[論文レビュー] Process Physics: From Quantum Foam to General Relativity

Reginald T. Cahill|ArXiv.org|Mar 5, 2002

Quantum Electrodynamics and Casimir Effect参考文献 37被引用数 17

ひとこと要約

本論文は、自己組織的で意味論的な情報システムとしてモデル化された自己言及的制限付きニューラルネットワークから、空間、時間、量子力学、一般相対性理論が生じることを提案する。主な貢献は、一般相対性理論が根本的ではなく、二つの異なる効果、すなわち物質への量子フォームの重力的応答と古典的測定プロトコルに起因する現象論的構造であることを示したことである。量子重力は、プロセス空間フォームの発生的量子ホモトピー場理論に根ざしている。

ABSTRACT

Progress in the new information-theoretic process physics is reported in which the link to the phenomenology of general relativity is made. In process physics the fundamental assumption is that reality is to be modelled as self-organising semantic (or internal or relational) information using a self-referentially limited neural network model. Previous progress in process physics included the demonstration that space and quantum physics are emergent and unified, with time a distinct non-geometric process, that quantum phenomena are caused by fractal topological defects embedded in and forming a growing three-dimensional fractal process-space, which is essentially a quantum foam. Other features of the emergent physics were: quantum field theory with emergent flavour and confined colour, limited causality and the Born quantum measurement metarule, inertia, time-dilation effects, gravity and the equivalence principle, a growing universe with a cosmological constant, black holes and event horizons, and the emergence of classicality. Here general relativity and the technical language of general covariance is seen not to be fundamental but a phenomenological construct, arising as an amalgam of two distinct phenomena: the `gravitational' characteristics of the emergent quantum foam for which `matter' acts as a sink, and the classical `spacetime' measurement protocol, but with the later violated by quantum measurement processes. Quantum gravity, as manifested in the emergent Quantum Homotopic Field Theory of the process-space or quantum foam, is logically prior to the emergence of the general relativity phenomenology, and cannot be derived from it.

研究の動機と目的

• 一般相対性理論を、時空の曲がりではなく、量子フォームダイナミクスの発生的効果として再解釈することにより、量子力学と一般相対性理論を統合すること。
• 幾何モデルに代えて意味論的・情報理論的枠組みを導入することで、古典物理学の基礎的限界（測定問題や時間の本質）を解消すること。
• 一般共変性と時空が根本的でないが、量子フォームの挙動と古典的測定プロトコルの統合から生じることを示すこと。
• 一般相対性理論よりも論理的に優先される量子重力が、フラクタル的・プロセスベースの情報システムの自己組織的ダイナミクスから生じることを示すこと。
• 非幾何的・非還元論的実在モデル内で、慣性、時間の遅れ、ブラックホール、宇宙定数の因果的説明を提供すること。

提案手法

• 幾何学的・物理的法則を事前に与えず、内部の意味論的情報処理を通じて進化する自己言及的制限付きニューラルネットワークとして現実をモデル化すること。
• 自己言及的ノイズをネガエントロピーの源とし、時空や量子現象を含む秩序の発生を駆動すること。
• 一般相対性理論の現象論を、二つの要素からの有効記述として導出すること：物質への量子フォームの重力的拡散、および古典的測定プロトコル。
• 結果として得られる時空構造の曲がりは重力の原因ではなく、測定プロトコルの結果であるアーティファクトであり、非局所的量子プロセスによって破られる。
• 一般共変性に依存しない、プロセス空間（量子フォーム）の発生的量子ホモトピー場理論として量子重力を定式化すること。
• ボルンの量子測定メタルールを、システムの自己言及的構造の結果として適用し、波動関数の収束を意味論的情報処理の結果として説明すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 一般相対性理論を根本的理論ではなく、発生的現象論として導出できるか？
• RQ2 時空の曲がりでないなら、重力の根源は何か？そしてそれは量子フォームダイナミクスとどのように関係するか？
• RQ3 時間は幾何学的でないプロセスとして、空間とは明確に異なるものとしてどのように発生するか？
• RQ4 なぜ量子測定は確率的結果を生じるのか？そしてそれは自己言及的情報システムからどのように生じるか？
• RQ5 自己言及的ノイズは、根本的に文法的システムにおいて秩序とネガエントロピーを生成するために果たす役割は何か？

主な発見

• 一般相対性理論は根本的ではなく、量子フォームダイナミクスと古典的測定プロトコルの現象論的統合として生じる。時空の曲がりは、後者のアーティファクトである。
• 量子重力は一般相対性理論から導出可能ではなく、フラクタル的・プロセスベースの量子フォームの発生的量子ホモトピー場理論に根ざしている。
• 等価原理と慣性は、幾何学的法則を事前に仮定せず、プロセス空間の自己組織的ダイナミクスから自然に生じる。
• 時間は幾何学的でない別個のプロセスであり、体験的「今」は自己言及的ノイズから生じる。これは決定論的時空モデルと矛盾する。
• ボルン則と量子測定の結果は、システムの意味論的・自己言及的構造の結果として生じ、測定問題が解決される。
• 宇宙定数とブラックホールの事象の地平線は、成長を続けるフラクタル的プロセス空間の発生的特徴であり、観測的現象論と整合的である。