清華大學互聯網產業研究院產業學者、北京大學光華管理學院管理實踐教授、《價值互聯網》創作者
失控的世界秩序對人類舊有的對世界的認識和認識世界的方式提出了質疑。人類最可怕的并不是在巨大的危機中顯得應對失策和經驗不足，而是不知道自己不知道的是什么。經濟系統運行在一個遍布全球的信息互聯網上，系統的紊亂和如海嘯般襲來的社會心理動蕩將原有的治理結構摧毀破壞了。
冰凍三尺非一日之寒，百年一遇的全球經濟危機之所以能夠形成，不僅由于疫情的失控，更重要的是曾經一直對知識和金錢充滿自信的人們突然意識到自己認知非常局限。原有的認知和經驗不斷被事實所證偽，疑惑和盲目引起了群體的慌亂、沖突、和破壞。經濟危機帶來對價值體系和生活體系無序的慌亂中的破壞與正常經濟的創新帶來的破壞本質不同。因為它不但傷害了個體身心健康和感染了群體社會心理，而且在人心中制造了深刻的懷疑和恐懼。伴隨著社會慌亂和經濟破壞的還有數百年間學者們費心構筑的理論大廈。人們越來越覺得試圖用更復雜的理論來解釋已經復雜的社會現象是行不通的，因為多個學科的理論大廈的基礎已經被撼動。
面對遠超乎預期的經濟危機，醫療危機，環境危機和文明危機，人們意識到從各個分割學科盲人摸象式的研究和邯鄲學步式的學習已經難以為繼，自然科學、計算科學、經濟學的認知都在經歷著質疑和挑戰。人們對世界的認識，對互聯網的認識，對自我的認識都正在經歷前所未有的范式改變。一場新世紀科學的跨界革命正在發生。
自然科學認知正在經歷重大的分野?，F實的本質是什么？世界是由分開的粒子組合在一起嗎？人的意識又是什么？人們認識自然世界主要有兩種主要的思維方式。一種是宇宙原子論，將自然宇宙理解為由分開的遵循物理學規律的物質粒子組合而成。一種是宇宙整體論，將自然宇宙理解為系統有序的多維整體。西方德謨克里特唯物思想接近原子論思想。東方道家思想和佛家思想接近整體論的思想。
從牛頓發表《自然定律》并確立力學的萬有引力和力學三大定律開始，原子論得以復興流行。近四百年間宇宙原子論就以科學的名義成為了主要的人類的自然世界的認識，甚至幾乎統治了整個科學界。機械唯物主義的世界觀和哲學的基礎主要是原子論。因為這種世界觀基于人們對日常世界中物體的直觀熟悉，很容易得出簡單答案。根據這種觀點，世界基本上是物質，物質本身最終被分解為不可穿透，可移動，獨立但能夠因果相互作用的“粒子”（這很像微小的樂高積木）。所有事物都是由粒子組成的，小粒子以永續運動的方式運動，在彼此相距很小的距離時相互吸引，但相互擠壓時會排斥。物質不但形成物質，而且通過神經系統決定感覺。包括人們的意識和思想的整個宇宙是粒子組裝成的 “樂高世界”。
直至愛因斯坦為代表的相對論體系和現代量子科學的發展以光速恒定不變的物理實驗和時間相對性的思想實驗多發現了傳統牛頓力學和原子論的錯誤。愛因斯坦發現實際上質量只是相對不變的，因為它的變化只能在牛頓域中被忽略。因此，愛因斯坦以前所未有的方式提出了一種全新的質量和能量概念。他還從科學中擺脫了絕對時空的概念。然而愛因斯坦在晚年陷入對量子不確定性的困惑中。他曾經感慨道：“量子力學的確雄偉壯麗，然而內心卻告訴我，它還不是那回事。這理論說了很多，卻沒引領我們更接近“上帝”的秘密。我無論如何，深信上帝不擲骰子?！?/span>
近三十年以量子物理學家和哲學家戴維·玻姆（David Bohm）為代表的整體論引發新的量子革命，徹底打破了以前的原子論的科學范式，甚至解決了愛因斯坦疑惑的不確定性問題。人類對自然世界的認知正在發生深刻的變化。這種變化揭示出今天包括網絡，經濟，和社會危機和亂象的本源。
愛因斯坦提出相對論以前的科學被物質原子論所主導，曾嘗試研究宇宙的絕對基本物質，有時會訴諸以太的概念，例如，據說光需要以太物質才能傳播。但愛因斯坦認為，實際上最根本的是宇宙各個方面之間的關系而不是物質實體。愛因斯坦強迫科學重新思考日常共同理解的關于絕對時間和空間的普遍科學概念。
可是在玻姆之前的幾百年間，機械原子觀點或局部觀點，都受到了科學理解的廣泛支持?；谖镔|不可滲透性的純機械接觸相互作用是過去人們解釋自然世界的“黃金標準”，機械唯物主義的觀念因為距離人們的經驗很近，易于被理解和接受。當遇到問題時，人們的自然本能是將其拆開并“看看它是如何工作的”。毫無疑問，這是有用的認知方法。通過理解了各部分的性質以及其相互作用，就可理解整體事物。通過這種局部分解方法，從機器到零部件，從化合物到分子成分，從生物到 DNA，從公司到部門，分解還原成了普遍的認知方法和思考常識。
玻姆提醒人們，
量子糾纏現象要求人們以一種嶄新的方式思考，最終必須放棄分解還原的概念和機械原子論的觀念。
整體論的主要主張是整體先于部分，或者比部分更基礎。不是部件構造了整體，而是部件從不可分割的整體派生?？臻g和時間實際上來自更深層次的客觀現實。每一個時空元素上整個宇宙都被創造它的秩序隱纏卷入其中。在隱纏序中所有事物都連接在一起。任何單個元素都可以揭示有關宇宙中每個其他元素的信息。玻姆認為，“空間不是空的。它是飽滿的，是通風系統，而不是真空，是一切事物，包括我們自己的存在的基礎。宇宙與這片宇宙的能量之海沒有分離?！庇靡粋€從高維空間到低維空間的投影的類比，每個存在的“能量粒子（量子）”是“高維”現實的投影，而不是與其他粒子一起存在于共同的三維空間中的單獨粒子。由于每個糾纏的量子都是單個包含更高維整體的投影，因此量子屬性相互關聯也就不足為奇了。
戴維·玻姆思想的影響力遠遠超出了物理學，并涵蓋了生物學，心理學，哲學，宗教，藝術以及社會的未來。他針對許多不同問題采取創新方法的基本思想是，
在可見的，有形的世界之外，存在著更深層次的，含蓄的，不可分割的整體性。
玻姆對相對論思想的領悟甚至比愛因斯坦更深刻，因為從根本哲學的層面提出了世界整體性，預示著世界觀和哲學的觀點同樣重大的轉變。宇宙是“不可分割”的整體，整個宇宙（及其所有“粒子”，包括構成人類和其實驗室，觀測儀器等的“粒子”）必須被理解為一個不可分割的整體，其中對獨立存在的各個部分的分析不是本質。這也揭示了量子實驗當中的不確定或測不準原理，因為作為測量者的人和被測量的局部都是不可分割的整體。
整體性的世界中，不同粒子之間不是如物質剛體之間三維空間關系，而是多維的有序關系。玻姆看到物質在現實的更高維度中被包裹和展開，他稱這種隱含的秩序為“隱纏序”。量子科學憑借其對糾纏的發現和實驗驗證，復興了普遍的整體論認識。我們并不是不生活在一個“樂高世界”中。物理性質的普通的感知如堅硬，龐大和充滿空間是一種三維世界的不完整體驗。
還原論和分析論角度看世界，一切物質可被分解為分子，原子，電子，夸克。然而從整體論角度解釋，宇宙不是三維的，至少是十維的。二十世紀六十年代開始，物理學家們發現了很多新粒子，這些粒子需要額外的維度來解釋其強作用力和弱作用力。加布里埃爾·韋尼齊亞諾（Gabriele Veneziano）創立了弦理論，將“弦”看做是物質組成的最基本單元，所有的粒子如電子、光子、中微子和夸克都是弦的不同振動激發態，以代替經典物理學模式中的基本粒子。丘成彤
[1]
用數學證明宇宙不僅超出我們能看見的范圍，而且很可能還有比我們熟悉的三維更多維度，這印證了多維空間的存在。弦需要在十維度中震動：三維是空間、一維是時間，另外六維則是“緊致空間”，具有超對稱性，封閉而且具有真空重力。隱藏在有限和封閉的“緊致空間”中的維度如此之精微，以至于人們目前不能通過任何可感知的物理實驗來探測，只能以純粹的數學結構理解。
多維宇宙的解釋與實驗中的量子現象是一致的。宇宙維度分層次，下面維度相聚遙遠的兩個事物，實際上是更高維空間一個點的兩個投影。在高維當中它們是一體的，低維空間反映出一體兩面和量子糾纏。比如在三維空間中人們容易觀測到分子碰撞，而在更高維度是光子通訊和量子糾纏。比量子更高維度更微觀的空間是具有能量的整體系統。人的意識和現實不會相互割裂，也是更高維整體的一個投影。人的身體也是整體系統。人的心理活動和生理運動都是能量整體系統的運動。隨著這些假說不斷得到實驗證明，科學家開始認同多維宇宙的存在。這些科學和數學的進展對人們的世界觀有什么影響？最顯著的就是人們必須對事物的因果關系和信息本質重新認識。
互聯網信息和計算系統與人的意識和思維在多維空間是分層連接成為一體的。
以整體論的觀念來看，世界上所有物質實際上都是通過信息起作用的，不僅是人的神經系統中的物質或細胞中工作的 DNA 物質，而且甚至是電子都是從空的空間中形成的，就像被更高維度的信息源所指導的那樣。
信息遍布整個空間，心物相互融匯，思想，情感，信息和物質之間的尖銳分界消失了。每個人的頭腦是一臺生命超量子計算機，其思維是超量子操作系統。
在平常的經歷中，人會將思想和情感滲透到體內的物質運動中。同時，物質在體內的運動引起了人的情緒和思維。思想也會直接影響不與人的身體接觸的物質，或者直接通過信息作用于物質。如果存在世界的整個基礎都被“空”包圍，一切物質都從這個“空”中出來，包括我們自己，我們的大腦，我們的思想……那么信息可能會逐漸滲入空之中，從而物質開始出現，我們可以說物質總是根據它所擁有的任何信息而形成，因此思想過程可能會改變該信息內容。
整體論和量子科學改變了對事物因果關系的認識，區分了主動信息與被動信息。
量子糾纏和波函數的發現讓科學家從根本上質疑物質的概念。在量子科學觀念下，純物質粒子并不存在，而是一種整體關系的表達。當世界變得非物質化，現實被視為一個整體，事物不是由其組成對象而是由整體世界來決定其因果變化的。高維度對低維度的作用是“主動信息（Active Information）”,同維度之間的作用是“被動信息（Pasive Information）”。
主動信息不是局部的，而是遍及宇宙整體的。
主動信息讓高維世界以最小作用的能量引導低維世界更大的能量。
例如量子場的狀態承載著有關粒子環境的信息，實際上更高維度以主動信息通知或將這種形式轉化為粒子的能量。較高維度包含有關較低維度的信息；然后一旦該信息在更高層次上的含義被理解和展開，為較低維度信息被組織起來形成信息活動。因此，高維度世界是“主動信息池”。被動信息是相同維度粒子之間的互動和運動。例如，香農信息是根據發送者和接受者傳遞的電子比特進行量化的，每個比特都可能具有 0 和 1 兩種狀態，這是典型的被動信息。電子及其量子場的情況在某種程度上類似于由 GPS 定位引導的自動駕駛船。GPS 衛星信號不是在直接推動和拉動船舶，但其指令會明確有關船舶位置和所處環境的信息，然后該指令會引導船舶以更大的能量運動。而船舶內從發動機和啟動開關的電信號是同維度的被動信息。生物中的 DNA 也是主動信息，可指導細胞中發生的各種生物學過程。人的意識操控神經進而出現身體反應也是一個逆向的多維度層次間的主動信息，例如曹操從肉眼看到劉備寫的戰書到引起心情動蕩。
主動信息原理實際上從量子一直到人類主觀體驗開辟了一種思考心與物之間關系的新方法。在精神和身體之間的雙向運動是多個維度的主動信息傳遞。原子論和還原論認為意識和現實相互割裂，而整體論認為人的愿景和現實通過主動信息聯系起來。整體論是一種將心理世界與物理世界結合起來的觀點，事實上不存在絕對的物質和精神分隔，物質和精神分離的二元論不攻自破。因此，量子科學的思想與中國傳統“天人合一”與“心物一體”的思想是相通的?！跋嘤尚纳?，“因緣和合”的理論是有科學依據的。如果意識和現實都是整體的運動，主動信息和人的心理狀態之間一定存在聯系。人們的心理擁有主動信息所必需的內在語義，意識通過多個維度的主動信息作用于現實。
整體論和量子科學也促使量子計算技術發展
[2]
，正在改寫計算機歷史。
整體論認知出發，物質就是信息。物理世界的所有單元—在最根本、最基礎的意義上—具有非物質的來源和解釋。波函數就是量子實在與量子信息的統一。我們的自然界既是一個實在世界，又是一個信息世界，世界是實在與信息的統一。
量子信息就是量子事態及其關聯方式的顯示。量子的不確定性受制于更高維度確定性的主動信息。傳統計算機的基本單元是比特（bit），指的是一個體系有且僅有兩個可能的狀態，往往用 0 和 1 來表示。而量子計算機的基本單元是量子比特（Quantum bit，縮寫為qubit或qbit），指的是一個體系可以處于兩個狀態以及它們的任何疊加態。
在量子系統中存在“歸一”性（Unitary)。盡管各種狀態疊加，但是其在更高維度遵守是對量子系統允許的變化的一種限制，我們可以簡單理解它確保任何事件在整體宇宙當中不會消失，所有可能結果的概率總和都等于 1。由于是主動信息，量子糾纏態遵從更高維度的歸一法則，主動信息由二維矩陣的酉（Unitray）變換計算得出，這與香農信息熵的一維信道有限符號出現經典概率的計算本質不同。
量子計算機能以歸一性同時處理計算問題。對比電子計算機和量子計算機，我們發現驚人的變化。電子計算機基于被動信息，以香農信息熵單元比特表達，以半導體器件處理，以電磁波頻率傳遞被動信息，以存貯器保存被動信息，電子計算機速度達到微波電磁波頻率（Ghz，十億次/秒）級別。量子計算機基于主動信息，以歸一酉表達，以量子波器件處理，以疊加態生成主動信息，以量子糾纏對存貯主動信息，量子計算機速度達到光波頻率（Phz，千萬億次/秒）級別（圖5-2）。這個維度已經接近了人的意識思維速度。量子計算機的超級計算速度將對對于一個 N=129 位的大數進行分解，1994 年由 1600 臺電子計算機同時工作，歷時 8 個月才成功分解。如果一個具有 2000 個 qubit 的量子計算機進行分解只要 1 秒時間即可分解成功。
2019 年在《自然》雜志報道了 Nasa 服務器上的一篇論文，證明 Google 的 Sycamore 量子計算機由 54 個超導量子位量子處理器能夠僅用 3 分鐘 20 秒就完成了隨機取樣計算操作，盡管實驗中由于無法正常工作而不得不關閉其中一個量子位。世界上最強大的超級計算機 IBM 的 Summit 如果做這個計算要花費了大約一萬年。由此可見，一旦實用化的量子計算機出現，互聯網上通用的計算機 RSA 加密算法將很容易被破解，現有的密碼系統的安全性也就成了問題。
盡管信息互聯網已成為人們日常生活中不可或缺的一部分，但它仍然存在許多缺點，其中最重要的一點是可以攔截通信并竊取信息。但是，如果互聯網獲得了傳輸量子信息（量子位）的能力，則可以解決許多安全問題。盡管距離功能量子計算機作為通過量子通信通道連接的節點的成熟的量子互聯網還有相當長一段路要走，但量子通訊的基礎研究已經取得了重大突破。量子互聯網最著名的應用是量子密鑰分發，它使兩個遠程網絡節點可以建立一個加密密鑰，其安全性僅取決于量子力學定律。使用經典互聯網是不可能的。但是，量子互聯網還有許多其他應用帶來的優勢是傳統網絡無法實現的，包括對遠程量子計算機的安全訪問，更精確的時鐘同步以及科學計算應用，例如組合來自遙遠望遠鏡的光以改善觀測結果。
量子計算解決信息互聯網的安全通訊問題依靠不可篡改的量子密鑰傳輸。如果兩個糾纏的量子位在地理位置上是分開的（例如，北京的一個量子位，紐約的另一個量子位），則對這兩個量子位的測量將得出相同的結果，如果被竊聽或者篡改立刻會被發現。這將實現最終的秘密通信，由此產生的編碼和解碼消息的能力將是量子互聯網最強大的功能之一。這些高級密碼機制對金融和商業至關重要，因為量子互聯網將導致在線交易的私密性增強，交易中使用的資金更可靠。量子互聯網中的設備本質上不必完全是量子計算機的，網絡也不需要大型量子計算機來處理傳統通信協議。量子互聯網不是完全取代現有的經典互聯網的光纖，數據中心和基站的當前基礎架構，而是更充分利用現有的經典互聯網實現安全可信通信，讓經典互聯網根本無法實現的應用成為可能。
量子互聯網是未來互聯網的基礎性關鍵技術。量子互聯網的愿景是通過實現地球上任意兩點之間的量子通信來提供根本上新的互聯網技術。這樣的量子互聯網將與我們今天擁有的“經典”信息互聯網協同作用，連接量子信息處理器，以使更高維的智能計算得以成為現實。在使量子互聯網成為現實的艱巨實驗挑戰的科研工作的同時，未來的領先科技企業能夠設計和支持更簡單有效的下一代互聯網協議標準。
建立和擴展量子互聯網是一項艱巨的工作，需要在物理學，計算機科學和工程學方面持續而協調的努力才能取得成功。國際科學界和產業界必須開展跨學科交流，討論形成最有效的協議和公共標準。完全安全可信和超高速計算的量子互聯網的確是讓人振奮的方向。在未來十年，我們很可能會看到第一個商用多節點量子互聯網的誕生。
在今天確定的是，量子科技正在改造億萬人的世界觀。
注：本文全文在蔡劍著《價值互聯網：超越區塊鏈的經濟變革》，清華大學出版社出版。
[1]（美）丘成桐（Shing-Tung Yau）、（美）史蒂夫·納迪斯（Steve Nadis）等著，《大宇之形》，湖南科學技術出版社，2018
[2] Quantum Information Theory, http://www.theory.caltech.edu/people/preskill/ph229/notes/chap5.pdf
