学霸的模拟器系统 第355节
爱德华·威滕微微坐直了身体。
这是他最关心的问题,也是理论物理学界最大的痛点——黑洞信息悖论。
“根据全息原理(Holography),黑洞内部的三维信息,应该被编码在二维的视界表面上。”
林允宁在黑板上写下了著名的贝肯斯坦-霍金熵公式:
S = A / 4G
“贝肯斯坦和霍金告诉我们,黑洞的熵(S)正比于它的表面积(A)。这意味着,一个三维空间里的所有信息,其实都编码在它二维的边界上。这就是全息原理。”
台下的物理学家们点点头。这是基础知识,哪怕是本科生也听说过。
“但是,”
林允宁话锋一转,手里的笔在公式后面加了一个尾巴,“当我们把非对易几何引进去之后,事情变得麻烦了。
“在普朗克尺度下,时空不再是平滑的。它像流体一样动荡。这时候,那个二维的边界变得模糊不清。信息好像……丢了。”
他在公式后面写下了一个修正项:
S_total = A / 4G + S_entanglement
“这是我之前发表在《Science》上的修正项。我引入了纠缠熵(S_entanglement)来修补因果律。
“但我一直没想通一个问题:为什么?
“为什么宇宙需要把信息打散,通过量子纠缠的方式存储在边界上?
“这就好比你有一本书,你非要把每一页都撕碎了,然后把碎片贴在墙上。这有什么好处?”
电视机前。
林建国挠了挠头,问身边的宋德海:“老宋,你听得懂吗?咋还撕书呢?”
“听不懂。”
宋德海嗑着瓜子,一脸淡定,“但这不妨碍我觉得咱侄子牛逼。你看那个外国人,对,就是那个秃顶的,眼珠子都快瞪出来了。”
讲台上,林允宁指了指右边的量子电路图。
“直到上个月,我在帮苏黎世的夏尔马教授解决量子芯片‘退相干’问题的时候,我盯着示波器上的噪音,突然有了一种既视感。”
他画了一个圆,圆的内部画满了密密麻麻的网格,像是一个蜘蛛网。
“在量子计算里,为了保护一个脆弱的逻辑量子比特(Logical Qubit)不被噪音杀死,我们通常会用几个、甚至几十个物理比特去编码它。
“我们让这些比特发生纠缠。这样一来,信息就不再存储于某一个点上,而是存储于它们之间的‘关系’里,存储于拓扑结构里。
“哪怕坏掉了一半的比特,只要纠缠还在,我们就能把信息还原回来。”
林允宁转过身,目光如炬,扫视全场:
“这叫什么?
“这叫——量子纠错码(Quantum Error Correcting Code)。”
“这和黑洞有什么关系?”
台下的角落里,一个年轻的物理博士生忍不住小声嘀咕了一句。
林允宁仿佛听到了他的疑问,深吸一口气,手中的笔在黑板上重重一点,连接了那个黑洞和那个量子芯片。
“那一刻,我意识到,这两张图,在数学结构上是同构的。”
他突然转身,手速极快地在黑板中间写下了一个复杂的张量网络图。
那是一个分形的、像树根一样层层扩展的结构。
“如果不看物理意义,只看数学结构。”
林允宁指着那个网络,“这是一个典型的表面码(Surface Code)纠错电路。边缘的物理比特通过纠缠,保护着中心的逻辑信息。
“现在,请大家把这张图,想象成一个切面。”
他用笔将那个网络的边缘圈了起来:
“边缘,就是全息原理中的边界(Boundary)。
“而网络内部的连接深度,对应的正是……”
他在圆圈中心重重地点了一下:
“AdS空间内部的径向维度(Radial Direction)。”
轰——
第一排的胡安·马尔达西纳手里的铅笔“啪嗒”一声掉在了地上。
作为AdS/CFT对偶理论的提出者,他瞬间看懂了林允宁在画什么。
那个用来保护量子信息不被噪音破坏的“纠错深度”,在几何上,竟然对应着时空的“弯曲程度”!
“我的上帝……”
马尔达西纳喃喃自语,眼神里满是不可思议,“他在用量子纠错来推导引力?”
林允宁没有停。
他的思维进入了流体般的顺滑状态。
“我们一直认为,引力是基本的,时空是舞台。
“但我现在的猜想是:引力不是原因,引力是结果。
“时空之所以存在,之所以我们能感觉到距离、感觉到因果,是因为量子纠缠建立了一个巨大的纠错网络。”
他在黑板上写下了一行震撼人心的等式:
Metric (g_uv)~ Entanglement (S)
“当纠缠足够强,纠错能力足够大时,时空就是平滑的、连通的。
“而当纠缠被破坏,也就是纠错失败的时候……”
林允宁猛地擦掉了黑板中间的一块区域,画了一个断裂的缺口:
“时空就会断裂。那就是——黑洞奇点。”
他放下笔,面对着台下数千名已经忘记呼吸的听众,抛出了最后的结论:
“这不是物理定律。
“这是造物主的算法。
“时空本身,就是一个量子纠错码(Spacetime is a Quantum Error Correcting Code)。
全场死寂。
这比刚才的“林氏纲领”还要让人震撼。
因为数学只是工具,而这……这是在解释世界为什么存在。
电视机前,林建国看着屏幕里那个自信满满的儿子,虽然一个字都听不懂,但他看到那那些前排西装革履的老头似乎都在点头,忍不住拍了大腿:
“看见没!咱儿子这是在给外国人讲课呢!”
网络直播间里,弹幕已经疯了。
“???”
“虽然不明觉厉,但我感觉他在说我们的世界是个巨大的硬盘阵列?”
“卧槽!黑客帝国?”
“RAID 5宇宙?”
“管理员!有人卡BUG了!他看到了源代码!”
“这就离谱!量子计算机还没造出来,他先拿来解释宇宙了?”
礼堂内,沉默持续了整整十秒。
然后,爱德华·威滕缓缓站了起来。
这位M理论的创立者,看着黑板上那个将“纠缠”与“几何”强行焊接在一起的公式,那双总是看向虚空的眼睛里,第一次流露出了某种近乎虔诚的光芒。
“It from Qubit.(万物源于比特。)”
威滕轻声说出了这句后来被奉为经典的评语,“林,你可能刚刚触摸到了……爱因斯坦梦寐以求的那个底座。”
掌声。
这一次,没有起立,没有欢呼。
只有掌声。
沉重、缓慢、却经久不息的掌声。
如潮水般涌来,经久不息。
那是人类理智在面对某种宏大真理时,本能的敬畏。
掌声渐歇。
林允宁喝了一口水,平复了一下急促的呼吸。
“当然。”
他恢复了往日的冷静,“这目前还只是一个猜想。一个基于非对易几何流推导出来的数学猜想。
“我知道,物理学是实验的科学。没有实验验证的理论,再漂亮也只是数学游戏。
“现在,我的演讲完了。”
接下来的问答环节(Q&A),充满了智慧。
一个又一个在数学和物理学界耳熟能详的名字,对林允宁提出的“林氏纲领”和“时空即纠错”的猜想进行了提问。
林允宁微笑着一一解答,逻辑滴水不漏,妙语连珠,不时引来台下的笑声。
“下面是最后一个问题,林先生已经站在台上三个小时了,我们不希望他在毕业的这天晕倒而被送往医务室。”
芝加哥大学校长季默先生作为主持人,幽默地说道。
这时。
前排,一只手举了起来。
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