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量子纠缠的弧几何解析

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发表于 2017-2-7 14:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
量子纠缠的弧几何解析


量子力学中不能表示成直积形式的态称为纠缠态。所谓量子纠缠(Quantum Entanglement)指的是两个或多个量子系统之间存在非定域、非经典的强关联。

谈到量子纠缠现象,通常会涉及到“相干”、“超对称”、“超粒子”及“塌缩”等这些令人眼花缭乱的专属概念。量子力学展现出了很多反直观效应。纠缠态之间的关联不能被经典物理所解释。量子纠缠涉及实在性、定域性、隐变量以及测量理论等量子力学的基本问题。现代物理理论对纠缠态有不同的解释。

1.  两个粒子,只要未被观测到它们的分离,就是不实在的,只能是一个粒子。
2.  有两个宇宙版本,每一个对应自旋态的一种可能。
3.  有许多历史,被随机选择了一个。
4.  两个粒子间有超光速的信号。
这些年还出现了不少关于量子纠缠的物理学检验,试图确认量子纠缠的超距作用,证明爱因斯坦等人的隐变量观念是错误的。

事实上,量子论没错,爱因斯坦也没错。“错”就错在了观察者、诠释者的哲学立场,或说物质本性。

让我们撇开这些争论以及各自背后的自然理念,换一个全新的思考角度来剖析一下纠缠态及量子纠缠。它就会因而变得十分明晰与“顺眼”了。

首先请看图:

P-1 full.png

P-1 full with Handedness.png
图中:蓝色箭头线表示磁光转化,红色箭头线表示光磁转化。两者除了旋向及自旋相反之外,其余全同,也即现代物理学中所谓的正负粒子对。这种条件下,两条弧旋线在磁极或光极相遇后湮灭,转化成或光形式或磁形式的一对纯能(粒)子。

在光极处,磁光弧旋湮灭表现为光子辐射,进而引发基态(固有惯性)激发。足够多的辐射,将改变类弧体的本底光弧基态,产生一过性的磁(性)致能阶扩增,导致类弧子原时空性状的相应变化而产生物体“运动”状态的变化,对应于物理学中的运动能、力等概念。燃烧就是一种普遍可见的辐射态。相对于观察系统而言,其内部的磁光弧旋转化过程,多呈“表征”特性方面的改变。

在磁极处,光磁弧旋湮灭表现为光子吸收,进而引发基态(固有基频)跃迁。足够多的吸收,将改变类弧体的本底磁弧基态,产生一过性的光(性)致能阶扩增,导致类弧子原时空性状的变化而产生粒子“自旋”状态的变化,对应于物理学中的角动量、电磁力等概念。加热就是一种普遍可见的吸收态。相对于观察系统而言其内部的光磁弧旋转化过程,多呈“内秉”特性方面的改变。

类弧时空场中,电平面光极侧部分,称光电场,其场效应以光电效应为主。磁极侧部分称电磁场,其场效应以电磁效应为主。弧旋线称电子旋线,对应的是电场效应。光场、磁场是二维静场,相互倍律耦合而产生出三维的电动场。

P-2 full with e-Plane.png
在实际自然中,类弧构型只能出现或发生三种转化状态,最经常出现的是成对的磁光弧旋,或成对的光磁弧旋。光磁和磁光各一的情况较少出现。分叙如下:

一、磁光弧旋自耦合态:

P-2 full with e-Plane-2M.png
很显然,整条弧旋线是由两条磁光弧旋组成的。虽然其各自投影是360度旋转,但相对于电平面则是180度。而且,投影的360度并非是一个闭合环,只有自耦合的两条弧旋的各自180度叠加后,才形成了一个闭合的顺时针单向的时空场。这些场都是函数性质的。无论时空场开放的单弧旋,还是时空场闭合的双弧旋,一旦受到任何外部作用的干扰,就会被破坏掉其初始的时空场状态,而呈现出弧旋的某一个与外部作用对应的节点态,也即发生了所谓的“波函数塌缩”。两个单弧旋态就好比现代物理学中的电子对。

二、光磁弧旋自耦合态:

P-2 full with e-Plane-2P.png
类似磁光弧旋自耦合态的情形,单弧旋投影也是180度,两条光磁弧旋形成一个闭合环。不同的是时间矢向相反,是一逆时针的单向时空场。其初始基态同样也是函数性质的,一旦受到外部作用,也必将“塌缩”到弧旋线上的某一对应节点。好比物理学中的光电子对。

可以看出:如果定义电子的自旋S=1/2的话,就意味着被观测质点必须旋转两圈。那么,也只有弧旋线的闭合环才能满足这一条件。从磁极出发到达光极,相对于电平面,或说电子(弧旋线的量子化质点)的空间特征而言,只是半圈。因此,S=1/2时,意味着电平面的“完整”性,或说时空场由“隐性”变为“显性”。质点(基本粒子)只有在显性时空场中才具备可观测性,因为隐性的“半个”时空场是一极化场、偏振场,仅仅具备时性而不具有空间对称性。

在经典物理学中,电子指的是弧旋的闭环状态,物质质点必须是具备独立时空场的。它要求质点时空场在同一时性的条件下,其空间也必须是完整的。由此,闭合弧旋环就提供给了物质“质点”概念得以“天然”性存在的确定性自然基础。简单地讲,经典物理是建立在“缺省”了弧旋构造细节性状基础之上的关于物质存在宏观现象的表述体系。

在原子物理、核物理、粒子物理或高能物理的原子及亚原子尺度中,这种对弧旋细节性状的“缺省”将变成一种不可能。因为在天然条件下,任何外部作用就将导致闭合弧旋环发生改变。假如对环施加“轻作用”,将导致环构畸变,但仍是环外作用,其作用结果主要反映在物质的几何形变等表观特征方面,从而服从经典物理规律。假如对环施加“重作用”,将导致环构崩断(塌缩),从而永远无法获得一个既被“入侵”又完美“自保”的可观测性闭合弧旋环。可以被实际观测到的,只能是与塌缩半环对偶的另一个半环!

这样就出大问题了。这个可被观测的半环,其极间能阶支撑着系统的同时性,但其对应空间却是一个扭曲且“半开”着的空间。若沿着任意空间维度进行观测,虽可获知“在哪里?”但必定丧失对应的“时间”标度而无法获知“多少能?”。若沿着时间维度进行观测,虽可获知“探底多深?”但必定丧失初始场的位置(空间)信息。想想看,其实很简单。这是因为亚原子微观体系的时空场几何构造与宏观体系不同的缘故。宏观系统中,每个质点都具有各自的独立时空场,相互作用时,可以通过引入更大尺度的时空场作为被观测系统的参照系而加以处理。但在微观体系,表达时空场的几何构建只有三个维度(时间一维,空间二维),弧旋环就是体现物质时空特性的最小自然性基元。断开它,就是断开了时空,剩下的只能是时空“碎片”。在对偶耦合的三维条件下,对一个“碎片”的观测结果,只能二取一。要么保留“原时间”(能阶不变)但不知在何处(在弧旋线上的任意切割点其动量都不相同);要么保留“原空间”(确定的初始条件)但不知有多大(在时间轴上的任意切割点都对应着无数新生弧旋)。这就是测不准原理的自然基础及成因。波粒二像性也就不言自明了(提示:从类弧子构型的空间维度看过去,电弧旋的端口是开放的,占据有能量,此乃“粒”。从时间维度看过去,电弧旋端口是闭合的,沿时间轴呈周期性变化,此乃“波”。That is all!)

再引申一步讲,闭环弧旋的空间是对称的,但闭环并非是质点能量的基态。一旦质点“回归”到其基态(光弧或磁弧)时,能量差消失,其空间对称即遭破坏,导致所谓的空间自发对称性破缺。空间的自发性破缺本质上是两个或以上个类弧子间(弧簇)的能阶趋同化(时间矢性上的叠合挤压)所造成的。不仅如此,由上图的类弧构型可以很直观地看出,时间是非对称性的,光电场的时间“尺度”与电磁场的时间“尺度”相互不对等(1:3的量关系)这就给所谓时间晶体的发现提供了弧几何方面的理论解释。时间的自发对称性破缺本质上是单一类弧子场内的空间差异化(能阶续变反映在空间展量差异及旋性周期)的原因所造成的。空间的自发对称性破缺只出现在“多体”系统,而时间的自发对称性破缺则只出现在“单体”系统。前者可以方式奇数破缺,后者则必定是偶数破缺。

三、光磁、磁光各一的耦合态:

为了便于直观理解,参见如下三组图。

1、弧旋线与电平面的3D关系及其投影。

P-2 full with e-Plane-MP.png

2、弧旋线的3D状态。

P3 Line full.png


3、弧旋线的3D、旋向及投影状态。

P3 Line full with Handedness.png

图中蓝点代表磁极及观察原点,红点代表光极及观察原点。这类状态是一切正负粒子对的弧几何模型。另议不赘。

综合上叙可知:来自光磁弧旋自耦合态和磁光弧旋自耦合态的闭合弧旋环,其实就是所谓的纠缠态。所谓纠缠现象,其自然本质就是原始时空场单元化的最简表征形式。在适当和持续的外部作用条件下,促使该原始场得以激发,其结果就是弧旋环尺度上的动态扩增,物理上表现为纠缠态存续在时空上的继承性。但无论这种激发性扩增怎样发展,都不可能变更其固有的双开旋耦合而来时“胎生”的动态闭合本性。任何打破弧旋环构闭合状态的因素,都将直接导致环构中两个弧旋中的一个发生“塌缩”,从而令与打破的“那一刻”对应的空间结果也即刻被“固化”下来。作用对耦的另一半,因应耦合破坏也必定同时塌缩。  

纠缠态本身就是一闭合时空场构型,两个纠缠粒子并非是处于其内部的某个质点,而是构筑该时空场的跨界性“骑墙”粒子。换句话说,纠缠粒子是处于最大静止惯性状态的场粒子。其“构筑”而成的时空场内部严格遵守时空比,也即遵从相对论光速最大原则。但就其时空场外部而言,则遵从量子论的同时性原则,从而显得“超距作用”了。量子纠缠是实在性、定域性,一定要有“隐变量”的话,闭合弧旋环就是所谓隐变量的物质基础。纠缠态定域其内,非定域其外。

自然界中,存在着规模化的自发性纠缠,可寻见于生物,特别是高等生物,以及星际空间等处。也可以搭建人工性纠缠,现代物理界已建立起了一些非典型型构的实验性纠缠态。

这个时候再回顾一下关于量子纠缠现象的各种解释:

1.  两个粒子,只要未被观测到它们的分离,就是不实在的,只能是一个粒子。
弧:无论观测与否,纠缠态一旦产生都是一种实在性的自然态。相互纠缠的粒子是这个实在态自属时空场中的两个空间相度的表征形式。
2.  有两个宇宙版本,每一个对应自旋态的一种可能。
弧:只有一个宇宙,是无限能的有限能量集。弧表征无限性,弧合表征有限性。
3.  有许多历史,被随机选择了一个。
弧:物质是多重遍历且贯续全域的,能量有别,能质全同。随机是有限能量之必然律的无限能致的干扰项。
4.  两个粒子间有超光速的信号。
弧:时性意义上有,空间性意义上没有。

这里没有幽灵,也不需要幽灵。只是各自理论的哲学立足点不同的缘故。立足于场内瞭望的,拿着空间特性作尺子丈量着物质世界的时间,不能理解场外的时间怪象。同样,立足于场外内窥的,拿着时间特性作尺子丈量着物质世界的空间,也不能接受场内的空间推论。两者都不完全错,但也都不完全对。它们只有场的内外之分,没有观念的对错之分。两者至少在弧哲学和弧几何学上是等价的。只有立足于场“界”之上,才能有望彻底消除理论方面的对立和矛盾,促进物理理论间的相互和谐一致。


最后,哲学一点地讲,都是物质本原能态二相性的错!

有诗为证:

自生二元根,
天成三尺木。
戒守一度方,
无极半寸弧。

万物于弧
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