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学霸的模拟器系统: 第282章 纠错码的极限(求订阅求月票)

    2008年7月。
    燕京大学,理科教学楼。
    这是一栋有些年头的老建筑。
    阶梯教室里弥漫着陈旧的木头味和淡淡的粉笔灰味。
    以及几百人聚集在一起时,特有的那种浑浊而闷热的体感。
    没有大声喧哗,只有那种无数人压低声音交谈汇聚成的低频嗡嗡声,像是一群正在筑巢的工蜂。
    虽然嘈杂,却透着一股令人心悸的专注与压抑。
    即使放了暑假,但对于燕大这帮“疯人院”的学生来说,所谓的假期也不过是换个地方刷题或者做实验。
    二楼阶梯教室门口,早已被围得水泄不通。
    “哎,听说了吗?昨天的新闻频道又播了一次铁基超导的采访。”
    许嘉诚穿着件印着魔兽世界部落标志的T恤,手里转着一瓶冰红茶,正跟身边的周眉飞色舞,“赵院士那话说的,依靠理论指引’,这面子给得也太足了。
    “我现在出去说我跟林神仙曾经是一个宿舍睡出来的,都没人信。”
    周衍推了推金丝眼镜,把手里的一本《量子场论》合上,语气平静,但镜片后的眼神也透着光:
    “客观地评价,55K铁基超导这个成果,确实是诺奖级别的。但我更感兴趣的是他在芝加哥发的那个关于非对易几何的论文。听说今天他要讲那个。”
    “拉......拉倒吧。”
    旁边一个身材壮实男生插了进来,正是杜德彪。
    他另一只手里拎着那个标志性的红蓝白编织袋,里面装着刚买的冰棍,“我看......看了那论文,前三页还.......还行,后面全是拓扑和流......流形,引用了一堆我不认识的数学工具。
    “我就想问问林......林大神,这脑子是不是跟咱们构造不一样。”
    “那是由于你对共形场论的边界条件理解有误。
    一个冷淡的声音像是从空气中切入。
    三人下意识地看过去。
    卫骁穿着简单的白衬衫和牛仔裤,靠在墙角,手里捧着一本全英文的《Physical Review D》
    她头都没抬,目光始终锁死在论文的某一行公式上,仿佛周围的嘈杂根本不存在。
    “上个月马尔达西纳有一篇关于全息理论的新预印本,引用了林允宁的全息纠缠熵。”
    卫骁翻了一页书,眉心微蹙,依旧没有看任何人,“他在尝试用Ryu-Takayanagi公式解释黑洞内部,但碰到了奇点问题。
    “今天林允宁如果不讲清楚这一点,他的模型就立不住。”
    许嘉诚缩了缩脖子,捅了周衍,小声道:
    “听见没?咱们年级绩点第一的卫骁姐姐,这是磨刀霍霍啊。”
    就在这时,一只手毫无征兆地搭在了许嘉诚的肩膀上。
    “磨什么刀?带我一个?”
    许嘉诚吓得一激灵,手里的冰红茶差点扔出去。
    他猛地回头,就看见一张熟悉的笑脸。
    林允宁穿着昨天那身还没来得及换的藏蓝色西装,没打领带,衬衫领口松开两颗扣子,手里拎着个再普通不过的黑色电脑包,正笑眯眯地看着这几个老朋友。
    “卧槽!......林神仙!”
    许嘉诚眼珠子都快瞪出来了。
    “叫哥。”
    林允宁锤了他一拳,“听说你上周在Journal of Physical Chemistry Letters上发了一片生物物理的文章?
    “恭喜啊,今晚撸串你请客啊。”
    周衍、杜德彪也都围了上来,一个个脸上既惊喜又带着点拘谨。
    两年多不见,眼前这个人身上的光环太重了,重到让他们觉得有些不真实。
    听到熟悉的声音,一直沉浸在书里的卫晓终于合上了期刊。
    她抬起头,直视林允宁。
    目光依旧锐利。
    “你来了。”
    “来了。”
    林允宁看着她,“听说你没去MIT?而是进了张承平院士的课题组?还发了PRL (物理评论快报)?眼光不错。
    “张老师人很好,这样的指导很难得,比出国强。”
    "
    卫骁的语气平静得像是在陈述明天的天气,“待会儿我会提问。如果你讲的东西不能说服我,我会当场指出来。”
    林允宁笑了。
    他看了看表,指了指教室大门:
    “走吧,进去说。时间要到了。”
    十分钟后,阶梯教室。
    不仅座无虚席,连过道和窗台上都挤满了人。
    甚至还有从海淀其他高校赶过来的学生。
    盛况空前,竟不啻于诺奖学者的报告会。
    林允宁站在讲台上,没有用PPT。
    他拿起粉笔,转身在黑板上写下了那句他在洛克菲勒礼堂说过的名言:
    Spacetime is a Quantum Error Correcting Code.(时空是一个量子纠错码。)
    “一直听说燕大包容性很强,那么今天,咱们不聊枯燥的公式,聊一点虚的。”
    林允宁转过身,声音在安静的教室里回荡,“大家都知道AdS/CFT对偶,知道全息原理。但我想问的是一
    “如果时空是由量子纠缠编织而成的,那么,这块布料的针脚在哪里?”
    台下鸦雀无声。
    这是物理学最前沿的无人区。
    即使是燕大的高材生,也大多还在啃食广义相对论的基础。
    林允宁手里的粉笔在黑板上飞快移动,画出了一个简单的圆,代表黑洞视界。
    “我以前做过一个有趣的推演。
    “如果我们把黑洞视界看作是一个全息屏幕,那么黑洞内部的几何结构,其实就是......被编码的信息......
    林允宁的声音不缓不急,没有用过多冗长的数学推导,就将他那个“时空即纠错”的猜想讲得清清楚楚。
    他思路天马行空,却又逻辑严密,不断地戳中年轻学者们猎奇的大脑。
    加上偶尔蹦出的连珠妙语,台下不时发出一片片善意的笑声。
    四十五分钟的报告会很快过去,到了惯常的问答环节。
    林允宁看向台下,目光扫过一张张年轻而狂热的脸庞,最后停在第一排正中央。
    那里坐着卫骁。
    她举起了手,举得很直,很稳。
    “卫验,请讲。”
    林允宁放下粉笔,直接点名老友。
    卫骁站了起来。
    “林……………先生,你的‘时空即纠错’模型很有吸引力。但是,”
    她的声音不大,却透着一股冷冽的逻辑力量,“这和现有的量子力学基本原理存在冲突。
    “如果你说时空是连续的,那么根据霍金辐射,掉进黑洞的信息最终会辐射出来。这意味着信息被‘复制了??一份在黑洞里,一份在辐射中。
    “这违反了量子力学的‘不可克隆原理’(No-Cloning Theorem)
    “为了保证信息的幺正性,纠缠必须是‘单配偶的’(Monogamy of Entanglement)的。黑洞视界处的粒子不能同时与内部粒子和外部辐射纠缠。”
    卫骁的眼神变得极其锐利,直指物理学界最尴尬的痛点??黑洞信息悖论:
    “如果你的几何流理论不能解决这个矛盾,那么视界处就不应该是平滑的时空,而应该是一个物理上的断点。
    “请问,在这个断点处,你的非对易几何如何保证广义相对论的等效原理依然成立?”
    “嗡??”
    教室里响起了一阵明显的骚动。
    “这问题太刁钻了吧?”
    “这不是逼着他在广义相对论和量子力学里二选一吗?”
    后排几个博士生面面相觑,露出了看好戏的表情。
    卫骁的问题太狠了,这是直击死穴。
    如果林允宁答不上来,他之前铺垫的所有宏大理论都会变成空中楼阁。
    林允宁站在台上,也的确感觉到了压力。
    空气仿佛变得粘稠起来,几百道质疑的目光像探照灯一样打在他身上。
    他愣了一下。
    不是因为被问住了,而是因为惊讶。
    卫骁居然已经思考到了“单配偶纠缠”这个层面?
    照这个思路推演下去,很可能会陷入多量子纠缠的悖论,从而违反爱因斯坦的“等价原理”、“统一性”或现有的“量子场论”。
    “不可克隆......”
    林允宁喃喃自语,手指轻轻敲击着讲台边缘。
    他确实还没来得及在公开场合处理这个边界情况。
    如果坚持时空平滑,信息似乎就被复制了;如果坚持信息守恒,时空似乎就该断掉。
    这是一个死结。
    除非......引入一种全新的数学结构,来重新定义“空间”的生成方式。
    就在他沉思的时候,讲台下面却起了微微的骚动。
    “他不会被问住了吧......”
    “小姑娘的问题多刁钻的,逼着人家大神站队......"
    “原来大神也有翻车的时候。”
    林允宁没有理会那些噪音。
    【天?:灵感洞察LV.2已激活!】
    那是一种奇妙的感觉。
    原本坚固的物理图像在他脑海中瞬间透明化。
    纠错码、黑洞熵,还有......凝聚态物理中用来描述多体纠缠的那个工具。
    “张量网络(Tensor Network)。"
    一个词跳了出来。
    当时在凝聚态领域,DMRG(密度矩阵重整化群)已经很火了,但在引力这边,还没人把它们联系起来。
    既然时空是纠缠编织的,那为什么不能用张量网络把这个编织过程画出来?
    林允宁猛地睁开眼。
    他没有直接回答,而是转身,抓起粉笔。
    这一次,他的手速比之前快了一倍。
    “非常深刻的问题,卫骁。”
    粉笔在黑板上发出急促的哒哒声,白灰飞扬。
    “你说的矛盾,是因为你把时空看作了一个预先存在的背景。
    “但如果我们把视角切换一下??不要看几何,看网络。’
    他在黑板上画出了一个分形的、层层递进的图形。
    不是普通的几何图形,而是一个MERA (多尺度纠缠重整化拟扎)张量网络图。
    “这是一个张量网络。底层的节点代表边界上的量子场(CFT),而上面的每一层节点,代表了通过纠缠重整化产生出来的‘粗粒化’信息。”
    林允宁指着那个网络纵向延伸出来的维度:
    “看这里!这个多出来的维度,不就是AdS空间里的径向方向吗?
    “空间不是断裂的,空间是‘涌现’(Emergent)出来的!
    “你所担心的‘信息复制”,在这个网络里,其实是逻辑比特在不同层级上的投影。就像全息照片,你切下一小块,依然能看到整体的模糊像。”
    他在黑板上写下了一行将几何与量子信息联系起来的公式:
    S_EE = min(Area_gamma/4G)
    “这叫Ryu-Takayanagi公式的张量网络解释。
    “只要张量网络是连通的,几何就是平滑的。所谓的“断点”,只是因为你的纠缠度不够,无法支撑起这个额外的维度!”
    写完最后一笔,林允宁扔掉粉笔头,拍了拍手,转过身看着卫晓:
    “所以,不用二选一。在张量网络的框架下,几何和纠缠,是一回事。”
    全场死寂。
    足足过了五秒钟。
    所有人都盯着黑板上那个复杂而精妙的网络图。
    将凝聚态物理的算力工具,直接搬运到广义相对论的黑洞里?
    这种跨界的想象力,简直是天马行空!
    卫骁看着黑板。
    她原本挺直的脊背微微放松了一些,紧皱的眉头也舒展开了。
    她看懂了。
    这不仅解决了她的困惑,更打开了一扇通往新世界的大门。
    “张量网络......”
    卫骁低声重复了一遍,然后在笔记本上重重地画下了那个图,“……………我明白了。”
    她坐下,眼中第一次对这个曾经物理竞赛的对手流露出了敬佩。
    雷鸣般的掌声瞬间淹没了教室。
    许嘉诚把手掌都拍红了,恨不得冲着台上大喊:“牛逼!林神仙牛逼!这就是降维打击啊!”
    傍晚,燕大西门外。
    一家挂着“胖子烧烤”招牌的路边摊。
    这里没有米其林的精致,只有炭火的烟熏味和孜然的香气,还有冰镇啤酒碰撞的玻璃声。
    林允宁脱掉了那身昂贵的西装外套,只穿着白衬衫,袖子挽到手肘,正抓着一串烤腰子吃得满嘴流油。
    坐在他对面的,是那曾经在物理竞赛战场上厮杀过的战友。
    “哎,我说大......大神。”
    杜德彪手里抓着个大绿棒子,脸喝得通红,“你刚才在台上把凝......凝聚态的东西往黑......黑洞上套,我看卫骁脸......脸都白了。
    “你这脑子到底咋……………咋长的?能不能分兄弟一点?”
    “少扯淡。”
    林允宁举起杯子跟他碰了一下,“其实也没有完全解决,关于黑洞的悖论很多,光有理论不行,还得有些天文观测数据才行。”
    卫骁坐在角落里,手里拿着一串烤素鸡,吃得很斯文,与周围的烟火气显得格格不入,却又奇异地融合。
    听到这话,她抬起头,眼神有些复杂:
    “张承平老师最近在带我做黑洞视界附近的量子态研究。你刚才那个张量网络的思路,给了我很大启发。
    “但我感觉里面还有问题,比如动力学演化怎么加进去......”
    “我就不跟你们神仙打架了。”
    周衍推了推眼镜,慢条斯理地剥着毛豆,“我现在进了高能所的实验组,准备参与LHC的数据分析。
    “理论太累,我还是喜欢看粒子对撞的火花。
    “林神,以后要是你在CERN那边有什么消息,记得透个风。”
    “没问题。九月份我就去CERN,到时候咱们邮件联系。”
    “我还是搞我的生物物理吧。”
    许嘉诚嘿嘿一笑,“给蛋白质算算命也挺有意思的。对了林神仙,听说你那家公司搞出了个什么AI能读论文?我能不能用用?最近看文献看得想吐。”
    “现在还在测试,等到上线了我告诉你。”
    烟火缭绕中,这群年轻人的脸庞显得格外生动。
    林允宁看着他们。
    卫骁开始思考全息原理,周行盯着LHC的数据,杜德彪在钻研拓扑材料………………
    林允宁隐约感觉到,一张属于华夏物理学的网,正在这群年轻人的杯盏交错间,悄然编织。
    这才是他回国最大的收获。
    这群人,未来会是华夏科研坚实的后盾。
    “来,走一个!"
    林允宁举起酒杯,看着头顶那轮明月,“敬物理,敬咱们还没秃顶的脑袋!”
    “干杯!”
    清脆的撞击声在夜色中响起,那是青春最原本的声音。