为什么所有的科学都是用微观来解释宏观，而不能用宏观解释微观？ 第1页

演生论的思路就有一些超越了微观解释宏观的思路（也就是还原论的思路）。

量子力学是至今最成功的物理理论，也是最奇怪、最不可思议的物理理论。下面我想提一下范畴学的精神，以及用此精神来认识世界的方法。

通常，如果我们想要深入了解一个物体，我们会把这个物体分解成越来越小、越来越简单的构件。如果我们可以做到这一点，我们就认为了解了这个物体。这一思想方法就是还原论的思路。很多人甚至用它来定义什么叫作“理解”。

但“理解”也可以由另外一种完全不同的方式来实现。我们不试图把物体分成更小更简单的基本构件。我们甚至不去考虑物体的内部结构，也许物体根本就没有什么内部结构。我们试图通过这个物体和其他所有物体的关系和作用，来了解这个物体。

其实，和其他物体的关系和作用，正代表了这个物体所有可能的性质。而一个物体的所有可能性质，也就完全定义了这个物体本身。归根到底，也许我们根本就没有物体，只有一大堆关系。而物体这一抽象的概念，以及物体所有可能的性质，是由这一堆关系来定义的。这就是范畴学的精神。

把这一范畴学的思路应用到认识论，我们发现所谓的“客观存在”，其实是人脑通过观察到的大量的、各种各样的关系，所抽象出来的一个概念。也就是说，我们头脑中的主观印象和观察是客观的。而所谓的“客观存在”，反而是主观的。因为我们所观察到的大量的、各种各样的关系不是随机混乱的，这些关系之间有非常强烈的关联。这些强烈的关联赋予我们“客观存在”这一想象（或概念）。

通过量子力学中的波函数来理解我们的量子世界，其实是一种还原论的思路。如果我们要用范畴学的思路来理解我们的量子世界，那我们将像实验物理学家一样，直接考虑各种各样的观测（这些观测对应于我们上面说的关系），而且我们只考虑各种各样的观测。这些观测（关系）之间有很强的关联。通过这些关系之间的关系，我们可以直接理解我们的量子世界。这就是范畴学的思路。

现有的量子理论用的不是这一思路，而是通过对观测之间的关系的总结，抽象出波函数这一概念，代表所谓的“客观存在”。换句话说，量子力学是一个非常基本的物理理论。它甚至重新阐述了什么是客观存在。用波函数所代表的客观存在和我们的日常经验差别非常大。这就是为什么量子力学是一个难以理解，不可思议的物理理论。

其实量子力学用波函数来代表客观存在，仅仅是我们对现有实验观测的一个模型。这一模型不见得唯一，也就是说，可能有另一个理论可以同样有效地描写我们对量子世界的观测。在另一个模型中，所谓的客观存在，也许是被另外一个完全不同的东西所代表。量子力学这一模型也不见得正确，也许将来新的实验观测会和现有的模型矛盾。这将迫使我们构造一个新的模型，也就是发展一套新的理论，来描写我们的量子世界。

上面讲的范畴论的思路就是演生论思路的一部分，其强调的是结构和关系，而不是构建万物的最小基本单元。而环源论中的基本粒子是可以从这些结构关系中演生出来。

空间可看成是量子比特所形成的一块特殊物质。所以空间也同样是演生的，其性质由形成它的量子比特的组织结构所决定。以这种观点来看，量子比特组织结构的形变就是产生电磁相互作用的光波，以及产生强相互作用的胶子。内部的拓扑序也可以具有缺陷，这些缺陷对应于电子和其他物质粒子，比如夸克。

对物质起源的主流看法是基于还原论的。这一看法认为对物质的深刻理解，可以通过把物质分解为更小更简单的组分来实现。有一些物理学家认为还原论的看法代表了一个错误的方向，并提出了演生论的看法。把空间看作一个量子比特海的弦网理论，就是演生论看法中的一个具体实现。

光波、胶子、电子和夸克也可以被看作是空间（量子比特海）的性质。我们知道，对于我们所在的空间，光波满足麦克斯韦方程组，胶子满足杨-米尔斯方程，而电子和夸克满足狄拉克方程。但是只有当空间具有某种特定的拓扑序，也就是说当组成空间的量子比特以某种特定的方式被组织起来时，以上这些事实才成立。弦网凝聚就是描述这种组织方式的一个术语。在这种情况下，数值为1的量子比特形成以某种特定方式连接的弦网。除此之外，这些弦可以四处移动，并通过翻转量子比特（它们的值可以在0和1之间转换）自由地重新连接。在这种弦网液体中，弦的密度波对应于光子和胶子的波，而弦的端点对应于电子和夸克。所以我主张具有这种弦网结构的量子比特会统一所有的基本粒子和相互作用，并能够为粒子物理的标准模型提供一个起源。

弦网理论认空间是由许许多多量子比特所组成的，其被称之为量子比特海。形成量子比特海的量子比特，必须有一个特定的量子纠缠，才能描写我们世界中所观测到的各种基本粒子，如光子、胶子、电子、夸克等。“弦网”则是描写这一量子纠缠的直观图像。我们把取值为0的量子比特看成是背景，对应于上图的黑色部分。取值为1的量子比特组成弦网结构。这些弦网还动来动去有量子涨落。这种有舞动的弦网所描写的量子纠缠就能产生我们所观测到的所有基本粒子

弦网量子纠缠可以产生满足麦克斯韦方程的电磁波（也就是光波）。图像很简单：其实弦网液体中的弦的密度波就对应于电磁波，它满足麦克斯韦方程。自从麦克斯韦发现他的方程之后，我们花了150年才找到这一关于光起源的简单理解。以前，凝聚态物理学家研究了由粒子、自旋等等东西所组成的液体。但这些液体中的波都不满足麦克斯韦方程。能承载光波的媒介（被称之为以太）一直没有找到。现在发现，以太就是简单的弦网液体。弦网液体不仅能产生满足麦克斯韦方程的光波，还能产生满足杨-米尔斯方程的胶子波。这些各式各样的弦网密度波，是电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用的起源。

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