宋圭武猜想(82)量子糾纏是由於物體維度變化所致
所謂維度,即物體在空間中的展開。比如,直線是一維,平面是二維,空間是三維等等。一般而言,人類所認識或直接可以感知的維度,主要有一維、二維、三維等。筆者認為,隨著物體所佔空間的變化,物體的維度也在變化。物體越來越小,其維度也會越來越小;物體越來越大,維度也會越來越大。
產生維度變化的主要原因是分形,即宇宙的變化遵循分形規律,也即物體在變大的過程中,具有自相似的性質。
由於物體在變小的過程中,維度也變小。比如,從三維變為二維,由於空間壓縮,原來在三維空間的一條直線,可能在二維空間變成一個點。在這種情況下,就產生量子糾纏。因為在原來是直線的情況下,互動是有距離的,互動必然需要一個時間過程,但在一個點的情況下,互動是即刻產生,基本是沒有時間過程的,而且越是小的粒子,產生量子糾纏的速度會越快。當粒子無限小時,產生量子糾纏的速度無限大。
總之,宇宙也是一個維度變化體。越小的物體,維度也越小。當物體趨向於無限小時,維度也趨於無限小。這種狀況的極限狀態就是“無”。宇宙就是從這種“無”的狀態中產生的。對於無限大的宇宙空間,維度也會變大。隨著宇宙的無限變大,維度也變無限大。
另外,物體的速度變快,物體的維度也會變小。這裡物體的速度與維度具有反比特徵。即,物體速度變快時,物體維度會變小,物體速度越快,維度越小;或者,維度越小的世界,速度越快。量子糾纏就是如此,因為量子在維度小的世界裡。
我們也可以把生命的生長過程,看成是一個維度變大的過程。按照愛因斯坦相對論,當物體速度變大時,時間變慢,其實,應是,當物體的速度變大時,維度會變小,這裡維度變小,主要體現為生長速度變小,或者也可以說是生長時間變慢。
宇宙的一頭是維度為零的世界,另一頭是維度為無限大的世界,兩個世界的結合點可能就是宇宙大爆炸點。
在物體的運動速度足夠快時,也可能會產生類似量子糾纏的現象。
總之,人類的知識體系,大體在三維框架裡,這隻會反映宇宙規律的近似情況。要全面認識宇宙,需要建立一個綜合所有維度的邏輯體系,要把維度變化考慮到邏輯方程裡。但這是一件很難的事情。人類只能按一個維度構建邏輯體系。要麼一維,要麼二維,要麼三維,等等。
宋圭武2022年2月6日星期日寫於蘭州
附錄:什麼是分形
什麼是分形?分形,具有以非整數維形式充填空間的形態特徵。通常被定義為“一個粗糙或零碎的幾何形狀,可以分成數個部分,且每一部分都(至少近似地)是整體縮小後的形狀”,即具有自相似的性質。分形(Fractal)一詞,是芒德勃羅創造出來的,其原意具有不規則、支離破碎等意義。1973年,芒德勃羅(B.B.Mandelbrot)在法蘭西學院講課時,首次提出了分維和分形的設想。
分形是一個數學術語,也是一套以分形特徵為研究主題的數學理論。分形理論既是非線性科學的前沿和重要分支,又是一門新興的橫斷學科,是研究一類現象特徵的新的數學分科,相對於其幾何形態,它與微分方程與動力系統理論的聯絡更為顯著。分形的自相似特徵可以是統計自相似,構成分形也不限於幾何形式,時間過程也可以,故而與鞅論關係密切。
分形幾何是一門以不規則幾何形態為研究物件的幾何學。由於不規則現象在自然界普遍存在,因此分形幾何學又被稱為描述大自然的幾何學。分形幾何學建立以後,很快就引起了各個學科領域的關注。不僅在理論上,而且在實用上分形幾何都具有重要價值。
上世紀80年代初開始的“分形熱”經久不息。分形作為一種新的概念和方法,正在許多領域開展應用探索。美國物理學大師約翰·惠勒說過:今後誰不熟悉分形,誰就不能被稱為科學上的文化人。由此可見分形的重要性。
中國著名學者周海中教授認為:分形幾何不僅展示了數學之美,也揭示了世界的本質,還改變了人們理解自然奧秘的方式;可以說分形幾何是真正描述大自然的幾何學,對它的研究也極大地拓展了人類的認知疆域。
分形幾何學作為當今世界十分風靡和活躍的新理論、新學科,它的出現,使人們重新審視這個世界:世界是非線性的,分形無處不在。分形幾何學不僅讓人們感悟到科學與藝術的融合,數學與藝術審美的統一,而且還有其深刻的科學方法論意義。
什麼是量子糾纏?量子糾纏是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象。即使相距遙遠距離,一個粒子的行為將會影響另一個的狀態 。當其中一顆被操作(例如量子測量)而狀態發生變化,另一顆也會即刻發生相應的狀態變化 。
在量子力學裡,當幾個粒子在彼此相互作用後,由於各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質,無法單獨描述各個粒子的性質,只能描述整體系統的性質,則稱這現象為量子纏結或量子糾纏。量子糾纏是一種純粹發生於量子系統的現象;在經典力學裡,找不到類似的現象。
愛因斯坦將量子糾纏稱為“鬼魅似的遠距作用(神鬼級的遠距離相互操作作用)”