数学宇宙学与多面体理论

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 该文本描述了一个数学单面体,只有一个面和一个边,展示了复杂的几何结构。
  • 作者提出了一种受安德烈·萨哈罗夫启发的双层宇宙模型,涉及具有相反时间坐标的双生宇宙。
  • 他探讨了四层宇宙的概念,其中不同区域具有反平行的时间箭头,将几何学与物理学联系起来。

数学宇宙学与多面体理论

... 这是一个我某天下雨时发明的单面体。如果你仔细看,这是一个只有一个面和一个边的多面体。如果你在该面的某一点上取一个法向量,并让它旋转一周,它会重新出现,但已经旋转了90度。只有在第四次旋转之后,它才能恢复原来的位置。

...我之前是凭空想象画出上面的图。但现在已经有程序可以处理这种物体了。那些已经下载(免费)Cosmo Player或者愿意下载的人可以欣赏我的朋友Christophe Tardy在该单面体上的作品。在那之前,我重新用绘图编码处理了该物体的唯一边,就像他从一张图片中提取出来的那样。据我所知,目前还没有软件能用点画来表示隐藏部分并中断线条。但也可以使用更淡的云状图案。

...无论如何,我们这里有一个唯一的边,没有任何顶点。

...这是数学上的奇观吗?也许。如果您已经看过我的科学作品或其通俗介绍,您可能知道我正在发展一个“双层宇宙”的宇宙模型,最初的构想来自André Sakharov(1967年)。顺便提一下,这两个“宇宙的两个面”有相反的时间坐标。关于时间或“时间”的问题仍然棘手。这个词是最难捉摸的。什么是“时间之箭”?我们能说“两个反平行的时间之箭”吗?(这是Sakharov最初的设想)。

...在我1994年发表在《Nuovo Cimento》杂志上的论文中,我曾考虑过一个想法,这个想法最初由Linde在1988年提出,即这些“双胞胎区域”实际上可能是“对极区域”。因此,这两个双胞胎宇宙(与Linde不同,我设想的两个宇宙通过引力场相互作用,而他的宇宙则完全互不干扰)。因此,它们是“既是两个又是同一个”。一个数学家会说,这种结构是双层覆盖(球面S2是Boy曲面的双层覆盖)。在《Nuovo Cimento》中,我设想了三维Boy曲面的双层覆盖(P3),将超球面S3的对极区域重合。但我一直认为,实际上可能是P4的双层覆盖,将超球面S4的对极区域重合。在这种情况下,这个既是唯一又是双层的宇宙中两个“相邻”区域的相互作用,会将超球面S4上的对极区域重合,这些区域不仅互为镜像(P对称),而且也是T对称的,即“具有相反的时间之箭”。我们又回到了Andréi Sakharov的想法。

...单面体是四层宇宙(“宇宙多面体”)的一个教学图像。一个“既是四个又是一个”的宇宙。四个这样的“相邻”区域将相互作用。但这些区域会是什么?我们又该如何在这样的图中“读取”它们?单面体的右侧截面(只是一个教学图像)是一个正方形(因为它是由这个正方形旋转产生的,详见C.Tardy制作的虚拟现实图像)。正方形截面的四个边代表宇宙中的四个区域,它们会相互关联。因此,至少在局部上,我们可以称之为“四层覆盖”。如果我们将单面体表面的法线视为时间之箭,那么它会随着这个生成正方形一起旋转。因此,这四个宇宙部分将具有“十字形”时间之箭,两两反平行:

...也可以这样描述:存在两对双胞胎宇宙,它们的时间之箭两两反平行。这在某种程度上是:

( Sakharov )2

...为什么要如此复杂?这难道是一种新的几何游戏吗?嗯……让我告诉您我真正想的是什么。当我构建双宇宙模型时,我证明了第二个宇宙可以容纳与我们非常相似的物质,包括它的双胞胎质子、双胞胎电子、双胞胎光子等(我们使用“双胞胎”一词,由Sakharov提出,或者“幽灵”一词,更流行于超弦理论世界)。我还表明,反转时间实际上等同于反转质量,因此也等同于反转能量。

...Linde是Sakharov的学生。1983年,我在莫斯科国家酒店的一间房间里与他进行了长时间的讨论,他来与我会面。1988年,他提到一个双宇宙,其中两种物质的能量是相反的。然后,意识到在同一个时空区域中共存这两种物质可能会带来问题,他将“另一种物质”——能量为负的——放到了对极。但这样做时,他并没有意识到他重新发现了他导师Sakharov的想法(Sakharov主张相反的时间),因为(J.M.Souriau 1972)反转时间或反转质量和能量实际上是同一回事。...如果您有勇气或能力阅读《几何物理学B》的论文,您会看到双宇宙中也存在物质的对偶性。不仅存在双胞胎物质,而且在第二个宇宙侧面中也存在双胞胎反物质。

...所有这些都可以扩展到四层的上下文中。这样,我们将得到一种虚数物质和一种虚数双胞胎物质(与我们相比,它们具有纯虚数时间之箭,彼此反平行)。

...问题:这种虚数物质如何与我们的物质相互作用?我坦白说,目前我还没有任何想法,但我一定会找到办法。几何学是一个充满各种技巧的丰富世界。...让我们暂时停下来思考这个想法。相对于我们,这个虚数世界是什么?从词源上讲,这是一个元世界。...理论物理学家和宇宙学家的装备,也就是一个优秀几何学家的装备,可以设想(正如Linde在1988年所注意到的)“平行世界”,其中的粒子可能与我们相同,或者因为它们是我们的镜像(P对称性),或者因为它们是负能的双胞胎(T对称性),或者两者兼有。在这种情况下,为什么我们不干脆大胆地设想具有纯虚数参数(质量、电荷、时间之箭等)的粒子?这将引出一个元世界的想法,它也可能由粒子构成,遵循一种与我们非常相似的纯虚数物理,我们或许可以称之为“元物理学”。

...我不记得是哪位哲学家写过“形而上学是一片大海,而我们没有船也没有帆来渡过它”。这句话是否是最终的谴责?让我们思考一下。不久以前,直到有人成功合成尿素(Wöhler于1828年),人们一直认为“生命”是“上帝或大自然的领域”,根据不同的选择。我们不得不承认,从那时起,情况已经发生了很大的变化。...用另一种说法,“上帝”或“大自然”是否可以被方程表达,通过几何、群论和场论(或者通过超弦编织的网来捕捉)?

...我相信,我们不应事先禁止任何事情,但要结合大胆和谦逊。关于生物学,最近几十年的成功让我们产生了一种错觉,以为我们能够做很多事情,我们“取得了巨大的进展”,最终不久之后,我们将了解所有关于被称为“生命”的现象(这是Joël de Rosnais这个永恒乐观主义者所持的观点)。确实,我们能够绘制DNA分子图谱,能够用拇指和食指夹住基因,把它们从这里拿到那里等等。

令人印象深刻。

...但Testard说:“这行不通”。这样移植的基因会失去其原始功能,或者根本不再起作用。当然,这是基因移植者不会大声宣扬的事情。但Testard却这么说,这让他们很烦恼。基因工程可以制造大量泡沫,获得资助并申请专利。我不是生物学家,因此对这些事情并不十分了解。请阅读Testard(Seuil出版社的可信人物)。结论是,通过这种方式做地图测绘,我们并没有取得我们所期望的那么大的进展。“DNA”Testard说,只是一个数据银行。据他所说,这种复杂的分子并不包含“细胞的全部智慧”。这种“智慧”应该在细胞本身中寻找,而细胞才是“真正的基本生命实体”。基因移植者就像那些在房子里移动某些元素的人,比如把门把手和锁安装在墙上而不是门上,惊讶于它们不起作用;或者把电灯泡接在水龙头上,惊讶于它们不亮。

开放性问题。

...有了这个四层宇宙,空气中弥漫着形而上学的气息。最坏的情况,这只是一个几何学家的尝试,是朋友之间的一种娱乐。最好的情况……我不知道。

...无论如何,双胞胎宇宙作为双层覆盖,值得被称为“平行宇宙”。如果我们将它们的时间之箭视为空间表面的法线,并且这些时间之箭是反平行的,那么这两个空间就像涂在二维表面两侧的两层油漆。

...在同样的思路下,另外两个宇宙,它们具有纯虚数时间之箭,可以被视为“与我们垂直”。由此产生了这样一个定理的想法,也许有一天会实现:

与同一第三个宇宙垂直的两个宇宙彼此平行。

有待进一步研究。

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