多体系统的量子理论,多体系统的量子场论_第7章多体系统量子力学291

宇宙是一个神经网络，物理学家怎样重新定义现实的？

一篇发表在arxiv的预印本论文为人们重新定义了我们生活的这个宇宙的本质，也重新定义了现实世界，这篇论文所涉及的问题太过于敏感和广泛，因此还没有通过同行评审。

这篇论文题为《作为一个神经网络的世界》，由物理学家VitalyVanchurin发表，他告诉我们，这个世界的本质，在更加基本的层面上（比量子力学的微观层面还要基本）是一个神经网络系统；这个神经网络系统类似于人类的大脑，由各种不同的节点（神经元）组成，这些节点之间可以处理和传递信号。

并且这个神经网络系统并不是一成不变的，它可以进化、学习，比如增加节点的数量和改变某些节点链接的权重。神经网络在节点下的运行可以解释所有我们看到的、所知道的一切。

小到亚原子粒子、原子，大到宏观事物，包括我们人类在内，这些都是神经网络系统的不同组成部分；而所有事物背后运行的基本规律，量子力学和宏观的经典力学都是神经网络在不同的部分所表现出来的运行机制。

VitalyVanchurin提出神经网络的概念，就是想要调和目前物理学中存在已久的矛盾。神经网络不仅可以被用来分析物理系统，或者发现物理定律，而且它是我们生活的这个世界最基本的运行方式。

这个概念可以为人类提出万物理论，一种解释宇宙所有事物运行机制的理论，提供一种思路。我们知道，目前的物理学想要解释整个宇宙，必须用到两套截然不同的理论。

在宏观尺度上以牛顿定律建立起来的经典力学和爱因斯坦建立起来的相对论，前者为我们解释了一个低速运动、弱引力情况下宏观物质的运动规律。

后者为我们解释了物质运动以及时间、空间之间的联系，以及能量改变时空曲率所引发的引力效应。

但是到了更小的原子和亚原子尺度上，我们在宏观世界上所掌握的一切规律都行不通了，尤其是宏观世界的连续性和确定性完全不符合微观层面的本质。所以物理学家就找到了量子力学这个理论来解释微观宇宙。

在量子力学中，能量以及时空不再是连续的，而是有一个最小的基本单元量子和普朗克尺度。所有的事物都具处在两种不同的状态的叠加态，同时具有粒子和波的性质。

而“观察”这种看似具有人为意识效应的行为，却能改变一个系统的状态。还有就是微观世界不再具有现实的确定性，我们无法对一个粒子行为通过物理规律进行准确的判断，只能通过概率学统计给出一个概率。

例如粒子会出现在哪里，不会出现在哪里，只能用概率表示。这是因为我们无法同时准确的知道一个粒子的位置和动量，一个知道的越准确，另外一个量就越充满不确定性。

或者是我们只能对一个包含大量粒子的系统给出一个准确的预测，例如，原子核的衰变就是一个量子行为，但我们无法知道一个单一的粒子它在具体的何时衰变，这是完全随机的。

但我们可以说出，这个原子组成的系统，它的半衰期是多少。也就是这个系统中大量粒子衰变到一半所需要花费的时间，这其实也是一个概率的表述。

这就是微观和宏观世界非常不同，但科学家一直认为宇宙应该只有、而且可以用一套理论进行表述，出现两套理论这只能说明我们对宇宙的本质还不够清楚。

这两套理论最关键的问题在于，它们无法融合，一直以来科学家视量子力学为最基本的理论，是想将相对论融入其中，这里最关键的就是将引力量子化，也就是量子引力问题。

要想将引力量子化，我们就需要找到传递引力的基本粒子-引力子，这种粒子的单个粒子非常微弱，因为引力这种力，是所有基本力中最微弱的，它比电磁力弱了上万亿倍。

你看我们平时在研究两个带电粒子之间的电磁力时，就不讨论这两个粒子因为自身质量所产生的引力效应，因为引力太弱了，在这样的微观层面上根本就不起作用。所以说引力子直到现在我们都没有发现，未来也许也很难发现。

但是它包含着宇宙时空的本质，毕竟是质量弯曲失控产生的引力，而引力又要靠引力子传递这个力，所以说发现引力子也许就能解开很多位置的奥秘。

不过现在看来发现引力子并不是一时半会能办到的事，但科学家又想以一个更加基本的理论去解释宇宙，甚至是绕过量子力学和相对论提出一个比它两更为基本的理论。例如弦论，还有神经网络理论。

这两个理论一样都一样，并没有试图去统一量子力学和相对论，而是说，我们在量子力学和相对论中看到的一些物理规律都来自更加深层次的东西。

物理学家Vanchurin创建了一个神经网络如何工作的模型，神经网络在微观层面上会产生一些比较简单复杂程度的结构，例如神经元链；在宏观尺度上会产生更为复杂的结构。

他发现在某些状态下，神经网络的学习行为可以用量子力学的方程进行表述，在某些状态下可以用到经典的物理学。他还将量子力学中的不确定性解释为单个神经元的状态，将神经网络的学习、训练能力解释为量子变量。

而宏观事物的发展规律神经网络进化，选择的结果。总的来说，这个理论充满了一种神秘主义，晦涩难懂。至于宇宙即神经网络的理论是否对科学有价值，物理学界的科学家不太可能赞同。也没有过多的人对此发表任何评论。

例如物理学和人工智能领域的专家都对这一想法表示怀疑，它们拒绝公开发表评论。

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2、英文书籍[1]GeraldD.Mahan,《ManyParticlePhysics》，Springer，2000.[2]AlexanderL.FetterandJohnDirkWalecka，《QuantumTheoryofMany-ParticleSystems》,DoverPublications,2003.[3]Xiao-GangWen(文小刚)《QuantumFieldTheoryofMany-bodySystem》,OxfordUniversityPress,2004[4]WNolting,《FundamentalsofMany-bodyPhysics》,Springer,2009.这是一本真正的入门书起点低物理概念清晰数学推导详细有大量习题而且有详细解答真的很赞！

[5]JWNegeleandHOrland，《Quantummany-particlesystems》,WestviewPress,1998.[6]ELipparini，《Modernmany-particlephysics:atomicgases,quantumdotsandquantumfluids》,WorldScientific,2003.[7]MAContinentino,《Quantumscalinginmany-bodysystems》,WorldScientific,2001.[8]S.DoniachandE.H.Sondheimer,《Green'sFunctionsforSolidStatePhysicists》,ImperialCollegePress,1998.[9]ENEconomou,《Green'sfunctionsinquantumphysics》,Springer-Verlag,1979.[10]PiersColeman,《Itroductiontomanybodyphysics》,这本网上有清晰版。

[11]JUllrich,《Many-ParticleQuantumDynamicsinAtomicandMolecularFragmentation》,springer,2003。

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