梵天有道诠释臆想图
（注意是臆想，并非坚决认为如此；这几张彩图都来自WMAP观测到的CMB不同阶次的解析天象）
1、附CMB资料
哈勃望远镜观测到的CMB是高度均匀的，但不是绝对均匀。David T. W.和Brian E.在1970年代统计发现CMB中有“双极”天象，温差达0.003 K，或( T / T) 10-3，这符合狮子座上的本动速度600km/s。因此，一般解释为地球运动经过太空（地球本动）产生的多普勒效应。确切地讲，地球相对于宇宙“共动”坐标系作着运动，所以CMB光子在我们的运动方向上稍有蓝移，在与我们运动的反方向稍有红移。这种蓝移/红移改变了CMB的温度，这种效应综合造成了“双极”特征的半天球温度各向异性。
银道坐标系WMAP天图中的双极（l = 2），可见黄道平面，超星系平面(SGP)，二分点和宇宙双极。可用描述双极和四极温度各向异性的矢量来定义相对于平面的四根法线：双极用一根法线来定义，八极用三根法线来定义。黄道平面勾勒出双极与八极结合产生的零迹，宽阔的扫描带横跨全天---可很好地分别出北天“热点”与南天“冷点”。【这恰可对应太极图中的两个鱼眼，只不过一般太极图是二维的，而宇宙太极图是三维的、甚至更高维的（需要几何想象力！）】。
有学者研究了宇宙CMB图上的异常，探讨了新的可能性解释。三个独立的异常涉及双极和八极。宇宙双极自身潜藏着1/20级的异常（WMAP团队观测到的八极天切面更加微弱，显然因为银河系的本动，而不具宇宙学特征）；宇宙八极自身也有1/20级的异常，也相当平坦。
虽然这三种情况都有1/24000的先验偶然性，但是科学家们为降低这种后验统计特征，已寻找了大量的候选异常。在最简单的小宇宙模型中，宇宙具有超环面拓扑性，具有一个半视界尺度的小维度，方向朝室女座，这可解释前面三种情况。为完善该模型，有学者采用了形态检验：S统计检验和匹配圆检验。
采用第一年WMAP数据，绘制全天图的多极矢量框架。两个最不具有宇宙学兴趣的多极l=2和3，实际上是统计学不均匀的。这些结果可与采用相关手段所发现的作比较。特别是，两极和八极平面出人意外地具有规律。而且，将两极与八极相结合，令人惊讶地出现其几何特征与太阳系运动方向一致。已有科学家探究了这种银河前景（Galactic foreground）特征，它不可能导致这些相关性！
多极矢量（Multipole vectors）对全天切图很敏感，科学家证明，采用切天法包含了较大的误差，因而弱化了观测相关性，而保存了它们与全天观测结果的一致性。最后，对COBE切天图作检验，简便地扩展了对多极图像的分析。如果我们观测到的相关性实际上是非宇宙起源信号，那么很可能将要减少CMB背景上的低l幂特征，这对于我们理解大尺度宇宙具有重要意义。
双极与ILC八极视图。采用摩尔投影，标准CMB色标。可见，星系坐标系和黄道坐标系。黄道平面表示为实线。
然而，这些与太阳系几何的表面联系是令人迷惑的，当前未得到完美的解释。对于WMAP 中最大尺度CMB扰动特征，能否有其它解释？【难道这暗示微波背景辐射中隐藏着更大尺度的涨落（the largest scale ripples in the university）？这是量子宇宙最初的自旋痕迹(the earliest spin trace of quantum cosmos)吗？！呵呵，异想天开。但说句来实话，我第一次看到这几张微波背景辐射不同阶次的解析图像，第一个反应是量子宇宙涡旋（quantum cosmos vortex），呵呵，不过这种想法感觉有些民科。】
普朗克全天扫描图。根据WMAP三年观测到的数据，科学家们绘制的婴儿宇宙的全天图像。图像揭示了137亿年古温度扰动（天图中表示为颜色差别），对应于星系形成的种子。高阶的微波背景辐射，具有大尺度的各向同性；而小尺度涨落是量子宇宙大爆炸冲击波纹的痕迹。
CMB参考资料：
http://hera.ph1.uni-koeln.de/~heintzma/U/CBR1.htm#K2.1
http://space.mit.edu/~angelica/topology.html#lowpoles
附录：《乱侃真空量子宇宙》
1、辩证真空
真空是物理中最玄奥的概念。真空分为真真空（简称真空）、伪真空（简称伪空），正曲率伪空（dS真空）、负曲率伪空（AdS真空）---至于，弦论中有10的100次方种真空就别扯谈了。如何理解，两者如何联系起来？我的理解是，正反真空通过虫洞联系起来，一入一出。
真空是伪空的基态，真正的完美对称，对称性还要高于dS真空、AdS真空，最高一级对称，或曰自对偶的“表观奇点”；真空熵极大，也极小；最平衡，也最不稳定；既存在，也不存在。一切平常概念、逻辑和定律在此失效。我们需要建立和健全新的自然哲学观。
自量子而言，真空的热力学最平衡、量子熵极大；但就最整体而言，由于各向同性、各点同律且自身超对称，因此真空最有序，熵最低。宇宙熵疑难问题不在于别的原因，在于熵本身这个概念是不完备的，因此在描述宇宙宏观现象时，出现了佯谬问题，因此需要新的概念来弥补熵的残缺。熵片面地抓住了状态混乱度，而忽视了系统的“层级序”和“隐卷序”，这些东西一直没得到重视和恰当的刻画。
从能量上而言，真空势能最低，因此应最稳定；但由于假设它超对称（最高对称）复流形，因此真空最易自发破缺，且不断变化，即不稳定。如何理解这个悖论？其实，这是用形式逻辑来错误地思考辩证法中最高概念造成的。最稳定是说真空是永恒的基态，一切偏离（表现为信息偏差），都将逐渐振动衰减回到极低能态。注意这句话是从能量角度来定义真空的稳定性的。而后句，真空自发破缺，这是从含一维时间的复流形角度来定义真空的不稳定性的。这是看似矛盾的说法，其实是从两个不同角度定义的概念，所以不具有可比性，也谈不上矛盾。可见，通常的形式逻辑的思维是多么的初级！
另一方面，真空实际上等价于一个“从数量上没有任何规定性的零，从几何上等价于一个没有任何内容的点”，这就是零点。从这个意义上讲，几乎可以说真空不存在！但是，我们必须承认人类的探测能力和认知水平有限，宇宙下限如何小于普朗克尺度，那么就可以说宇宙的本体是连续的真空，而且它就是不断涨落量子泡沫的海洋。从这个意义上讲，真空应该存在，而且是连续统。首先承认人类的知识存在极限，即承认无知，这样反而使得我们更完满的理解宇宙和量子。
以上从三个方面，辨析了真真空的概念，解释了真空的主观逻辑矛盾的根源。矛盾是什么？矛盾是低维空间中见到的混乱的影子，哲学家们对这种术语丛林里的无聊游戏一向乐此不疲。
至于伪真空（伪空），它是真空的相变产物。真空因量子隧穿而跃迁到伪空，具有更高的势能，然后平滑滚动（暴胀）回反真空。相对于真空，伪空仍很对称性，但自对偶（超对称）自发破缺了，“零点”散逸成“希格斯子弥漫而成的元气”。纯量场“破缺”成向外的向量场（出场），瞬子从纯粹的拓朴结构“进化”为有时空的复流形。其中，物理学家们最常用的方法仍是微扰，微扰产生变化，微扰打破真空基态的表观宁静，荡漾出美丽的引力涟漪。然而，微扰法的哲学含义是什么？实际上，采用微扰法的同时也就顺带赋予了时间和“第一推动”（如量子噪动）。
2、论时空维及镜像
无论是零维量子、一维弦、二维膜、三维场，还是高维时空，都是大脑对世界存在和运动作追根揭底探索的产物，它们根据全息原理而可以相互等价。无论是什么形式的拓朴元上场表演，都是数学物理学家手中的道具。其中3维空间+1维时间是人类直接经验到的四维时空，3+1维时空不多不少，至少表观意义上是最为复杂最为玄妙最为稳定的。
但如果要探索宇宙起源的极限，或者说只要人类承认宇宙基本物质存在一个下限，那么看起来四维时空就不够了。在那个不能再深入的普朗克极限，也就是三维空间的每个空间轴在“原点”的邻域处断掉了，负轴因似乎彻底变得无意义而去掉了，也就是整个宇宙从原点邻域散发出六条相互正交的空间正轴，这六维空间卷曲在微小的范围内，在现实的平直四维时空中是难以探测到的，可称之为“六维内空间”，它或许就是充斥着反真空的量子泡膜流形！反之，如果我们承认宇宙之外不存在任何事物（宇宙无外，即太一、量子宇宙），那么就必然为整个物理体系孕育了“起源于表观零维的奇点”的理论种子。而这个表观零维的奇点恰恰就是宇宙的时空下限---6+1维的量子泡膜流形！为何内空间又加上了一维时间？因为我们必须假设即使这个六维内空间也不是绝对静态的（从四维现实时空中“感觉”是表观静态的虚空间），它仍然存在复杂的运动，即存在而不可感知的虚时间。这个6+1维内时空必然与3+1维实时空相互耦合，而且相互镜像，如果将实时间和虚时间简并为一维（内外如果割裂为二维时间，那是不可理解的），这就是10维整体宇宙。既然外在的实时空在演化，那么内空间也应同时在演化，不过其衰变速率在实空间看来是极其缓慢的，所以整个宇宙的基本物质是表观稳定的！
但是，许多人仍然感觉其中的六维内空间太玄了，不舒服。没错，这六维内空间（注意，从外在宇宙看，这个内空间是虚的）确实是自身镜像对称的，完全可以进一步简并，即“六维内空间=三个虚空间维+三个虚虚空间维=三维太极复空间=三维空间”！这是个什么样的奇特镜像世界！---两大坐标系相互正交的太极复空间---卡丘流形？它的奇妙之处，就是自身再次“镜像”映射回四维的实宇宙！正如通过二维的镜子，我们可看清我们自身的面容；而内空间就像一面六维的镜子，我们只有通过它才彻底看清了宇宙全体的形象---原来是个镜像的层级宇宙。这下，对宇宙的刻画就完美了。
3、论量子宇宙及虫洞、基因
至于那最纯朴的大爆炸之前的没有任何外空间方向的真空纯量场，那已超出了人类的探测极限，就只能用拓朴学和数论、混沌学来推测和演绎，那里只有量的变化，可以有空间维度但没有实空间距离的概念，更没有实时间的概念，这姑且取名为“朴素宇宙学”（simple cosmology），即量子元泡内真空宇宙学，也就是所谓的“奇点”内流形胚。
不考虑速度和极限速度，这难道还是现实的物理学吗？还是某种前物理学？速度是背景距离与背景时间之比，故速度也是个背景概念，一切实速度皆为表观速度；而对于前宇宙是没有背景的（有也不可观测，也就没有实时空的，故谈不上实速度，自然也谈不上极限速度。光速？光子还未脱耦逃逸出来，何来光速？在这种情况下，无外时空，只有内时空，即点内虚时空（表观玄寂的潜运），故没有经典因果联络，平常形式逻辑失效；纯量点阵间的作用是超距的，纠缠是全域性的，即宇宙元量子是凝聚同态的，纯量场的结构和变化是完全内在导致的，即前宇宙是纯粹内蕴的。《张衡宇宙论》曰“迟速未知而定纪，如是庞鸿乃道干。”
这样说似乎很拗口，消解了实时空，又来了个虚时空，但虚时空用来描述反真空世界，这种概念的引入暗含了超对称原理；而且，实时空、虚时空的粘结点即元量子虫洞，宇宙整体或多元宇宙由此圆满的、甚至光滑的粘结起来。当然，这种阴阳两个实、虚世界用平常语言来表达就很别扭（因为平常语言充满着矛盾的含义和模糊的隐喻，不确定性和冗余性是其特征）。其实当我们说“当我们说前宇宙时”，这句话已先验的设定了时序概念，因此可以不用“前宇宙”的名称，且称为“玄珠”（即宇宙奇点、量子宇宙、宇宙元泡）。彭罗斯曾提出时序保护原理，似乎他认为时间比空间更重要。但我一直认为空间比时间更根本，即“时间是空间所孕育的流形表象，时间起源于真空场”；这等价于说，在某种微观尺度内存在超距作用（瞬即效应）！超距作用出现在普朗克尺度内，这是好理解的。这就意味着全域作用、全域纠缠，即牵一发动全身，比蝴蝶效应还敏感的混沌纯态。大爆炸只是伪空对称自发破缺（元气相变）的结果，随之，实时空诞生，空间快速暴胀，导致光速来不及全域传播作用和信息，真空开始畴状化（即局域化），从而产生引力，量子宇宙泡开始退相干，量子纠缠密度降低，表现为温度降低，宇宙冻裂，物质凝结。于是实空间、实时间、实粒子，三元参化，经典世界呈现。
量子宇宙就像一个诞生之前的婴儿，是真空孕育的神奇胚胎，具有特殊的宇宙骨架和常数内禀性，谁研究透它？上轮宇宙（precosmos）的量子信息“完全遗传”到了这轮宇宙中来了吗？还是存在某种宇宙基因（cosmic geno）变异？宇宙原始基因又是如何进化的？通过什么样的宇宙拓朴结构作为遗传基因？！这些基因编码在量子宇宙的太初波纹上吗？它可以用什么样的混沌真空场方程和具有什么样拓朴结构条件的宇宙波函数来表达吗？这应该是一个最玄奥的前物理问题，这是纯数学统治的领域，这究竟是个什么样的世界？！解决了这个问题，人择说、设计说、奇迹说等都应闭口了。
4、太极宇宙模式假说
如果宇宙确实是一包超流体（姑且称之为“庞加莱宇宙流”），那么它就应有自己的出场（太初白洞，dS真空？）和入场（终极黑洞，AdS真空？）。宇宙如何由这两个“鱼眼”内部连通起来吗?---混沌宇宙的元量子凿洞（the metaquanhole of chaos cosmos），自捏了一个词。当然，由于量子宇宙是完美对称的真真空（dS真空与AdS真空的基态），故极其不稳定，具有强烈的凿洞本性（隧道效应），于是自我干涉叠加，愈加紊乱，虫洞数超指数式增加（等价于曲率熵（即魏尔熵）递增、实时间一维流逝），导致混沌不断开窍（据高拓朴亏格定理暗示），宇宙暴胀（宇宙波函数反坍缩，引力作用局域化），时空延展，内维隐卷，缔膜脱耦，粒子退相干，经典万物诞生。显然，这个宇宙模式，既不同于牛顿的经典宇宙模式，也不同于爱因斯坦的静态宇宙模式，也不同于纯粹的爆炸宇宙模式，也不同于弦论的高维宇宙模式，而是一个基于有限无边的、正反真空连通一体的、自洽自足自镜像的超流宇宙模式，简称太极宇宙模式（Supreme Ultima cosmologic Model or Taiji cosmologic Model）。当然，具体形态不是一般可以模拟出来的，奇异的瞬子应具有复杂得多的流形结构，甚至远超我们的想象极限。
最后注意，开头那张神秘图解，显然带有点玄学味道。要是在太初宇宙“各向同性假设”与量子宇宙“自旋取向（手性场，各向异性）假设”之间作选择，还是偏爱前者，因为这样需要的先验信息更少；然而，仍还觉得宇宙真空太初以来可能就是各项异性流，只不过随着时间的流逝，才逐渐演变得趋近各向同性。宇宙最初可能具有一定自旋速度，但随着宇宙膨胀而逐渐衰变趋零。但注意宇宙有自旋速度这种措辞，暗含了我们这个宇宙之后有某种更广大恒久的时空背景（真空母体宇宙？进而可导致多元宇宙），所以宇宙自旋这种说法可能是“冗余的”。因此，表观玄静、内藏潜运的太极宇宙作为现实宇宙的起源，是足够简洁、优雅的，哲学上、几何上都是可能的。宇宙微波背景辐射上如果剔除了星系本动效应，仍然具有某种微弱的涡旋痕迹吗？如果怀疑各向同性假说，CMB各向异性研究有可能将其揭示出来吗？
中财网
(2011-10-07 18:48:52) 标签：