核心簡介：科學界認為弦理論是最有希望的萬有理論。但近期弦遇到了一些問題，比如解太多，無法實驗求證等。而最近弦理論教皇級人物威騰正在重新研究惠勒思想，也許他在試圖用惠勒在物理學上的思想，尋找到物理學上的真正意義的突破！而這篇文章介紹惠勒思想的同時，也介紹了惠勒思想在宇宙反彈理論中的一些應用。
同時，下面這張圖說明三件事情；一，早有中國人（作者）簡化了弦理論為力弦粒子，並根據分形推演出弦理論超對稱的另一個角度。二，惠勒思想與中國古代哲學有一定的關聯。三，在近幾年宇宙大反彈理論中，做的最早最全面的是中國人！
如圖，背景說明：國際上最近幾年宇宙反彈理論開始熱門，宇宙反彈理論2014年左右開始有人重新再提，2017年國際上幾個重要人物的宇宙反彈理論引起爭議，關注並逐漸熱門，作者書就是這幾年國際最早的宇宙反彈模型，書版本在2013年就掛微盤分享（後不知什麼原因被刪，當然作者還有2012年之前記錄），2015年正式出版，2016年就在微博置頂了書裡核心觀點。
科學本來是應該沒有國界的，自我吹噓讓人可能自己也不自在，這裡強調一些問題，只是希望激起大家的對事情本質的內涵。
下面回歸正題：
前段時間，環球科學發了一篇文章：萬物源於量子比特？| 數學物理界「教皇」關於量子理論的深思（點擊藍字部分能直接閱讀詳情）。裡面提到弦理論大師愛德華威滕（Edward Witten），再重新研究惠勒的物理學思想。
愛德華威滕（Edward Witten）被稱為數學物理界的教皇，美國普林斯頓高等研究院教授，威滕是唯一獲得數學界最高獎項——菲爾茲獎的物理學家。他是弦理論和量子場論的頂尖專家，被美國《生活》周刊評為二次大戰後第六位最有影響的人物，當代物理學家中H指數最高的一位。
威滕在物理學，數學方面做了很多重要的貢獻，他影響力最大工作就是發現弦理論中的 M 理論——M 理論被認為是統一物理學的「萬有理論 （theory of everything）」的第一候選。威滕在 1995 年提出 M 理論，通過「對偶」將所有五種弦理論統一在了同一個數學結構中，而後，他和其他研究者又發現，弦理論與量子場論在數學上同樣互為對偶。（弦理論認為物質的基本組成元素是細小的弦，而量子場論則是粒子物理「標準模型」的語言，描述在物質場中的運動的基本粒子）
以下來源這篇文章訪談式交流部分重要內容：
Q（訪問者）：關於對偶中的新發現，您能舉幾個例子嗎?
A（威騰）：我們找到了很多不同種類的對偶，有規範場論之間的對偶，有弱耦合弦論與強耦合弦論之間的對偶，還有著名的 AdS/CFT 對偶，這是規範理論與引力之間的對偶。AdS/CFT 對偶早在 20 年前就被發現了，然而令人驚嘆的是，它現在依然給我們帶來很多啟發。這很大程度上是因為大約 10 年前，一些新的想法使它重新煥發了活力——人們對量子場論中的熵有了新的認識，「它源於量子比特」。
AdS/CFT 對偶將反德西特時空 （anti-de Sitter）中的引力理論等價於一個描述該區域邊界的量子場論。AdS 時空——通常稱為「bulk」，因為它在更高維——中的一切信息被編碼在更低維邊界上的粒子間量子相互作用中，就像全息圖一樣。因此，AdS/CFT 為物理學家提供了對引力量子本質的「全息」理解。
AdS/CFT 對偶將反德西特時空 （anti-de Sitter）中的引力理論等價於一個描述該區域邊界的量子場論。AdS 時空——通常稱為「bulk」，因為它在更高維——中的一切信息被編碼在更低維邊界上的粒子間量子相互作用中，就像全息圖一樣。因此，AdS/CFT 為物理學家提供了對引力量子本質的「全息」理解。
Q：這就是說，時空和其中的一切就像全息圖一樣，從儲存在量子糾纏態中的信息中湧現出來。
A：是的。數學中有些對偶也能被解釋為物理上兩個量子場論之間對偶的結果。它們之間相互聯繫的方式非常多樣，所以任何一個快速得出的簡單論斷都是不完整的。你必須想像一張由不同聯繫構成的網絡，其中相同的物理問題有著不同的表述，並且揭示了不同的性質。最簡單的情況中只有兩種重要的表述，但對於回答這一問題已經足夠了。如果你要讓我舉出一個複雜的例子，那可就太多了。
Q：您對於數學與物理之間的關係怎麼看？
A：我不想給出一個寬泛的答案，還是說一說我們目前的狀況吧。量子場論和弦論的物理中包含了很多數學的奧秘，但我們還不知道如何系統地將它們提取出來。物理學家總是能夠提出一些讓數學家大吃一驚的想法，因為它們很難用已知的數學語言來描述，所以你必須從物理的角度出發來理解量子場論。
我不認為存在一種新的普適形式。我知道哪些量子場論的標準方法存在欠缺，所以我們至少可以期待能找到新的形式來描述那些理論。但我很難想像那會是什麼樣的形式。
M理論的發展
Q：有一種比較樂觀的觀點認為，存在一個全能型的量子引力理論，您怎麼看？
A：很遺憾，我想即使這種觀點是正確的，我也不敢保證它會對我們有所幫助。因為即使我們現有的理論並不完整，它已經解釋了相當多的現象。所以就算有了一個更加完整的描述，也很難說它實際上能帶來多少助益。
Q：您是指 M 理論嗎？
A：M 理論只是其中的一個候選對象。
Q：您在 22 年前就提出了 M 理論，它現在的發展狀況如何？
A：我個人認為，早在 22 年前我們就非常確信 M 理論存在了，但人們現在對它更有信心，因為AdS/CFT 至少在 AdS 時空幾何中給出了 M 理論的明確定義。不過，我認為我們對理論的理解仍然是不夠的。與 22 年前相比，理論發展主要集中在 AdS/CFT 和與之相關的內容上。但我相信，這只是其中的一個方面，一定還存在其他的重要方向。
Q：您能舉個例子嗎？
A：比如說，對時空本身量子性質的體空間（bulk）描述。長期以來，我們對此進展甚微。我想這可能是因為答案和我們熟悉的認知不同。當然，這只是我的猜測。
Q： 那您推測它會有哪些不同之處?
A：這很難說。我懷疑它會更加抽象。我傾向於認為，除了一些已知的特例，並不存在對時空的精確量子描述（比如，我們知道 AdS 空間中的確存在這樣的描述）。不過我也沒法做出更多的預見。
萬物源於量子比特？
威滕：不久前，我讀了普林斯頓大學物理學家約翰惠勒（John Wheeler）在上個世紀寫的一篇舊文章（Information, physics, quantum: the search for links 惠勒在這篇完成於 1989 年的文章中提出了「萬物源於比特」，也就是物理宇宙起源於信息）。他是一個富有遠見的人，但那篇文章在文字上很含糊。如果我在 30 年前讀這篇文章，我很可能會因為它太模糊、無法深究而拒絕接受其中的觀點，即使他說的是對的。
Q：您讀這篇文章的目的是什麼呢？
A：我想知道當人們說「萬物源於量子比特」時，他們究竟想表達什麼。惠勒曾說過「萬物源於比特」，但是在他寫這篇文章時，大概還沒有「量子比特」這個詞。不過我讀這篇文章時覺得，惠勒討論的其實是「量子比特」，而不是比特。所以「萬物源於量子比特」實際上只是現在的說法，究其根本還是惠勒當時的思想。
我不會斷言惠勒的想法是對是錯。當我剛開始讀研究生的時候，學院舉辦了一系列講座，向新生介紹理論研究的前沿進展，其中一個演講人就是惠勒。他當時在黑板上把宇宙畫成一隻注視著自己的眼睛，但那時我並不理解他在說什麼。事後我明白過來，他在解釋，當觀者自身是量子系統的一部分時，我們該如何討論量子力學。我想我們至今都沒有參透其中的奧義。
Q：觀測本身會不可逆轉地改變量子系統，造成過去與未來之間的區別。所以觀者問題可能與時間問題存在某種關聯。通過 AdS/CFT 對偶，我們了解到新的空間維度可以像全息圖一樣從邊界上的量子信息中湧現出來。您是否認為時間也是湧現的——它源於某個沒有時間的量子力學表述？
A：我傾向於認為，時空及其中的一切在某種意義上都是湧現的。惠勒在他的文章中已經預測了這一點。他認為在物理和數學中，連續的概念都是不準確的。他認為使用任何連續的概念——連續的時間、連續的空間，連續的實數——來對時空進行微觀描述都是有問題的。關於時間和空間，我贊同他的觀點。關於實數，我無法判斷，這也是我想知道的。我曾與一個邏輯學家討論來試圖理解其中的含義，不過這並沒有什麼幫助。
Q：您認為惠勒是個英雄嗎？
A：我不會稱他為英雄。我只是好奇，他所說的「萬物源於比特」究竟是什麼含義。他的想法很有遠見，超前於時代。我覺得我現在會更有耐心來閱讀這樣的文章，雖然並不明確，但能給我帶來靈感、啟發。這篇文章大約有 100 條參考文獻，看起來都很有趣。但是全部讀完估計要花上好幾個星期。我想我會挑一部分來讀。
Q：為什麼您現在會更有耐心來讀這樣的文章？
A：年輕的時候，我一直認為，我做的下一件事可能就是生命中最重要的事情。但是現在，我的想法也發生了一些轉變。花一點時間去讀別人的文章也是有好處的。
Q：與惠勒的風格不同，您是通過計算來獲得很強的洞察力。
A：我只能做些小小的跨越，而惠勒的想法則是個飛躍：他在文章開頭就說了，他不知道驗證這些想法需要 10 年，100 年，還是 1000 年。
Q：他試圖解釋物理是如何從信息中產生的。
A：是的。他的說法更加宏大：他想解釋存在的意義。
Q：惠勒對此有什麼猜測嗎？
A：沒有，他只是在討論，為了得到一個更基本的物理描述，我們應該做什麼，不應該做什麼。
Q：那您對存在的意義有什麼看法嗎？
A：沒有（笑）。
惠勒思維
以下參考《宇宙的第三種猜想》資料
回到奇點之前，惠勒的質樸性原則與時間觀念
平行宇宙空間下的旋轉聚合模型要求回到宇宙大爆炸之前的奇點時間。不過很多人沒有意識到時間回到奇點之前的重大意義。
霍金在《大設計》裡指出：「有人支持時間回到宇宙大爆炸之前的模型，目前還不清楚回到宇宙大爆炸之前的模型是否能解釋現代的觀測，因為宇宙演化的定律似乎在大爆炸處崩潰了。如果出現這種現象，那麼創造一個包含宇宙大爆炸之前的模型似乎就沒有意義了，因為那時存在的東西對於現在沒有可觀測的結果，如此我們不妨堅持大爆炸是世界創生的觀念。」
很顯然，弦理論研究者對於奇點之前的時間更加感興趣。格林在《宇宙的琴弦》中寫到，我們希望從零點開始，可能是大爆炸以前或者以前的某個時刻，理論所描寫的宇宙將在演化中形成弦相干振動的背景，產生空間與時間的傳統概念。這個框架如果實現了，將證明空間、時間和相關的維不是決定宇宙要素的根本，它們不過是從更基本更元素的狀態湧出的方便記號。
而著名物理學家惠勒大膽地猜想，現在從物理學之外給入的時間將來也可以從物理學中推導出來，由絕對的量變成近似的量，由基本的量變成導出的量。正如光速曾經是外來的、絕對的量，後來則成為導出的、近似的。事實上，惠勒希望把所有外來的量，乃至把物理學本身建立在觀察之上，希望從最質樸的觀察出發，給出量子的定義，時間的定義，並解決數學連續性和物理的分立之間的矛盾問題。
惠勒是現代物理學方面很重要的人物，他提出很多具有哲理性的思想，並提出很多被現在廣泛使用的概念。比如：著名的延遲實驗，他最早提出了黑洞，蟲洞，量子泡沫的概念；他引入了極小的距離和極短時間的普朗克尺度，並提出了普朗克尺度下量子不確定作用於本身產生的「量子泡沫」。惠勒提出「一切源於信息」，認為真實的世界基礎都源於信息。
惠勒眼中的無中生有：著名物理學家惠勒提出真子概念，真子是惠勒設想出來的一個碩大光子，如果把它放到太陽的位置，會讓經過的光線產生彎曲。有趣的是，光線本身不會知道讓自己彎曲的是真實的質量還是沒有質量的光子。經過計算，一個最小的純經典真子具有炸麵包圈的拓撲結構，其尺度相當於一個太陽，質量則達到一億個太陽的量級，這種質量並不是真的質量，卻是「沒有質量的質量」。「沒有什麼的什麼」是惠勒自己十分推崇的想法，後來又拿來創造了「沒有電荷的電荷」一說。
1981年，惠勒在訪問了中國看舞劇《鳳鳴岐山》時，看到姜子牙手中指揮一切的「無」字旗上的含義是英文「Nothing」時，他認為這就是自己倡導的「質樸性原理」，當翻譯告訴他，老子《道德經》中說：「萬物生於有，有生於無。」惠勒非常吃驚，感慨地說：「現代物理學大廈就建立在一無所有之上，從一無所有導出了現在的所有。沒想到的是，近代西方歷經數代人，花費大量物力財力才找到的結論，在中國的遠古早已有了思想的先驅。」
中國物理學家董光璧這樣分析：「惠勒的物理學質樸性原理與老子的思想驚人地一致」，「道的創生能力，自然包含著天地萬物的創生和作為『常道』的各種具體的事物法則的創生兩個方面。」
惠勒喜歡把科學理論推向極致，並以他恢宏的氣度，與其他許多物理學家一道，將物理學不斷帶向新的前沿。同時，他善於以深邃的眼光看穿世界的本質。這位大科學家生前提出過這樣的論斷：「萬物源於比特」。他認為，物理世界的所有單元，在最根本、最基礎的意義上，具有非物質的來源和解釋。也就是說，我們所說的實在歸根結底產生於「是否問題」的提出及其所激起的儀器反應的記錄。簡而言之，所有的物質性事物，究其根源都是「理論上的信息」。
在這裡，萬物源於比特，可以看作萬物生於有，有生於無。真正的理解是，這種無，不是真正的無，是一種宇宙的基本邏輯單元，形成宇宙的基本信息元素。
相對論和量子論這兩個二十世紀上半葉最偉大的兩個物理學理論至今不能融合，這本身也是一個悖論。作為為數不多的同時對量子論和（廣義）相對論有深入研究的物理學家之一，惠勒同時進行著幾個層面的思考，他提出很多有意義的思考，既考慮物理學本性的二階問題，也構想未來物理學可能的基本因素。他提出了關於未來物理學的「三個問題」，即：存在如何？量子如何？觀察如何創造？下面是幾個有意義的例子：
變易性：從物理學結構上，惠勒構造了一個變易性的階梯。這個階梯的最下層是最古老的彈性定律，彈性定律假設密度是不變的常量。而在我們能夠產生足夠的壓力之後，密度就成為變量。化學價曾被認為是原子的固有屬性，可以用來為原子排序，於是有門捷列夫元素周期表，但是原子核嬗變使這一條也發生了變化。每一條物理定律，都在某種物理條件的極端狀態下被突破、被超越。依此類推，惠勒認為一切定律都具有變易性，都不可能是不朽的，而宇宙本身也有生有滅。
物質和定律的物理學：惠勒認為麥克斯韋時代的物理學是物質的物理學，這時物理學的目的是尋找構成物質世界的基本單元，把物理學的基礎建立在更基本的粒子之上。而此後的物理學則是定律的物理學，具體的物理粒子成為理論本身的建構結果，不再基本。惠勒力圖把更多的物質轉化成定律，惠勒闡述的「沒有物質的物質」和「沒有電荷的電荷」都是這種思想的表現。
推出時間、量子和連續性：既然物質和電荷都可以從物理學自身的結構中給出，惠勒大膽地猜想，現在從物理學之外給入的時間將來也可以從物理學中推導出來，由絕對的量變成近似的量，由基本的量變成導出的量。正如光速曾經是外來的、絕對的量，後來則成為導出的，近似的。事實上，惠勒希望把所有外來的量，乃至把物理學本身建立在觀察之上，希望從最質樸的觀察出發，給出量子的定義、時間的定義，並解決數學連續性和物理的分立之間的矛盾問題，這就是所謂物理學的質樸性。
《宇宙第三種猜想》裡的思維：
如果宇宙來源於多宇宙空間大聚合，那麼宇宙的時間推論到奇點之前的時間具有非常大的意義，意味著我們的宇宙很多基本的東西，比如基本粒子，星系物質等具有一個歷史更悠長的時間，甚至一些物質遠遠指數級的超過了138億年的範圍，多宇宙空間繼續對我們所在的宇宙保持足夠的影響力，比如我們的宇宙在多宇宙空間環境下旋轉，受到多宇宙空間環境下作用力，互相的粒子及能量交換等，只是比我們視野更加廣闊。
你可以展示更基本的粒子是如何在更大，更微觀領域影響我們宇宙形成的，在宇宙聚合反彈過程中，量子力學與宏觀時空同時演化。
越是微觀的領域可能牽涉更廣闊的平行宇宙空間及更快的速度。把惠勒的物理哲學思維與宇宙大聚合模型結合起來會重新解釋更多問題，出現視野更廣闊的物理架構，對於量子力學與相對論的融合，或誕生新的物理學計算提供更好的幫助。
弦理論需要一個多維空間，中國的很多物理學家更喜歡多層級的宇宙，作者在《宇宙的第三種猜想》中提出了一個力弦分形的多層宇宙模型。由於篇幅有限，這裡暫時不能一一細講，這個多層級宇宙模型本身建立在三維空間之上的，基本粒子是有力弦粒子多層聚合的結果。在多宇宙空間，時間是可以獨立出來的，有量子與更大宇宙空間演化而來。在這裡我們提出一個多層級的宇宙代替多維空間思維。根據彈性定律，形成不同的層級宇宙需要不一樣的物理學過程，甚至在我們宇宙之外，有更基本的粒子形成過程，像類似量子糾纏超光速行為可能是決定性的因素，並因此產生區別於四大作用力的額外力，我們的四大作用力及暗物質，暗能量會獲得更好的解釋。
力弦粒子是力與粒子的本質
弦理論加以改造，把弦認為是宇宙「基本」元素的虛無誕生，在深層，宇宙粒子與物質是有超高速度、出發點一樣的弦、經過不同層級的蜷曲構成。因為蜷曲一次，速度降低一次，從比普朗克長度10-35米更小的尺寸10-160米（這個尺寸已經超越常識，物理界認為普朗克長度已經足夠的小，當然更小的就是無了）開始。
在多層宇宙之下，真正的萬有引力（粒子壓力），是從更基本的「無」的單元、從更大範圍（我們宇宙的外層的外層）的聚合開始的。力在不同層級的宇宙有其不同的表現，有的粒子具有宇宙後續創造性，部分性質不屬於多層聚合宇宙誕生的起因，人類通過儀器也無法觀察到。
從宇宙的深度來講，力就是粒子，粒子就是力。由於多層宇宙裡，宇宙自身循環往復，圓轉無窮，由於宇宙微觀「無」單元的特性，宇宙宏觀與微觀集合，賦予了萬物第一推動力，由此萬物可以從「無」到有，力與粒子糾纏一起。宇宙基本信息也有自己的自我性與宇宙屬性，那麼每層宇宙都應該有自己力的獨特性。
根據新的物理模型，宇宙的信息單元在宇宙中具有兩性，一個是自我性，一個是宇宙屬性，然後進行聚合運動。在形成不同宇宙層次後在不同層級的物質聚合有其獨特作用表現。任何的力都是來自多層聚合後的綜合反映，並對於力的本質屬性來說，來源於基本單元的自我屬性與宇宙屬性這兩個方面在多層聚合運動中的表現。每一層的物質聚合，都是體現基本單元的這兩個屬性，但表現在每一層的自我獨特屬性上，而每一層又具有宇宙屬性。
粒子的自我屬性應該一般表現在向外的衝擊力量表現為排斥力，與所在宇宙層級的束縛力量表現為引力，兩種力量達成平衡後形成穩定粒子。正如弦理論認為的R與1/R.之間存在對稱性一樣，越是微觀粒子，越與宏觀宇宙存在某種對應聯繫。
超級對稱
分形幾何表述了宇宙的一些微觀與宏觀的內在聯繫，其不僅僅上下左右對稱，還揭示了一種局部與整體的對稱，使系統中的每一元素都反映和含有整個系統的性質和信息。這與生物學中，「細胞含有全部生物信息」完全吻合。弦理論認為，宇宙中粒子宇宙也存在著超對稱性，R與1/R的宇宙定律是相同的，比如已知的宇宙半徑約為140萬億光年，約等於1026米，那麼1026米的宇宙與10-26米的物理存一樣的物理定律，R與1/R的世界是不可區別的。
物理學家惠勒提出「萬物源於比特」。他認為物理世界的所有單元，在最基礎的意義上具有非物質的來源和解釋，歸根結底產生於「是－否問題」及其所激起的儀器反應的記錄，所有的物質性事物究其根源都是「理論上的信息」。霍金認為宇宙可以「無中生有」 ，這種「無」不是真正的無，是一種宇宙的基本力弦粒子的邏輯單元，形成宇宙的基本信息元素。
當然作者認為，正如分形幾何揭示的那樣，雖然存在著每一元素含有整個系統的性質與信息，細胞含有生物體的全部信息。雖然宏觀R與微觀1/R的宇宙學定律存在著關聯性，信息聯繫性，但是這種對稱還是屬於不同層級的對稱。正如細胞還是代替不了生物體一樣，在物理學上宏觀R與微觀1/R的宇宙世界裡，這種對稱絕對不具備統一的物理學定律，他們只是關聯的。也許一個直徑達到10160光年大多層宇宙裡，裡面所有的基本「無」元素都處於糾纏態中，而他們又是獨立的，但擁有大宇宙的屬性及各層級宇宙粒子的屬性。
點評一下：
首先，大家看到弦理論有困境了，才去了解物理學背後更多的內涵。其次，我回答一下有些朋友對於《宇宙第三種猜想》裡沒有數學的困惑，合理的物理構建也是科學，正如弦理論更多屬於數學構建推演反而遇到困難一樣，好的物理模型構建也會為數學指出路徑。一個好的模型如果去掉物理構建，就失去了基礎。正如弦理論一樣，任何一個理論，個人能力有限，需要更多人參與。就是這些也用了二十多年尋找問題，數學這條路由於精力與能力問題，暫時個人是不準備搞的。
宇宙大爆炸提出過程：
一，是為了解釋宇宙學的矛盾。
二，是根據相對論數學方程的推演。
三，是後來獲得了很多驗證，比如微波背景輻射。
但是，這幾年提出宇宙反彈理論，恰恰是原來的物理學模型出現了很多矛盾。指出宇宙大爆炸錯誤，並提出反彈模型，並不一定要用數學指出。
中國人長期的科學不自信包括塑造的環境對科學造成了很多的誤解，認為所有問題必須數學打頭。一個好的模型，物理構建屬於重要的基礎，數學只能在這個基礎之上解釋問題，好的單獨數學也可以對物理學有初進作用。一個好的模型，需要物理，當然也需要數學，如果物理模型建立的好，那麼數學能找到路徑依賴，至於真實的宇宙是否數學能解釋問題，這個事情只能說不確定，交給時間吧。
但《宇宙的第三種猜想》提供了多條數學路徑，比如可以根據哥德爾的思路尋找相對論數學答案，推演相對論之前的聚合時間，把彎曲時空簡化為三維時空，時間單獨獨立出來，成為後期演化的結果，賦予不同時間宇宙不同的物理學意義，而且可以在多宇宙空間下把量子世界聚合與相對論宏觀宇宙空間產生很好的結合起來。另一條數學路徑就是在弦理論簡化為力弦粒子的情況下，重新塑造弦理論數學，並在多宇宙空間下把量子聚合與宏觀相對論空間誕生結合起來。還有其他數學路徑比如分形數學的角度重新打造一個聚合旋轉反彈的宇宙模型。