评“量子力学曲率解释”的王赵之争

                                广西河池学院教授   郁  松

    0、前言：
    一场静悄的物理学、认知科学、思维科学相交叉的世纪之争，在中国思维论坛展开了。赵国求的《物理学的新神曲--量子力学曲率解释》，是武汉大学“物理学哲学研究”课题组的一项主要的集体成果。其原创性思想是由赵教授1970年代中期所提出。向这一国家社会科学基金资助课题从理论上提出质疑的王德奎研究员，理论依据是他本人创立的“三旋理论”。王赵之争将引起广泛的兴趣，是由于：他们两人提出的原创性理论，为什么到快60岁才出书的？他们的理论被科学界承认了吗？和奥林匹克运动会小将得金牌比，他们能得诺贝尔物理学奖吗？
    我设想这场争论也许是一次持久的科学思想启蒙：21世纪，我们面临的是革命性的前夜。
    “人们开始认识到，盛行了50年的那个基本信仰，即场论是物理学的最终语言的看法，必将抛弃了。
    “场论因为其自由度的无限所以不可能是最终理论。
    “信息量和表面界之间那种神秘的对应关系应该得到解决。全息论也许为另一个更好的理论指明方向。”
    “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。”（[4]P53）
     王赵之争是在寂静中呐喊：“我劝天公重抖擞，不拘一格降人才！”

      一、量子力学是质点力学还是环量子力学
      1、赵国求是从质点力学来解释测不准原理的
    （1）测不准原理所赋予电子动量的位置的不确定性，缘于电子的点粒子抽象。（ [1]P237）
    （2）测不准原理甚至可以为量子力学曲率解释提供实在论哲学基础。（一个原理、两个推论（ [1]P237）
    （3）类比“构建实在论”者的两类实在：实在本身，构建的实在。赵国求共同体的“相互作用实在论”将实体（“本体”）分成“自在实体”与“现象实体”（是本体与人加观察信号作用的综合产物）。（ [1]P240）
（   4）《物理学的新神曲》的目标是通过建立量子力学曲率解释，赋予“测不准原理”实在论意义，建立一个合理包容二者（实体+现象）的综合理论。
     2、王德奎从环量子力学（圈量子引力理论）来质疑赵国求有关论点，这样就出现下列问题：
    （1）环量子力学还处于建立过程中，首先创立者Smolin提出量子化时空：我和同事在费力解决物理学中一个长期存在的问题：“是否存在提出量子引力理论的可能性”，从而发展了圈量子引力理论。他假定如果令人称奇的圈量子引力理论是正确的话，时空实际上是以离散形式存在的。（ [2]P40、41）
    Smolin认为，虽然“量子理论和爱因斯坦的广义相对论已经分别被实验奇迹般地充分证实了，但还没有实验探索到两种理论都预测有明显效应的领域。问题在于量子效应在小尺度范围最为显著，而广义相对论效应需要大的质量，因而需要极其特殊的环境才能将二者结合在一起。伴随这个实验数据空白的是一个很大的概念性问题：爱因斯坦的广义相对论是完全经典的，亦即非量子化的。物理作为整体，逻辑上应该是一致的，必须有一个理论在某种程度上将量子力学和广义相对论结合起来。”（ [2]P41-42）
    Smolin把这个长久寻找的理论叫做量子引力论。与广义相对论处理的是时空的几何构型不同，量子引力理论是另一种时空的量子理论。（之所以叫量子引力，是为了理解极小尺度下的空间结构，而引入引力又是因为爱因斯坦的广义相对论揭示出引力是由于时间和空间的扭曲而引起的。）。
   （2）赵国求避开创立新的最完善的替代理论，而直接通过曲率解释，演奏出20世纪物理学革命的新神曲：物体的时空特征量R=0（r =∞）（平面），与坐标系“时空平直”等价，都表示没有相互作用，对物理或本体无法认识。由其推论一得知：现象缘于相互作用，没有相互作用，“物质本体”无以形成被观测的时空形象。（改变物体时空特征量r、R，等于改变了物体之上的坐标系的时空均匀性。--物体在A处出现，既是A处“物体”的时空结构发生由R = 0到R≠0的变化，也是由于与物体联系的坐标系的时空均匀性发生了变化而显现其存在。而Rn =      形成的微观时空结构，不过是体现“微观客体”的可观测程度）。（[1]P188）由此推论二：时空变化之所在，即为物体之所在。 
     《新神曲》以此为基础讨论牛顿力学、相对论力学和量子力学中物体的时空形象和状态描述。
牛顿力学--把物体简化为质点，观测信号作用速度无穷大，无法区别物体上不同的时空点，也就无法判别和影响物体因运动而引起的时空形象的变化。这等于忽略观测信号对坐标系的时空特征的影响。所以说，牛顿力学中时空是绝对的，与物体的运动状态无关。
     牛顿力学是极限理论：r、R取极值：特征半径r = 0，特征曲面的曲率R = ∞。--质点无大小，能量密度无穷大，内力无穷大，对应牛顿力学质点含义。（[1]P189-190）
    相对论力学--否定光速无穷大，承认光速有限，否定了物体的点粒子特性。承认观测信号作用对物体的时空形象有影响。但是相对论物理学中物体最后还是变成了质点，那是在将观测信号对物体时空形象的影响，归结为坐标系的时空属性之后，物体成了质点，时空形象无变化，只有与物体联系的坐标系的时空才有变化。在对现象的描述中，既考虑了牛顿力学中的基本相互作用，又考虑了观测信号作用。
    但引力和光的作用被看成是连续的，由于时空特征是相互作用的产物，保证了时空的连续性。（[1]P190）
相对论力学否定了光速无穷大，也就否定了点粒子特征。（火车就不是质点）也就承认观测信号对物体时空形象有影响，但在实际上把坐标系建立在质点上时，时空形象又无变化，由此，宏观低速的牛顿力学和宏观高速的相对论力学找到了等价物：前者面对绝对时空（无限）物体变成质点，后者把物体坐标系建于质点之上，物体不考虑内部时空，同样变成了质点。
    量子力学--光信号观测，光子的作用不再是连续的，微观客体的粒子性，造成了微观世界相互作用的间断性，并使时空体现出量子特征。同样，电子的时空特征也表现出不连续性，这是因为间断的相互作用，造成有时空盲区（时空消失）存在。这样，电子受光子作用的时空形象就是量子化的。
《新神曲》的结论是：“由于相互作用的方向是可以变化的，因此电子的时空特征量r和R也是变化的，体现出不同时空点上曲率R的波动。这就是电子波的本质所在。”
    “量子力学中电子在电磁力和测量信号光子的作用上表现出来的时空特征，将归化为电子所到之处自身‘形象’构成的二维球面曲率的变化。电子的运动规律则表现为对应二维球面曲率的波动。电子波是曲率波，”而非反映电子在空间的几率分布。（[1]P191）
   （3）王认为赵的“量子力学曲率解释”是在牛顿力学、相对论力学、量子力学都是从点论（类点模型）出发的理论背景下提出的，而点论起源于毕达哥拉斯。经笛卡儿在点上建立直角坐标系和牛顿提出质点的力学运动理论体系，才使点论俨然成了无以复加的科学基础。直到普朗克的量子论、目前的大统一理论以及夸克之间的胶子作为传递的说法，都是点论的延续。
    这样看赵国求的曲率解释是和科学界的主流派有深刻的内在联系，王德奎怎么站在新的科学背景下，对曲率解释提出质疑的呢？
    为什么赵的曲率是单曲率，王的是双曲率？
    为什么赵是球面，王是环面，二者不同伦？
    王德奎的三旋理论难道就能把《新神曲》的球面单曲率解释转换为环面双曲率解释吗？
    二、圈量子引力理论就是中国的三旋理论？
    王德奎在全国有关科学网上，今年三月十五日首发两篇：“量子力学的曲率解释与三旋；赵国求的量子力学曲率解释”。
    到了四月三十日和五月十三日又以“北京正负电子对撞机与环量子冲击波”为题开路，连发五文，目标是要说明：西方的环量子理论与中国的三旋理论在推进现代“科学文明”中，已拉近了距离；西方的环量子理论与中国的三旋理论可统称为环量子力学。五文标题如下：
   （一）弦论的困惑与环量子引力理论的进展
    弦理论能将引力与物质的量子描述结合起来。“弦论也预言存在大量新的基本粒子和力，但迄今还没有可观测的证据。一些研究者认为弦论包含在称为M理论中[参见Michael J.Duff著‘曾名弦的理论’，《科学》，1998年5月]。不幸的是，一直没有给出这个推测得出理论的准确含义。因此，很多物理学家和数学家认为必须研究其他的替代理论”（[2]P 42），Smolin认为，他提出的圈量子引力理论就是发展最完善的替代理论。之所以叫“圈”，来源于理论中的一些计算是怎样引入划分时空的小圈。
     王德奎认为提出环量子理论是以其所长补弦论所短，而环量子理论所短正是弦论所长。
    （二）西方的环量子理论拉近了与中国的三旋理论的距离
    当前西方的弦论、超弦理论、M理论、环量子理论，就基本上代表了人类科学文明走出乱伦的结果。（何谓乱伦，王并未交待清楚。）
    在20世纪50年代末，中国的三旋理论就开始了它的环量子构想的最初萌芽。（《三旋理论初探》出版于2002年5月，最初萌芽所代表的论文是哪篇，未注明出处）。
    而西方环量子引力理论已是20世纪90年代后期才提出的，虽然它其中的环量子旋转网络概念，是英国数学家Roger Penrose在 20世纪60年代作为抽象图首先设想出来。（应该说王的环量子构想与彭罗斯的抽象图在知名度和数学概念上是不等价的）。但环量子引力理论也承认，物质是由环相互作用并相互结合，形成所谓的旋转网络的，这与三旋理论的环量子如何耦合形成链极为相似，但环量子引力理论最终没有完备自旋概念，因此难于说明环量子如何耦合形成旋转网络的。而弦论的弦线概念，则是西方20世纪60年代末期提出来的，超弦理论增加的弦圈概念，更是西方20世纪80年代初期才提出来的。因此当代可自然耦合成链的环量子概念的提出，中国的三旋理论比西方的弦论、超弦理论、环量子引力理论都要早一些，这让中国人走出“科学乱伦时代”，终于有了一次做科学文明“人”的机会。
    赵国求要想得到这个机会，看来还必须弄懂弦论、超弦理论和环量子引力理论，以至于比它们还早的中国的三旋理论，才有可能明白，为什么球面与环面在拓朴结构上不同伦，否则作球面的曲率解释的人就不是科学文明人。这个要求迫使吴新忠（《新神曲》第三作者）希望王德奎在所有论述中放弃三旋理论的表述，否则无法继续争论。
    王德奎创立的背景理论，并没有被世界公认，于是就需要把“三旋”理论和已被世界公认的理论联系起来：
    （三）西方的环量子理论与中国的三旋理论
    王认为弦论或超弦理论也混淆了拓扑结构的分类（把环圈与弦线并列）。而我国的一些专家，只承认环量子力学构想不过是思维对象的几何化描述的一种启发式尝试。
    运用这样一个背景，就可以推出，凡是不承认环量子三旋时空象限的构想，就必然会把不同大小的球面说成是不同的拓扑结构；也就会主张超光速；主张完全排除不确定性和几率的实在解释。
    《物理学的新神曲》指出：不少物理学家相信量子场论的一些理论困难是由于点粒子模型产生的。其中托姆讲得具体：量子论中以测不准原理为基础的争论依靠的是点粒子这一粗糙而不适当的模型，把微观客体硬塞入一种不适当的概念框架所造成的混乱和佯谬之中。（[1]P.351）而赵国求的“量子力学曲率解释亦不赞成点粒子模型，并在批判点粒子模型时指出，任何具体的物体都不会是质点。”（[1]P.352 ）。
    为什么王赵之争不就点粒子模型上展开呢？都反对“类点模型”，究竟有什么不一样？
    而王认为国内外非环量子力学的物理流派（包括弦论或超弦理论）所作的量子力学解释（自然也包括赵国求的科学共同体）“即使是前进了两 步，也是后退了三步。”
   （四）当代弦圈发明权应属于中国人。
    这个中国人当然就是王德奎，这个弦圈理论，当然就是“三旋理论”，而用这个理论，王德奎解决了三大难题。
    这个中国人发明的理论用西方人的眼光是究竟怎么描述的，不妨看一看1997年出版《宇宙的生命》作者Smolin的最新表达：
    1、我们的“自旋网络”不是费曼图。费曼图描述粒子间的量子相互作用，它是从一个量子态运动到另一个量子态；我们的图则表示空间中体积和面积的固定量子态。用结点（代表体积）和边线（代表面积）画出表示宇宙量子态图像==引力造成弯曲和扭曲的宇宙空间几何。占据着空间位置和区域的粒子（如电子，对应某类结点）和场（如电磁场，对应线），以离散步调运动来表示粒子和场的运动。[这是一个包括大约10184  个结点，有着无法想像复杂性的巨大自旋网络。]（[2]P45）
    2、根据广义相对论，空间几何是随着时间变化的。空间的扭曲和弯曲随物质和能量的运动而变化，在我们圈量子引力理论中，这些过程用图的改变来表示。
    爱因斯坦的狭义和广义相对论将空间和时间结合成为单一、融合的整体，称为时空。在圈量子引力中表示空间的自旋网络，通过将其变成我们所说的“自旋泡沫”纳入时空的概念。外加另一个维度-时间，自旋网络改变处（运动）的推移，现在用泡沫中线相交处的结点来表示。（[2]P45-46）
    如果说在爱因斯坦构建的引力理论--广义相对论中，引力的产生是空间和时间（统称时空）被存在的物质扭曲的结果。（打个比方是将一个保龄球放在橡胶膜上，同时有一个弹球在旁边滚来滚去。球代表太阳和月亮，膜代表空间。保龄球在橡胶膜上造成一个深深的凹陷，凹陷形成的斜坡使弹球向较大的保龄球偏斜，就好像某个力［引力］向那个方向拉它。）那么，类似 的，任何物质或能量聚集都会扭曲时空的几何构型，使其他粒子和光线向它偏转。而在圈量子引力中是用自旋网络表示空间，和物质能量聚集造成的扭曲有何不同？Smolin说：用时空方式看待事物，特定时刻的快照就像在时空中横切出一片。带着这样一个薄片通过自旋泡沫就产生一个自旋网络。但认为这个薄片像时间平滑流过一样连续运动是错误的。相反，就像空间是由自旋网络中的离散几何构型的定义一样，时间是由重新安排网络的一系列分立运动定义的。这样时间也就变成离散的了。（［2］P46）
    以上表明，广义相对论和圈量子引力理论在看待事物的时空方式上是不同的：前者连续，后者分立而呈量子化。
    3、物理学家用量子力学描述现象时，他们计算不同过程发生的几率。我们用圈量子引力理论描述现象时，也是这样。无论这些现象是粒子和场在自旋网络中运动，还是空间几何本身随着时间而演化。特别是，安大略省滑铁卢Perimter理论物理研究所的 Thomas Thiemann已经得出自旋网络运动的精确量子几率。有了这些，这个理论就完整地确立了：对于遵循我们的理论世界中发生的任何过程，我们都有明确定义的步骤计算其几率。（[2]P45）
    （五）环量子理论、弦论、M理论、全息理论与三弦理论的结合。
     王德奎重温20世纪各派科学家对量子力学波粒二象性的不同解释，深感环量子力学的三旋解释，是他们追求 的共同理想，他们的数学解释--全指向环量子力学三旋的波粒二象性结构，只要是不跟球面有联系，都有可取之处。
    这种说法不是孤立了赵国求的曲率解释吗？
    这使人想到中国古代《墨辩》的五“诺”，若将“诺”定义为辩论之对策，那么“五诺”是：
   （1）、“相从”的诺：指顺着对方的思路进行应对。
   （2）、“相去”的诺：指不管对方的思路，打破对方的思路自己谈自己的看法。
   （3）、“先知”的诺：直接提出古圣先贤的话或事来进行应对。
   （4）、“是”之诺：接受对方的“诽”而中止辩论的应答（应许）。
   （5）、“可”之诺：认为对方的“诽”虽然不全合理，但却有合理之处。这是有条件地接受对方的“诽”的应答。
    王德奎与赵国求进行辩论的对策，首先采用“相去”的诺，按自己的思路，谈三旋的看法，其次他再用“先知”的诺，但不是国内古圣先贤，而是把国外已获世界声誉的弦论、超弦理论、M理论、环量子力学，作为和三旋理论相类似的理论，对中国来说是“先知”，但和50年代创立的“三旋”相比又是“后知”了。这就为“三旋”确立了自信。第三，“可”之诺，在王德奎看来，赵国求的“曲率解释”，尽管不完全合理，却为球量子向环量子的过渡提供了理论背景，是理论向前发展不可缺少的环节。
    三、“量子力学曲率解释”的赵王之争的实质
    赵国求等4人2002年出版了《物理学的新神曲--量子力学曲率解释》，2004年1月又出了第二版；王德奎2002年5月出版了《三旋理论初探》，2003年9月又出了《解读<时间简史>》，前者按中国科技大学沈惠川教授的说法“由于量子力学向信息学科的渗透和拓展而重新热闹起来的有关‘量子力学诠释’的讨论和研究，是导致作者撰写本书的直接原因。”后者出版两本书是想把爱因斯坦的相对论和以玻尔为代表的量子力学在三旋理论的框架下协调起来。两人在这个问题上展开的讨论意义是非常重大的。正如沈惠川教授所说：“曾经有一篇文章说，目前尚有100道物理难题困扰着人类。然而据我看来，比起其他99道物理难题来说，量子力学同相对论的协调问题乃是所有问题的根本。此问题实乃20世纪人类留给21世纪物理学的第一朵‘乌云’。”（[1] P4）
上述20世纪两大理论的协调具体表现在“EPR实验”和“薛定锷猫佯谬”两个问题上，霍金学派也认为这两个问题是讨论“量子力学诠释”时所要解决的关键。按沈惠川教授的评价，以赵国求为首的科学共同体所倡导的“量子力学曲率解释”无法摆脱“EPR实验”的折磨，但是“量子力学曲率解释”能否在解除“薛定锷猫佯谬”的折磨方面有所建树，人们还是可以有所期待的。因为“薛定锷猫佯谬”问题是量子信息论中的关键问题，是研制“量子计算机”的理论基础之一，所有从事量子力学基础理论的科学家都应关心这个问题。而目前关于“量子力学诠释”的热烈讨论，就是基于量子信息论的发展前景。
    有人说了这样一句话：“引入波粒二象性的观念或几率解释是各种佯谬出现的本质。”沈先生认为它触及了上述问题的核心，所以他才认为“曲率解释”在薛定锷猫问题上或许有所建树，这也就是人们可以有所期待的原因。
    王德奎不仅认为“曲率解释”虽在一定程度上解除“薛猫”对量子力学的折磨，但却是单曲率、球量子，他的“三旋理论”可以使量子力学摆脱至今仍然忍受的EPR佯谬的折磨，而且是双曲率、环量子。他于8月份在中国思维社区·探索与争鸣论坛，接连发表七篇论文，意图明显：
    8月24日“与赵国球教授讨论超光速”：第一部分是前言，引赵教授原话“相对论与量子力学的不协调，主要表现在定域性与非定域性的不协调。量子力学的曲率解释采用三种方式消除此矛盾。”三种方式都联系了超光速问题。而王德奎认为EPR效应不是超光速。
    第二部分：量子EPR效应与脱耦现象
    第三部分：环量子三旋理解EPR等效应
    为了从新观念说明超光速的不存在，他在这之前，写了两篇论文：
    8月12日--“从超光速到点内数学”
    8月17日--“从芝诺坐标到点内数学”
    这里可以看出，王德奎不在赵国求能解决“薛猫”佯谬方面做文章，而在赵无法摆脱“EPR”实验的折磨上切入，又进一步提出球量子与环量子的区分，双方的辩论，正如我前面提到的《墨辩》五“诺”，王德奎既然不按“相从”的诺进行应对,赵教授就可能认为你无合作诚意，很有可能采用五“诺”之4：“是”之诺,接受对方的“诽”而中止辩论的应答（应许）。这是我想给王德奎提醒的，我是希望辩论能深入进行下去。因为：
8月12日--《物理学的新神曲》中的“赵国求疑难”探讨--是王德奎的总题目。
    为了能更好地使他的“三旋理论”参与这一讨论，8月11日--“杨振宁‘三旋律’思想由来与发展初探”，8月12日--“千古三旋律”两文的登出，无疑是想借助2004年5月杨振宁的最新总结20世纪物理学的论文来说明“三旋理论”与杨振宁“自旋”观念的关系。
    与此同时又把7月中旬在其它网站登出的“潘建伟教授的多粒子纠缠态隐形传输与三旋理论”重新在“中国思维网”登出，这使我想起，他早在2003年就在浙大物理论坛登过“量子纠缠态交换隐形传送与三旋理论”，相隔不到一年两次发表，无外乎说明量子--多粒子纠缠能“超光速”的传输，并非是“超光速”，而是“三旋”本身的机制。这又使我想起了Lee Smolin在“量子化时空”的两段话：“圈量子引力在物理学的发展中占据非常重要的地位。它是可以论证的广义相对论的量子理论，因为在量子理论和相对论基本原理之外，它没有做任何额外假设。它不同寻常的出发点是提出了通过自旋网络和自旋泡沫描述不连续的时空，这出自该理论本身的数学计算，而不是特别引入了假设。”（[2] P49）
    这一段话，也是赵国求对王德奎的期望，如果“三旋理论”也像“自旋网络”那样，我们想王赵之争或许能继续下去，有利于启迪人类实现21世纪物理学的第一朵“乌云”的消散。
    Smloin的第二段话是：“对于统一性，圈量子引力是否说明了什么。包括引力在内的不同的力，是否都是一种单一、基本力的某一方面？弦论是基于统一性的特殊概念，但我们也想通过圈量子引力得到统一性。”请问王、赵二位，可否说，“曲率解释”是基于统一性的特殊概念，而“三旋理论”也想得到统一性,能否在讨论中携起手来。
    但在王德奎最新的“与赵国求教授讨论超光速”一文中，是想借EPR效应不是超光速的例子引出球量子与环量子之争，难道这是量子力学曲率解释的本质吗？
    王与赵讨论超光速目的何在？
    EPR实验中，两个远离的粒子有无相互作用（自旋向上，自旋向下是不是三旋）怎么是超光速联系；自然界中有超光速的对时信号吗？时空盲区存在，是空间概念消失还是超光速。
    相对论与量子力学不协调，本质来源于场论。
    前者类似于全域性（非定域性）,后者类似于定域性（局域性）,二者协调的出路学爱因斯坦革以太场的命来革量子场论的命，让量子与量子场论脱耦。--抛弃盛行50多年的基本信仰场论。王德奎解决相对论与量子力学不协调的总纲就是下面这段话：理论是否真能革量子场论的命，还不得而知；但环量子及其三旋能部分革量子场论的命，则是笔者亲自做的工作，其本质是拓朴学和微分几何的环面与球面不同伦”。下面按全文三部分略作分析：
                            （一）
    两个相干波（振幅相同），叠加而成的波叫驻波。
    驻波是与弦线整体相关联，就和水波的每个水浪与该定域的整个水域相关联，驻波和水波具有全域性。
汽车类似量子，无波动性，类似局域性。相当于量子在轨道上行走，量子力学需要量子场论帮忙就要设想量子周围也存在有类似驻波与弦线，水波与水域，具有场论关系，这样才有了电子波函数，而实验又证明了类似的的电磁场的存在。然而在量子周围存在量子场，它的拓扑类型在拓扑学和微分几何上只能是球体结构，而《新神曲》没有讨论环面与球面的拓扑类型。维持球量子观点，只讨论球面，这等于用“球面（或曲面）表明电子的拓扑类型。”
    王认为只要球面不破，不论是凸（正曲率曲面）还是凹（负曲率曲面），从拓扑分类上看还属球面类型。王认定电子也会有“环面”结构。因此他认为赵错在球面与环面（不同伦）不分，而不理解三旋恰恰在于三旋理论以环量子为基础，而体旋、面旋、线旋正是以环量子的三旋表示各种基本粒子的“三旋状态组合”，被称之为“圈态密码”；这里环量子的自旋，不同于宏观物体的自旋，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。
                            （二）
    通过类比，王从粒子脱耦联想到智力意识与物种进化的脱耦现象。
    纵向宇宙演化（膨胀降温粒子脱耦，自由运动）物体成团，而横向生物进化也有智力、意识脱耦。以书籍、文学、建筑、工程形式脱耦出现。--现在又以电子计算机、录音、录像带、光盘、软件形式脱耦出来，这不仅和人类生产、文化有关，也与生理、生育有关（体外解）；而人类大脑思维、意志在微观层次上的物质转化，能量传输与信息交流则是体内解。
    脱耦产生混沌，需要人类认识驾驭，而在量子层次出现EPR实验效应测量相同，科学家们感到吃惊，其实按玻姆的隐秩序理论，各粒子并未分离，粒子、测量仪器和科学家全都与宇宙的其余部分，在隐秩序中结合在一起形成了一个单一的整体，……每一个行为最终都是由于宇宙中现在、过去和将来正在发生的每一件事物所引起的。
                             （三）
    微观量子圈态线旋、宏观表现于通电线圈或地球磁场的磁力线南出北进的转动。
    十种自旋（六种线旋）的组合，使一个全对称的环量子类圈体能不相重复的具有62种自旋状态，即31倍于球量子粒子客体自旋态。可以说隐秩序存在于非粒子环量子圈态客体中。有了隐秩序这种三旋模型，反过来对于爱因斯坦、波多尔斯基、罗森发现的量子EPR效应也就好理解了。
    爱因斯坦之所以忽视这一点，是因为他还不知道自然界的事物从真实到抽象，还存在一个不同于笛卡儿三角坐标的隐秩序三旋坐标--这就是作为宇宙第一推动力的三旋坐标系。
    和指南针不同，有一种陀螺罗盘，不需靠磁力线的作用来定向，而是引用陀螺本身的多层自旋来定向。
自旋定向原理，揭示了自然界中自旋调制耦合功能的EPR效应普遍存在。--不过这在宏观物体上很难做到，只有在非粒子的量子圈态线旋客体上能显示，因为三旋是它的自然属性。
    [同EPR实验相似，也正是在微观层次，微粒子的三旋调制耦合功能容易造成一些整体效应的所谓超光速现象。如2000年王理军在《自然》杂志公布的实验观察结果，反常色散介质中光脉冲的群速度大于它的极速度，这个群速度可以小于或大于真空中的传播速度（C），也可以无限大或是负量。为什么出现不合常理的在反常介质中反而会出现超光速（介质比真空更易阻碍光速）？原因是量子具有三旋，便形成了一种高级的微观回转仪或平衡器，当它一经调制，测量一致性必然导致超时超距。其次，量子虽不可复制，但量子概率却可部分克隆。如戏剧、电影可部分复制某一段历史，真空之所以不能超光速，就因为它没有复制的载体。有介质，就总有部分概率克隆调制可一致的量子，那么出现介质一端测量与另一端测量相似的概率也就不必奇怪了。]
    同样在EPR实验中之所以曾经耦合过的光子，在分开以后还会出现整体效应，就因为它像陀螺罗盘在出发前经过调制一样，耦合过的光子已跟调制配对时的陀螺罗盘的方向测量一致了，因此在EPR测量中，两者的量子效应必然是一样的。
    事实上根据三旋物理学，亚原子粒子也可以同时出现在两个地方，其中时空之分已不明显，这只能是一种三旋等效。看来人类科学史得出光速常数，才使人类没有陷入无穷灾难之中，也许爱因斯坦埋下的超光速这个“陷阱”是个悖论，不过是他跟自己和他人开了一个很大玩笑，从某种意义上说，他不过是用光速不变性反对以太标记的存在而已，然而光速本身又变相地成了可作标记的“以太”；正如他反对绝对时空，但光速这个物质极限本身却又揭示和建构了一个绝对的时空。
    回到光速问题上看光子这一微观类型为何不同于宏观宇观类型。我们说基本粒子是由亚层次的夸克或前夸克组成。而前夸克就是一种环量子三旋类圈体的物质。光子就接近这类物质结构。通常说的光线是能量子在原子里的跃迁辐射，实际就跟三旋的不同排列组合变化有关。
   （现实的）存在就是一种破缺。物质既然在这一级上从真空中显现，光速也就带有目的环的本体论意义。更直接地说，光速联系着隐秩序，在微观或渺观领域，我们认为三旋是作为自然物质的本体而存在着的，不象在微观到宏观领域，三旋受到那么多的结构约束着，即光子的发生是反惯性系的，不管它是从相对静止还是相对运动的物体中一旦释放出来，它都要减去加在该物体上的类似盒子惯性系的约束力。即不论光源是用什么样的速度运动，光在真空是沿各个方向传播的速度都相等。就是说光线在物体内不发生时，虽存在如地面上的东西，上了运动的火车要加上一种惯性系那样的一种自然本体，但爱因斯坦的狭义相对论，还是从光速相对于任何惯性系沿任一方向恒为C，并与光源运动无关这一点上透露出隐秩序的三旋等效性质。
    光速不变性导致了时空的概念和经典时空观深刻的矛盾。例如时空观跟运动着的物质联系在一起，空间长度，时间间隔和物质的质量都成了速度的函数，成了随观察者所选取的参考系而改变的东西。但一事物分属于各个观察者参考，系里的无数个长度、形状和质量，人们认为它们每一个都是真实的。这样一来，它们这种客观性的东西是否就和主观性的东西没有区别了呢？不，相对论能够把客观性的东西变得和主观性相类似的东西，而又不会陷入贝克莱的唯心主义的原因，也就在于相对论找到了一种比洛克的第一性更基本的性质，即是建筑在一种隐秩序的三旋坐标的基础之上的。这里所谓的第一性质，洛克指的如广延、形状、密度、不可入性、体积、运动、静止等等，是事物所固有的属性，而第二性质，如颜色、声音、气味等等，则是“第一性质”作用于人的感官才引起的。当然相对论当时找到的解决方法还只是一种五维时空入门的向导；这就是用两个事件的四维距离不随参考系的选择而改变来定量。
    上面摘录的王赵之争，王德奎的文章是以哲学评论结束的，而哲学见解，《新神曲》的共同体经过反复讨论是占了优势地位的，这是我的看法之一。
    而与“EPR实验”问题相比，《新神曲》共同体的优势是在“薛定锷猫佯谬”问题上。正如此书序作者沈惠川所讲，“量子力学曲率解释”同量子力学的其他诠释一样，我看无法摆脱“EPR实验”的折磨，尽管他们现在仍在做种种努力，但是“量子力学曲率解释”能否在解除“Schrodinger猫佯谬”的折磨方面有所建树，人们还是可以有所期待的。（[1]P5）
    王德奎没有在赵国求优势方面进行争议，可以看成是他的辩论策略，这是我的看法之二。
    与此相关，沈惠川教授还提到“薛定锷猫佯谬”问题和信息学科的关系，一共四点，摘录如下：
    △“由于量子力学向信息学科的渗透和拓展而重新热闹起来的有关‘量子力学诠释’的讨论和研究,是导致作者撰写本书的直接原因”([1]P4)
    △“关于‘Schrodinger猫佯谬’问题，最近被许多‘量子信息论’方面的文章炒得沸沸扬扬，也就是吴忠超先生所说的‘似乎在一定程度上解除了……折磨’。”（[1]P5）“目前关于‘量子力学诠释’的热烈讨论，就是基于量子信息论的发展前景。”（[1]P7）
    △“由于在信息产业方面的超前发展，台湾科学家对‘Schrodinger猫’问题的关心要早于大陆科学家，而且台湾科学家所写的文章也较之大陆科学家的文章更为通俗易懂。”（[1]P6）
    △因为“Schrodinger猫佯谬”问题是量子信息论中的关键问题，是研制“量子计算机”的理论基础之一，所以笔者建议所有从事量子力学基础理论的科学家都来关心这个问题，包括本书的作者在内。（[1]P7）
    沈教授提出的“猫佯谬”与“信息论”相关的四点，既是《新神曲》写作的直接原因，也是赵国求解决相对论和量子力学协调的突破口，王德奎避开信息论，其意图正是为了找到自己的突破口，这正是我的看法之三。王德奎是这样表达的：
    “解决这种不协调的出路，是爱因斯坦革以太场的命，革量子场论的命，让量子与量子场论脱耦……不需要用量子场论的地方不用量子场论……Lee Smolin等人还提出，最终理论考虑的将不是场，甚至不是时空，而应该是物理过程之间的信息交换，即把信息看成宇宙的组成部分，才有可能协调相对论与量子力学之间的矛盾。全息理论是否真能革量子场论的命，还不得而知；但环量子及其三旋能部分革量子场论的命，则是笔者亲自做的工作，其本质是拓扑学和微分几何的环面与球面不同伦。”（引自王德奎《与赵国求教授讨论超光速》8.24中国思维社区）
    在这里王认为全息理论是否真能革量子场论的命，还不得而知，背后隐藏着这不是他的优势领域，但他承认，尽管环量子及其三旋，虽然只能部分革量子场论的命，由于这是他亲自做的工作，他必然要从这方面找出赵的弱势，这就是将王赵之争的本质升华为“环面与球面不同伦”，利用他对拓扑学和微分几何的优势。但我认为沈教授的一句话是很有份量的，即在解除“Schrodinger猫佯谬”的折磨方面，“至今为止，似乎只有‘大千世界诠释’（多世界诠释）对此问题能自圆其说，然而这种诠释过于超脱，凡夫俗子无法深明其中的禅机。”（[1]P5）
    我们认为禅机正在于，把大千世界理解为可能世界，它又可以转化为现实的某个世界，王先生的环面三旋坐标只是个可能世界的隐秩序，它在一定条件下，会转化为球面，用信息范型的语言说，环面让我们理解的是交换信息，球面则是现实的结构信息，二者统一为广义信息。
    《新神曲》的第二作者桂起权教授说得好：“我认为，相互作用实在论的价值在于（由赵国求提出实在论的核心及基本构架，他的合作者们进一步完善了它。总之，是集体智慧的结晶。）一方面肯定了主体与客体之间存在着能动的相互作用，另一方面又坚持了科学实在论，从而与罗森菲尔德所批评的‘机械唯物主义与不可救药的唯心主义’划清了界线。”在科学实在论上王、赵是统一的，但在主客体相互作用上，王重在主体的内禀性，赵重在客体的外在性。这只有留待进一步分析了。
    四、量子力学诠释与信息范型
    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。
    这种观点也许能引发对王、赵二人在“量子力子曲率解释”上的重新审视。
   （一）王面对的不仅是赵国求教授的曲率观质疑，而且是共创《物理学新神曲》的科学共同体（书作者四人，其他三人为：桂起权、吴新忠、万小龙），还有编外的二女将（刘莲君教授、博士生周祝红）以及后记中提到的十七位著名大学的教授对该书的支持。
    这就要站在一个更广阔的视角上看王、赵之争了--
    曲率解释模式所认知的世界和由计算机储存信息所描述（计算）的世界是等价的吗？
    计算机硬盘之类存储设备的信息存储容量究竟达到终极时是多少？
    描述整个宇宙需要多少信息？
    我们真能“透过一粒沙看世界”吗？
    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。
    这样信息就成了物质和能量的等价物了。
    宇宙不再是一个三维空间，它很有可能是某种“写”在二维表面上的全息图形--也许一粒沙不能包含整个宇宙，但是一个平板显示器却有可能做到。
    如果真是这样，我们就必然会导致如下结论：
    我们对日常世界的三维认知，要么是一种玄奥的幻觉 ，要么就是观照现实的两种方式之一。
    1、物质结构与信息容量
    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。
如果我们把最深的结构层次称为第X层--那么在我们可以设想的将来某一天，夸克也能被用来存储信息（比如一个夸克一比特），若进一步利用超弦或更深层次的结构来存储信息，那么三旋也就成了一种可能排列组合的深层结构了。
    2、信息熵来源于热力学熵
    熵是热力学的中心概念，它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，才提出了一个更为精确的描述：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。（对室内空气，就可以计算出单个空气分子的所有可能分布方式及其所有可能的运动方式--前者是结构，后者是能量）。
    香农对应玻尔兹曼一样的公式，去量化一条消息中的信息，即编码这条消息所需二进制位的比特个数（无单位）作为对信息量的一种客观度量。
    虽然二者在概念上是等价的（玻尔兹曼熵所代表的是不同组成方式的数目，但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）但单位不同（热力学熵的表示单位是能量除以温度，香农熵无单位表示为比特数）且熵值的量级存在巨大差异。（来源于两种熵在计算时所考虑的不同自由度，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，它要么是0，要么是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及围绕它们的电子的状态。）只有将来我们能用一个原子来存储一比特的信息时，微芯片的香农熵才在量级上逼近其材料的热力学熵。
    3、说电子和夸克是超弦的激发态，最基本的实体是超弦，和说夸克基本粒子是三旋的排列组合产物，都还过于武断，在目前条件下，我们这样说，也许是想说明，一种名为全息原理（信息范型）的理论认为：
宇宙就像一幅全息图，正如将全三维图像记录在一片扁平胶片上一样，我们这个看似三维的宇宙，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。体积变成了面积。
    4、黑洞热力学使人们能够导出不同条件下熵密度或者信息密度的界限。
   （1）、黑洞（物质的极度聚集：黑洞是引力几何理论产物，引力来源于时空扭曲，使物体移动，如力推动。与之可逆的是，物质和能的存在导致时空扭曲，弯曲到撕裂的极端程度，黑洞形成。物质无法逃脱，这个有去无回的点被称为黑洞的视界）物理学是下述原理成立的证据之一。
    决定某一区域最大熵或者信息量的不是其体积而是表面积。（视界是一个球面，黑洞越大，这个球体的表面积越大。）
    （2）、黑洞的熵和其视界的表面积成正比。
    视界指的是光线也无法逃脱黑洞引力的那个表面。一个视界表面积为A普朗克面积的黑洞的熵值将为A/4。普朗克面积约为10的-66次方平方厘米，它是根据引力强度，光速以及量子大小所得出的一个基本量子面积单位，如果把熵看成信息，那么它就像写在视界上一样，其中每一比特（1或0）对应4个普朗克面积。
    （3）、全息界定义了某一特定区域所能包含的最大信息量。
    为推导出全息界，试看一团分布近似为球体的物质，它表面积为A，当这团物质坍塌为黑洞时，其表面积将小于A，它的熵将小于A/4。因熵质不可能减少（不违背广义热力学第二定律GSL），故原始的那团物质所包含的熵或信息量必然小于A/4。
    ∴这个结论（最大信息容量由表面决定）推翻了以前那种常识性的推断：一块区域的最大信息容量取决于其体积。
   （4）本文作者Bekenstein对信息和引力间关系的研究：
    △1972年提出了黑洞熵值正比于其视界表面积的理论。据其推测，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。就也就是广义第二定律，简称GSL。
    [霍金在他的基础上（处理辐射过程中）得到了黑洞熵值与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。]
    △1980年他又开始研究宇宙熵界。它研究了特定尺寸特定质量的物质所能包含信息的界限（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。这些限度对于直到X层的任何结构层次都将成立。）
    [在此基础上，美国斯坦福大学的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。]
    △到2000年他证明了，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。因而这个界是独立于特定的组成或者层次X的特性的。它仅仅依赖于GSL。（[4]P47-51）
    （二）进一步探讨关于信息存储量最终限度的深奥问题--把“全息原理”（由诺贝尔奖得主、荷兰乌得勒支大学的Gerarad'tHooft于1993年提出，并得到了Susskind的进一步阐述）和“多世界诠释”（艾弗雷特第三Hush Everettш）结合起来看王赵之争的内在联系。
    1、是球体还是环面--决定全息界的命运
    如果说一个直径为1厘米的装置理论上可以存储高达1066比特的信息量，那么，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。
    全息界是确定物质或能量转化为信息量的界限。
    也是主体和客体由结构信息转化为交换信息的界限。
    由于最大可能的熵值取决于边界面积而不是体积--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。
    如果把上述物质换成计算机内存芯片将会怎样？
    一堆计算机芯片的信息容量随着芯片数目或者所占体积的增加而增长。当芯片数目足够多时，这一简单规则就将失效，因为这时信息容量将超过全息界。（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，晶体管的数目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。）
    ∴ 全息界取决于表面积而不是体积。
    由于体积增长远远快于表面积的增长，信息容量又取决于表面积，一个3维系统就应该能够被运作于其2维边界上的物理理论所完全描述。
    由此推论，经过某种等价换算，王德奎的环面三旋结构，和赵国求的球面二维结构是可以等价的。因为有理由推测三维系统的信息容量不可能超越其二维边界上的描述。（[4]P51）
    2、全息等价观
    我们需要研究比真实宇宙更简单的模型。
    现在我们已经知道在多种不同维数的时空上都存在着全息对应关系--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。
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。
    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。（[4]P52）
    （三）、王赵之争的哲学背景给人们的启示
     王德奎对赵国求的质疑主要放在《物理学的新神曲》第八章测不准原理，第三节的几个公式推导上。
他们的分歧，似乎可以用“原理包容说”来化解。
    王不完全支持赵国求的“曲率解释”，认为这是球面的，只有环面的“曲率解释”才是正确的，因为量子已从“类点模型”变成了“类圈模型”，有了三旋的相互作用了。这使人想起哥本哈根学派内部玻尔与海森伯的争论：
    玻尔和海森伯是师生关系，不是平辈，可以说是不同伦，王赵是平辈非师生关系，却弄成球面与环面不同伦，好像成了老师的正确与学生的不正确间的辩论了。
    物理学史上，玻尔起初并不支持海森伯的测不准原理。自认为他的互补原理是可以取代测不准原理（很像目前王认为环面可以取代球面）的。在激烈的争论中，海森伯认为，测不准原理指出了位置或动量之类的经典概念在微观物理学中的适用界限，不确定性的原因在于仪器的“干扰或不可控制的相互作用”（这又很像赵国求同意法国数学家托姆批判量子力学点粒子模型，提出了把波函数Ψ视为按一定频率改变拓扑类型的超曲面上的形态的观点。赵同样认为，量子论以测不准原理为基础，依靠点粒子这一粗糙而不适当的模型，把微观客体硬塞入一种不适当的概念框架所造成的混乱和佯谬之中（[1]P253）这也就表明赵也不像完全支持类点模型的人）；而波尔则认为，测不准所指示的既不是粒子物理学语言的不适用性，也不是波动物理学语言的不适用性，而是同时应用这两种表达方式的不可能性。不确定性的原因在于波粒二象性。
    王与赵之争，如果非要争个球量子与环量子谁胜谁负恐怕难度较大，甚至叫赵国求像海森伯承认测不准原理是玻尔互补原理的一个特例或数学表现形式，测不准原理包含在互补原理之中也都不可能。原因在于：环量子三旋理论不被双方承认为类互补原理。他们都认为自己的理论是硬件，对软件不感兴趣，特别二人都从根本上反哥本哈根主流派，赵先生及其同事在“短短的七八年时间内成就了一种敢于向‘正统观点’叫板的量子力学诠释。”
    赵国求在后记中说：我们对“几率幅”和“不确定性原理”赋予实在论的物理意义，目的是要建立一个完整的、科学的、逻辑一致的量子力学“实在论”诠释体系，完善科学实在论研究路线，最终实现爱因斯坦等人的梦想。
    在这个意义上，王赵是一致的。
    但我想说的是，你们同意沈惠川教授的判断吗？他认为“在对‘EPR实验’精神实质的了解方面，Bohm，Bell还有Aspest，都及不上Bohr；Bohr完全认识到量子力学必定是非局域性的，而Bohr，Bell和Aspest只是到后来才认识到这一点”。（[1]P5）
    至于《新神曲》第二作者桂起权所总结的“相互作用实在论”（赵国求从一开始就持有鲜明的实在论立场，而王贵友则强调量子现象对观察的依赖性，认为哥本哈根观点不可轻易否定。）与罗嘉昌及胡新和的关系实在论，成素梅的《论科学实在》相互呼应，并组成相似族，它所寄予的信息载体真的就是量子力学曲率解释吗？借用赵先生引用的屈原诗句，和王先生一道吟诵：“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。”
既然赵的共同体，期望有两次三次甚至更多次的订正机会，那么我们为什么不把争论更公正更健康地推向可持续发展呢？
               参考文献：
[1]赵国求等：物理学的新神曲--量子力学曲率解释 ，武汉出版社 ，2004年1月第2版；
[2]Lee Smolin：量子化时空，《科学》，2004年第3期；
[3]王德奎：三旋理论初探  四川科学技术出版社，2002年5月第1版；
[4]Jacob.D.Bekenstein：世界是一张全息图，《科学》，2003年10期。