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英特爾CTO稱:量子計算尚在馬拉松起跑階段

比“超級計算機”還快的是什麽?

在諸多新技術里,量子計算顯然是一個有力的競爭者。

“我們的投入僅僅是一個開始,未來還需要上億美元的投入。”英特爾公司高級副總裁、首席技術官兼英特爾研究院院長MichaelMayberry30日在接受第一財經記者采訪時表示,目前量子計算仍處於馬拉松跑步的第一英里,真正實現商業化使用還需要十年時間。

但這並不影響全球的科技巨頭對量子計算做巨大的投入,作為下一次技術革命的核心,量子計算的能力被認為遠遠超過超級計算機。

美國加州理工學院物理學家約翰·普瑞斯基爾則指出,目前超級計算機系統能完成5到20個量子比特的量子計算機所做的事情,但達到超過49個量子比特後,量子計算機的能力就顯現出來。簡單來說,傳統計算幾十年才能解決的數據問題,量子計算可能只需要1秒就可以搞定。

在今年的美國CES展上,英特爾CEO科再奇正式對外展示了量子計算的進展,宣布了向合作夥伴交付首個49量子位量子計算測試芯片,這距離該公司去年10月交付17量子位超導測試芯片僅過去約3個月。

“目前英特爾仍然對該產品做特性方面的測試,希望提升第二版本的性能,而在下半年會看到這方面的最新進展。”MichaelMayberry對記者表示,英特爾對該技術的研發並不癡迷於“數量的糾錯”,而是對量子位的糾錯非常看重,在上面能做什麽樣的操作以及操作的穩定性,比如藥物開發、金融建模和天氣預報等。

突破傳統計算“禁區”

當你測量一個微小的電子時,就會影響到遠處另一個電子的狀態,愛因斯坦把量子的糾纏和疊加稱作“鬼魅般的超距作用”。即使對世界上最聰明的人來說,量子力學看起來也像魔法一樣。

量子計算可以帶來極高的計算速度、非常靈敏的探測器,並且能創建牢不可破的加密功能來保護重要的數字信息。MichaelMayberry對記者表示,量子計算是一種令人興奮的全新計算模式,它不同於當前數據中心、雲環境、PC和其他設備中的數字計算。數字計算需要把數據編碼為二進制數字(比特位),每個比特位處於兩個確定狀態中的一個(0或1)。然而,量子計算使用量子位,後者可以同時處於多個狀態。因此,量子位上的操作可以實現並行的大量計算。

從本質上說,量子計算就是並行計算的終極目標,有攻克傳統計算機無解難題的巨大潛力。例如,量子計算機可以模擬自然環境來推進化學、材料科學和分子建模等領域的科研工作。

“量子計算機的強大功能可以真正應對我們想要理解的分子或材料的複雜性。”MichaelMayberry對記者說。

為了釋放量子計算的潛力,英特爾在2015年啟動了一個合作研究項目,其目標是開發商業上可行的量子計算系統。

雖然已經取得了巨大的進展,但是量子計算研究仍然處於萌芽階段。例如,現在還不清楚量子處理器(或量子位)會采用哪種形式。這就是為何英特爾要押註幾個方向,並對它們同等投資。

其中的一種可能的形式是超導量子位,英特爾在開發這類測試芯片中取得快速進展,行業和學術界的其他廠商和機構也在追求這種方案。基於自身的矽晶體管制造專長,英特爾還在研究另一種替代結構。這種替代架構被稱作“自旋量子位”,其在矽片上運行,可以克服一些量子計算從研究到實用的障礙。

“我們作為從事技術研究方面的人員來說,一個非常重要的職責就是對技術的未來發展方向做判斷和展望,所以在英特爾作為一家公司決定大舉投入前沿技術之前,我們從研究者角度來說已經找到了一些我們認為值得投資的方向,比如說人工智能、無人駕駛,當然我們作為研究人員有的時候可能在方向性的預判上發生一些偏差,但是我認為即便可能會有這種判斷上的失誤,但這種風險還是非常值得去冒的。尤其當我們所做的技術前沿判斷和整個公司發展方向相吻合,得到公司全局支持的時候還是感到非常欣慰。”MichaelMayberry對記者表示。

他表示,從研究角度來說,研發人員會對於可能要考慮的項目做一個評判,基本上四個潛在項目里最後會選一個來做,是四分之一的比例。如果這四分之一的比例被驗證是有價值的,後續的開發公司會跟上。

商業化落地需要十年

從美國到歐洲、從頂尖科研機構到科技企業巨頭,圍繞量子技術的攻關已全面展開,量子革命引發的新一輪科技競賽如火如荼。

比如,Google在2017年4月份宣布推出49量子位處理器。Google首席科學家JohnMartinis曾公開表示:為率先登頂“量子霸權”,他所帶領的團隊正在利用49量子比特模擬系統攻克經典計算機無法解出的難題。

而半年後,美國IBM公司卻搶先一步宣布成功研制20量子位的處理器,推出50量子比特的所謂“量子計算原型機”,有望在2021年前推出首個在金融領域的量子計算應用。這無疑是對Google的“量子霸權”算法提出挑戰。另一方面,IBM至今未公布“量子計算原型機”的詳細性能和測試結果。

隨後微軟也推出了其通用量子計算研發計劃以及全棧開發和模擬器,雖然還未公開展示硬件設備。IonQ、QuantumCircuits等企業和日本理化研究所(RIKEN)也進行著投資硬件開發,不過它們尚未宣布研發成果。

而政府方面的投資更是不斷加大。

美國在理論方面推進量子信息科技學科建設,在應用技術方面研發高性能計算系統。目前,這兩項工作都被提升到國家戰略層面,政府投資每年達到3.5億美元。

面對全球企業以及政府對於量子計算的投資熱潮,MichaelMayberry對第一財經記者表示,量子計算更像是一場馬拉松賽跑,現在仍處於第一英里的階段,不管大家的方向如何,最終的目的地是一樣的,而目前英特爾並不癡迷於糾結數量的問題,從17到49,英特爾還是看重糾錯能力。他表示,英特爾未來的投資將在數億美元的規模,而這僅僅只是一家公司的投入。

“我們的看法是量子計算真正地實現商業化的使用還需要有十年時間,所以我們還有很長的路要走,這個十年願景目前離我們還挺遠。但可以先把量子計算用來解決常規計算很難以解決的問題,這一類的問題如果部分得到解決,會給我們整個世界帶來巨大的改變。比如說我們或許可以使用量子計算開發出一種催化劑,這種催化劑能夠改變汽車使用的燃油結構或者它能夠捕捉空氣中的二氧化碳,如果能夠做到這一點將對氣候變化的大難題帶來革命性改變。”MichaelMayberry說。

他認為挑戰主要來自於四個方面。“第一個是不管Qubit做得有多好,我們都認為它還是不足以好到完美,所以我們需要有糾錯方面的工作來完成,以確保Qubit有足夠長的生命期,長到它能夠完成一些有意義的算法或者說是計算。第二個是我們需要有在本地的對Qubit的控制,而不是這個控制是通過長長的纜線遙遠地加以控制,我們需要的是在本地加以控制。第三個是指在路徑上的安排,我們怎麽能夠把這些Qubit真正地放到一個物理的Qubit系統當中,怎麽給它把路由做出來,做一個算法,有時候是直著走,有時候是要跳轉著做。第四個是在Qubit之間的連接,因為需要把Qubit能夠連接起來形成一個比較有規模的大的系統。現在我們有可能會有幾千個Qubit,但是怎麽能夠把這幾千個Qubit連接起來是一個很大的挑戰。所以我說有這四個技術挑戰。”MichaelMayberry說。

“我們的終極目標是制造一個商用量子計算機,政府以及各行各業可用它來應對大數據的挑戰。”英特爾此前在給第一財經的回複中提到,量子計算距離解決工程規模的問題可能還需要5~7年。而從商業角度看,量子計算可能需要100萬甚至更多的量子位才能有實用價值。

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量子計算25年內將經歷三大階段

量子計算機,是根據量子物理學來構建的計算機,能夠完成當前的經典計算機無法解決的信息處理和存儲任務。盡管量子計算機並不能取代經典計算機,但它在特定的存儲和運算任務中的卓越性能,使得其在銀行、金融、安全系統,甚至新藥的研究、新材料的研究等方面有著重大潛能。

雖然如此,應用的時間表卻一拖再拖。

量子模擬優化分子設計

波士頓咨詢(BCG)近期發布了一份量子計算行業調研報告,暗示制藥行業很可能成為量子計算的商用突破口。這一方面是因為量子模擬在制藥公司的藥品研發過程中能起到有效的加速作用;另一方面是因為制藥公司有研發投入和獲取回報的能力。

部分制藥行業的高管預估,量子模擬可將藥物發現率提高5%到10%,並節省15%到20%的研發時間。與此同時,他們還認為更優的分子設計將推動藥物審批效率。BCG預測2030年,在制藥行業,量子計算市場規模將達200億美元,化學、材料科學等科技密集型產業的規模將達70億美元。

BCG引用一家大型制藥公司的研發部門負責人的話稱:“在原子水平上,目前的高性能計算無法處理大多數的模擬,量子計算可以成倍地提高藥物發現概率。在美國,如果複雜的量子模擬是可行的,有10%的公司願意為其承擔費用,這對應著150億到300億美元的量子計算市場機會。事實上,目前全球高性能計算的市場規模是100億美元。”

信息技術公司埃森哲去年與量子計算軟件公司1Qbit合作為制藥公司Biogen提供該領域首個由量子計算驅動的分子比較應用,這將極大地提升分子設計的效率,從而加速複雜疾病的新藥發現進程,比如阿爾茨海默和帕金森等神經系統疾病。

Biogen計算化學主管Govinda Bhisetti表示:“我們希望解放先進技術,打破傳統制藥研發的壁壘,讓新藥惠及於民。與埃森哲實驗室和1Qbit的合作能夠加速新藥研發的試點和部署。”

埃森哲全球技術研發董事總經理馬克·卡雷爾·比利亞德對第一財經記者表示:“埃森哲正在幫助多個行業為迎接主流的量子計算技術做好準備,包括如何優化、取樣以及機器學習的算法。我們與1Qbit以及Biogen的合作已經證明了用量子比較分子的方法是更快更準確的,這將提升制藥行業新藥發現和設計全過程的效率,並最終產生巨大的經濟效益。”

未來25年將誕生三代量子計算機

量子計算主要針對數據密集型應用,比如搜索、加密、機器學習等,以及制藥、化學、能源等領域的建模。未來,由量子計算機和經典計算機組成的混合系統將輕松解決當下看來相當棘手的問題。

目前大規模的搜索和機器學習問題是通過大量的、並行的、專用的GPU來解決的。BCG參考GPU霸主英偉達的業績預測,到2030年,此類取代基於GPU的算法應用規模將超過200億美元。而這種基於量子計算平臺的搜索優化應用,也是驅動谷歌、IBM投入研發的主要原因。

量子計算目前的主要參與者包括IBM、谷歌、DWave,以及英特爾、微軟、麻省理工、耶魯、牛津、加州聖芭芭拉大學等,IBM最近公布了自主研發的20比特量子處理器和49比特模擬器。

量子計算在大型複雜問題中的先進性有望推進研發進程,拓展業務邊界。目前,全球最大的化工廠巴斯夫、全球最大的汽車集團大眾汽車以及全球最大的飛機制造商空客都已經開始投入量子計算,包括建立對IBM、微軟等公司提供的量子計算平臺、工具和算法的概念性理解和經驗累積。而QxBranch、QC Ware、1Qbit等算法開發公司正在為量子計算的多領域應用尋找可能性。

BCG預測,量子計算在接下來的25年內將經歷三個階段的發展,最終走向技術成熟。其中,第一代量子計算將被企業用於解決特定的實際業務和研發需求。BCG還預計,到2030年,量子計算的應用市場規模可達500多億美元。

第一個階段是2018到2028年,工程師們將研發出可用於低複雜程度的量子模擬問題的非通用量子計算機。第二個階段是2028到2039年,邏輯量子比特數量將擴展到50多個,並實現所謂的“量子霸權”,更快速地執行特定算法的應用程序,主要包括分子模擬、研發和軟件開發等,創造巨大的市場潛力。量子信息處理將進一步發展,企業對量子模擬方法變得更為熟悉。

BCG預計二代、三代量子計算機發展的交界處,就是量子計算超越經典計算在特定應用中的臨界點。預計2030年之後,量子計算的發展將顯著加速。2031年到2042年,量子計算機將在模擬、搜索和運算中執行高級功能,實現各類商業應用,對比經典計算機具有明顯的優勢。

對此,中科院量子信息與量子科技創新研究院副研究員張文卓對第一財經記者表示:“從BCG的量子計算機發展路徑圖來看,比原計劃又晚了十年。”

量子計算作為下一代信息技術的關鍵,和當前物理學前沿研究的重大科學問題,已經引發了各國政府和產業界的關註,其硬件和軟件方面都取得了積極進展。不過,量子計算機並不能取代經典計算機,而且目前還沒有研發出通用的量子計算。

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深圳市量子景順投資管理有限公司 訴 黄炳煌 及 香港中興集團有限公司-鈞濠集團(0115)

1 : GS(14)@2011-02-12 17:39:07

http://legalref.judiciary.gov.hk ... IS=75107&currpage=T
2 : GS(14)@2011-02-12 17:40:01

http://realblog.zkiz.com/greatsoup38/13996
案例二

  失控的买壳

  由于闽泰集团被质疑借道中兴集团曲线买壳上市,新股东不仅不断受到其他股东的挑战,买壳后的资产注入难以实施,买家最后也失去了对董事会的控制。
  钧濠集团(00115.HK)由香港地产商曾炜麟、郭慧玟夫妇创办,其主业为在深圳、东莞等地从事房地产开发。1999年10月,钧濠通过重组香港“壳王”詹培忠旗下的忠德石油,以介绍方式在港上市。
2007年1月,曾氏夫妇通过旗下Rhenfileld Development向香港中兴集团出售1.805亿股钧濠股份,每股作价0.1057元,后再以同样价格与钧濠集团签订认购1.805亿股股份的协 议,经过这种先旧后新的配股后,中兴集团成为钧濠股东。2007年7月,曾氏夫妇辞任董事,并于次月出售1亿股予中兴集团。香港中兴通过其后的多次配股, 成为钧濠的单一第一大股东,完成了壳的收购。截至2008年12月31日,中兴集团持有钧濠22.32%的股权,而同期曾炜麟夫妇通过Rhenfield Development Corp.持有公司19.03%的股权(图1)。




按惯例,第一大股东自然成为公司的董事会主席,然而,中兴集团的持有人黄炳煌却意外地仅被 选为钧濠的执行董事和总裁,董事会主席由未持有钧濠任何权益的深圳闽泰集团主席朱景辉担任,2008年10月,朱景辉更兼任钧濠行政总裁。由此不仅引起一 些人士质疑闽泰借道中兴集团曲线买壳上市,一场长期的股东纠纷亦揭开了序幕,新股东的后续运作因而难以实施。

  资产注入受阻
  2008年6月,钧濠宣布以9600万港元收购朱景辉之妻翁玉莲持有90%权益的 扬州地产项目,展开了资产注入的行动。但有媒体质疑扬州闽泰属劣质资产,此举严重损害股东利益。朱景辉控制下的钧濠董事会进行了反击,并发出传讯令状,指 前大股东(即曾氏夫妇)违反公司受信责任。
2008年7月,钧濠计划以0.16港元每股配售1亿股,用于收购闽泰集团的扬州项目。但是,由于 曾炜麟以董事涉嫌收受利益、盗用签名非法成立下属公司转移资金、多项交易涉及侵吞公司现金损害股东利益、股东大会选举不公为由,向法院申请到了新股配售的 禁止令,这一配股计划胎死腹中。同时,法院也接纳了曾氏以上市公司名义对包括朱景辉、黄炳煌在内的多位董事的诉讼,成为香港有史以来第一宗该类官司,后续 发生的许多事情在香港上市公司中都鲜有先例。
据报道,钧濠原股东向港交所和香港证监会提供的资料中指,香港中兴2007年1月入股钧濠的资金由深圳中港投资支付,而翁玉莲占中港投资60%的股权,中兴集团后续的多次股权收购资金大部分也由朱或翁的关联公司提供。

  董事会失控
  面对曾炜麟的指控及其重新控制公司的意图,朱景辉控制的钧濠董事会多次拒绝其作为超 过10%的股东按照其享有的权利提出的召开特别股东大会的要求(这在过去没有先例),又向百慕大最高法院申请禁制令,阻止召开特别股东大会。2008年8 月,钧濠又以市价向公司董事及部分员工发出了接近2.5亿份立刻可行使权证,成为香港第一家一次性向董事、员工和第三者发出接近总股数10%该类权证的上 市公司。而这一行为又被部分股东向法庭提出诉讼,指此举向董事会成员输送利益,意图影响股东大会投票结果。
2008年12月2日,曾炜麟等钧 濠旧股东自行召开特别股东大会,通过8位新董事加入董事会、否决与翁玉莲持有的扬州项目交易的议案。新董事的加入使纠纷在董事会内部蔓延。而为了防止失去 对董事会的控制,在特别股东大会召开前一天,朱景辉控制的董事会就突击委任了5名新董事,加上6名旧董事,使得新旧股东提名的董事以11:8的比例展开对 决。2009年8月,香港高等法院裁定突击委任5名董事的提名不合法,这意味着,朱景辉已经失去了对董事会的完全控制。2009年10月,朱景辉被撤销钧 濠主席一职,调任为非执董,改由马学绵出任董事会主席。朱景辉所提名的董事大部分在刚结束的周年股东大会上出局,可以说买壳近乎失败。目前,钧濠原股东以 公司名义对朱景辉等董事会成员的诉讼仍在进行中,而钧濠的经营也受到影响,2008年全年亏损扩大至9165.5万港元,其股票由2009年3月停牌至 今。

  买壳中的教训
  这是一个典型的买壳失败案例,在这场 股东争斗中没有赢家。从2007年1月曾氏夫妇第一次向中兴集团配售股份开始,随着多次配股,钧濠集团股价本已从0.1港元最高升到0.64港元,但在 2008年6月展开资产注入后,其股价从0.34港元开始下行。而后,随着股东之间出现权益纷争,官司不断,其股价最低跌至0.07元,最终以0.12港 元的价格停牌(图2)。根据最新的公告,公司正委任独立会计师对2007-2008年的财务状况进行全面核查,事态仍在不断发展。






一般买壳需要满足三个条件:资金紧张或需要迫切解决资金危机的公司不宜买壳;买方要习惯香 港公司的规范;买壳后要马上产生利润,改变上市公司的营运状况。上市公司是公众公司,如果新股东缺乏对上市公司治理结构的理解和对全体股东利益的尊重,存 在损害公司利益的行为,会引起其他股东群起而攻之,所以,虽然双方持股势均力敌,但在周年股东大会和特别股东大会上仍以买方大比例失败而告终。因此,买壳 后,新股东在公司的运作中应充分考虑小股东的利益,并按上市规则的要求披露信息。根据香港联交所的上市要求,董事必须如实申报其在上市公司中的权益。部分 买壳者若通过代理人持有股权,以降低成本并避开公司被作为新上市处理等限制,那么不仅在后续的资产注入时无法投票,受制于其他小股东,这一做法还属于用欺 骗的手法绕开香港证监会的收购兼并条例和港交所上市规则的有关要求,若最后有证据证明钧濠的实际控制人为闽泰集团的话,有关人士可能因为触犯了香港的刑事 条例而面临法律诉讼。如果因买壳而引起官非,无疑是得不偿失。■




3 : kamfaiAthrun(1488)@2011-03-25 23:32:33

http://www.hkexnews.hk/listedco/ ... TN20110325762_C.pdf
[末期業績 / 附帶「保留意見」及/或「修訂意見」的核數師報告 / 修訂憲章文件]
截至二零一零年十二月三十一日止年度之全年業績公佈
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What we are reading:量貝論:量子力學不容怪力亂神

1 : GS(14)@2016-11-13 11:28:42

大選前兩天,Nate Silver的538網站估計,特朗普勝出的機率為1/3。選舉只發生一次,機率有何意義?特朗普的勝算每個人心中有數,但只能透過決定反映:假如博彩公司基於1/3機率開出盤口,賭客會和自已的判斷比較,選擇押注一方。逆主流的賭客,今次贏錢,沒有下一次。數學史上,機率理論正是源自賭博。行動最實際,賭注代表賭客相信的機率。心中的機率越低,賠率就要越高才能吸引下注。如果彩池合理,沒有必勝或必輸的組合,賠率背後的機率就必然遵守機率理論。就是這樣,機率讓我們在不確定中,基於所知的一切,作出理性決定;而隨着所知不斷更新,機率亦不斷改變。可見,課堂教育以擲毫或輪盤描述的頻率派概念來理解機率,只能觸及狹義特例。現實中,不確定的事情大都不重複,機率更因人而異及不斷更新。因此,正面接受機率的主觀本質的貝氏機率論(Bayesian Probability)始祖Bruno de Finetti強調,機率並不在客觀上存在,全屬個人信念,因此貝氏機率亦稱為主觀機率。不過,實際運算上,頻率派和貝氏機率遵守相同的機率數學,差別只在於頻率派無視主觀出發點,以及難以透過機率運算更新。因此,既然研究對象是不斷重複的自然現象,物理學家就懶得深究機率的真義。對機率的理解不足,就是量子力學雖然讓人類深入微觀世界,造就現代科技的一切,卻依然神秘莫測的原因之一。反正詮釋不會影響應用,晚年才認識及接受貝氏機率論的物理學家Mermin故有「不用多講,計算吧」的名言。至近年,各種「量子怪誕」解讀──由「薛丁格的貓」在量子纏繞中既生又死,雙狹縫實驗顯現物質兼具波粒兩性,及至「令愛因斯坦毛骨悚然」的超距作用等──已深入普及文化,物理學界亦再度重視量子理論的詮釋。上世紀末,物理大儒Wheeler的門生Christopher Fuchs開始以貝氏機率演繹量子力學,重新肯定波爾的見解:「物理不應視為對先驗上存在的事物的研究,而是為組織和檢視人類的體驗而發展的方法」。Fuchs與R. Shack等人相信,貝氏思維不但正確詮釋量子力學的機率,更可安置被希臘哲學驅逐出物理世界的主體,「將科學家放回科學當中」,回到薛丁格心目中的本源:「量子力學的表述只能處理客體與主體的關係」。廿年後,Fuchs簡稱為「量貝論(QBism)」的量子貝氏論(Quantum Bayesianism),已大致上能夠透過重整個人體驗和物理世界的關係改寫「量子怪誕」的詮釋,甚至有望以機率為本建立新量子學說,不用透過波函數進入微觀世界,從源頭驅魔。文理大學校長Hans Christian von Baeyer同樣和貝氏機率相逢恨晚,退休前遇上Fuchs的新學說,扭轉了被費曼判定的「無人明白量子力學」宿命。文理大學的教職讓教授一生專注教學,von Baeyer很快看到,量貝論雖是激烈的觀念革命,但毋須改寫量子力學,不難明白。他的新作《QBism: The Future of Quantum Physics》由哈佛出版,是第一本量貝論科普著作。在教授的獲獎文筆下,Fuchs讀後自言有如重新再學一次。不管你對量子力學涉獵多深,《QBism》都是「一本到尾」的讀物,帶你繞過坊間的量子怪力亂神,直達自然主義者理想中的終極境界,在包括自我的宇宙當中認識宇宙,不假外求。
TC




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What we are reading:量子時空:物理世界最深層

1 : GS(14)@2017-02-05 10:52:49

在人類探究大自然的最前線,現代物理兩大支柱正在對決,關乎宇宙一切何來的終極問題。過去四年間,物理學家相繼找到一直預言的「上帝粒子」和重力波。至此,由量子學說和相對論組成的基礎物理「核心理論」已通過實證的嚴格考驗。「我們可以肯定,量子場論是描述主宰日常生活的物理定律的正確論述框架,因而和人類存活攸關的粒子、力和交互作用都是量子場論推演所得。這一切我們已經全部發現。」Sean Carroll在《The Big Picture》中的宣言並沒有誇大,因為我們只在物理世界(reality)的表象中存活,不用觸及「時空何來」的懸案。本來,時空就是宇宙最大的容器,一切存於其中,牛頓視為眾所周知。即使愛因斯坦的相對論發現時空和物質互相扭曲,體現局部地區的重力,亦毋須深究時空何來。要到半世紀前,在宇宙一切起始的大爆炸和黑洞,因為量子和相對論出現不可化解的矛盾,物理學家才不能不正視時間和空間的終極問題。在核心理論的基礎深層,一切都由量子場的震盪生成。在這裏,各種物質和相互作用已被納入統一的量子學說,唯獨是重力。光子由電磁場震盪產生,在時空中運動;可是重力就是時空,重力場震盪生成的「重力子」如何在本身當中運動?要完成「大一統」,將重力納入量子學說,時空這「容器」本身亦是所載之物,科學家不能再視為先驗地存在,必須直視不可知的深淵。科普迷都熟悉的弦論,就是以大一統為目標的「萬有理論(theory of everything)」。可惜,弦論經過最優秀的物理學家奮戰數十年,仍未有成果。不少人認為,卅年來專注於時空量子化的Abhay Ashtekar、Carlo Rovelli以及Lee Smolin等人所創的迴圈量子重力論(Loop Quantum Gravity, LQG)雖無大一統的野心,可能更有成效。
LQG先行者之一的Rovelli繼其暢銷小書Seven Brief Lessons on Physics後,剛出版新書《Reality Is Not What It Seems:The Journey to Quantum Gravity》。教授不諱言,科學家未知的,遠比所知的多,但尚在求學階段的LQG最少有望參加考試。當然,讀者不會有興趣明白理論細節,但比起建基於十多個維度以上的弦論,LQG很容易理解。只要有耐性,不難追隨作者生動的比喻,穿越表象世界。最難打破的是與生俱來的宏觀世界圖象。按量子力學的測不準原理,要準確地為空間定位,必須安置高速物質於其中,來自其總能量的重力將同時扭曲這空間。定位越準確,空間越彎曲,終會形成連同時空一同吞噬的黑洞,斷破其連續性。因此,受制於量子力學和相對論,空間在極小的尺度必然顯現出顆粒性。時空不但不可能連續,甚至必須消失於基礎深層。Rovelli以關係取代空間,關係的變化取代時間。在LQG的語言,空間是一個自旋(spin)網路,其節點與結連代表顆粒及之間的關係;自旋網路演變成為自旋泡沬(spin foam),形成有顆粒性的時間和空間。就這樣,時空由重力量子的互動和變化生成,容許重力在統一的數學框架下開展量子化,在毋須時空先驗存在的基礎重構宏觀世界。原本只是舞台背景的時空,在量子重力一幕粉墨登「場」之後,更真實地存在。
TC




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