Page 173 - 万物皆模式
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第八章 稳恒态宇宙
平衡态的开放系统中,通过不断地与外界交换物质和能量,在外界条件变化达到一定
阈值时,可以通过内部的作用产生自组织现象,使系统从原来的无序状态自发地转变
为时空上和功能上的宏观有序状态,形成新的、稳定的有序结构,这种非平衡态下的
有序结构就是耗散结构。
耗散结构有三个必要条件:开放系统、远平衡态、子系统非线性相互影响。
本书《量子涨落模型》为宇宙大系统建立了一个基元,基元之间存在量子关联性
与量子负关联性,由于量子涨落的随机性,导致基元之间关联性并非一一对应的关
系,而是一种非线性关系,这为耗散结构内部动力学机制提供了一个必要条件。由于
量子涨落的超距作用,使得宇宙在基本层次就是一个巨大的开放系统,这又为耗散结
构内部动力学机制创造了另一个必要条件。
又因为量子负关联性,真空的量子涨落频度与场强度负相关,在宇宙空洞中几乎
没有物质,因此其量子涨落频度被推高到一个临界点,使局部区域处于量子涨落的远
平衡状态。
一个由大量子系统组成的系统,其可测的宏观量是众多子系统的统计平均效应的
反映。但系统在每一时刻的实际测量并不都精确地处于这些平均值之上,系统实际运
行状态与理论的统计状态是有差异的,它们之间的偏差现象称涨落。在正常情况下,
由于热力学系统相对于其子系统来说非常大,这时涨落相对于平均值是很小的,即使
偶尔有大的涨落也会立即耗散掉,系统总要回到平均值附近,这些涨落不会对宏观的
实际测量产生影响,因而可以被忽略掉。然而,在临界点(即所谓阈值)附近,情况
就大不相同了,这时涨落可能不自生自灭,而是被不稳定的系统放大,最后促使系统
整体或局部产生新的宏观态,自发地形成时间、空间和功能上的有序结构。
当量子涨落频率进入鱼钩形低边的顶点(只能发生在宇宙空洞中),达到某个阈
值,就进入了量子涨落的耗散结构状态,真空中微元的量子涨落频率发生涨落,这种
涨落是偶然的、杂乱无章的、随机的。非线性机制放大微涨落为巨涨落,在参数越过
临界点时,非线性机制对涨落产生抑制作用,使系统稳定到新的耗散结构分支上,因
此有序模式通过自组织突然被整合出来,这是一个无序趋向于有序的过程。
量子态遵循宇宙的总量守恒规则,在类霍金蒸发中湮灭的量子涨落最终在宇宙另
一处重现,这就给宇宙形成了一种整体的量子张力,一方面它构成了模式自维持的外
在环境,另一方面它将宇宙空洞区域真空的量子涨落频率推升到耗散结构的阈值,在
耗散结构中,量子涨落的有序模式(即基本粒子)形成,物质无中生有地产生了。自
然,这时产生的基本粒子一定是最简单的形式,最大可能就是低速运动的中微子。最
终,中子在这种低速的中微子“汤”中合成。我们知道,中子在一般的环境中不稳
定,它衰变成电子和质子,电子与质子的进一步组合形成氢原子结构。
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