量子真空零點(diǎn)能與全息宇宙
量子理論預(yù) 示,真空中蘊(yùn)藏著巨大的本底能量,它在絕對(duì)零度條件下仍然存在, 稱為零點(diǎn)能(Zero point energy)。
對(duì)卡西米爾(Casimir)力(一種由于真空零點(diǎn)電磁漲落產(chǎn)生的作用力)的精確測量,證實(shí)了這一物理現(xiàn)象。
許多科學(xué)家和發(fā)明家為提取零 點(diǎn)能進(jìn)行了長期的理論和實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)于真空零點(diǎn)能和撓場(Torsion field, spin field)的深入研究,
將引起科學(xué)和技術(shù)的巨大變革。所有的自然現(xiàn)象都與真空相關(guān),引力和慣性來自真空零點(diǎn)漲落,
生物的起源和進(jìn)化應(yīng)考慮零點(diǎn)能和自旋 場,因?yàn)榱泓c(diǎn)場攜帶著有意義的信息。
隨著對(duì)自然界和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)象的深入觀察,人們發(fā)現(xiàn)渦旋現(xiàn)象存在于自然界的各個(gè)層次,從微觀的基本粒 子自旋、超導(dǎo)體中的渦旋點(diǎn)陣,
到宏觀的等離子體加速、電化學(xué)點(diǎn)腐蝕、龍卷風(fēng)、銀河系、類星體、黑洞等都存在渦旋現(xiàn)象,整個(gè)宇宙通過渦旋而聯(lián)系在一起。
粒子 和物質(zhì)產(chǎn)生的渦旋是信息的攜帶者,它們幾乎瞬間地通過撓場相互作用著。因而有人把渦旋稱為宇宙的引擎,
它是連接不可見能量和可見物質(zhì)的橋梁。而且許多異常 物理現(xiàn)象都與渦旋相關(guān)。
人們也發(fā)現(xiàn),大量的異常放能和核反應(yīng)現(xiàn)象不能用現(xiàn)有的四種相互作用加以解釋,需要引入一種新的場,叫做撓場或自旋場。
撓場效應(yīng)屬于 新的基本相互作用,它有許多獨(dú)特的性質(zhì),如:高穿透性、記憶和滯后效應(yīng)、超光速傳遞和全息特性等,
它是物理真空極化的一種表現(xiàn),具有渦旋拓?fù)湫再|(zhì)。
1973 年郭漢英等人開始研究引力的規(guī)范理論,這是把楊政寧—Mills的規(guī)范場方法用于彎曲時(shí)空的動(dòng)力學(xué)撓場理論。
1974年楊桭寧以積分形式研究了類似的課 題,這種積分形式的理論比微分形式的理論包含更多的內(nèi)容。
上世紀(jì)80年代,前蘇聯(lián)出于特殊的考慮,由政府組織進(jìn)行撓場的實(shí)驗(yàn)和理論研究,已經(jīng)進(jìn)行了20余 年。
雖然仍有很大爭議,但許多科學(xué)家在不懈的努力中取得了不少重要成果,揭示和闡明了許多用現(xiàn)有理論難以解釋的物理和生物領(lǐng)域的現(xiàn)象。
撓場研究已經(jīng)深入到 了記憶、思維、意識(shí)等領(lǐng)域,并擴(kuò)展到宇宙的起源、演化過程的研究中。
借助于物理研究成果,哲學(xué)家提出了廣義進(jìn)化理論,認(rèn)為宇宙是一個(gè)自我進(jìn)化的、全息的、 隱含暗能量的體系。
諾貝爾獎(jiǎng)獲得者李政道教授在他的《粒子物理和場論引論>(Particle Physics and Introduction to Field theory)一書中,
第一次提出了真空工程( Engineering the vacuum)的概念,他寫道:“用實(shí)驗(yàn)的方法改變真空的性質(zhì),可以稱作真空工程……,
如果能真正改變真空,那么我們將發(fā)現(xiàn)許多新的,預(yù)料不到的現(xiàn)象?!?真空作為現(xiàn)代物理的核心結(jié)構(gòu),研究真空是全面理解各種自然力的一把鑰匙。
現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為真空并不意味著一無所有,真空是由正電子和負(fù)電 子旋轉(zhuǎn)波包組成的系統(tǒng),有些俄羅斯科學(xué)家把這種波包被稱為菲頓(Phyton)。
菲頓是相互嵌入的,其自旋是反向的,因此整個(gè)系統(tǒng)不僅是電中性的,而且自 旋和磁矩都獲得補(bǔ)償,并充滿著各種各樣的動(dòng)態(tài)量子過程,
這種過程的動(dòng)態(tài)能量可以作為工業(yè)能源、未來星際航行能源以及家庭生活等諸多領(lǐng)域的能源。量子真空是 一個(gè)非?;钴S的空間,
它充滿時(shí)隱時(shí)現(xiàn)的粒子和在零點(diǎn)線值上漲落的能量場。而與這種現(xiàn)象伴生的能量,被稱為零點(diǎn)能,也就是說,即使在絕對(duì)零度,
這種真空活性 仍然保持著。其實(shí),早在1891年,科學(xué)家忒斯拉(Nikola Tesla)在一次演講中就提到:幾個(gè)世紀(jì)之后,
也許我們可以從宇宙中的任意一點(diǎn)提取能量來驅(qū)動(dòng)我們的機(jī)械。用今天的科學(xué)語言解釋,這種能源就是真空零點(diǎn) 能,或稱空間能、自由能、宇宙能等。
傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為物理真空是一個(gè)能量最小的系統(tǒng),不能從這樣一個(gè)系統(tǒng)中取出能量。
但應(yīng)該看到的是, 物理真空是一個(gè)具有強(qiáng)烈波動(dòng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng),它可能是一種能源。
許多有獨(dú)特見解的科學(xué)家很早就開始注意到利用卡西米爾效應(yīng)作為替代的能源。
休斯公司研究室的 R. Forword在1984年就提出了利用帶電荷薄膜導(dǎo)體內(nèi)聚現(xiàn)象從真空中提取電能[Phys .Rev. B60, 14,740(1984)]。
近年來,各種科學(xué)雜志和新聞媒體紛紛報(bào)道關(guān)于真空零點(diǎn)能的研究,尤其在精確測量卡西米爾效應(yīng)之后,
人們更加關(guān)注如何向真空索 取能量來解除人類所面臨的環(huán)境惡化、能源枯竭、臭氧層減少等嚴(yán)重問題。
真空中存在電磁零點(diǎn)能,并可以認(rèn)為零點(diǎn)能起源于宇宙邊界條件, 或是由組成物質(zhì)的帶電粒子的量子漲落運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。
零點(diǎn)能推動(dòng)粒子運(yùn)動(dòng),粒子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生零點(diǎn)能,形成了自生宇宙反饋模式,宇宙的所有物質(zhì)對(duì)真空都是開放的,
零 點(diǎn)能的漲落可以看作是具有隨機(jī)狀態(tài)的經(jīng)典電磁輻射模式的集合。宇宙電磁漲落的能譜密度分布為:
其中每個(gè)正態(tài)模式的平均能量為
也就是真空中的能量是以分立的互不相干的漲落形式存在。
關(guān) 于卡西米爾效應(yīng)的最新實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,真空中確實(shí)存在零點(diǎn)能。關(guān)于零點(diǎn)能的設(shè)想來自量子力學(xué)的一個(gè)著名概念:海森堡測不準(zhǔn)原理。
該原理指出:不可能同時(shí)以較 高的精確度得知一個(gè)粒子的位置和動(dòng)量。因此,當(dāng)溫度降到絕對(duì)零度時(shí)粒子必定仍然在振動(dòng);
否則,如果粒子完全停下來,那它的動(dòng)量和位置就可以同時(shí)精確的測 知,而這是違反測不準(zhǔn)原理的。
這種粒子在絕對(duì)零度時(shí)的振動(dòng)(零點(diǎn)振動(dòng))所具有的能量就是零點(diǎn)能。狄拉克(Dirac)從量子場論對(duì)真空態(tài)進(jìn)行了生動(dòng)的描 述,
把真空比喻為起伏不定的能量之海。J. Wheeler估算出真空的能量密度可高達(dá)1095 g/cm3。
有人認(rèn)為零點(diǎn)能來自所 有各種類型的力場,包括電磁場、引力場和核力場,并可以通過幾種方式表現(xiàn)出來。
一種方式是蘭姆位移,即受激原子發(fā)出的光的頻率的輕微改變;另一種形式是電 子和光學(xué)儀器中可記錄到的一類特殊的不可避免的電平噪聲。
但是影響最大也最為明顯的要算卡西米爾效應(yīng)。1948年,荷蘭物理學(xué)家卡西米爾在理論上計(jì)算出兩 塊靠得足夠近的金屬板之間將會(huì)有輕微的相互吸引。
原因在于金屬板之間的微小距離只允許真空能量中高頻電磁成分存在,其它那些較大成分則被金屬板擋在外面, 因而內(nèi)外存在著壓力差,
正是這樣的力使得金屬板相互靠攏。這也被稱為靜態(tài)卡西米爾效應(yīng)。爾后,許多物理學(xué)家對(duì)其進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)上的驗(yàn)證。
華盛頓大學(xué) Lamoreaux在他的學(xué)生Dev Sen協(xié)助下,對(duì)卡西米爾效應(yīng)進(jìn)行了精確的測量。
該測量結(jié)果與卡西米爾對(duì)這一特殊板間距及幾何構(gòu)形所預(yù)測的力相差不超過5%。Lamoreaux在他的實(shí) 驗(yàn)中,采用鍍金石英表面作為他的金屬板。
另外一塊板固定在一個(gè)靈敏扭擺的端部。如果該板向著另外一塊板移動(dòng),則擺就會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)。一臺(tái)激光器可以以0.01 微米的精度測量扭擺的扭轉(zhuǎn)。
向一組壓電組件施加的一股電流使卡西米爾板移動(dòng);而另一電子反饋系統(tǒng)則抵消這一移動(dòng),使扭擺保持靜止。
零點(diǎn)能效應(yīng)就表現(xiàn)為保持 擺的位置所需的電流量的變化。Mohideen等人在加州理工學(xué)院作的實(shí)驗(yàn)中,在0.1到0.9μm的范圍內(nèi),
用原子力顯微鏡對(duì)卡西 米爾力進(jìn)行的測量結(jié)果,與理論值相差不到1%。
《Science》雜志曾載文“The Subtle Pull of Emptiness”(Vol. 275,10 Jan. 1997)稱:這是一個(gè)讓所有教科書都要改寫的實(shí)驗(yàn)
上世紀(jì)初,Cartan首先明確提出在自然界中存在一 種由自旋角動(dòng)量密度而產(chǎn)生的場。
與此同時(shí),俄羅斯科學(xué)家Myshkin也獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)由torsion(撓率)導(dǎo)致的長程相互作用場。
到了70年代, Hehl、Kibble等論證了撓場的存在。根據(jù)Frenet方程,自然界存在兩類相互作用:
引起軌跡曲率變化的強(qiáng)相互作用和改變軌跡撓率的撓量相互作 用。到目前為止,物理學(xué)主要研究強(qiáng)相互作用,而對(duì)后者研究較少。
撓量相互作用是由撓場產(chǎn)生的。有兩種撓量:Cartan撓量—取決于四個(gè)直線坐標(biāo); Ricci撓量--取決于四個(gè)直線坐標(biāo)和六個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)。
物體旋轉(zhuǎn)應(yīng)用Ricci撓量描述,而不是用Cartan撓量描述。
近年來,通 過對(duì)粒子自旋和宏觀物體的旋轉(zhuǎn)角動(dòng)量的深入研究,科學(xué)家對(duì)撓場理論作了進(jìn)一步的完善。
這一理論不僅使我們對(duì)提取真空能提供了可能的途徑,而且也對(duì)量子理論 中違反直覺性質(zhì)的異?,F(xiàn)象有了新的認(rèn)識(shí),
如與量子牽連相關(guān)的非定域的許多現(xiàn)象。目前,國外的撓場(torsion field、spin field、axion field)理論和試驗(yàn)研究已經(jīng)有了很大的進(jìn)展。
由于撓場具有許多獨(dú)特性質(zhì),使它在生物、醫(yī)療、新能源、通信、地質(zhì)、材料、天文等方面有著特殊的應(yīng)用。
自旋與電荷、質(zhì)量等參數(shù)一樣都是物質(zhì)特別是微觀粒子的基本屬性。電荷和質(zhì)量分別是電場和磁場在物質(zhì)(包括物理真空)上的表現(xiàn),
那么自旋可 稱為自旋場在物質(zhì)上的表現(xiàn)。撓場的理論工作始于Einstein和Cartan的ECT理論:
Einstein的廣義相對(duì)論描述的時(shí)空幾何是撓率為零的黎 曼幾何,即聯(lián)絡(luò)是對(duì)稱的;若要考慮物質(zhì)的自旋,Cartan認(rèn)為需引入不為零的撓率張量,
Einstein和Cartan進(jìn)行了這種非對(duì)稱聯(lián)絡(luò)引力理論的 研究工作。七十年代后,Hehl、Kibble等人的研究也取得了長足的發(fā)展。
值得一提的是,目前大部分的撓場的理論和實(shí)驗(yàn)研究工作是由俄羅斯科學(xué)家完成 的。有些美國科學(xué)家認(rèn)為,他們?cè)趽蠄鲅芯恐写蟠舐浜罅耍?br />
就象1957年,美國人看到前蘇聯(lián)衛(wèi)星上天之后出現(xiàn)的一種技術(shù)落后的強(qiáng)烈危機(jī)感。
1998年在美國 成立國際空間科學(xué)中心(ISSO),其宗旨主要是從事理論和實(shí)驗(yàn)物理的前沿研究,以促進(jìn)人類對(duì)物質(zhì)和能量基本性質(zhì)的了解,
實(shí)現(xiàn)空間推進(jìn)技術(shù)和能量產(chǎn)生的突 破,并尋求對(duì)人類意識(shí)的物理過程更深刻的理解。
2000年8月,召開了第一屆ISSO撓場研討會(huì),會(huì)上研究了撓場的數(shù)學(xué)和物理表述,撓場與慣性之間的關(guān) 系,撓場的實(shí)際應(yīng)用,
撓場與量子理論之間的聯(lián)系等題目。
撓場的存在已被許多實(shí)驗(yàn)事實(shí)所證實(shí)。與引力場相似,撓場不會(huì)被任何自然物質(zhì)所屏蔽,即撓場在自然物質(zhì)中傳播不會(huì)損失能量。
粒子和物質(zhì)產(chǎn)生的渦旋是信息的攜帶者,它們幾乎瞬間地相互作用著,撓場與電磁場和引力場的最大不同之處在于,撓場是軸對(duì)稱的。
此外:
· 撓場具有全息性質(zhì),它使宇宙成為一個(gè)整體。
· 撓場的作用能改變物質(zhì)的自旋狀態(tài)。
· 俄羅斯科學(xué)家D.V. Dubrovsky認(rèn)為撓場的傳播速度至少為光速的109倍。
· 撓場產(chǎn)生軸向加速。
· 撓場源被移走以后,在該地點(diǎn)仍保留著空間自旋結(jié)構(gòu),即撓場有滯后效應(yīng)。
任何一個(gè)自旋的物體都產(chǎn)生撓場。一個(gè)永磁體在產(chǎn)生磁場的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生撓場。人們已經(jīng)利用各種物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生撓場,
如電流、等離子體等。俄羅斯科學(xué)家已制造出各種各樣的撓場發(fā)生器(頻率、場強(qiáng)、撓場方向均可調(diào))。
值 得注意的是,與渦旋有關(guān)的物理現(xiàn)象和物理過程,都沒有很好的理論解釋。近來,發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體中的渦旋點(diǎn)陣具有記憶效應(yīng),
這也使人想到撓場理論。在我們所做的電 解實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,看到了撓場存在的跡象。例如通過輻射自照相法觀察到的高度定向的β粒子束;
有時(shí),斷開電解電源后,仍然能夠看到電極尖端處持續(xù)出現(xiàn)的氣泡, 說明該處殘留的撓場仍在起作用;許多實(shí)驗(yàn)室也觀察到停止電解后,
會(huì)出現(xiàn)持續(xù)的放熱現(xiàn)象,也可以用撓場理論加以解釋。
俄羅斯物理學(xué)家薩哈羅夫最早提出引力不是單獨(dú)的力,它是由真空電磁漲落引起的一種相互作用力。
上世紀(jì)九十年代前后,H. Puthoff和Ning Li相繼在Phys. Rev.雜志上發(fā)表多篇有關(guān)引力是真空零點(diǎn)漲落力和引力屏蔽效應(yīng)的文章。
許 多物理現(xiàn)象,有可能用撓場的概念加以解釋,如:(A)超導(dǎo)超流現(xiàn)象中的渦旋點(diǎn)陣與真空零點(diǎn)能產(chǎn)生的相干效應(yīng)。
(B) “反引力”現(xiàn)象:俄羅斯科學(xué)家葉·波德克列特諾夫與意大利科學(xué)家喬·莫達(dá)內(nèi)塞聯(lián)合發(fā)表的“沖量重力發(fā)生器”論文,
文中提到的“重力沖量”應(yīng)是撓場射束,因 為這種射束具有撓場的穿透性、定向準(zhǔn)直性和瞬間作用等特點(diǎn)。
(C) 太陽 呼應(yīng)耀斑:2002年10月31日,美國位于墨西哥薩克拉門托的太陽觀察站記錄到太陽上發(fā)生的相距220萬千米的呼應(yīng)耀斑。
這一異?,F(xiàn)象引發(fā)了我們對(duì)撓場效應(yīng)的思考,也就是撓場的穿透性、定向性和超光速作用可能引發(fā)這種呼應(yīng)耀斑。
(D)聲致發(fā)光與“氣泡核聚變”。
如 果零點(diǎn)能可以提取,無疑將是人類所能夠利用的最佳能源了。它不但廉價(jià)無污染,而且,可以說取之不盡用之不竭。
目前,盡管大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為不能從真空中提 取能量,但美國得克薩斯州奧斯汀高級(jí)研究所的成員們卻堅(jiān)信宇宙中有“免費(fèi)的午餐”,
他們的目標(biāo)就是要向真空中索取能量。該所所長Puthoff甚至指出: “對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域的狂熱分子(比如我們自己),
我們認(rèn)為21世紀(jì)可能是零點(diǎn)能的世紀(jì)?!?
關(guān)于提取零點(diǎn)能的技術(shù)問題,伊利諾斯大學(xué)電氣工 程教授麥克萊提出這樣一種想法:如果一個(gè)空腔的形狀與比薩餅相類似,
那么空腔的兩個(gè)寬面的壓力由于Casimir效應(yīng)的壓力會(huì)使它們互相靠攏,但對(duì)窄面的 壓力會(huì)使它們互相分離。
可以找到這樣的一個(gè)不穩(wěn)定平衡狀態(tài):內(nèi)向和外向的真空壓力相同。倘若這個(gè)盒子有一個(gè)蓋子,也就是可以自由移動(dòng)的一面,
當(dāng)盒子從平衡 點(diǎn)向內(nèi)略微有一個(gè)擾動(dòng),空腔內(nèi)的真空壓力將減少,蓋子將進(jìn)一步向內(nèi)收縮;盒子從平衡點(diǎn)向外有一個(gè)微擾時(shí),
結(jié)果相反。如果盒蓋上有一個(gè)類似于彈簧的裝置,使 得其回復(fù)力正好與蓋子運(yùn)動(dòng)的方向相反,這樣蓋子就會(huì)往復(fù)運(yùn)動(dòng),
使得空腔成為一個(gè)由Casimir力驅(qū)動(dòng)的微型振蕩器。這種方法在理論上行得通,但要在技術(shù) 上真正實(shí)現(xiàn),卻有較大的難度。
Moray B. King也堅(jiān)持認(rèn)為零點(diǎn)能是可以提取的,并在這方面做了長期的研究工作。King的依據(jù)主要是普里高津的理論。
根據(jù)普里高津的理論,在一定條件下,可以產(chǎn) 生自組織效應(yīng),從混沌走向有序。在一定條件下,由于撓場相干等原因,
可以使隨機(jī)背景電磁場產(chǎn)生自組織,從而提取零點(diǎn)能。更多的人,從電化學(xué)異常、非平衡磁 場及引力場的角度出發(fā),
探索提取零點(diǎn)能的有效而簡單的途徑,并取得了一定的成就。1997年,美國航空航天局主辦了一個(gè)名為“突破性推進(jìn)物理”學(xué)術(shù)研討 會(huì),
據(jù)與會(huì)者說,零點(diǎn)能成了這些探討何種“突破”的人的中心話題,美國航空航天局甚至制訂了詳細(xì)的研究開發(fā)計(jì)劃。
2001年1月20至22日,第一屆國際 “場推進(jìn)”會(huì)議在英國召開。世界各地的科學(xué)家齊聚英國,研究“利用零點(diǎn)能推動(dòng)宇宙飛船引擎”的可能性,
一旦成功,人類將可在太空中自由來去,而且不需要耗 費(fèi)任何燃料,飛行數(shù)百年之久也沒有問題。
2001年6月23日,在瑞士的Weinfelden召開未來能源和引力研究國際會(huì)議,200多位科學(xué)家討論了多 種新能源和反引力研究的進(jìn)展。
美國黑光能源公司R.L. Mills研制的鎳/鈦電解系統(tǒng),聲稱其熱效率可達(dá)850%,曾吸引到2000萬美元的投資。
他用新的氫氧化物和聚合態(tài)理論解釋過量熵的出現(xiàn),遭到以諾貝 爾獎(jiǎng)得主P. Anderson等人的反對(duì)。
由于學(xué)術(shù)上的爭執(zhí)導(dǎo)致商業(yè)利益的損失,引起了法律訴訟。Nature雜志曾以“新氫能挑戰(zhàn)懷疑主義(New form of hydrogen power provokes skepticism)”
為標(biāo)題報(bào)道了這件事。由此可見,闡明物理機(jī)制,進(jìn)行科普宣傳,得到廣泛認(rèn)同,是重要的。國外有許多學(xué)術(shù)雜志對(duì)零點(diǎn)能進(jìn)行宣傳報(bào) 道,
如Journal of New Energy, Infinite Energy Newsletter, Space Energy Journal 等。
1998年6月,《Science》雜志曾載文稱:對(duì)“冷核聚變”類型的裝置不懷疑下列事實(shí),多數(shù)產(chǎn)生異常能量輸出,有的已投入市場,有的已取得專利。
所有的物理現(xiàn)象都與真空有關(guān),而真空是巨大的能量漲落的海,通過動(dòng)態(tài)卡西米爾效應(yīng)和撓場相干可以從空間的任何一點(diǎn)提取能量。
關(guān)于宇宙具有全息性質(zhì),量子糾纏和非定域性,以及物質(zhì)、能量、時(shí)空之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系的認(rèn)識(shí),使我們對(duì)大自然的認(rèn)識(shí)深化了。
整 個(gè)宇宙是一個(gè)自我進(jìn)化的、全息的、含有隱能量的系統(tǒng),宇宙每個(gè)粒子都相互關(guān)聯(lián)。粒子由渦旋產(chǎn)生,
具有撓場性質(zhì)的渦旋幾乎產(chǎn)生瞬間相互作用??梢园延钪姹茸?一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī),每個(gè)物理體系都有自己的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),
這些物理子系統(tǒng)與宇宙這個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)系在一起。信息的傳遞是通過撓場進(jìn)行的,所以又可稱為撓場計(jì)算 機(jī),它具有自適應(yīng)、自我進(jìn)化等特性。
一個(gè)世紀(jì)以來,物理學(xué)的進(jìn)展告訴我們,信息在物理系統(tǒng)和物理過程中起著關(guān)鍵的作用。
John A. Wheeler認(rèn)為,物理世界是由信息構(gòu)成的,物質(zhì)和能量不過是附屬物而已。
Lee Smolin提出, 最終理論考慮的不是場,不是時(shí)空,而應(yīng)該是物理過程之間的信息交換。
中國古代哲學(xué)家在探索自然過程中,產(chǎn)生了各種不同的時(shí)空觀念。據(jù) 《老子·自然》篇記載:“老子曰:……天地四方謂之宇,古往今來謂之宙”。
對(duì)時(shí)間空間特性的認(rèn)識(shí),是古人自然觀的重要組成部分。中國古代哲學(xué)家提出了“天 人合一” 的觀點(diǎn),也就是說整個(gè)宇宙是永恒的相互關(guān)聯(lián)的。
迄今為止,現(xiàn)代宇宙學(xué)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未解決有關(guān)宇宙的起源、進(jìn)化和最終命運(yùn)的所有問題。被絕大多數(shù)宇宙學(xué)家所堅(jiān)持的 宇宙的“標(biāo)準(zhǔn)模型”,
從20世紀(jì)80年代以來,已經(jīng)開始動(dòng)搖了。它很難解釋許多令人迷惑的天文現(xiàn)象。事實(shí)上,宇宙比宇宙學(xué)家所認(rèn)為的要更復(fù)雜,更具相干性 和整體性。
在牛頓時(shí)代,由于人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的局限,復(fù)雜系統(tǒng)只能比喻成鐘表機(jī)構(gòu)?,F(xiàn)在,科學(xué)家往往把許多事物比作計(jì)算機(jī)。
每個(gè)體系 都有自己的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),但它們不是孤立的,它們與宇宙這個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)系在一起,宇宙中所有的元素都按統(tǒng)一模式產(chǎn)生、運(yùn)行。
DNA可用數(shù)字化描述,人腦意 識(shí)、記憶過程都存在類似于計(jì)算機(jī)的處理過程,整個(gè)宇宙在不斷對(duì)它的動(dòng)態(tài)演化過程進(jìn)行運(yùn)算。
任何物理體系的能量決定了它從一個(gè)量子態(tài)到另一個(gè)量子態(tài)的開關(guān)速度。所有物理是真空物理?;谡婵盏男畔l(fā)射和接受理論,
使整個(gè)宇宙比愛因斯坦相對(duì)論所闡述的情況更加緊密相互關(guān)聯(lián)。
美 國航天局利用一顆衛(wèi)星---微波各向異性探測器,在過去一年里,經(jīng)過對(duì)太空深處的觀察,證明宇宙正在加速擴(kuò)展,
也意味著造成這種加速擴(kuò)展的唯一力量--- “暗能量”的存在。劍橋大學(xué)的拉森比教授認(rèn)為,這是一件具有劃時(shí)代意義的事情,
它將改變我們對(duì)宇宙的看法。人們?cè)O(shè)想各種“暗能量”的形式:擴(kuò)張宇宙場, “精質(zhì)能”(Quintessence), 真空能等。
一般認(rèn)為,宇宙中,同時(shí)存在“暗物質(zhì)”和“暗能量”,但馬克吉爾大學(xué)的M. Svac認(rèn)為,在一個(gè)完全透明的宇宙中,
存在看不見的“暗物質(zhì)”的想法,是不可取的。
由于計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展,使科學(xué)家們能夠更精確的 模擬復(fù)雜現(xiàn)象,
從而吸引了越來越多的物理學(xué)家從研究自然界最簡單的物質(zhì)轉(zhuǎn)為研究自然界中最復(fù)雜的體系——宇宙。
十年前MIT的Tomaso Toffoli就已經(jīng)成功的將高級(jí)細(xì)胞自動(dòng)處理機(jī)用特殊設(shè)計(jì)的硬件置入PC機(jī),使得電腦能夠進(jìn)行快速而詳細(xì)的動(dòng)畫模擬,
并且堅(jiān)信在原理上,電腦能夠模擬任 何真實(shí)的生命,進(jìn)而可以模擬整個(gè)宇宙,在某種意義上,宇宙是一個(gè)超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)。
對(duì)于宇宙是計(jì)算機(jī),有許多反對(duì)觀點(diǎn),其中最主要的兩個(gè) 觀點(diǎn),一是目前計(jì)算機(jī)還遠(yuǎn)未達(dá)到能夠完全模擬生物,甚至于最簡單的生物-蚯蚓。
但是如果構(gòu)想這樣一個(gè)計(jì)算機(jī),它有無限的存儲(chǔ)記憶能力和充足的時(shí)間,就可以 模擬任何物理實(shí)體。
另一個(gè)是,物理規(guī)律是可逆的,而計(jì)算機(jī)卻不是可逆的。根據(jù)運(yùn)行一個(gè)計(jì)算所需的最小能量與信息的損失量直接相關(guān)原理,
Bennet和 Fredkin同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)沒有信息丟失的計(jì)算方案,基于這種方案設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)是可逆的,并且能夠完成任何一個(gè)普通計(jì)算機(jī)所能做的一切。
可逆計(jì)算機(jī)雖然 目前還只停留在理論階段,但是這種思想將是革命性的。這兩個(gè)問題的成功解決,基本上清除了宇宙是計(jì)算機(jī)在理論上的障礙。
根據(jù)計(jì)算機(jī)的 先驅(qū)者之一Alan Turing的觀點(diǎn),所有普通計(jì)算機(jī)在功能上是等效的,那么如果宇宙是計(jì)算機(jī)的話,它必然能模擬宇宙中的任何事物。
這就意味著計(jì)算機(jī)最終會(huì)具備模擬人類的 意識(shí)、思維等的能力。事實(shí)上宇宙這個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)不能與現(xiàn)在使用的普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行簡單類比,
因?yàn)橛钪媸且粋€(gè)不斷進(jìn)化的全息的含有隱能量的系統(tǒng),宇宙有著超強(qiáng) 的計(jì)算能力。正如伽利略所說的那樣,大自然這本書是由數(shù)學(xué)語言寫成的,
整個(gè)物理世界都可以用數(shù)學(xué)語言來描述,宇宙當(dāng)然也按數(shù)學(xué)規(guī)律運(yùn)行。
最近 Seth Lloyd對(duì)宇宙的計(jì)算能力作了詳細(xì)描述,認(rèn)為所有的物理體系都記錄和處理信息,
物理規(guī)律決定了物理體系能夠記錄的信息量及完成基本邏輯運(yùn)算的數(shù)量,而宇宙的最 大 邏輯運(yùn)算數(shù)目在于計(jì)算愛因斯坦的E=mc2公式所得的總能量。
對(duì)于一個(gè)物理體系, 不同的終極組成部分或不同的最深層次結(jié)構(gòu),有不同的終極信息容量和不同的熱力學(xué)熵。
在電磁相互作用的物理框架下,宇宙計(jì)算速度的物理極限取決于光速c,量 子尺度?和引力常數(shù)G。
若宇宙由物質(zhì)為主導(dǎo),則可以算出宇宙完成邏輯運(yùn)算的次數(shù)
假定宇宙的物質(zhì)密度為ρ=10-27kg/m3, t=1010yr, 則宇宙每秒可能完成的邏輯運(yùn)算數(shù)(ops)約為Nc≈10120ops。
為了計(jì)算宇宙所記錄的比特?cái)?shù),需要知道它的最大熵,對(duì)于以物質(zhì)為主導(dǎo)的宇宙其最大熵可以由轉(zhuǎn)換所有物資為輻射而得到。
宇宙的體積V=c3t3, c為光速,t為宇宙的年齡。單位體積的能量為ρc2。單位體積的最大熵為S/V=4ρc2/3T,T為物質(zhì)的絕對(duì)溫度。
在宇宙整體體積內(nèi)的熵 ),e為在溫度T下,有效的無質(zhì)量顆粒的種類,ne為每個(gè)物種有效自由度的數(shù)目。
如果只考慮物質(zhì)、能量兩種自由度,宇宙所能記錄的比特?cái)?shù)為:
如 果對(duì)宇宙應(yīng)用Bekenstein限制和全息原理,就意味著應(yīng)該把引力自由度也考慮進(jìn)去,則宇宙所記錄的比特?cái)?shù)大約為 ,
式中, =1.616x10-33cm是普朗克長度, =5.391x 10-44s是普朗克時(shí)間,恰好等于宇宙完成基本運(yùn)算的最大數(shù)。
而所有人類制造的計(jì)算機(jī),在最近兩年中所能完成的最大運(yùn)算數(shù)大約為1031ops,所記錄 的比特?cái)?shù)大約為1021bit,
這與宇宙的計(jì)算能力相比,是微不足道的。換言之,如果認(rèn)為宇宙在進(jìn)行著運(yùn)算,
這種運(yùn)算是由中子、質(zhì)子、電子和光子等這些基 本粒子按具體物理規(guī)律進(jìn)行的,因此它大多是按照自我動(dòng)態(tài)演化進(jìn)行,
只有一小部分是在進(jìn)行著傳統(tǒng)的數(shù)字運(yùn)算。
如果對(duì)宇宙計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行類似于現(xiàn)有計(jì)算機(jī)式的剖析,那些具體的物理規(guī)律及數(shù)學(xué)規(guī)則就是宇宙這個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)的部分軟件。
宇宙中所有的物質(zhì),包括地球上的智慧生命——人類,都是這 個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)的元器件,也可以把它們看作是具有自適應(yīng)能力微型小計(jì)算機(jī),
這些微型小計(jì)算機(jī)組成互聯(lián)網(wǎng),相互作用、相互聯(lián)系,自我進(jìn)化,并且與宇宙這個(gè)超級(jí) 計(jì)算機(jī)交換信息,
而傳遞信息的紐帶除了電磁場、引力場、強(qiáng)核力場和弱核力場之外還有第五種場——撓場。
撓場起因于物體中基本粒子自旋,旋轉(zhuǎn)物體、電磁場及 物體幾何外形也能產(chǎn)生相應(yīng)的撓場。撓場以超光速傳播。
D.Reed認(rèn)為,它不僅向未來傳播,也向過去傳播。撓場具有高度穿透性,并有記憶和滯后效應(yīng)。
對(duì)于 解釋宇宙中相距遙遠(yuǎn)的部分顯示出相同的結(jié)構(gòu)和相同的進(jìn)化模式,以光速的10億倍(如果俄羅斯人的撓場理論是正確的)
傳播的撓場的存在是必要的。
所 有的物體,從基本粒子到銀河都在真空中產(chǎn)生渦旋,這種渦旋是信息的攜帶者,它們幾乎瞬間地聯(lián)系著物理事件,這就是撓場。
I. Sidorov指出,撓場攜帶的信息以波的形式,而不是以幅度的形式來編碼,它與場強(qiáng)無關(guān),即與距離無關(guān),撓場波不隨距離而減弱。
撓場波不僅超光速,而且 具有持久性,由自旋——撓場相互作用要產(chǎn)生撓量幻象,也就是產(chǎn)生撓場的物體移動(dòng)位置后,該處仍然存在撓場。
這種幻象和記憶效應(yīng),可以用于解釋思維記憶,遙 視,腦波同步,自發(fā)文化聯(lián)系等許多現(xiàn)象。
大腦神經(jīng)元產(chǎn)生和接受撓場波,就像在EPR試驗(yàn)中,不僅粒子相互感受到對(duì)方的存在,人類也一樣有這種感覺。
斯坦福 研究所H.E. Puthoff 等人所作的“遙視”實(shí)驗(yàn)(“Information transmission under conditions of sensory shielding,”
Nature, Vol.252, pp.602, Oct. 18, 1974)結(jié)果表明,遙視傳遞的信息精度不受距離和法拉第屏蔽籠的影響。
有人認(rèn)為撓場是思維、意識(shí)和記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。
每一個(gè)基本粒子 都有不同的分離的量子態(tài)數(shù)目,如果一個(gè)粒子從一個(gè)量子態(tài)轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)量子態(tài),它就像在一個(gè)計(jì)算機(jī)中從一個(gè)特殊態(tài)
(例如“1”)轉(zhuǎn)向另一個(gè)特殊態(tài)(例如 “0”)。根據(jù)俄羅斯科學(xué)家的物理真空模型,物理真空基元——菲頓(Phyton)具有至少兩種準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)SR 和SL,
它們可以當(dāng)作計(jì)算機(jī)的雙穩(wěn)態(tài)元件。菲頓具有普朗克長度數(shù)量級(jí)的參數(shù):開關(guān)時(shí)間為10-44s, 尺度為10-33cm。
基于這種元件的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì),將是對(duì)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的重大突破。當(dāng)然,這需要克服許多科學(xué)和工程上的障礙。
物理真空提供了設(shè)計(jì)撓場計(jì)算機(jī) 的物質(zhì)基礎(chǔ)。人們可以對(duì)一個(gè)物理真空區(qū)進(jìn)行編程。
可能的撓場計(jì)算機(jī)模式有:靜態(tài)體系、動(dòng)態(tài)體系和自適應(yīng)體系,后兩種體系是現(xiàn)有計(jì)算機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)的。
這種以 物理真空為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)需要有特殊的人機(jī)對(duì)話方式,這要考慮撓場的生物效應(yīng)。
W. Little指出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與磁性系統(tǒng)有著相似之處。J. Hopfield認(rèn)為,這種具有對(duì)稱關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)等效于自旋玻璃(Spin Glasses)。
這種每個(gè)神經(jīng)元與許多其它神經(jīng)元相聯(lián)系,和在自旋玻璃中每個(gè)自旋同時(shí)與許多自旋相關(guān)的長程作用相類似的相互作用方式,
為探明被稱為小宇 宙的大腦的工作機(jī)制提供了可能途徑。
我們可以把自旋玻璃看作經(jīng)典自旋客體的系綜,這樣,自旋玻璃可看作一種能產(chǎn)生撓場的任意空間自旋 分布的系統(tǒng)。
這種模型可用于分析大腦中意識(shí)的作用。意識(shí)產(chǎn)生過程中有相應(yīng)的自旋結(jié)構(gòu),并產(chǎn)生一定特征的撓場輻射。
類似地,在外來撓場作用下,在大腦中也將 產(chǎn)生與某種意識(shí)相對(duì)應(yīng)的自旋結(jié)構(gòu)。
由上所述,我們有可能用物理真空極化態(tài)的概念描述思維和意識(shí)。
思維或意識(shí)所用的 能量(或信息)載體以非時(shí)空特性出現(xiàn),因此,距離不是一種對(duì)傳遞產(chǎn)生影響的因素。
“智能宇宙”是思維層次所需的信息源,這種信息源可以通過合適的編碼和程 序進(jìn)行鏈接。
人腦是一個(gè)有幾百萬個(gè)同時(shí)一道工作的處理器系統(tǒng),這種大規(guī)模并行處理方式可用于模擬電子智慧的產(chǎn)生。
量子意識(shí)研究者利用多維空間、量子非局域 性、量子牽連、量子隱形傳態(tài)和其他量子概念來探索意識(shí)與物理世界之間的相互作用。
人類意識(shí)不是一個(gè)孤立的實(shí)體,意識(shí)潛藏在大腦中并且滲透到周圍世界。
歐 文·拉茲洛在他的“微漪之塘”(廣義進(jìn)化研究叢書,閔家胤主編)一書中寫道,
宇宙學(xué)的研究成果表明在宇宙范圍內(nèi)存在超越時(shí)間和空間的非局域關(guān)聯(lián)。
因此,現(xiàn) 在人們可以直覺到宇宙中進(jìn)化和存在的所有事物和過程的共同波函數(shù)——即“宇宙波函數(shù)”。
正如原子結(jié)構(gòu)中的電子和核子通過原子的微觀波函數(shù)而相互關(guān)聯(lián);有機(jī) 體結(jié)構(gòu)中的分子、細(xì)胞和器官通過有機(jī)體的宏觀波函數(shù)而相互關(guān)聯(lián)一樣,
行星、恒星和天體系統(tǒng)似乎也通過宇宙波函數(shù)而相互關(guān)聯(lián)。這就是指,通過真空的信息與尺 度是無關(guān)的;
在宇宙的宏觀尺度上與在微觀和介觀尺度上完全相同。這解釋了當(dāng)代宇宙學(xué)面臨的許多難題。
最近,國際國內(nèi)媒體廣泛報(bào)道,日 本IHM研究所的江本勝通過十幾年的細(xì)致觀察和研究發(fā)現(xiàn),水的結(jié)晶能反映水所經(jīng)歷的客觀環(huán)境,
能感受語言,文字,人的情感的作用,也就是聲音,文字,意 念,音樂等,都是帶有信息的能量。
受善良,感謝,神圣等詞句的影響, 水結(jié)晶成美麗的圖形;在怨恨,痛苦,焦躁等詞句的作用下,水結(jié)晶成離散丑陋的形狀,
而且同一意義的不同種語言,形成結(jié)構(gòu)相似的結(jié)晶.因此,人們應(yīng)從不同層次研究物質(zhì)變精神,精神變物質(zhì)的問題;研究中國氣功醫(yī)學(xué)的科學(xué)內(nèi)涵.
撓 場計(jì)算機(jī)操作人員的意識(shí)具有特征自旋結(jié)構(gòu),因而有可能通過撓場,無需連接界面,直接與撓場計(jì)算機(jī)相互作用。
生物可以通過這種特征自旋結(jié)構(gòu),比聽覺、視覺、 觸覺更微妙和更直接的方式與宇宙交換信息。
為此,我們是否可以用這一模式來解釋為什么許多生物一生下來就有許多功能?
例如,一只螞蟻,生下來就有很強(qiáng)的適 應(yīng)環(huán)境的生存能力,要知道這種能力很難用計(jì)算機(jī)模擬,
即使是現(xiàn)代復(fù)雜的高速計(jì)算機(jī),也難以滿足這種要求。
生物的這種天生的生存能力和智力是否由于生物中樞 神經(jīng)系統(tǒng)從宇宙這個(gè)巨大的撓場計(jì)算機(jī)中取得相關(guān)的信息而表現(xiàn)出來?
考古學(xué)和歷史學(xué)方面的證據(jù)證明各種文化之間有相類似的連接通道。
具 有顯著相似性的仿制品由相互間不可能存在任何傳統(tǒng)聯(lián)系方式的不同文化制造出來,在廣闊的不同地域和不同歷史時(shí)期,
古代人制造出非常類似現(xiàn)代的整套工具和人 工制品。這種自發(fā)文化聯(lián)系現(xiàn)象,是否可用宇宙計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)加以解釋?
種瓜得瓜,種豆得豆,遺傳學(xué)提供的標(biāo)準(zhǔn)解釋是,物種生殖細(xì)胞中的 遺傳密碼包含著整個(gè)有機(jī)體的全部信息,
但是現(xiàn)在的克隆試驗(yàn)證明,僅僅靠生物的體細(xì)胞,就可以復(fù)制出一個(gè)與母體一樣的生命,這對(duì)傳統(tǒng)的遺傳學(xué)提出了強(qiáng)有力的 挑戰(zhàn)。
另外,生物的再生現(xiàn)象長期以來一直無法給出令人滿意的解釋,例如,人手的一個(gè)指頭在第一個(gè)關(guān)節(jié)以上被切斷,
而傷口沒有用外科手術(shù)把皮縫上,手指的頂 端便能再生,更奇怪的是重新長出來的手指尖與原來一模一樣,甚至再生出個(gè)人特征的指紋。
一條變形蟲被切下的尾部也能再生出頭部;切斷蠑螈的腿,它會(huì)長出一 條新腿,且被切除的前肢或后肢的細(xì)胞的分化不是從傷口附近的一點(diǎn)開始的,
而是從另一端開始的。看來,再生過程是依靠構(gòu)建有機(jī)體的全套信息來進(jìn)行的,
而不是 依靠自然選擇賜予的和專用細(xì)胞的生物化學(xué)傳遞的部分遺傳信息來進(jìn)行的。自我修復(fù)并不一定僅僅依賴于遺傳編碼的生物化學(xué)過程。
如果我們假定自我修復(fù)利用有機(jī) 體形態(tài)結(jié)構(gòu)的全套信息編碼的話,生命機(jī)體是如何獲得他們的全套形態(tài)信息的呢?
宇宙計(jì)算機(jī)回答了這個(gè)問題,因?yàn)樗鎯?chǔ)了無限的信息與編碼系統(tǒng)。生物的系統(tǒng)確 定其編碼,通過撓場與宇宙計(jì)算機(jī)相干,
從而提取信息進(jìn)行生命轉(zhuǎn)化。精微的生命能量包含不同頻率的撓場波。生物從宇宙計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù),
并依據(jù)這些 數(shù)據(jù)信息通過呼吸、進(jìn)食等方式從宇宙中獲得相應(yīng)能量。
編碼系統(tǒng)的撓場波與物體之間的雙向轉(zhuǎn)換過程并不僅僅是一種數(shù)學(xué)上的抽象,它也與 生物的行為有關(guān)。
生物體與真空波之間的相互轉(zhuǎn)換通過特定的編碼從宇宙計(jì)算機(jī)中存取信息。這里的編碼與傅立葉變換相似,從時(shí)空區(qū)域轉(zhuǎn)換到分光光譜區(qū),
或從分 光光譜區(qū)轉(zhuǎn)換到時(shí)空區(qū)域,其變換形式保持相同。
現(xiàn)在正進(jìn)行的科學(xué)革命比哥白尼時(shí)代和愛因斯坦發(fā)起的革命更迅速、更深入、更廣泛,
它的特點(diǎn)就是把在自然界和試驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)的異?,F(xiàn)象納入一個(gè)新的理論框架中,從而建立一種解釋許多異?,F(xiàn)象的新模式。
隨著量子非定域性、量子牽連、量子隱形轉(zhuǎn)態(tài)等量子概念和現(xiàn)象的不斷深入研究,具有動(dòng)態(tài)模式和自適應(yīng)模式的量子計(jì)算機(jī)將應(yīng)運(yùn)而生,
到那時(shí)我們對(duì)宇宙是一臺(tái)超級(jí)撓場計(jì)算機(jī)的理解將邁向新的高度,我們對(duì)生命現(xiàn)象和人類大腦的功能的認(rèn)識(shí)也將達(dá)到一個(gè)新的里程碑。