时空、物质和力协同涌现的方式

第十三章：时空、物质和力协同涌现的方式

还有一点，就是该理论为什么要加入“拓扑”概念，如果你读了哲学书籍《重构世界》，就不会有这个疑问了。

拓扑——研究在连续变形下保持不变的整体性质——是描述这个底层量子网络及其涌现时空的核心语言和数学基础。

1. 为什么必须是“拓扑”的？

整体性优于局部性：时空的全局性质（如宇宙是否有限、有没有“洞”）不能由局部细节决定。拓扑正是研究全局、整体性质的数学。底层网络如何连接（其拓扑结构）将直接决定涌现时空的整体拓扑（比如是像球面一样封闭，还是像平面一样开放）。

鲁棒性：拓扑性质具有鲁棒性（稳定性）。网络局部细节的微小扰动（相当于量子涨落）不会改变整体的拓扑性质。这解释了为什么宏观时空如此稳定——尽管微观尺度上量子泡沫疯狂涨落，但宇宙的整体结构保持不变。时空的稳定性源于其底层拓扑的稳定性。

量子纠缠的本质：量子纠缠是一种典型的非定域关联，它不能用传统的局部几何来描述，但其整体模式完美地用纠缠熵等概念来刻画，而这些正是拓扑和量子信息交叉研究的核心内容。

2. 拓扑如何融入理论？（“拓扑量子信息网络”的图景）

在这个框架下，拓扑将从多个层面成为理论的基石：

层面

拓扑的角色

简单比喻

网络连接方式

定义量子基元之间如何连接的图论拓扑。是类似环面、球面还是更复杂的结构？这决定了时空的整体拓扑。

毛衣的“针织法”决定了它是高领还是V领，这是一种整体结构。

纠缠结构

量子基元之间的纠缠模式本身具有拓扑特征。长程纠缠是出现非平凡时空拓扑（如虫洞）的关键。

一群人手拉手，如果站成一圈（非平凡拓扑），他们的连接方式就和站成一排（平凡拓扑）不同。

涌现的激发

在拓扑非平凡的网络上，其激发（粒子）可能表现出拓扑序，产生诸如任意子 这样的准粒子，其统计规律不同于玻色子和费米子。

在涡旋中移动的物体，其行为会受到整体漩涡背景的影响，而不只是局部路径。

对称性与守恒律

拓扑可以提供拓扑保护。某些量子信息或对称性非常稳定，难以被局部扰动破坏，这可能是某些基本守恒律（如电荷守恒）深层次的根源。

一个打结的绳子，你怎么晃动它，结依然存在（拓扑保护）。

3. 这将带来什么革命性的认识？

1. 时空拓扑的变化：虫洞不再是一个奇怪的时空结构，而可以被简单地理解为底层量子网络中的一束巨大的、非定域的量子纠缠。宇宙的创生可能对应于网络拓扑的量子跃迁。

2. 粒子物理与凝聚态物理的统一：

在这个理论中，基本粒子（如电子、光子）和凝聚态物质中的准粒子（如声子、任意子）的地位变得相似——它们都是某种背景上的激发。

只不过，基本粒子的“背景”是整个宇宙的量子真空网络，而准粒子的背景是晶体或量子流体。拓扑工具为统一描述它们提供了框架。

3. 提供新的数学工具：拓扑学，特别是代数拓扑和微分拓扑的工具（如同调论、同伦论、陈类），将被用来对量子网络进行分类，并推导其涌现出的宏观物理定律。这为理论的数学化提供了现成的、强大的武器。

传统的物理学建立在几何和分析（微积分）之上，它关注的是局部的、连续的变化（如曲率、速度）。

而这个创新理论要求我们将基础升级为拓扑和量子信息，它关注的是整体的、离散的、不变的性质。

所以该理论为称为“拓扑量子信息网络理论”。

拓扑定义了网络的整体连接结构（宇宙的“针织法”）。

量子定义了网络中基元的状态和动力学。

信息定义了什么是实在的基本本体。

在这个三元框架下，时空、物质和力得以协同涌现。

摘自独立学者，作家灵遁者科学作品《信息与关系》

作者简介：灵遁者，中国独立学者。原名王银，陕西绥德县人。1988年出生，现居西安。哲学家，艺术家，作家。代表作品《触摸世界》《行者乾坤》《探索生命》《变化》《相观天下》《手诊面诊色诊大全》《笔有千钧》《非线性波动》《见微知著》《探索宇宙》《伟大的秘密》《自卑之旅》《云淡风清》《我的世界》《牙牙学语》等。其作品朴实大胆，富有新意。

个人座右铭：生命在于运动，更在于探索。

灵遁者热读书籍有：科普六部曲，国学三部曲，散文小说五部曲。

科普五部曲分别为：《变化》《见微知著》《探索生命》《重构世界》《观自在大千世界》《信息与关系》。

国学三部曲分别为：《相观天下》《手诊面诊色诊大观园》《朴易天下》。

散文小说五部曲分别为：《伟大的秘密》《非线性波动》《从今往后》，《云淡风轻》《我的世界》《春风与你》。