宇宙科学原理(中篇)

   中篇

宇宙是全息计算机


     宇宙是一张全息图。


宇宙全息原理认为:宇宙就是一个全息投影,由相互作用量子粒子构成的一个复杂巨系统,也能让人感觉到深度。当复杂结构分崩离析,时间空间也就终结了。

宇宙的结构是全息分形自相似结构!

宇宙人类万物本质上都是全息投影出来的全息影像!

人类就是全息影像!

人类万物的本质就是在全息膜上利用全息投影技术投射出的全息影像!


宇宙全息论:


宇宙是一个各部分之间全息关联的统一整体。在宇宙整体中,各子系与系统、系统与宇宙之间全息对应。凡相互对应的部位较之非相互对应的部位,在物质、结构、能量、信息、精神与功能等宇宙要素上相似程度较大。在潜态信息上,子系包含着系统的全部信息,系统包含着宇宙的全部信息。在显态信息上,子系是系统的缩影,系统是宇宙的缩影。


宇宙在整体上显示全息分形自相似结构!简单的说,宇宙就如同剥洋葱一样,一环套一环,是个巨大的俄罗斯套娃,是个巨大的中国盒子!大套娃包着中套娃,中套娃包着小套娃!人类世界是宇宙最里面的最小的小套娃!用一句话来说就是宇宙其大无外,人类世界其小无内!


宇宙全息论的基本原理是:从潜显信息总和上看,任一部分都包含着整体的全部信息。

通俗地说,一切事物都具有时空全息性;同一个体的部分与整体之间、同一层次的事物之间、不同层次与系统中的事物之间、事物的开端与结果、事物发展的大过程与小过程、时间与空间,都存在着相互全息的对应关系;每一部分中都包含着其它部分,同时它又被包含在其它部分之中;物质普遍具有记忆性,事物总是力图按照自己记忆中存在的模式来复制新事物;全息是有差别的全息。


伦敦大学的物理学家David Bohm相信“客观现实并不存在”,尽管宇宙看起来具体而坚实,其实宇宙只是一个幻象,一个巨大而细节丰富的全像摄影相片(Hologram)。

要了解为什么Bohm会做出如此惊人的假设,我们必须首先了解什么是全像摄影相片。

全像摄影相片是靠镭射做出的一种三度空间立体摄影相片。要制作一张全像摄影相片,物体首先必须用一道镭射光束照射,然后第二道镭射光束与第一道光束的反射产生绕射的图案(两道光束交集的地区),被记录于底片上。底片洗出后,看起来无意义的光圈与条纹组合,却在底片被另一道镭射光束照射时,显现出一个三度空间的立体影像。这不同于一般印刷式的所谓全像相片,只有狭窄的角度可见立体影像。真正的全像摄影相片是没有角度限制360度均可见影像,而且必须用镭射光照射才可见影像。影像的立体不是全像摄影唯一特殊之处。如果一朵玫瑰的全像相片被割成两半,然后用镭射照射,每一半都有整个玫瑰的影像。事实上,即使把这一半再分为两半,然后再分下去,每一小块底片中都会包含著一个较小的,但是完整的原来影像。不像平常的相片,全像相片的每一小部份都包含着整体的资料。

全像相片的这种“整体包含于部份”中的性质,给予人们一个全新的方式来了解宇宙组织与秩序。

正如东方宗教的教义,物质世界是一种玛雅maya,一种幻象,虽然人也许以为自己是实质的生物,活在一个实质的世界中,这也是一个幻象。人其实是漂浮在一个充满波动的大海中的“接收者”,从这个大海中抽取出波动来,并转变成实质世界的波动,人只是这个超级全像式幻象的无限波动之一。

全息论:整体中包含着局部,局部中包含着整体。

纠缠态可以使测量一个粒子的同时瞬间获悉另一颗配对子的状态——无论这颗配对子的距离有多远,哪怕它是在银河系的另一边。爱因斯坦由衷地对纠缠态感到痛恨,因此就有了他所说的著名的“幽灵般的超距离作用”。

但是纠缠态却是量子理论的核心。Van

Raamsdonk利用十多年来观点趋同的物理学家的研究成果,赞同这种极具讽刺意味的观点,即尽管爱因斯坦反对,纠缠态可能是几何学的基础,而且也是爱因斯坦的几何引力论的基础。“空间—时间,只是量子系统中物质如何纠缠的几何图像。”Van Raamsdonk说。

所谓超距作用,基本粒子能够彼此保持联系,而不管它们之间的距离多远,不是因为它们之间来回发射的信号有多么“神秘”,而是因为它们的分离是一种幻觉,在现实下面更深的层次里,这样的粒子并不是分离的两个单独的个体,而是某种更大整体的两部分。

全息理论为我们引出了一个新的视角,宇宙的每一个局部都是包含了整个世界。就好比细胞克隆技术利用一个动物细胞可以复制出与原来相同的动物,正是因为这一细胞包含了这个动物的全部遗传信息。




宇宙是反德西特空间


反德西特空间是爱因斯坦场方程在宇宙常数为负时的最大对称真空解,它和德西特空间的区别在于曲率变化的符号。


自1997年以来,科学家就开发出基于宇宙理论的全息理论,现在这一理论得到进一步发展,科学家已经能够展示建立在全息理论基础之上的宇宙间如何进行工作。该理论显示我们可能活在一个巨大的全息图中,我们看到的周围所有事物只是二维平面的三维投影。我们所生活的宇宙是一个真实二维平面的三维投影。目前该理论适用于反德西特空间。

所谓的反德西特时空(AdS)就是全息原理能成立的具体例子。

目前Maldacena在新泽西州普林斯顿高等研究院工作。Maldacena的研究曾让他思考两个看起来完全不同的宇宙模型之间的关系。其中一个宇宙模型和我们所在的宇宙空间类似。尽管它不会膨胀也不会收缩,但却拥有三个维度,其中充满了量子粒子并遵从爱因斯坦的引力方程。这种叫作反德西特空间(ADS)的概念,通常也被称为“点内空间”。另一个模型也充满了元素粒子,但是它仅有一个维度并且不存在引力。它通常叫作边界,是一个数学上定义的膜,它和点内空间里任何一个给定点之间都隔着无限的距离,然而却又完全包围着这个定点,就像一个二维的气球表面内包围着三维的空气那样。边界粒子遵从量子系统方程,即共形场论(CFT)。


Maldacena发现,边界和点内空间完全相等。就像二维的计算机芯片电路编码的电脑游戏三维图像那样,边界上相对简单、无重力的方程式包含着同样的信息,描述了主宰点内空间的更加复杂的类似方程式。


“这看起来不可思议。”Van Raamsdonk说。Maldacena提出的两重性让他豁然开朗,该观点给物理学家提供了一种在点内空间不考虑引力的思考量子引力的新方法:即物理学家仅需要观察边界上的等效量子态。随后几年内,很多物理学家开始探索这种想法,因此Maldacena的论文也成为当前物理学界引用率最高的论文之一。


在这个量子场中,量子关系把各个部分系在一起,该系统中存在着唯一的纠缠态。但是现在,Van Raamsdonk 很好奇,如果把边界纠缠去掉,宇宙会发生什么呢?


利用伊利诺伊大学数学家Shinsei Ryu和京都大学理论物理学家的Tadashi

Takanagi在2006年研究的数学模型,他试图回答这个问题。最终他发现,把边界的量子纠缠降低为零之后,像一块口香糖被拉扯得过远之后发生的结果那样,空间—时间就会被打乱成杂乱的碎块。


为此,Van Raamsdonk意识到,这种几何——即纠缠关系——普遍存在。纠缠关系正是把时间—空间编制在一起并形成完整整体的必要元素——不仅是在存在黑洞的星际空间,而是处处如此。


“我那个时候觉得,我理解了此前尚未有人解释过的一个基本问题的某些实质。”Van Raamsdonk回忆说,“本质上说,就是什么是空间—时间。”

时空的量子连接:幽灵般的量子纠缠现象可能是把时空交织成一个整体的关键元素。

在一个被称为反德西特空间的有限宇宙模型中,引力对内部任意一点的作用在数学上与其边界上的量子场论的影响是等效的。这个宇宙能通过一个充满虚拟三角形的二维图形以视觉形式表现出来。虽然这些三角形都是相同的,但它们越接近边缘,看起来就越扭曲。物理学家发现,这个模式和一种叫张量网络的图形很相似。科学家发明了张量网络来表现量子化的粒子在宏观尺度上的相互联系。这些联系就是量子纠缠。

什么是量子纠缠?1935年,阿尔伯特.爱因斯坦,波多尔斯基和纳森.罗森(EPR)指出,相距甚远的不同量子系统之间可以存在一种联系:对一个粒子的测量能决定另一个粒子的状态。

解除纠缠:体-边界对应关系表明,内部的空间是由外部的量子纠缠构成的。即使体宇宙是空的,边界上任意两个区域的量子场(A和B)都彼此深深纠缠在一起。如果这些区域之间的纠缠减少,体宇宙会开始分裂。当纠缠减少到零时,体宇宙就会一分为二,这表明纠缠是空间存在的必要元素。

     ER=EPR

同样是在1935年,爱因斯坦和罗森(ER)表明,两个遥不可及的黑洞能被时空中的通道联结起来,现在往往称之为虫洞。物理学家认为虫洞中的连接和量子纠缠的连接其实是一回事,只是尺度相差非常大。除了大小不同以外,它们没有本质差别。


几何与纠缠的关系是普遍存在的。纠缠是时空交织成一个整体的必要元素------不仅仅是在黑洞这样的特殊的案例中,任何情况下都是如此。

如果两个粒子因为纠缠而联系起来,那么它们实际上是被虫洞联结起来的。反之亦然:被物理学家称为虫洞的时空结构其实和纠缠是等效的。它们只是同一现实的不同描述方式。

空间的实质是一张量子纠缠三维网络,这些网络的点就是互相纠缠的一个个量子,宏观大质量物体,恒星等,把这张网压得一个个凹陷,边上质量小的物体,就绕着凹陷中心旋转,这就是相对论。引力不过是微观量子纠缠网(空间)变形的宏观力学效应,这样,量子力学和经典物理学相对论就统一起来了。

全息原理:一个量子引力体系的自由度可以由其边界上的自由度所描述。

Ads可以有多种维度。我们的宇宙是一幅全息图。

一个三维的带有引力的世界等价于一副空间边界上的量子全息图。

Ads反德西特空间

每一样发生在Ads空间的事情是一幅全息图,一张关于在遥远的二维面上的关于现实的图像。

2个看起来并不相似的数学世界实际上是相同的。我们的(3+1)维世界和某一个(4+1)维的Ads空间是完全等价的。某一个平面(2+1)维和一个(3+1)维的Ads相等价。

换而言之,一个(2+1)维的包括了所有其他力而不含引力的世界,等效于一个(3+1)维的带有引力的宇宙。


宇宙是虚拟幻象


宇宙仅仅是计算机模拟出来的

著名的电影三部曲《黑客帝国》描述了人类生活在一个由有意识的机器创造的虚拟空间里。

多名外国学者表示,我们所在的宇宙可能根本就不存在,而我们所感知到的一切都只是虚拟电脑程序创造出来的。简单来说,我们也许生活在和科幻电影《黑客帝国》情节类似的世界当中。

牛津学者说:宇宙并不存在,只是电脑虚拟程序。牛津大学哲学家尼克.博斯特罗姆表示,就像电影《黑客帝国》中的情节一样,我们自身所处的宇宙并不存在,而是虚构出来的电脑程序。

博斯特罗姆认为,虚拟宇宙的概念也可以像《黑客帝国》(The Matrix)那样理解,“大脑不是一种充满虚拟信息的感应信号,而是大脑本身就是虚拟的内容。整个的宇宙像一个可以虚拟任何东西的大计算机,能模拟出人大脑中的一切,包括神经元以及神经元之间的联系。”

现任谷歌工程总监、美国发明家和未来学家雷蒙德.库茨魏尔(Raymond Kurzweil)的看法是,我们已经根据观测的天文数据及各种物理学定律,在计算机上模拟出宇宙,可以看到模拟的“信息不断的变化,可以被操控,可以通过一些算法不断的运行,”那么,就可以理解整个的宇宙就是一个计算机,我们观察到的宇宙景象就是“虚拟的”。库茨魏尔认为自己就是“信息的组合体。”

电影《黑客帝国》展示了现实不过是高级智慧生命虚拟出来的这一神秘主义主题。随着宇宙的探索和虚拟现实技术的发展,人们更意识到,整个宇宙都可能是高级存在物虚拟出来的。现代人类可能是数字虚拟生命。

宗教装不下宇宙的复杂,宇宙是幻象,一切尽虚妄!

如果创造一个不完美的宇宙模拟,仅仅让它足够愚弄其中的居民,那么所需的能量就会很少。在这样一个凑合着运行的宇宙里,如果有居民用高精尖的科研设备来研究微观世界的极致细节,或是宏观世界的遥远星空,模拟程序会迅速填充这些细节。当然,只有很少的人会这样做,所以在大部分时间里,这些细节都只是一片空白。在理论上,我们将永远无法识破这种系统的诡计,因为每次当我们试图探究这些细节时,系统会迅速给我们补交一份答案。

这种认识使构建虚拟宇宙具备了骇人听闻的可行性,甚至我们自己都可以做得到。现在的超级计算机已经可以粗略地推演早期宇宙的诞生过程,模拟初期星系的形成和演化。鉴于近几十年来科技的迅猛发展——你的手机的运算能力已经超过了阿波罗登月时期美国宇航局的电脑——要构建一个拥有智慧生命的模拟世界,其实并非遥不可及的目标。华盛顿大学的核物理学家塞拉斯·比恩(Silas Beane)曾通过构建模型的方式,重现了早期宇宙中质子和中子结合成为原子的过程,他认为:“在一个世纪之内,我们就将能够把人类嵌入我们的模拟环境中。”


发现宇宙真相


到2007年,剑桥大学的数学教授约翰·巴罗(John D.

Barrow)提出,如果模拟现实并非完美,那么就会存在可被检测到的瑕疵破绽漏洞BUG。就像你的电脑一样,模拟宇宙的操作系统也需要更新才能维持工作。而当模拟系统开始退化时,那些自然界那些本应维持恒定的性质,如光的速度或是精细结构常数,将莫名其妙地偏离它们的“常数值”。

有趣的是,就在1999年《黑客帝国》上映几周之前,有天文学家分析了来自遥远星系的光束,声称发现宇宙的一些“常数”可能并不是恒定不变的:特别值得一提的是精细结构常数值,这一决定星系光线特征的常数。比100亿年前增大了大约十万分之一。十万分之一这已经是相当大的改变了!这实际上已经证明了宇宙就是计算机,人类生活在数字虚拟宇宙中,是一种数字虚拟生命!

而在2011年,致力于OPERA实验(一项旨在检测中微子振荡现象的实验)的物理学家们声称他们所测量的中微子的速度超过了光速——也就是超出了我们一直认为的宇宙极限速度。

2012年,比恩和他的同事们对“世界是模拟产物”的假设进行了更实际的检验。大多数物理学家认为太空是平滑且无限延伸的,但是模拟早期宇宙的物理学家们却无法轻而易举地重现完美平滑的宇宙背景去容纳原子、恒星乃至星系。他们只能以点阵或是网格的形式进行模拟,就像电视画面由多个像素点构成一样。比恩的团队基于他们的模拟进行了粒子运动的计算,这些粒子的能量将与点阵中点的距离相关:网格越小(越接近平滑),粒子拥有能量就越大。也就是说,如果我们所在的宇宙也是一个这样的虚拟宇宙,我们将在运动最快的粒子上发现最大的能量。而巧合的是,天文学家发现,那些来自遥远星系、包含高速粒子的宇宙射线,最大能量的量级总在大约10^20电子伏特。

用点阵来模拟的宇宙中还有另一个天文学家能观测到的效应。如果太空是连续的,也就没有潜藏的点阵来指导宇宙射线的方向,那么这些射线从各个方向到达地球的几率应该是一致的;而如果我们的宇宙是一个基于点阵的模拟,那么由于点阵中那些限制点的作用,平均的方向分布将不会出现。如果物理学家们真的发现了不平均的分布情况,那么我们或许将很难证明我们所在的世界是真实的。

宇宙量子世界的观察者效应的科学原理:人没有观察宇宙时,宇宙只是宇宙计算机中的数字信息;当人观察测量宇宙时,宇宙计算机就实时动态生成一幅宇宙图景给你,让你感受到。打个比方说:当你在玩电脑游戏时,当你不观察电脑屏幕时,电脑游戏世界只存在于电脑计算机中,以硬盘上的电脑游戏软件的方式存在;当你观看电脑游戏时,电脑就用CPU计算,显卡GPU渲染,显示器显示出一幅动态实时电脑游戏图画画面给你!这个比喻应该算是很形象了。

这些奇怪的构想还远未止息:虚拟出我们的人也可能是其他人的模拟产物——这是一系列环环相扣的世界,而每个世界都有着各自相同的基本数学物理化学法则。

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