万物源于比特:哈特尔-霍金态与德西特观测者的量子力学

封闭宇宙的单态陈述引发了广泛讨论。本论文从哈特尔-霍金态与德西特空间的视角审视其物理意义。研究团队论证了封闭宇宙的单态特性与德西特空间内部观测者体验的有限维量子力学完全兼容,且这种兼容性既不需要混合α-扇区,也无需修改引力路径积分规则。通过严格区分“婴宇宙希尔伯特空间”(即外部视角下的封闭宇宙集合)与支配单个德西特宇宙内部量子力学的“体希尔伯特空间”,表观矛盾得以解决。婴宇宙希尔伯特空间及其交换算子代数并非量子力学意义上的希尔伯特空间:它仅是经典概率论的数学重构,完全不具有量子力学结构——这是封闭宇宙单态特性的直接结果。因此,试图直接在婴宇宙希尔伯特空间构建量子力学会混淆两个逻辑上独立的结构,导致物理上错误的结论。相比之下,德西特空间内部观测者体验的量子力学源自婴宇宙希尔伯特空间编码的经典统计,这为惠勒“万物源自比特”思想提供了具体实现。通过完全求解一维德西特时空的拓扑玩具模型,该工作系统展示了这些特性。研究过程中,团队澄清了德西特熵的物理意义,证明其对应于底层态的粗粒化熵。

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提交arXiv: 2026-02-05 17:50

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