是文革前科学院物理所的高材生，文革后到美国取得终身物理学教授资格，但他以上对上帝的方程式中的里奇张量，说是只起数学计算作用，没有实际物理效应是不成立的。其实如果把著名的"卡-丘空间"泛化，郭光灿院士期待的量子力学第二次革命是联系第三次超弦革命的。因为卡-丘空间实为多种类圈体-类筒体的组合，卡-丘空间翻转可以分成两部分，一部分是最基础的单环面翻转，这就是类圈体的三旋运动及其符号动力学编码；另一部分就是多环圈组合的卡-丘空间翻转。但所有实数和复数维的卡-丘空间翻转，仍离不开三旋理论建立的弦论三公设：（1）圈与点并存且相互依存；（2）圈比点更基本；（3）物质存在有向自己内部作运动的空间属性。这里公设（3）实际就联系线旋和庞加莱猜想外定理。如果说在量子力学第一次革命中，中国人来不及，那么现在我们处于国际同一水平，正是作贡献的时候。那么郭光灿院士提到量子纠缠、非局域性等新概念，到底是怎么回事呢？

量子纠缠的神秘奇妙在，其中的一个粒子经过测量就可以了解另外一个粒子的状态，一个粒子的变化都会影响另一个粒子；而且两个粒子之间不论相距多远，它们是相互联系的。这里"超光速"被上帝的方程式翻译为量子隐形传态，就如可以测出一个粒子的全部信息，把这些信息传到另外一个地方，这粒子本身并不过去，我们就可以在另外一个地方复制出一个量子态完全相同的粒子。这里里奇张量一部分联系超光速。如果里奇张量使体积减少的协变效应成立，设这个物体的整体收缩以圆心为中心，与其绕着它作圆周运动的小物体的连线，仍然应该是以韦尔张量的形式传播作用力。如果连线针对的星球半径不是特大，产生里奇张量协变效应需要超距作用就不明显。但如果星球半径特别大，远远超过连线的数倍，离小物体最远点需要超距传输作用就会突显。但这是属点内空间的虚数类的超光速里奇张量传输。而量子隐形传输联系里奇张量超光速是：

设B和C是量子纠缠对的两个粒子，A是要传输的量子。传输操作是把B和A 联合作量子测量，这样A 的量子态就超光速地隐形传输给了C。B的操作人只需用普通的光速通讯工具，把操作B和A的方法和完成任务的信息，通知C方的接收人。此后，接收人只要去测量C的量子态，也就知道了A 的量子态，即C变成了A。那么B隐形传输的超光速从哪里来？这是里奇张量对B和A及测量者产生的联合协变效应、相对性效应、作用与反作用的对偶效应。

因为做量子纠缠和量子传输的粒子都必需是作自旋的粒子，即是说自旋体边缘的任意一个质点，也是在作圆周运动。而测量者相对于这种圆周运动虽然类似是静止不动的，但从B和A这种圆周运动上的一个质点看来，自己也是静止不动的，而测量者才是相对它们在作圆周运动。根据作用与反作用的对偶效应，B和A上的质点对测量者也有里奇张量的作用，且是上面那种属点内空间的虚数类超光速的里奇张量传输作用。这里的复杂是理论细节的正确与否，和实验细节的正确与否可以交叉。由于受国情教育、政治、经济、军事的影响，我国多数科学家是不认可量子隐形传输的。但在中国科技大学郭光灿院士和潘建伟院士等领导做的量子隐形传输实验，工程应用却是很成功的。

实际宇宙间充满着"超光速"，上帝的方程式本身就已经是经典光速和量子超光速的统一。而且在指导标准模型的对称与超对称的统一，物质、能量、信息与暗物质、暗能量、暗信息的统一。原因是里奇张量和里奇曲率产生量子隐形传输的物质、能量、信息与暗物质、暗能量、暗信息的量子纠缠和各司其责上。原来现存的所有各类"编码"都类似介子X 的超光速传输，懂得这类"编码"者B就意味拥有X 的所有信息转移。例如中国人的汉语是一种"编码"，光子A和光子B都是中国人。即使A和B从始至终都对X上的具体信息一无所知，他们唯一所知道的只是最后X 和A 成为纠缠单态在发送信息，B收到X就有了原来X 的信息。这里量子隐形传输的基本思想只是，将原物的信息分成经典速度传输信息和量子隐形传输信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息，通过纠缠来传送。接收者只有在获得经典传输的信息之后，才可以制造出原物量子态的完全复制品。这个过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子（甚至可以是与原物不相同的粒子）处于原物的量子态上。这就是借助于两个粒子之间的纠缠作用，将待传输粒子的未知量子态传送到另一个地方。