| 與李新洲教授討論霍金擲骰子 |
| 送交者: 綿陽日報 2005年01月14日15:37:06 於 [教育學術] 發送悄悄話 |
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與李新洲教授討論霍金擲骰子 李新洲教授說,從霍金等科學家身上體現出來的求真、求新、不斷進取的人格魅力,將是我們許多人的一面鏡子。這話說得非常好。因為類似所謂的霍金承認黑洞理論有誤,然而卻是,“死人”在“天堂”或“陰間”里的信息,你說它丟失也好,你說它不丟失也好;你說它有意義也好,你說它沒有意義也好,其實質也是一致的。 關鍵詞: 霍金、擲骰子、黑洞信息悖論、駐波、球量子、環量子、連續統、虛數 一、送來甘露似的人物 李新洲教授,江蘇江陰市人,1946年生於上海,1968年畢業於復旦大學數學系。曾任復旦大學教授、華東理工大學理論物理所所長、物理系主任。現為九三學社中央委員、上海市委副主任委員,市政協常委,上海師範大學天體物理聯合研究中心主任,博士生導師,上海市教委重點學科“天體粒子物理”帶頭人,享受國務院政府特殊津貼。已經出版著作7部。發表論文150篇,其中已在SCI刊物上發表論文90多篇。李新洲教授提出的分段均勻弦的卡什米爾能計算方法,在國際上稱為廣義采他函數正則化方法。他還給出了著名的“正質量猜想”的一個反例,並得到“正質量猜想”提出者的引用和承認。楊振寧和Kazama發現單極子費米子系統存在 LWP 困難,李新洲等發現在雙子費米子系統也存在LWP困難,並提出解決方案。李新洲等首先找到了SO10單極子解並與美籍學者吳大峻等幾乎同時用不同方法得到在零能解不存在性證明。他還對不可積數學問題--弦圈的演化方程作出了貢獻。李新洲等還首先將半幺正變換的概念引入到量子力學中,提供了一種求解薛定諤方程的新方法。2003年3月,耗資數百億美元的威爾金森非各向同性微波輻射衛星(WMAP)得到了第一批觀測數據,暗能量研究成為國際理論天體物理界最熱點。李新洲教授關於WMAP觀測結果的3篇論文,立刻得到了國際同行的重視。 讀2004年《世界科學》第8期等刊物發表李新洲的《霍金這一次要把骰子擲向何方》的文章,似乎覺得這位上世紀80年代給人們送來甘露似的人物,形象有些變化。上世紀80年代李新洲在《自然雜誌》等刊物發表的類似介紹西方“超弦理論”、“摳量理論”等的文章,雖不是最早,但也算是最早詳細介紹這類理論文章的作者之一,而讓人感到親切。原因是進入21世紀,超弦理論、M理論、全息理論、環量子理論等物理前沿理論,逐步站穩了腳跟,2002年國際數學家大會”9月20日至28日在北京舉行,霍金作為黑洞理論的領軍人物和超弦理論的領軍人物威頓雙雙來到我國,就標誌着這類科學高速公路已修到北京。但上世紀60年代以來,中國施行百年科學戰略,偉大領袖毛主席不但以一個偉大的馬克思列寧主義者的高度,而且也以一個偉大的革命戰略家的高度,高瞻遠矚,決策我國要與西方發達國家進行科學競賽,只能揚長避短,拿出我們中國人的智慧,筆者認為,這類似“田忌與齊王賽馬”,正是我們偉大領袖毛主席為新中國科學首選的百年戰略。即第一階段,我國以自己的“科學下等馬”對西方的“科學上等馬”;第二階段,以我國的“科學上等馬”對西方的“科學中等馬”;第三階段以我國的“科學中等馬”對西方的“科學下等馬”。40年過去,現在看來,西方的“夸克模型”領域婁得諾貝爾獎,無疑是西方的“科學上等馬”,而我國的“物質無限可分哲學”及其派生的“層子模型”,實際是1964年8月,在北京國際科學討論會期間,毛主席接見參加會議的各國代表團團長,就開始施行新中國科學百年戰略放出的“科學下等馬”。即毛主席打造的類似“物質無限可分”,僅是為革命策略打造的“上等馬”,而不是真的為我國科學打造的“上等馬”。這是毛主席“化腐朽為神奇”,把革命的光熱發揮到極至,為我國科學打造的“科學下等馬”。但應該承認,我們施行百年科學第一階段的戰略,也留下有“後遺症”。例如現在還有很多人認為,基本粒子需要加上不止有限層次的背景,即如在光子這個層次背景下,還有由比光子更小的微粒組成的,可以是如同日本學者坂田昌一所提出的層子的背景,它應當比組成光子的“氣體粒子” 更深一層,更小一倫,而速度更大一倫,也許引力信號都是由這個比光子更小的這一層背景粒子的運動傳遞。即這裡引入了層的觀念,超光子對我們來說又是一個低層次,超光子下面還有層次等等。今天,超弦/M理論和圈量子引力從不同的側面,對量子引力的本質和規律作出了一定的揭示,它們在Planck標度領域一致地得出了空間量子化和物質微觀結構基本單元存在的結論,這無疑是人們在20世紀末期對我們世界空間時間經典觀念的重大突破,也是廣義相對論和量子力學統合的成果。但這不對,西工大楊新鐵教授認為,物質結構的層間類似在哪個層次上停下來,應當看試驗,不應當靠斷言為在10的-33次方厘米的環量子層次停車。 40年來,我國廣大的人文哲學社會科學家和支持“層子模型”的廣大自然科學家,為第一階段新中國科學百年戰略作出了貢獻,這是全中國人民應該感激的。但毛主席也早就預見到,全中國人民,特別是中國科學界所有的將帥們經過受這次“戰爭失利”的偉大洗禮,實際上會培育出我國第二階段的“科學上等馬”,例如我國的量子計算機信息論,以潘建偉、段路明、郭光燦教授等為首的科學家進行的類似量子退相干的量子計算機研究,以及瀾源容杯,能包容夸克理論、超弦理論、M理論、全息理論、環量子理論等類似的“三旋生萬物”等等研究,已能角逐第二階段科學的“田忌與齊王賽馬”,如能解答A、暗物質問題;B、暗能量問題;C、薛定諤貓問題;D、“EPR實驗”問題;E、波粒二象性問題;以及如果把“圈與點並存且相互依存”看成“圈比點更基本“,那麼宇宙弦可以看成是環量子線旋耦合起來的,其長,可達150億光年;其短,重疊起來可到10的-33次方厘米,即仍近似一個環量子的大小。而且這還能與弦理論相似,如弦團的每一段微小的弦,就是直徑僅有10的-33次方厘米的環量子,它的三旋就起着一個信息位的作用,足以編碼掉進黑洞內部前留在黑洞視界表面上的所有信息,從而也能提供一條解答黑洞信息悖論的途徑。所以,這正如南京大學博士生導師沈驪天教授所說,猶如在遙望世界科學最高峰的攀登壯舉之時,能驚奇地發現另一面山坡上竟也有閃現出中國攀登者的身影。然而中國的這些攀登者,也正是在我國施行百年科學戰略第一階段的打壓中,艱難困苦地生存着的。看到李新洲介紹西方“超弦理論”、“摳量理論”等的文章,無異於看到了百年科學戰略第二階段的“田忌與齊王賽馬”戰場,所以覺得李新洲像是送來了甘露,中國攀登者終於有了競賽的對手。 二、看李新洲教授擲骰子 近20年來,李新洲教授取得的成就是無可非議的。但科學確有點像“喝酒划拳”的味道,擲骰子與“喝酒划拳”打賭不同,擲骰子入局者和旁觀者一般說來都不知骰子的確定性,但“喝酒划拳”入局者自己是知道自己每次出拳的確定性的,只有旁觀者才不知道入局者他們每次出拳的確定性。所以對旁觀者來說,擲骰子和划拳的性質都一樣。李新洲1946年生於上海;沈惠川1945年生於上海。筆者與沈惠川同歲,雖出生在四川省鹽亭縣的窮鄉僻壤,但我們都經歷了國家百年科學戰略施行的第一階段。李新洲22歲大學畢業,可算是少年天才,也可算是國家百年科學第一階段戰略其中之一的領軍大學和科學家教出來拔尖科學家。“田忌與齊王賽馬”第一階段戰略定局後,國家需要尋找第二階段的“戰略馬”,李新洲和沈惠川教授正是在這種時代背景下脫穎而出的。讀《霍金這一次要把骰子擲向何方?》一文,知道李新洲教授找了三種“戰略馬”:A、弦論。B、圈量子引力理論。C、一個起初似乎不與任何其他東西相關聯的數學結構。這包括非交換時空、自旋網絡和拓撲斯等等。但沈惠川教授卻斷然否定弦論,說什麼以“超弦”(超“玄”)和M理論為出發點的東西大多靠不住。聯繫李新洲教授近20年來從提出分段均勻弦、卡什米爾能到廣義采他函數正則化方法、“正質量猜想”、單極子費米子系統、雙子費米子系統、弦圈的演化方程、半幺正變換、暗能量研究等多方向“出拳”,面對現代物理學中的幾何化發展方向的球量子與環量子之爭,旁觀者也能知他心中擲的骰子並無定數。但據吳新忠博士講,他對類似違反拓撲學基本常識的“不同的大小的球體”是“不同的拓撲類型”的我國物理學新神曲是表過態的,說它既新又合理,也可見他擲骰子的底線,還是我國百年科學戰略第一階段施行的球量子。 沈惠川教授為物理學新神曲作序,認為球量子能夠自圓其說,這種球量子單曲率解釋能在解除“薛定鍔貓佯謬”的折磨方面有所建樹。沈教授還在國內量子力學正統和非正統各學派或個人封神榜訪談錄中,把類似圈量子“雙曲率”的“三旋環量子解釋”說得一無是處;而且沈惠川教授在不明白“三旋環量子解釋”是個什麼樣的數學結構和物理學內容的情況下,說別人胡思亂想,胡言亂語,不是物理學。也可見他擲骰子“出的拳”是球量子。這裡我們要反問:難道沈教授從球量子物理學新神曲的方向,標榜自己是堅持德布羅意波粒二象性的“雙重解”解解、系綜解解,就不是胡思亂想,胡言亂語嗎? 1、德布羅意一個著名的觀點,是物質波是駐波。所謂駐波,可以說是局域性的波長能平分非局域性波域的距離的波。球量子單曲率解釋的原子模型,是類似俄羅斯套娃式球面包裹和曲面波動。沈教授面對的這種物理學新神曲方程,駐波中每一節波長的球量子單曲率與原子該能級的軌道曲率的比值,計算出來,在任何時候都等於一,這就是沈教授所說的,他對手頭的方程的每一項,每一項中的每一個符號作出的實在論解釋的學問嗎?這就是沈教授所說的量子力學哥本哈根詮釋走向沒落已是不爭的事實嗎? 2、從德布羅意物質波是駐波;駐波是局域性的波長能平分非局域性波域的距離的波出發,1900年普朗克提出的量子論,與自然數中的1對應,把其餘的各個自然數與各類非局域性波域的距離對應,其實質問題是,量子論隱匿了本身就是一種量子駐波理論,而且是球量子與環量子的基礎,也是弦論和圈量子引力理論的基礎。 3、把僅有10的-33次方厘米的普朗克長度作為球量子與環量子的下限基礎,也與自然數中的1對應,而把光速的極限距離與其餘的自然數對應,光速實質也是介入這種量子駐波理論的。而且從光速是一切速度的極限出發,其實質也是一種量子系綜理論。因為這恰恰說明了光速是一切微觀光速和亞光速粒子能產生物質波的基礎。因為在筆者看來,駐波類似是與弦線整體相關聯的,這就和水波的每個水浪是與該定域的整個水域相關聯一樣,即駐波或水波等類似的波動性,是具有全域性的。而類似汽車的量子在公路一類軌道上的行走,是無波動性的,因為它類似局域性。量子力學需要量子場論幫忙,就是要設想量子周圍也存在有類似駐波的弦線,像水波的水域,具有的場論關係,這樣才有電子波函數。而實驗證明類似的電磁場的存在,按楊新鐵教授的推論,粒子性和波動性的統一或波粒兩相性的解釋,其所謂背景的介質粒子正是僅有10的-33次方厘米普朗克長度的球量子或環量子,通過光速起的作用。因為光速之快,其能量和動量信號傳遞的波動性,可類比射線從小孔穿過達到對面的屏幕,再返回穿過小孔回到發射位置這樣的來回與碰闖,這種粒子運動之快時的能量積累現象,就類似是一個粒子也可以組成介質全域性氣體系綜一樣。即只要是光速高速運動,就能像氫電子生成的雲一樣,可以無處不在.所以它既可以傳播波動,又由於它是採取粒子作載體,所以又顯示出粒子性,這樣從統計學上來說,確實和一種氣體系綜效應也類似無異。即如此說來,波動性,粒子性,不就都統一在光速效應消融的介質模型中了,就更不用說多個光速和亞光速粒子是量子系綜了。 4、球量子單曲率解釋不完備,因為有時與曲率一起的就還有撓率。趙國求把康普頓物質波的波長與粒子環流的半徑聯繫起來,再把粒子環流在空間中投影得到的曲面形象用量子曲率來表示,發現歸一化波函數得到的量子曲率與量子概率在數值上是一致的,但包含了更多的粒子量子波動的定性特徵,其實這正是量子類圈體的特徵。量子曲率波動對於類圈體的三旋來說,是不言自明的,但這還只是三旋理論其中之一。三旋實際也指曲率、撓率、幾率等三率的組合。其中之一的量子撓率解釋,來源於聯繫物質湍流可能性定理:這是類圈體的一種內稟空間動力學推導;設想在類圈體的質心作一個直角三角座標x、y、z軸,觀察類圈體繞這三條軸作自旋和平動,6個自由度僅包括類圈體的體旋、面旋和平動,沒有包括線旋。即線旋是獨立於x、y、z之外,由類圈體中心圈線構成的座標決定的。如果把此圈線看成一個維叫圈維,那麼加上原來的三維就是四維;再加上時間維,即為五維時空。這裡,物質湍流的可能性是由類圈體的線旋和面旋造成的,即類圈體線旋中的一個線旋圈的曲率運動,有時還存在撓率運動的內稟空間動力學性質,而使類圈體在面旋運動方向發生渦旋現象,這就是湍流產生的數學本質。即湍流是類圈體的湍旋或撓率旋,這是一種非線性三旋。量子撓率波也類此。 其實量子曲率和量子撓率與量子幾率,既是相互依存又是相互獨立的;量子曲率波、撓率波、幾率波三者一起,才構成量子的波粒二象性的。自然全息使人們認識到:簡單性和複雜性是自然而緊密地締合在一起的。最典型的例子是貝納德花紋:鍋中沸水心液體向四周的翻滾對流,在水加熱達到臨界狀態時各個局部區域也會呈現類似的現象,這是耗散結構和自組織理論常舉的例子;如果把這種現象上升為基礎的幾何學結構,反過來把貝納德對流抽象縮影反映在一個點上,它類似粗實線段繞軸心轉動再將兩端接合的線旋;如果把它定名為不分明自旋,那麼圈體繞垂直於圈面的軸的面旋,圈體繞過圈面的軸的體旋,就稱為分明自旋。分明與不分明自旋結合使一個類圈體變成一種三旋唯象學研究的對象。它的優點是能把曲面、曲線幾何相與能量、動量物理相自然而直觀地緊密結合,一開始就揭示出自然的本質既具有簡單性,又具有複雜性。即它引進了一種雙重解結構,如圈代表幾何量子,旋代表能量子,對於圈層次可分單圈和多重圈態耦合;對於旋層次,既有位相,又有多重自旋結合。這種組合會帶來圈體密度波的幾率變化。用ψ代表圈結構,用Ω代表旋結構,用Ψ代表三旋,可用下列形式的算符表示三旋的物理特徵 Ψ=ψΩ (1) 反之,把三旋作為一種座標系,直角三角座標僅是三旋座標圈維為零的特例。正是在一系列的關節點上,類圈體三旋為簡單性與複雜性的締合提供了更為直觀的圖象,並能使愛因斯坦能滿意他關於"我不相信上帝在擲骰子"的說法:在類圈體上任意作一個標記,實際上可以看成密度波,由於存在三種自旋,那麼在類圈體的質心不作任何運動的情況下,觀察標記在時空中出現的次數是呈幾率的,更不用說它的質心存在平動和轉動的情況。這也是德布羅意堅持的波粒二象性始終只有一種東西,即在同一時刻既是一個波,又是一個粒子的模式機制;並能滿足正統的哥本哈根學派M.玻恩對波函數的幾率詮解。即三旋所產生的波是幾率波,而把粒子與波很基本地統一起來。而陳叔瑄的渦旋論,認為粒子與波的統一,來自圈態渦旋的聚集與彌散,即聚集為粒子,彌散為波;但這只能說明他的圈態渦旋是多粒子,並不基本。 5、球量子與環量子之爭,爭的是誰更基本?筆者不隱瞞自己的觀點,認為“圈與點並存且相互依存、圈比點更基本”。筆者用三種自旋作了調和,即環量子的體旋就是球量子。環量子的線旋和面旋把多個環量子依次耦合起來,也就成線或弦。愛因斯坦的狹義相對論對“以太”的革命,也就是用這種圈套圈的模式的電磁場傳播,取代“以太”,在“以太”介質思維的頭上動土,把“以太”歸併於麥克斯韋方程。愛因斯坦的廣義相對論,是再進一步把時空作為本底場,而對無限多層次的介質場論作的革命。不需要介質場,環量子在這裡類似向真空吐的“煙圈”。因為時空也類似真空,根據不確定原理,真空會產生無數多種正負量子對的隨機的漲落(0=±1,0=±2,0=±3......0=±n)。“引力子”可以看成是這類隨機的漲落其中作用量最小的一種之類。類此,8種膠子以及光子、正負W子、Z子等基礎的介質,也可以看成是時空場的結構信息交換這類隨機的漲落中的不同種類(0=±1,0=±2,0=±3......0=±n)。甚至,連夸克和輕子等費米子,也可以看成是時空場的結構信息交換這類隨機的漲落中的不同種類,並且它們的生成遵循的是嚴格的時空場撕裂膜的質量軌道,這樣,無限多層次的介質場悖論,就被愛因斯坦的勇氣所消除。這也是1957年美國惠勒、米斯納的“幾何動力學”發展的方向。 6、其實時空的彎曲性質,還可以用點的三種實在論性質來說明。即宇宙中的物質、能量和信息三個“要素”,可以用點的三種實在論性質作出一個完整、全面的認識。例如,在一張紙頁上放一粒沙(類似實物),是一個“點”;在紙上打個針孔眼(類似破裂、虛空),是一個“點”;在紙上作個筆尖印子(類似中性),是一個“點”。物質類實,可對應粒沙“點”;能量類虛,可對應針孔“點”;信息類中性,可對應筆尖“點”。在這三種實在論紙上的“點”之外,都是真空或時空,它包圍着紙頁,類似球面,但細分析,針孔眼“點”的那種情況,時空是穿過針孔眼的,它實際上是環面。不管是用一張膜或一張紙,還是用兩張膜或兩張紙,作類似黎曼切口的軌形拓撲,可作25種卡--丘流形的規範軌形拓撲,且只能作25種;其中無孔的4種,有孔的21種。這實際是25種子流形,可聯繫25種宇宙模型或25種物質族基本粒子問題。 7、楊振寧教授說,如沒有複數,就沒有近代物理。陳陳省身先生也說,沒有複數,便沒有電磁學,便沒有量子力學,便沒有近代文明!複數是實數加虛數。針孔眼“點”就類似對應虛數。我們說,虛數在“點內空間”也是這個意思。古埃及文化及古埃及人篤信靈魂不死,認為死後可以復甦,所以他們努力將死者的遺體製成“木乃伊”。20世紀40年代末,霍伊爾(Fred Hoyle)等人提出的穩恆態宇宙論,在事實上繼承了古埃及人的思想,即在所有時代看來,宇宙都是相同的,或連續統不應分為實連續統和虛連續統。我國百年科學第一階段戰略放出的“科學下等馬”“物質無限可分哲學”及其派生的“層子模型”,就類似這種東西。1963年21歲的霍金拍案而起,批評霍伊爾的穩恆態宇宙論,開始了他戰鬥的一生。 三、看霍金教授擲骰子 我們說,2004年所謂霍金的科學新聞,不是新聞而舊聞;這是一場國際“陰謀”或 “陽謀”,是讓社會主義的中國,抬回西方用霍金的無意打造的“特洛伊木馬”,以阻止我國與西方在前沿科學方面進行競爭。其目的類似條條高速公路已修到北京,但西方卻希望我國的數十萬有實權的學者隊伍,包括教授、博導、院士,仍帶領公眾過雪山走草地,邁步在山間田野的小道。西方“朋友”或“敵人”從自己的國家利益出發,麻痹我們,我們不能在“馬克思主義哲學”的掩蓋下睡大覺。李新洲教授的《霍金這一次要把骰子擲向何方?》,以霍金教授因黑洞理論再度成為新聞人物,評說霍金的“黑洞新說”科學界未有定論,認為天才的霍金是給我們又提出了一個天才的問題,而不是一個天才的答案。李新洲教授作了一個樂觀的估計,在十年之後我們會有一個最終的量子引力答案,也就會有了黑洞信息佯謬的最終的答案,在二十年以後這個答案會出現在中學生的教科書當中。再次可見他擲的骰子還是類似球量子。 李新洲教授首先是以研究超弦理論脫穎而出的,但與美國弦理論家Leonard Susskin的認識不同。 Leonard Susskin認為,黑洞信息悖論為黑洞和量子力學弦之間的一致性提供了第一強有力的證據,這個悖論正在解決。筆者認為,如果霍金要發表更完善的新理論證明,也不過是這些說明的物理及數學的細化。因為霍金從《時間簡史》到《果殼中的宇宙》基本上已經解決了這個問題。所謂的霍金現在改變了主意,即霍金認為,黑洞輻射並不含有任何黑洞內部的信息,在黑洞蒸發殆盡之後,所有信息都會丟失;而美國加州理工學院的普萊斯凱爾教授則提出了與霍金相反的觀點,他認為黑洞能釋放隱藏在其內的信息。但霍金向普萊斯凱爾“認輸”,霍金卻沒有兌現他說的2004年8月份在雜誌上公開發表論文,這就是回答。 1、愛因斯坦說:“上帝不擲骰子。”,是愛因斯坦從宏觀物質的清楚、精確的信息非常多,而不可克隆,說的對物質實體、實在、結構最為本質的看法。在信息時序與概率對偶性這一點上,愛因斯坦和玻爾並沒有本質的分歧。下面就以“克隆與不可克隆” 範式,對微觀物質和宏觀物質作一下對比分析研究。由於事物能“一分為二”或有“雙重解”結構,例如物質可分為微觀物質和宏觀物質,我們也把信息“一分為二”,如結構信息觀察、測量的事物不管是強“不可克隆”,還是弱“不可克隆”,一般是指“不可克隆”的結構交換。而交換信息觀察、測量的事物不管是能強“克隆”,還是弱“克隆” ,一般是指能“克隆”的交換結構。所謂的觀察、測量,其本質也是一個“克隆”問題。而量子計算機的計算本質也不類似電腦是一個提高“克隆”質量的問題,而是一個把“不可克隆”的問題,轉化為一個可觀察、測量的“克隆”問題。因此,信息是除物質和能量外包含時序與概率的第三個“要素”,既能包容“對與錯”,又能包容“克隆與不可克隆”的結構與交換。這裡,包容“對與錯”,就有“熵”的存在,也有不確定性的消除或減少。 2、從時序上來說,宏觀物質“結構信息”如“人”,只能從“活”到“死”,不能從“死”到“活”。這是非常清楚、精確的信息;因一個“人”的清楚、精確的信息非常多,這是不能作假的,所以這個真“人”“不可克隆”,即真品克隆就成了贗品。但宏觀物質“結構信息”的“人”的這種清楚、精確的信息雖然非常多,而類似發生從“活”到“死”的概率少,且類似發生相同信息的間隔也大,所以是一種弱“不可克隆”。因此對“交換信息”的“人”,是可以克隆的,例如戲劇、電影,拌演真人的演員這種克隆“人”,就可以從“活”到“死”,也可以從“死”到“活”。其原因不光是改變了時序問題,而且還存在“速度”問題。從速度上來說,宏觀物質一般遠離“光速”,“結構信息”的“人”也遠離“光速”,因此“交換信息”的“人”容易“克隆”,而且這是一種強“克隆”。 3、再說微觀物質,由於存在不確定性原理,量子存在漲落,因此好似不清楚、精確的信息非常多,容易克隆,即如俗話說的:“畫鬼易,畫人難”,因為人,大家清楚,而鬼大家不清楚,可隨便畫。但事實上,從時序上來說,“結構信息”的“量子”不但能從“存在”到“消失”,而且也能從“消失”轉到“存在”,這些清楚、精確的信息非常多,因此“量子”克隆既難又不容易。其次,從速度上來說,微觀物質一般接近“光速”,“結構信息”的“量子”也接近“光速”,量子漲落的速度也接近“光速”,而且這種類似相同信息發生的間隔小,概率又多,因此“量子”是“不可克隆”的;而且這是一種強“不可克隆”。是否“交換信息”的“量子”也不可克隆的呢?這要取決於具體情況。否定隨機性的學者認為,隨機性並非無序性;在真正的無序系統中,小誤差會以幾何級數迅速發展,所以類似擲骰子的隨機或概率是由兩個原因引起的,一是像擲骰子一樣,人們不知道它的初始狀態;二是它的無序運動。 量子不可克隆為量子編碼的絕對安全性提供了基礎,但也存在概率誤差迅速發展的環節。這讓我國以郭光燦、段路明教授為首的科學家獨闢蹊徑,避開量子不可克隆的研究方向,提出了“量子概率克隆機”,這一理論隨後被國際許多著名的實驗室所證明,被譽為“段-郭概率克隆機”,他們推導出的最大概率克隆效率公式,被國際上稱為“段-郭界限”。其原理是,量子態在超輻射的條件下會發生集體效應,能在消相干的環境下保持其相乾性,這一研究成果被國際學術界稱為“無消相乾子空間理論”。他們運用“無消相乾子空間理論”,在國際上首創了“量子避錯編碼原理”,從根本上解決了量子計算中的編碼錯誤造成的系統計算誤差問題。即這裡“交換信息”的“量子”的克隆,是一種弱“克隆”。 4、 把量子計算機信息論的成果運用於黑洞、超弦理論的統一進程,用“克隆與不可克隆”對“上帝不擲骰子”和“霍金這一次要把骰子擲向何方”作出解釋,我們要說的是,愛因斯坦和霍金都把骰子擲給了量子計算機。 5、所謂“霍金輻射”,並不全是李新洲教授作的那種粗略的解答:黑洞一旦形成,就會開始“蒸發”,即輻射出能量,同時損失質量。因為“霍金輻射”、“霍金蒸發”,霍金是分為兩個層次的。 A、“霍金環路”層次。這類似人口統計,例如,一個農村里年初統計有1000口人,年內死了7個人,但到年底統計人口,仍是1000口人,原來這個農村里年內又出生了7個人。霍金把這種類似,運到黑洞輻射上,說一個粒子掉進黑洞視界裡,它類似走的是“虛環路”,但由於能量要守恆和不確定原理,這個粒子在掉進黑洞視界前的同時會“一分為二”,即視界外還要生一個粒子走“正環路”,輻射逃離黑洞。這就是“霍金輻射”。但不知我國類似曹黃金一樣的讀者,發表的論文類似說,“人死了能活回來”,霍金說的“霍金輻射”是指粒子掉進黑洞視界裡又跑出來的,只是霍金不懂實數“超光速”。當然人死後,有24小時內還活回來的報道是少數;像上世紀抗日戰爭間日本兵在南京大屠殺,30多萬人屠殺後還活回來,就根本不可能。 B、“霍金環面”層次。我國不少專家,把單個粒子掉進黑洞和類似星體的大規模物質掉進黑洞的“霍金輻射”或“霍金蒸發”混淆起來,其實這裡霍金是有區別的。例如一個報社的記者掉進黑洞視界裡,他的感受也許如“光魚”掉進瀑布崖下一樣自然,但在黑洞視界外的觀察者,按愛因斯坦的相對論看到的也許是,“光魚”下落的動作越來越慢,最後類似時間凍結;其次,“光魚”的身軀變長變扁,覆蓋在黑洞視界的表面上。就類似人死,他的年紀不會再變大,他的音容笑貌不會再變老,他在世的信息會留下來。當然像一個農村里普通人的死,知道的人不多,但像抗日戰爭日本兵在南京對30多萬人大屠殺的信息,是會暴發傳開的。這類似大規模物質掉進黑洞是不同於單個粒子掉進黑洞的“霍金輻射”或“霍金蒸發”一樣。 6、1994年在英國劍橋大學的伊薩克·牛頓數學研究所的系列講演中,霍金曾經這樣說:“當一個天體坍縮而成黑洞時,大量的信息就丟失了……量子理論使黑洞發出輻射並損失質量。最終它們似乎完全消失,帶走了它們內部儲存的信息。我將論證這一信息的確是丟失了,不會以某種形式恢復。我將要證明,這一信息喪失把一個新的不可預測性的層次引入到物理學中,它超出了與量子力學有關的通常的不確定性。遺憾的是,與海森堡的不確定性原理不同,對於黑洞,這一額外的層次很難用實驗加以證明。”即黑洞輻射並不含有任何黑洞內部的信息,現在來討論,也沒錯。不全面的是,“在黑洞蒸發殆盡之後,所有信息都會丟失”這句話,霍金在2004年7月21日愛爾蘭都柏林舉行的第17屆國際廣義相對論和引力大會上,改正的也就是這句話。 因為霍金這次侃侃而談的,類似說,鑑於世俗社會教堂或寺廟的神職人員都在談論“天堂”或“陰間”的事情,他曾說人死到“天堂”或“陰間”里的所有信息都會丟失的,是指人在生前或“陽間”輻射的信息並不含有任何他在“天堂”或“陰間”內部的信息;現在看來有點像自己的共產黨人的父親,對有些宗教現象的不寬容;其實,人死到“天堂”或“陰間”信息不就在神職人員那裡存在嗎?即人文社會哲學科學是“可克隆”問題,研究的主要是“贗品”。例如,歷史科學研究的社會,是不能重現的,即使研究的是那個社會的真品文物和第一手資料,也僅是那個社會部分的真實“克隆”或記錄,實質是那個社會的“贗品”。但自然科學一般研究的是“不可克隆”問題,主要是“真品”。如果人文社會哲學科學要與自然科學聯姻,或說人文社會哲學科學和自然科學必須結合或說必然要結合,那麼這也類似複數,是把實數與虛數相加;在這類連續統研究里,是實數就是實數,是虛數就是虛數,是實數與虛數相加就是實數與虛數,這才沒有矛盾。例如,在人文哲學或政治中,由於社會策略的需要,要說某某萬歲、萬萬歲,這是很正常的。但如果生物學家或生理、醫學家,硬要把“人能活萬歲、萬萬歲”,寫進其科學專著,甚至要把人能活萬歲、萬萬歲寫進大、中、小學自然科學教材,並附有成千上萬人這樣說的可靠調查,恐怕也不妥;對我們的社會主義建設也沒有什麼好處,也無補於我們的國家利益。但你寫進文學或宗教著作,並無大害。 所以李新洲教授說,從霍金等科學家身上體現出來的求真、求新、不斷進取的人格魅力,將是我們許多人的一面鏡子。這話說得非常好。因為類似所謂的霍金承認黑洞理論有誤,然而卻是,“死人”在“天堂”或“陰間”里的信息,你說它丟失也好,你說它不丟失也好;你說它有意義也好,你說它沒有意義也好,正如美國弦理論家Leonard Susskind說的黑洞與量子力學弦是完全一致的一樣,霍金與普萊斯凱爾教授的說法,實質也是一致的。只不過霍金更明確承認,“死人”生前他的信息,在“陽間”能輻射“克隆”;“死人”在“天堂”或“陰間”里的信息,在“陽間”雖也能蒸發“克隆”,但兩者絕不相通。 |
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