全息界与三旋

  
   一、热力学熵和香农熵
   荷兰的Gerarad't Hooft于1993年提出的全息原理，后来得到Susskind的进一步阐述。在日常世界里，全息图形是一种特殊的胶片，当用合适的方法将它曝光时，它就将产生一个真正3维的影像。描述3维图景的所有信息都被编码到2维胶片上的明暗相间的图样上。用这个胶片随时都可以复现该3维图景。全息原理指出，这一视觉魔术的原理可以类推到对任何一个占据3维区域的系统的所有物理学描述之中，另一个在该区域的2维边界上定义的物理学理论能完全描述该3维区域的物理学。如果一个3维系统能被运作于其2维边界上的物理理论所完全描述，我们就有理由推测该系统的信息容量不可能超越其边界上的描述。现在有一个学派认为物理世界是由信息构成的，它的创始人是美国普林斯顿大学的John A. Wheeler。该理论认为信息才是最重要的，物质和能量不过是附属物而已。这种观点当然也会引发人们要问：硬盘之类的设备的终极信息存储容量是多少？描述整个宇宙需要多少信息？这种描述能被装入计算机的内存中吗？我们真的能透过一粒沙看世界吗？
    近期一种名为全息原理的理论认为，宇宙就像一幅全息图：正如将全3维图像记录在一片扁平胶片上一样，我们这个看似3维的宇宙，连同完全等效变换后的量子场和物理定律，也可以“画”到遥远的巨大表面上。对黑洞物理学原理的研究表明，决定某一区域最大熵或者信息容量的不是其体积而是表面积。而这些回答很有可能是找到客观的最终理论的重要线索。通过研究黑洞的那些神秘特性，物理学家已经推导出了某一部分空间或一定量的物质和能量所能包含信息量的绝对限度。相关的研究结果表明，我们的宇宙也许并不是一个我们所认为的那种三维空间，它很有可能是某种“写”在二维表面上的全息图形。一粒沙也许不能包含整个宇宙，但是一个平板显示器却有可能做到。 正统信息论的创始人香农，于1948年发表了一系列开创性的论文，所引入的熵这一概念如今被广泛用于信息的度量。长久以来，熵是热力学的中心概念，通常被用于表征一个物理系统的无序程度。1877年，奥地利物理学家玻尔兹曼提出：一团物质在保持宏观特性不变的情况下，其中所包含的粒子所有可能具有的不同微观状态数就是熵。例如，对室内空气而言，就可以计算单个空气分子所有可能的分布方式及其所有可能的运动方式。当香农设法量化一条消息中的信息时，他得出了一条和玻尔兹曼一样的公式。一条消息的香农熵就是编码这条消息所需二进制位即比特的个数。作为对信息量的一种客观度量，香农熵还是在科学技术中获得了广泛的应用。
    从概念上来说，热力学熵和香农熵是等价的：玻尔兹曼熵所代表的不同组成方式的数目反映了为实现某种特定组成方式所必须知道的香农信息量。但这两种熵还是存在着某些细微的差别。首先，一名化学家或制冷工程师所使用的热力学熵的表示单位是能量除以温度，而通信工程师所使用的香农熵则表示为比特数，后者在本质上是无单位的。这种差异来源于两种熵在计算时所考虑的不同自由度。自由度指的是某一可变化的量，例如表示一个粒子位置或速度分量的座标。上述芯片的香农熵关心的只是蚀刻在硅晶上所有晶体管的状态。晶体管到底是开还是关；它要么为0，要么为1，是单一的二进制自由度。热力学熵则不同，它取决于每一个晶体管所包含的数十亿计的原子（以及围绕它们的电子）的状态。随着小型化工艺的发展，不久的将来我们就能用一个原子来存储一比特的信息，微芯片的香农熵将在量级上迫近其材料的热力学熵。当用同样的自由度计算这两种熵时，它们将是完全相同的。 那么自由度是否存在极限？原子由原子核和电子组成，原子核又由质子和中子组成，质子和中子又由夸克组成。今天有许多物理学家认为电子和夸克不过是超弦的激发态而已，他们认为超弦才是最基本的实体。然而不知道一团物质的终极组成部分或其最深层次的结构，我们就无法计算其终极信息容量，同样也无法计算其热力学熵。按照微型化技术目前这样快的发展速度，我们可以设想将来某日夸克能被用来存储信息，也许是一个夸克一比特。到那时一立方厘米能存储多少信息？假如我们能进一步利用超弦或者更深层次的结构来存储信息呢？令人吃惊的是，近30年来引力物理学领域的成果对这些看似深奥的问题提供了一些明确的答案。
    二、黑洞热力学
    爱因斯坦1915年提出的引力几何理论，根据这一理论，引力来源于时空的扭曲，它使得物体发生移动，就像有一个力在推动一样。与之可逆的是，物质和能量的存在导致了时空的扭曲。根据爱因斯坦的方程式，一团足够致密的物质或能量能将时空弯曲到撕裂的极端程度，这时黑洞就形成了。相对论决定了任何进入黑洞的物质都无法再从中逃脱。这个有去无回的点被称为黑洞的视界。在最简单的情况下，视界是一个球面，黑洞越大，这个球体的表面积就越大。要探究黑洞内部是不可能的。没有任何具体的信息能穿过视界逃离到外部世界中。然而，在进入黑洞并永久消失之前，一团物质还是能留下一些线索的。它的能量（按E=mcxc可将质量换算成能量）将不变地反映为黑洞质量的增量。如果在被黑洞捕获前它正在围绕黑洞旋转，那么它的角动量将被加到黑洞的角动量之中。黑洞的质量和角动量都可以通过黑洞对周围时空的作用而获得测量。这样，黑洞也遵守能量和角动量守恒准则。当物质消失于黑洞时，它的熵似乎永久消失了，热力学第二定律这时看起来也失效了。
    但热力学第二定律对惯常观测现象的一个总结是：自然界中绝大部分过程都是不可逆的。茶杯从桌上摔碎后，没有人看到碎片自己按原路蹦回又组成一只完整的杯子。热力学第二定律指出，孤立系统的熵永远不可能减少；熵最多保持不变，大部分情况下，熵值是增加的。这条定律被认为是对物理学之外其他领域产生影响最多的一条定律。解决这一谜题的线索首先出现于1970年。Demetrious Christodoulou和英国剑桥大学的Stephen W. Hawking（霍金）各自独立证明了，在多种不同的过程中（例如黑洞的合并等），最终的视界总表面积不会减少。通过将这一性质和熵值趋向于增加的特性相类比，Jacob D. Bekenstein于1972年提出了黑洞熵值正比于其视界表面积的理论。据此推测，物质落入黑洞后，黑洞熵值的增加总能补偿或者过补偿该物质所“丧失”的熵。更广泛地来说，黑洞的熵值及其外面的普通熵值之和永远不会变小。这就是广义第二定律（简称GSL）。
    GSL已经通过了大量严格的理论验证。当一颗恒星坍塌称为一个黑洞时，黑洞的熵值将大大超过该恒星的熵值。1974年霍金证明了黑洞必然会通过一个量子过程释放我们现今称之为霍金辐射的热辐射。对于这种现象（黑洞的质量及其视界表面积都减少了），Christodoulou-Hawking定理就失效了，然而GSL却能适用：黑洞散发出去的熵值超过了其本身熵值的减少，所以GSL仍然成立。1986年，美国的Rafael D. Sorkin研究了视界在阻止黑洞内部信息影响外部事件时起到的作用，他因此得出结论：对于黑洞发生的任何可能的过程，GSL（或与之非常相似的理论）必然是成立的。霍金对辐射过程的处理使他得到了黑洞熵值和视界表面积之间的比例关系：黑洞的熵值恰恰是按照普朗克表面积丈量的视界表面积的1/4。（普朗克长度，约为10的－33次方厘米，普朗克表面积即它的平方。）GSL让我们有可能为任何孤立的物理系统设定信息容量的限度。1980年Jacob D.Bekenstein开始研究第一个这样的界。它被称为通用熵界，它确定了特定尺寸特定质量的物质所能包含信息量的界限。美国斯坦福大学的Leonard Susskind于1995年提出了一个与之相关的称为全息界的概念。它确定了占据一定空间体积的物质或能量所能包含信息量的界限。在研究全息界的过程中，Susskind考察的是一团近乎球体的孤立物质，它并非黑洞，而是被紧密地装入到一个表面积为A的表面中。如果该物质能坍塌为黑洞，则最终形成的黑洞的视界表面积将小于A。这样黑洞熵将小于A/4。按照GSL，该系统的熵不能减少，因而物质的初始熵不能大于A/4。这样我们就可以得出结论：边界表面积为A的孤立物理系统的熵值必然小于A/4。然而如果该物质无法自行坍塌又如何呢？Jacob D. Bekenstein在2000年证明了，一个小的黑洞可以将一个和Susskind论证过程中那个没什么大区别的系统转变为黑洞。
    现在可以回答某些关于信息存储量最终限度的深奥问题了。一个直径为1厘米的装置理论上可以存储高达10的66次方比特的信息量，可见的宇宙最少包含了10的100次方比特的熵，理论上可将之装入到一个直径为十分之一光年的球体之中。要估计宇宙的熵很困难，然而对于特别大的数值，例如一个几乎与宇宙本身一样大小的球体，则是完全可行的。但是全息界的另一方面却是，最大可能的熵值取决于边界面积而不是体积。设想将计算机内存芯片堆成一个大堆，晶体管的数目（即总的数据存储容量）随着堆体积的增加而增大。所有芯片的热力学熵之和也同样增大。然而值得注意的是，这堆芯片所占据空间的理论终极信息容量仅仅随表面积的增加而增加。因为体积的增长远远快于表面积的增长，到某一程度，所有芯片的熵值之和将超过全息界。看起来无论是GSL还是我们通常意义上的熵和信息容量都失效了。实际的情况上，真正失效的是堆积过程本身：在上述情况出现之前，它就将因为本身的引力而坍塌并形成一个黑洞。在此之后每增加一个芯片都将增大黑洞的质量和表面积，但这都将遵循GSL。
    我们能把全息原理推广到宇宙这样大的范围吗？真正的宇宙是一个4维系统：它有体积并随着时间轴延伸。如果我们这个宇宙的物理学具有全息性，那么就会存在另外一套运作在某个时空的三维边界上的物理学定律，它们将和我们现在所知的4维物理学完全等效。到目前为止我们还没有发现任何这样的3维定律。事实上，我们拿哪个界面做为宇宙的边界呢？要实现这些想法我们需要首先迈出的一步就是研究比真实宇宙更简单的那些模型。所谓的反德西特时空就是一类全息原理能成立的具体例子。原始的德西特时空是荷兰天文学家德西特于1917年根据爱因斯坦方程式导出的一个解，其中包括了被称为宇宙常量的斥力。德西特时空是空旷的，以一定的加速度膨胀并且是高度对称的。1997年，宇宙学家在研究遥远的超新星爆发时得出结论：我们的宇宙正在加速膨胀，未来它有可能变得越来越像一个德西特时空。如果我们将爱因斯坦方程式中的斥力换成引力，那么德西特解将变成一个反德西特时空，它和德西特时空具有相同的对称性。对于全息概念来说，反德西特时空的重要性就在于它拥有一个位于“无限”处的边界，这一点和我们的日常时空非常相似。利用反德西特时空，理论家设计出了一个全息原理起作用的具体例子：一个在反德西特时空内运作的宇宙可以用超弦理论完全描述，这套描述和在该时空边界上起作用的量子场论完全等效。这样，上述反德西特时空内部超弦理论的全部奥秘就都被画在了该宇宙的边界上。1997年，Juan Maldacena首先推测，在5维反德西特时空上存在这种关系。此后，美国新泽西州普林斯顿大学高级研究院的Edward Witten及普林斯顿大学的Steven S. Gubser、Igor R. Klebanov和Alexander M. Polyakov在多种情况下证实了该推测。现在我们已经知道在多种不同维数的时空上都存在着这样的全息对应关系。
    这个结论意味着，两个表面上看来非常不同的理论（它们甚至是各自生效在不同维数的时空里）是完全等效的。生存在这些宇宙中的生物将无法确定它们是栖息于一个由弦论描述的5维时空还是一个由量子场论描述的4维时空中。（当然，这些生物的大脑结构也许会给它们一种“常识”，让它们以为自己是生存于某一种宇宙中。就像我们的大脑结构让我们有一种内在的感觉，我们的宇宙具有3维空间结构。）全息等价使得一个在某一时空中难以计算的问题可以用另一种方式解决。比如，4维边界时空上夸克和胶子特性的计算，就可以转化为在高度对称的5维反德西特时空上更简易的计算。这种对应关系还有其他的表现方式。Witten就曾证明，反德西特时空上的黑洞等价于其边界时空上的热辐射体。黑洞这个神秘概念的熵就等于该辐射体的熵，显然后者要容易理解得多。
    三、革命性的前夜
    即使把我们的宇宙近似为一个物质和辐射体均匀分布的系统，我们得到的也不是一个反德西特宇宙，我们得到的将是一个“弗里德曼-罗伯逊-沃克”宇宙。今天绝大部分的天文学家都认为我们的宇宙是一个无限的、无边界的并将永远膨胀的“弗里德曼-罗伯逊-沃克”宇宙。这样的一个宇宙还遵守全息原理或具有全息界吗？Susskind基于坍塌至黑洞的推断在这里毫无作用。实际上，由黑洞所导出的全息界必然在我们这个单调膨胀的宇宙中失效。一块均匀分布着物质和辐射的区域的熵确实将和它的体积成正比。这样的话，一块足够大的区域（所包含的熵）就会突破全息界。Raphael Bousso于1999年提出了一个改进的全息界，后来发现这个界在上面所述的那些原全息界遇到问题的地方还能适用。Bousso这个全息界的构成起始于任意合适的2维界面；它可以像一个球面一样是封闭的，也可以像一张纸那样是开放的。现在让我们来想象一束短暂的光线同时从这个界面的一边垂直射入。这里唯一的要求就是这些虚拟的光线都是从同一点发射出来的。例如说，从一个球面的内部透射出来的光线就符合这一要求。现在让我们来看这些光线所经过的物质和辐射体的熵。Bousso推测说这个熵值不能超过由初始界面所代表的熵表面积的1/4（以普朗克面积为单位）。这种计算熵的方法和原来那种全息界的计算方法有所不同。Bousso界并非只考虑某一时刻某一区域的熵值，它计算的是不同时间不同位置的熵值之和：那些被从表面来的光线所“照亮”的熵。
    Bousso界在继承其他熵界的基础上又避免了它们的局限性。只要所涉及的孤立系统变化不是很快，引力场不是很强，无论是通用熵界还是全息界的't Hooft-Susskind形式都可以从Bousso界中推导得出。如果这些条件都不满足如涉及的物质已经落入了黑洞之中，那么这些界就将失效，但Bousso界却能继续适用。Bousso还证明了，他的这一方法能用于定位建立世界全息图形的2维界面。研究人员已经提出了各种各样的熵界。虽然全息的思想还没有完全被我们所理解，但随之而来的是，场论是物理学的最终语言的看法，必须抛弃了。场，比如说电磁场，不同点之间是连续变化的，因而它们描述的自由度是无限的。超弦理论也支持无限多的自由度。全息论则将一个封闭界面里的自由度限制到一个有限的数目上；场论因为其自由度的无限所以不可能是最终理论。此外，即使自由度无限的问题得到了解决，信息量和表面界之间那种神秘的对应关系也应该得到解决。全息论也许为另一个更好的理论指明了方向,其中最著名的是加拿大沃特卢理论物理Perimeter学院的Lee Smolin提出，最终理论考虑的不是场，甚至不是时空，而应该是物理过程之间的信息交换。如果真是这样的话，把信息看成世界的组成部分的观点就体现了它的价值。 
    四、观控相对界与三旋 
    刘月生等人把信息论与相对论结合，称为观控相对论,实际是信息相对论，因为他们观控的物质条件实际是信息。在三旋理论的指导下，刘月生教授观控相对论推进到观控相对界,提出观控相对界，实际就是信息相对界。因为它是以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面。映射数学的唯象公式是：
                   复数=实数+虚数                              （1）
                   时空=物质+信息                              （2）
                   物质+信息=实数+虚数                         （3）
    物质和信息的本质是什么？从观控相对界看，物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。这类似偏微分方程求导，也类似泛系求导方法。信息是任何物质不可或缺的组成部分，如只给汽车厂的机器人金属和塑料，它们不可能做出任何有用的东西，只有给它们下达如何焊接的指令它们才能组装出汽车；又如身体细胞中的核糖体，拥有阿米诺酸组建模块和ATP合成为ADP过程中释放的能量，但如果没有细胞核中DNA所携带的信息，同样无法合成任何蛋白质。这里存在一个物质和信息观控相对界问题，即物质不能直接进入大脑变成为意识，物质和信息常常是结合在一起的，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用。这种同学工程、生物和物理的认识相通。把大脑比作一个点，那么物质进入点内，信息即是进入点内的代表。三旋理论认为，虚数也联系点内空间，所以信息范型类似虚数论。它的观控来源于物质和信息相对观控界面是有眼孔的，这类似生物膜的离子通道。就是说，任何宏观物质要变为信息，都要类似化为微观物质，通过观控相对界的点孔进行比特计量。这里不但把宏观和微观联系在一起了，而且把物质熵和信息熵也联系在一起了。
     物质和信息的观控相对界，类似蔡文联系曹沖稱象首創的“物元分析”求解不相容的可拓問題。这里，大象类似物质熵，石块类似信息熵,船和水类似观控相对界。因为物质熵全息界可以像一个球面一样是封闭的,一定空间体积的物质或能量所能包含信息量的最大可能的熵值，取决于球的边界面积而不是体积，因此物质熵A可设为球的边界面积：                 
                 A=4πrxr=4S                                   （4）
                 S=A/4                                         （5）
    这里S为物质熵A球面穿过观控相对界的圆眼孔面积πrxr,可看作全息界的信息熵。想象一束短暂的光线从观控相对界的实数类一边垂直射入，这里唯一的要求就是这些虚拟的光线都是从观控界膜的类似离子通道进入或录入虚数类的。如果该物质能坍塌为信息，则最终形成的信息熵的视界表面积πrxr将不能大于A/4。按照该系统的熵不能减少，因而
                 A=V.S                                          (6)
    (6)式为通道流量公式，V为流速，流速V可以为光速c。S=πrxr,r为观控相对界信息熵的视界通道半径，由于观控界膜的类似离子通道进入或录入的眼孔只能为点孔，即观控界膜的类似离子通道可多于一个以上，r并不是点孔的半径，而是点孔视界表面积的积分求和值s的换算半径;A也为点孔视界信息熵流量的积分求和值。弦理论认为物质可分的极限为普朗克长度，即约为10的-33次方厘米，那么观控界膜的类似离子通道的最小切面极限也为普朗克表面积。由于不管虚实或正负的物质要转化为信息，都要从观控界膜的类似离子通道进入或录入，设每经过普朗克表面积极限孔一次为信息单位一比特，那么一个类似普朗克长度半径的球体物质A的信息量，为H=A/4比特。而观控界膜的类似离子通道，物质进入或录入的流速V可以从零増大，最大极限为光速C，因此可以对众多的物质或信息问题进行有限计量。物质进入观控界膜的类似离子通道转化为信息，原来的流速都变为零，因此信息守恒，而且信息可以克隆。信息克隆也可有慢有快，而且可以信息增殖。如描述宋代的岳飞打三国的张飞等类似信息，作真的看，信息计算可以有超光速;作假的看，可以算戏说、文学和艺术。即信息可以光速传播，信息可以光速为零储存，信息可以超光速增殖。
    五、三旋与玻色--爱因斯坦凝聚体
    三旋理论堪称超弦理论的“姊妹篇”。三旋理论认为组成万物最基本的客体是一维的圈，即闭合的弦。    1959年王德奎先生用自然全息探寻宇宙奥秘中，形成的弦圈观念，远远早于西方的弦理论家们。三旋理论不仅仅是在阐释西方学者所主张的超弦理论，它在一定程度上超越了西方弦理论家的视野。 超弦理论认为：弦是一维的，然而它那消失的粗细维度，又可能包含着卷缩在普朗克尺度中的卷缩维，万物归于弦的振动。自旋包容振动，但比振动更具特色。例如说，超弦如人，那么三旋就如人的脸；超弦是物，那么三旋就如它的一张全息图。因为王德奎先生是认可弦是一维这一假设的，因而，他早将闭合的弦(弦圈)称为类圈体。一维的弦圈，除了超弦理论所说的各种外在运动，还应有三旋理论所说的体旋——绕圈面内轴线的旋转，面旋——绕垂直于圈面的圈中心轴线的旋转，线旋——绕圈体内环状中心线的旋转。三旋理论将表示各种基本粒子的“三旋状态组合”称为“圈态密码”。这里类圈体的自旋不同于宏观物体的自旋。三旋是物性的内禀运动。正如光速不同于声速，光速是自然内禀一样。
    1924年玻色用完全不同于经典动力学的统计方法，推导出普朗克的黑体辐射公式，接着爱因斯坦将玻色的方法推广到单原子理想气体，并预言这些原子当它们之间的距离足够近，速度足够慢时，将发生相变，变成一种新的物质状态，后人称之为玻色--爱因斯坦凝聚BEC（Bose-Enstein Condenstates）。在处于这种状态的物质中，所有粒子都处于能量的最低态，并且有相同的物理特征，这种物质将粒子的量子特性通过宏观的方式表现出来。即一种新的宏观量子状态的物质。由于BEC是一种长程相干的物质，整体可以用一个单粒子波函数来描述。理论表明这种单粒子波函数在处于旋转状态时，具有量子化的现象，这种现象称作量子涡旋;这是由于量子起伏的单位图像既是一种圈态涡旋，也可以是一种孤波，量子起伏一开始产生的粒子是环圈结构。
    宏观量子现象存在量子涡旋状态也不为奇。这里，粒子与波的统一，陈叔瑄认为来自圈态涡旋的聚集与弥散，聚集为粒子，弥散为波；但这只能说明圈态涡旋是多粒子，并不基本。王德奎的三旋理论认为，粒子与波的统一，既是一种简单性同时又存在着复杂性，简单性和复杂性是自然而紧密缔合的。最典型的例子是贝纳德花纹：锅中沸水心液体向四周的翻滚对流，在水加热达到临界状态时各个局部区域也会呈现类似的现象，这是耗散结构和自组织理论常举的例子；如果把这种现象上升为基础的几何学结构,反过来把贝纳德对流抽象缩影反映在一个点上，它类似粗实线段绕轴心转动再将两端接合的线旋；如果把它定名为不分明自旋，那么圈体绕垂直于圈面的轴的面旋，圈体绕过圈面的轴的体旋，就称为分明自旋。分明与不分明自旋结合使一个类圈体变成一种三旋学的对象。它的优点是能把曲面、曲线几何相与能量、动量物理相自然而直观地紧密结合，一开始就揭示出自然的本质既具有简单性，又具有复杂性。即它引进了一种双重解结构，如圈代表几何量子，旋代表能量子，对于圈层次可分单圈和多重圈态耦合；对于旋层次，既有位相，又有多重自旋结合。这种组合会带来圈体密度波的几率变化。用ψ代表圈结构，用Ω代表旋结构，用Ψ代表三旋，可用下列形式的算符表示三旋的物理特征
                       Ψ=ψΩ                            (7)
    根据排列组合和不相容原理，三旋构成三代62种自旋状态。其次，设想在类圈体的质心作一个直角三角座标，一般把x、y、z轴看成三维空间的三个量。现观察类圈体绕这三条轴作自旋和平动，6个自由度仅包括类圈体的体旋、面旋和平动，没有包括线旋。即线旋是独立于x、y、z之外，由类圈体中心圈线构成的座标决定。如果把此圈线看成一个维叫圈维，那么加上原来的三维就是四维。再加上时间维，即为五维时空。反之，把三旋作为一种座标系，直角三角座标仅是三旋座标圈维为零的特例。正是在一系列的关节点上，类圈体三旋为简单性与复杂性的缔合提供了更为直观的图象，并能使爱因斯坦能满意他关于“我不相信上帝在掷骰子”的说法：在类圈体上任意作一个标记，实际上可以看成密度波，由于存在三种自旋，那么在类圈体的质心不作任何运动的情况下，观察标记在时空中出现的次数是呈几率的,更不用说它的质心存在平动和转动的情况。这也是德布罗意坚持的波粒二象性始终只有一种东西，即在同一时刻既是一个波，又是一个粒子的模式机制；并能满足正统的哥本哈根学派M．玻恩对波函数的几率诠解。即三旋所产生的波是几率波，而把粒子与波很基本统一。
    玻色--爱因斯坦凝聚BEC这一现象，21世纪初由科耐尔和维曼在铷原子中证实。三个月后，Ketterle也获得钠原子的BEC。这里，超低温环境促成BEC实现，有深远意义。在实现玻色--爱因斯坦凝聚的条件中，原子间的三旋散射长度起着决定性的作用，首先由Cohen-Tannoudji[法]于1986年提出了一种冷却和囚禁原子的新方法--磁光阱（MOT）。这种方法由 D.E.Pritchard [美]和朱棣文合作在实验上首先发现，才开始了在空气中直接冷却和囚禁中性原子的历史。而朱棣文先生正因为他在发展用激光冷却和捕获原子的方法方面所作出的巨大贡献而荣获1997年度诺贝尔物理奖。BEC的研究中参与的小组很多，获奖的仅有三位，即科耐尔、维曼和凯特利荣获2001年的诺贝尔物理奖。两奖之间的关系：正因为激光冷却成为冷却气体原子的一种最有效的方法，才使爱因斯坦将玻色的方法推广到单原子理想气体有了现实途径：原子距离足够近，速度足够慢时，将发生相变：变成一种新的物质状态BEC。
    其实，玻色--爱因斯坦凝聚体就类似观控相对界膜；而一个完整的生命全息体也如玻色--爱因斯坦凝聚体，能对物质信息进行储存与转换。因为荣获2001年的诺贝尔物理奖的科耐尔、维曼和凯特利等人已经证明,把大量铷或钠金属原子组成的原子云，冷却至接进绝对零度后形成所谓的玻色--爱因斯坦凝聚状态的冷聚物，它的宏观量子涡旋状态就如类圈体的三旋，当光束通过金属层时，能成功地把光速降为零。其原因是信息光子与如类圈体旋转状态的金属原子相互作用，它的速度也会因此放慢。这里是用一种特殊的激光束对其进行处理，使光可以通过，然后经过调整可以使光速降为零。此时光子似乎消失。但它所携带的信息则保存在旋转状态的金属原子中。在使光束停滞一毫秒后再启动，信息会回到光束中，它与原来的光束特征和信息量相同。即类圈体的三旋是一种空间自然内禀性质，即使温度完全为零的原子也拥有一最低能量，类圈体似的观控相对界的波动和旋涡一旦被激发起来，会具有储存或录入物质信息的作用。

                                    电子信箱：ｙ－ｔｘ＠１６３．ｃｏｍ