自然探索之科学启示备忘录纠缠

　　目前为止，物理学家们已经发现了61种基本粒子，其中轻子12种，夸克36种，规范玻色子12种，希格斯玻色子1种。这之中包含其反粒子24种。按照当前宇宙的普适性，反物质不具备存在的普遍性，所以，组成宇宙的基本粒子套餐实际只发现了37种。
　　为什么宇宙创生后，搞了这么个粒子套餐来组成物质宇宙呢？我想所有基本粒子应该存在一种基本的共性特质，这可称作是宇宙本身自律性的基本规范，就像一个集体的纪律、一个党派的宣言、一个国家的法律，每个成员必须遵守。那么，如何保证每一个基本粒子都能获得这个规范呢？这一定需要一种信息传递机制。人类传递信息的方式多种多样，媒介有电磁波、光波，技术上从最初的模拟方式到现在的数字化传播。然而集约化的宇宙会用什么方式通讯呢？那必然是高效低能才行，而目前我们发现的只有量子纠缠一种可能。规范的内容是什么呢？这就是量子纠缠的本质问题。
　　宇宙创生之初是如何选择一类基本粒子呢？或者说，如何选择基本粒子套餐呢？这时候肯定不能找三大运营商了，浩瀚宇宙基本不在他们的服务区了。这种基本粒子的共性规范应该是普适的，在任何宇宙都是适用的。如果这种规范原则是临时约定，则两个宇宙可能会发生能量场接触甚至碰撞合并，那将是一场无极灾难。宇宙大爆炸隆重推出的第一个基本粒子，在能量密布的时空中耦合出自己的纠缠粒子，这个纠缠信息就会像多米诺骨效应一样，其量子性质纷纷倒向第一对粒子所具备的共性基本规范，这样宇宙物质就创生了。那么，被耦合产生的纠缠粒子也必然有其弱势的一面，而第一个基本粒子应是宇宙所有物质的高祖粒子，这种称呼不过分吧。如果说量子纠缠的私密性质是微观世界基本粒子的客观特性的话，那么纠缠的最终状态将是维系宇宙物质与时空相对稳定和谐运行的一条公理，而这公理在所有宇宙的衍变机制中是普适的。
　　那么，这种纠缠信息是如何传递的呢？难道是鬼魅般的超巨作用，或者是超光速传递？实际状况要是这么复杂，宇宙就显得太认真了。
　　什么是量子纠缠？量子纠缠概念开始于上世纪物理学界的一场纷争。虽然随着时间的消磨，争论已然烟消云散，但问题却并没有一个圆满的结论。
　　二十世纪三十年代，以爱因斯坦为首的EPR三人组发表的一篇论文中给出一个思想实验，两个状态明确的物理体系发生作用之后继续远离并不再发生任何相互作用，在整个系统不受干扰的情况下，如何使用现有量子理论明确两个体系的状态值。如果不能确定，也被EPR证明了不能确定，这就表明量子力学理论是不够完备的。薛定谔在阅读完论文之后立即意识到，这个思想实验所透射出的物理学意义，并将两个体系的相互作用命名为纠缠。而今，经过若干年的实验及理论研究证明，量子纠缠现象成为一种物理世界的客观存在，然而对于两个体系的超距关联性却无法给出明确的解释。
　　事实上，在量子纠缠的各种实验、解释及理论中，物理学家们从开始就给这个问题的解决设定了难以逾越的障碍。比如，这个独立系统中，两个体系会和观测设备形成一个干扰系统，而EPR明确表示不接受干扰之说；两个体系远离之后如何保证其独立关联性，从而维持整体系统量值的守恒性，这又牵扯出系统的定域性，即这两个体系不能距离太远。
　　如果非要在这个客观存在的现象中设置这些条件，那么对于宇宙的演化来说，量子纠缠存在的意义是什么呢？所以，要想解决量子纠缠的相互作用问题，就必须放弃干扰之说、打消关联性思维、冲破定域性原理。那会是怎样的一种状况呢？举一个现实的例子，一对大学情侣恋爱两年，毕业之后因为工作原因两人身处异地，虽有联络，但现实告诉他们，走到一起似乎很渺茫，于是几年之后分别结婚生子各自为家。我们使用物理学视角考察一下这个关系变化。两个人作为一种纠缠关系，仅两人时他们组成这个问题的第一个系统A，考察这个系统就只需考察这两个人的状况即可；而这个系统在分别几年之后又各自形成了两个系统B和C。虽然A已经不再联系，但其恋爱经历必然会对两个人产生深刻影响。那么如何再去考察A的影响呢？这时候就必须将A、B、C三个系统统一成为一个大的系统D来分析考察其中人员的关系状况。在D中，人数由原来的两人变成四个人，加上B和C的孩子就是至少六个人。就D的将来而言，B和C的两个孩子又分别立业成家形成新的系统E和F（两个孩子不同性别也有可能认识、恋爱、成家形成一个系统，此种特殊情况不做考察）。当然这些系统还可以融入其他社会关系比如亲戚关系、工作关系、朋友关系等等。不管历史及社会如何发展，这种考察可以一直进行下去，即便A系统的两人已不在人世，他们的影响仍然存在，并且这种影响会分散到之后无比巨大的系统当中去，整个世界的人群关系网就是这样组织起来的。在我们的社会裙带关系中，整个族群体系都是由最基本的单元组成。在上述所考察的问题当中，B、C系统以及E、F系统就是这个社会最基本的完整系统单元，它们将作为基本单元再去组成更大的系统，比如社区、村落、县市直到一个族群及一个国家乃至整个世界。
　　现在回到量子纠缠，作为一种客观现象的存在，所谓的干扰实在是一种人为特例。而纠缠体系远离之后，其之间的所谓实时关联作用也并非是客观存在，而是人为臆造——各体系之间为什么必须继续关联呢？既然这种关联并非客观需要，所谓定域性要求也就没有现实意义了，我们为什么要规定纠缠体系非要在这个区域而不能分别去别的地方呢？我们不探究具体的物理定量，这里假设两个作用体系1和2组成的纠缠系统a包含能量E，彼此无限远离之后，1随机遇到3并作用形成b，2随机遇到4并作用形成c，那么b的能量增加了E1，c的能量增加了E2，则理想状态下E1+E2=E。在形成b和c之前3和4本就包含能量，那么现在如何再去考察a的能量状态呢？此时就必须将a、b、c三个系统合并形成d，对d的系统状态进行考察。随着空间中随机事件的不断发生，这种考察可以一直进行下去。这样的考量似乎使得问题越来越模糊且复杂了，a的体系分量永远无法得到确定值。然而这才是宇宙演化的本质行为，所有的相互作用事件都是中间离散过程状态，没有宇宙学意义。它们其实在等待一个正确的空间、正确的纠缠对象以及合适的能量状态，最后形成一个不再分离的整体系统，这个整体系统将是一个质能统一体，是纠缠的终态。这个时候，通过测量计算最终的这个整体系统，它的纠缠状态是可以明确的。
　　量子纠缠的能量来源是我们所认识或规定的自然界四个基本作用力：强相互作用力、弱相互作用力、电磁相互作用力、万有引力。基本粒子在强相互作用下纠缠形成复合粒子，复合粒子在电磁力作用下形成离子或分子等化学粒子，化学粒子在电磁力或万有引力作用下形成物质世界，而物质世界在引力场作用下形成我们所见的运行天体。宇宙之中就是一个纠缠事件频发的所在，深居的核子也会被光子或电子撞到，这会导致一个纠缠系统能量满溢而致客体崩溃，而弱相互作用则作为一种量子系统的调和作用力，始终维护着基本单元系统的稳定性，或者说，弱力的耗散作用阻止着系统分崩离析，尽力在维持着这个独立系统的统一性、持久性。当弱力的基础耗散性无法维持系统稳定的时候，其它的作用力会继续发挥维稳作用。比如核子衰变，其本质是衰变到稳定状态为止（如果一直不稳定，那就衰变到0，自然就是这么耿直），当弱力主导的β衰变不能满足稳定性要求时，则发生强力主导的α衰变。我们用一个简单的模型来说明量子纠缠的过程。三个夸克在强力的作用下纠缠在一起形成质子或中子，中子和质子在强力作用下纠缠形成核子，核子和电子在电磁力作用下纠缠形成原子，原子和原子在合适的能量空间中或称在引力作用下纠缠形成物质，继而演变为恒星等宇宙天体。
　　针对量子纠缠的以上推理，我们给出一个总结性概念，抽象分形原理。分形现象在自然界中屡见不鲜，恒星的演化、黑洞的吸积导致的质量分形、引力场分形都是具体的表现，这些具体事件又何尝不是纠缠现象结果状态呢？而现在所说的抽象分形并没有现实的具体表现，而是一种概念性质的抽象表达。两个体系组成的能量系统Ⅰ，互相作用之后并没有形成物理统一体，而是远离并侵入其它体系形成新的系统Ⅱ，或者系统Ⅰ形成统一体并不分离而侵入其它体系或系统形成新的系统Ⅲ；Ⅱ或者Ⅲ系统内部发生相互作用后分离或整体又侵入其它体系或系统，并形成更新的系统Ⅳ或Ⅴ及Ⅵ或Ⅶ。这种情况在所有空间范围一直进行下去，就形成了体系或系统的扩张分形，继而最终形成稳定运行的大一统：宇宙系统。这个过程可称为量子纠缠的抽象分形原理。
　　物理学界近百年来要完成的一件事是建立大一统的物理理论，将人类认识的自然界四个基本作用力归结到一个统一的理论模型之中，称之为万物理论。这就如同打地鼠游戏，想要打中一只地鼠很容易，要同时打中两只地鼠就需要两只手精准协调地配合。要想同时打中四只地鼠，这需要手脚并用，其难度可想而知。关键问题是，四个洞只有一只地鼠，要想在四个洞口同时打中这一只地鼠，如之奈何？而一只地鼠躲在洞中，它又同时叠加了四个洞和躲藏不出的五种趋势态，这是不可能完成的任务。当然我们可以给出第六种状态，就是不知道有几只地鼠，也可能是一只，总之它要迷惑我们，极速向四个洞口同时露头等我们打，能打中吗？这还可以臆造出各种状况。四力合一的统一模型将比这游戏复杂得多，因为还有很多未知的自然状态我们不知道。
　　但是，如果抛开四力统一的思路，使用量子纠缠和能量的作用来建立这个标准模型，而将四个基本作用力看作是不同空间尺度上的能量来源，整个问题将会简单得多。这个宇宙的存在本质就是能量，所谓的作用力只是宇宙的一种能量储存形式而已。即便还有未知粒子，未知作用力，未知自然现象，这将不会影响这个统一模型的理论正确性。
　　总之，我们不必纠结于量子纠缠的所谓超距作用或关联性、定域性，非要如此，宇宙将不复存在。所以，这些都是人为的意识羁绊，应该摈弃了。
　　（未完待续，下一篇《黑洞》）