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談量子計算與准全息空間結構計算

2018/08/10   維加斯新聞報
王迪興

    量子是基於還原論在尋找“終極粒子”的過程中被認知的，最初以為它是不可分割的基本粒子，但研究結果卻證明它是不可分割的”糾纏態”系統！迄今為止，量子既不能解釋為系統，又不能解釋為系統的因數；既給不出理論解釋又給不出實用解釋；甚至連現象解釋都給的不明確。如說量子具有波粒兩象性就是一個胡說八道！量子與量子發光不是一回事，光與量子的發光機制不是一回事，光與波也不是一回事。發光機制在原子層面就可解釋清楚，即原子從高激發態躍遷到低激發態或基態就可發射光子，但光波的產生要靠無數的原子發光才能產生。就像一個水分子不能形成水波，是無數液態水分子的流動才能形成水波。研究量子的發光機制還是研究量子發出的光？兩者不是一個層面的問題，不能胡扯到一起！
    雙縫試驗你發射的是什麼？是發射一個還是連續發射？你發射的是東西是怎樣製備的？量子的兩態糾纏是如何認定的？前提不明確結果就不會明確。一個有關量子應用的世界級工程面對無數質疑，或認定為民科或說沒人能懂說不過去，一個大學物理學教授要求公佈實驗資料為何得不到回應？
    大物理學家費曼曾說：“我想我可以有把握地講，沒有人懂量子力學！” 量子論的另一創始人玻爾（Niels Bohr）也說過：“如果誰不為量子論而感到困惑，那他就是沒有理解量子論。”這與系統論的現狀驚人的相似，即沒有人懂系統論，如果誰說懂系統論，誰就要給出系統的定量形式化描述模型，並據以構造系統。可除了我們能夠基於准全息系統論構造空間結構電腦外，迄今還沒有其它先例。那麼有關系統的論述就大半是似是而非！量子理論何嘗不是如此？可偏偏有那麼一些人不甘寂寞，把量子解釋得神乎其神，要麼是自己愚不可及，要麼是把別人弄的愚不可及！
    量子研究之所以搞出個薛定諤悖論，就是因為研究量子的大咖基於還原論非得搞個非此即彼，量子系統是彼此統一，像陰陽及人體不可分割一樣，你非要分開怎能不產生悖論？結果是分與合都搞不出個所以然。原本是想得到上帝粒子，但“上帝”怎會讓你如願？如果你能得到上帝粒子，那你不成了上帝了？成為上帝不是通過追尋上帝粒子，而是基於系統論構造系統！
    所謂的量子糾纏原本是系統的常態，如易圖（陰陽魚）就是典型的兩態糾纏，它能體現陰陽轉換的週期性。它表面看是兩態（陰陽或偶數奇數）糾纏，事實上具有無數中間態。如64態（卦）、道生一、一生二、二生三、三生萬物。這種中間值態的描述給出來就是顯態，給不出來就是隱態。基於整數的加減運算關係給出描述，它就是一個具有加減運算功能的系統模型，給不出來它僅僅是個整數集合。基於有理數的乘除運算關係給出描述，它就是一個具有乘除運算功能的系統模型，否則就是一個有理數集。兩態是系統的簡化表示，事實上任何系統都是多態糾纏，都不能窮盡描述。爱因斯坦要求量子描述有完备性有合理的一面，因确定性描述及实在性判据是必要的，但也有过分的一面，因任何系统都是准完备的，系统是完备与不完备的统一。
    量子EPR 实在性判据包含着"定域性假设"，就是这样一个假设让那些量子“大咖”有了无限的遐想空间。不仅搞出个超距作用，还与人脑意识联系在一起，一下子就赋予量子研究“无所不能”的内涵！
    EPR悖论涉及量子最核心最本质的问题，即量子是有結構的系統，其因數滿足系統的約束條件，就像每一個整數都受加減運算關係約束才能構成一個具有結構計算功能的系統，這是量子研究最根本性的核心問題。以原子为例，它是由原子核及若干围绕原子核旋转的电子组成。原子的引力作用机制是由原子核的结构及生存机制确定的，假设你去掉或增加其围绕的电子数量，它就演变为不同的物质元素（化学元素周期表），说明原子有特定的组合分解机制，即有可构造性的一面。研究量子不是研究它的形态，而是研究它确定与非确定、有限与无限、线性于非线性、完备与不完备统一的结构及作用机制，但迄今的量子研究都在回避这一点。
    基于系统论，因子要受系统的制约，系统功能都是由系统结构决定的。宇宙空间任何一个星球或粒子，都要受某一级别系统的制约，如电子就要受到原子的制约，地球就要受到太阳的制约，整数要受加减运算关系的制约，这就是系统的定域性。系统因子的类型及数量决定系统功能的强弱，低层次的系统功能不能涵盖高层次系统功能，只能是高层次系统功能涵盖低层次系统功能，即量子系统功能不能涵盖人脑系统功能。一个所谓两态纠缠的系统就能产生非定域的超距作用，除非它具有四种作用力之外的超距作用。但这没有严格的理论验证。迄今为止，我们还没有掌握量子的有效描述方法，迄今所有的描述都没有体现量子的本来面目及本质属性。
    量子是個系統，系統描述一定要有數學理論基礎，後面的圖b就是准全息系統的數學描述模型。依據它就能夠構造准全息類腦結構電腦。
    系統理論有四要素：a、系統模型。b、系統因數。c、系統結構。d、系統結構法則。
    准全息系統的因數即每一個整數、有理數、實數……；系統結構即整數的加減運算關係；有理數的乘除運算關係；實數的乘方開方對數反對數運算關係……；系統結構法則即加、減、乘、除、乘方、開方、對數、反對數等數學基本運算法則……。
    有一個描述模型，還能基於這一描述模型構造系統，並體現系統的特定屬性或功能，是系統論的核心內容。系統模型一定要體現湧現性，就像整數通過兩維空間有序排列就能湧現加減運算功能；有理數通過三維空間有序排列就能湧現乘除運算功能……。
    量子作為一個系統，給出結構描述是必需的，你想繞開此路不通！講不清楚量子構成結構，顯態功能機制都講不出來，何來隱態傳輸機制？
    量子是靠它自身的結構與其它粒子或環境交互作用－－交換物質、能量或資訊，這與宏觀系統作用沒什麼本質不同。只是量子這一系統極其微小，存在週期又很短，稍一擾動就會像水的三態轉換一樣轉換為其它粒子存在形式，因而搞清楚其生存及物理作用機理，基於目前的觀測技術手段根本不現實。就像你想瞭解細菌，光有顯微鏡還不夠，還要明確細菌的生命構成機理。量子研究沒有系統論作為基礎，不僅是把自己搞糊塗了，一解釋就把別人也搞糊塗了。
以整數的加減運算關係為例，整數的加減運算關係就是整數集的糾纏態，輸出會因為輸入的改變而改變，相當於一個因數在改變另一個因數的狀態，但這不是隱態而是顯態作用，更不是超距作用。用兩台完全一樣的電腦，通過遙控的確可以進行同樣的計算，但這與所謂的超距作用無關。
    系統有一個悖論，就是基於系統才能構成系統。構成量子的因數還是系統，絕對不是上帝粒子！物理學研究有兩個基本方向，或分析或綜合，向下分析就要考慮向上綜合。量子分不下去，就要看其在上層系統中如何發揮作用，如光電、電磁、引力的產生與傳播機制等，但現實是基於量子什麼都解釋不清楚！
    有關量子的問題首先是與觀測手段的局限性有關，如測不准問題（測不准不僅僅與測量技術有關，還與狀態的不可窮盡描述有關）；其次是與認知方式有關，如糾纏、定域、完備性、波粒兩象性等不能基於還原論認知及解釋，需基於系統論認知及解釋；再就是與量子的生存與作用機制有關，如所謂的超距作用。任何系統都是確定與非確定性的統一，量子也不例外，不僅量子狀態不確定，大小、品質、性質等所有的方面都不確定。但人類一定要基於某種確定性（系統論）認知及描述量子，還要用系統理論解釋量子的生存及與其它粒子的作用機制，解釋不了就不要胡說。
    根據系統論，世界上不存在不變的東西，時間可變，空間可變，質能可變，能量可變，光速可變，系統可變。系統研究就是要給出可變的理論依據，但這一理論依據基於還原論給不出來，基於量子理論更給不出來，只能基於系統論才有可能。
    上帝通過擲骰子創造了形形色色的系統，人類只有老老實實按上帝的意願認知、描述及構造系統，而不是指揮上帝怎麼做。
    自五十年代開始，物理學研究本該走上系統研究之路，可由於我國全面繼承了還原論的衣缽，沒有走出自己的路子。甚至學科劃分都是西方的一套，這既繼承了成功的一面，也繼承了錯誤的一面，如將物理學與化學分開，科學史將會證明這是重大錯誤。假設基於化學元素週期表（物質基因圖譜）系統化研究物理學，基於元素構造系統，基於系統構造系統，物理學才會創造奇跡！
    迄今為止，量子理論都是在拿互補原理騙人說事，如基於10互補，你基於1就可得出9，基於2就能得出8，基於3就能得出7……。這一互補範圍還可以無限延伸，如100、1000……。利用互補原理就可以進行所謂的隱態傳輸，如基於10、100、1000……，你傳了個1，就相當於傳了9、99、999……。也可傳輸互補數對，到對方取其等價互補數對，如你傳了個3與7，對方根據約定就可接收為4與6，這在保密資訊傳輸領域的確有特殊實用價值。但這一原理同樣適用傳統計算及傳統通訊，且比量子計算或通訊更靈活多變，更能體現普遍適用性，借助“量子”二字只能為大把騙錢。
    迄今為止的量子研究到底有沒有實用性？如果不想繼續穿皇帝的新衣，只能坦率地講“沒有”！有人可能會說基於量子能進行超常計算。對不起，量子計算既沒有理論基礎，又沒有預期性，花多少錢、在多長時間，能搞出什麼樣的電腦沒人能說得清楚！單純的講量子計算的優勢，還遠不能與傳統電腦相比，更不能與基於准全系系統論建立的空間結構計算理論相比。
    以函數y=f(x)，x∈A為例。量子計算的輸入參數是定義域A，據說一步到位得到輸出值域B，即B=f(A)；而經典計算的輸入參數是x，得到輸出值y，要多次計算才能得到值域B，即y=f(x)，x∈A，y∈B。它是把任務分成小的部分，比如計算12+34，是先加個位，加十位，再加進位。
    說量子是集合計算過於牽強，就算是集合運算，也要說明基於哪些因數（值態）的集合。否則，集合如何定義？作為一種電腦，如果沒有明確的值態怎麼說都說不通，這就是那麼多解釋量子計算原理的都是閃爍其詞的根本原因。目前的二進位電腦是基於兩種狀態的集合（0與1），它能進行大於二的計算，在於它解決了進位問題。基於集合運算，卻說不清楚集合中具體因數的具體狀態，它一步到位的計算結果怎麼體現？在輸出值域B只能隨機取出一個有效值y，但當需要取出全部有效值時仍需要多次計算，這樣的量子計算沒有意義！
    計算功能的強弱，在於計算的原理，而不在於計算的載體。一步到位得到計算結果，的確是計算性能的最高境界。但基於量子計算不能真正如願！因提高量子計算裝置的準確性有實質性困難；因它一開始就沒有準確性的前提，即沒有具體值態描述。這與一步到位得到計算結果的願望不相稱。
    基於准全系系統論，我們確定了准全息空間結構計算原理。基於這一原理我們設計實現了16進制空間結構電腦，它可從各方面超越量子計算性能，且更符合人腦功能機制。因而不能再在量子計算上繼續燒錢了！
    基於二值態計算就是二進位電腦，基於三值態計算就是三進制電腦，基於十六值態計算就是十六進位電腦。傳統觀念認為確定多種值態計算需要有多值態元器件。如十進位電腦，就要有十個值態的元器件，這的確不是容易解決的事。我們之所以能夠基於空間計算理論實現16進制計算，是因為我們用空間位置確定了整數的計算關係，用編解碼器確定具體的值態，因而輕而易舉的就能實現16值態16進制計算。如果用量子計算實現16進制計算，恐怕再用10年都實現不了。如果有人要問量子電腦是幾進制的？答案一定讓你掃興，具體的值態都給不出，能談到幾進制嗎？ 
    基於准全息空間結構計算理論設計的16進制電腦，類比量子的所謂集合運算，它的一個位是0－15個值態的集合，用四個二進位位元就能表達。相對於二進位電腦的一位元，雖然多用了三位，但卻能多表達14個值態。如果是8位，則能表達4294967296個值態，而二進位的8位元僅能表達256個值態，同樣是用二進位位元表達，後者用32位僅比前者的8位多用了4倍，但兩者的計算能力相差16777216倍。
    用四位二值碼表示16個值態，是目前最佳的數值表達，如通常認為16進制電腦得用16個值態，但用四位二值碼即可表達。假設構造16進制的64位元電腦，計算能力並非是2的指數級增長，而是16的指數級增長。假設用二進位電腦實現64位元16進制電腦的計算能力，肯定是不可能的事情，就算基於兩態糾纏的量子電腦也是不可能的事情。
空間結構計算是怎樣超越量子計算的，不妨具體說明如下：
   
   

           圖b

    左圖是16進制空間結構電腦一個位的簡略原理圖，有A、B、C三個雙向輸入輸出埠。A+B＝C，因為邏輯可逆，故C－B＝A，C－A＝B。A、B、C的賦值可以是0－15值態中的任意一個值態（通過編解碼器確定），相對於二進位一個位，它的輸入輸出是16值態之一，如果是64位計算，其值態範圍就是64位的16次乘方。
    圖中的D是以圖1為邏輯結構模式設計的閘陣列，體現整數的加減運算關係。它比傳統電腦及量子電腦高明之處，在於A口B口C口都可多位並行輸入輸出及進行計算。A口B口c口的輸入輸出都是疊加態，且多位運算時，又都是讀寫算同步完成，是真正的一步到位得到計算結果。既不用中間結果探測也不用最後結果探測。如果用量子計算完成16值態16位的穩定計算，恐怕再有十年都做不到，且其普適性應用還無法預期。而我們前七年有一千萬元經費支持就能做到，可我們拿不到。但用於量子計算的經費可謂不惜血本！
    從系統論的角度講，一個具有運算功能的系統，一定是系統因數體現組合與分解（運算）的關係。而量子計算給不出因數的這種關係描述，因而說不出計算原理及幾進制計算就一點也不奇怪。
    量子糾纏的本質就是量子結構，講不清楚量子糾纏就講不清楚量子因數（狀態）之間的作用關係。量子因數不僅僅體現互補關係，還體現因果、邏輯或計算關係。假設把量子看作一個整數集合，整數因數的加減運算關係就是量子結構。假設把量子看作有理數集合，那麼有理數因數的乘除運算關係就是量子結構。去掉了系統的某一個因數（整數或有理數），系統馬上就會解體。但上帝不創造廢物！一個系統的解體一定會使另一個系統誕生！層層疊疊的系統互為因果關係，此消彼長生生不息。就像人類每天都有出生的小孩，每天都有故去的老人一樣。
    量子研究發展到今天，必須搞清楚如下幾個問題：
    一是研究量子的目的性是什麼？為了尋找終極粒子？對不起，這是人類發展史上最為愚蠢的想法！因為終極粒子不存在！宇宙空間也不存在奇點！宇宙空間只有層層疊疊的系統，每一個系統體現的都是個性與共性的統一。系統是系統的生存條件及生存環境。不是上帝創造系統，而是系統創造了系統。只有系統才能轉換物質、能量及資訊的存在形式，及轉換自身的存在形式。基於系統論研究並構造系統，是歷史賦予人類的使命。
    二是理論基礎。有理論基礎的研究是有預期研究，無理論基礎的研究是無預期研究。就像小孩拆鐘錶，明明知道拆開了就組裝不起來，可還是要拆，請問你是為了拆而拆嗎？任何研究都要講究研究的閉環，或是歸於實用或是歸於理論。超距作用即便存在，也一定不是單純的基於量子進行解釋，包括生命、意識等都一定要基於系統論進行解釋。基於系統研究系統有無數的事情可做，雖然很難，但只能這麼做。
    三是科學價值何在？從分析與綜合統一的角度講，兩者不能偏廢，最佳方案是尋找一個平衡點。就像聰明的小孩拆鐘錶，拆之前就要考慮如何組裝，甚至能總結出製造鐘錶的理論與技術依據。我們並不否定還原論，還原論在科學發展史上不可或缺只是不能濫用，在量子研究領域更需要基於系統論進行研究！未來的物理學只能是進一步完善化學元素週期表（物理學基因圖譜），並基於它分析與綜合。分析是繼續用還原論區分元素的不同，及元素的組成；綜合是基於不同的元素構造不同的系統，是用系統論探究系統的結構及其作用機理。
    本文總結：
    1、基於還原論與現有的技術基礎進行量子研究，導致悖論是必然的。
    量子研究必須以系統論為基礎。
    2、量子研究必需遵循“分析與綜合統一原則”，要麼把量子看作一個系統，要麼把量子看作系統的因數。沒有有效的分析就沒有有效的綜合，反之也是一樣，沒有有效的綜合也不會有有效的分析，只進行分析沒有出路。
    3、遵循結構與功能統一的系統論研究法則，才能最終解釋清楚電磁、引力、光電的產生、傳播與轉換機制。遵循定域性及因果關係法則，才能講清楚量子的本質屬性。
    4、意識是極其複雜的生命系統屬性，不是量子系統屬性。超距作用即便存在，也不是體現於量子系統功能層次。未來的確能夠傳輸系統，但前提是能夠構造系統。意識雖然類似超距作用，但必須基於系統的同構性才能明確感知及解析。目前的理論與技術基礎遠遠達不到這樣的水準。
    5、量子計算並非最佳計算，並行一步到位的計算的確能夠實現，但不是基於量子計算，而是基於准全息系統論的空間結構計算原理才能實現。
    6、隱態傳輸不必借助量子理論，基於互補理論基於傳統通訊技術就能實現。
    7、中國需要建立起公平的科研競爭機制。

    為系統化介紹准全息系統論及其應用，我們推出系列論文：
    1、    准全息系統論；
    2、21世紀的電腦；
    3、遲到的中國芯及電腦系統集成戰略；
    4、談未來電腦與人工智慧的發展。