清华大学互联网产业研究院产业学者、北京大学光华管理学院管理实践教授、《价值互联网》创作者
失控的世界秩序对人类旧有的对世界的认识和认识世界的方式提出了质疑。人类最可怕的并不是在巨大的危机中显得应对失策和经验不足，而是不知道自己不知道的是什么。经济系统运行在一个遍布全球的信息互联网上，系统的紊乱和如海啸般袭来的社会心理动荡将原有的治理结构摧毁破坏了。
冰冻三尺非一日之寒，百年一遇的全球经济危机之所以能够形成，不仅由于疫情的失控，更重要的是曾经一直对知识和金钱充满自信的人们突然意识到自己认知非常局限。原有的认知和经验不断被事实所证伪，疑惑和盲目引起了群体的慌乱、冲突、和破坏。经济危机带来对价值体系和生活体系无序的慌乱中的破坏与正常经济的创新带来的破坏本质不同。因为它不但伤害了个体身心健康和感染了群体社会心理，而且在人心中制造了深刻的怀疑和恐惧。伴随着社会慌乱和经济破坏的还有数百年间学者们费心构筑的理论大厦。人们越来越觉得试图用更复杂的理论来解释已经复杂的社会现象是行不通的，因为多个学科的理论大厦的基础已经被撼动。
面对远超乎预期的经济危机，医疗危机，环境危机和文明危机，人们意识到从各个分割学科盲人摸象式的研究和邯郸学步式的学习已经难以为继，自然科学、计算科学、经济学的认知都在经历着质疑和挑战。人们对世界的认识，对互联网的认识，对自我的认识都正在经历前所未有的范式改变。一场新世纪科学的跨界革命正在发生。
自然科学认知正在经历重大的分野。现实的本质是什么？世界是由分开的粒子组合在一起吗？人的意识又是什么？人们认识自然世界主要有两种主要的思维方式。一种是宇宙原子论，将自然宇宙理解为由分开的遵循物理学规律的物质粒子组合而成。一种是宇宙整体论，将自然宇宙理解为系统有序的多维整体。西方德谟克里特唯物思想接近原子论思想。东方道家思想和佛家思想接近整体论的思想。
从牛顿发表《自然定律》并确立力学的万有引力和力学三大定律开始，原子论得以复兴流行。近四百年间宇宙原子论就以科学的名义成为了主要的人类的自然世界的认识，甚至几乎统治了整个科学界。机械唯物主义的世界观和哲学的基础主要是原子论。因为这种世界观基于人们对日常世界中物体的直观熟悉，很容易得出简单答案。根据这种观点，世界基本上是物质，物质本身最终被分解为不可穿透，可移动，独立但能够因果相互作用的“粒子”（这很像微小的乐高积木）。所有事物都是由粒子组成的，小粒子以永续运动的方式运动，在彼此相距很小的距离时相互吸引，但相互挤压时会排斥。物质不但形成物质，而且通过神经系统决定感觉。包括人们的意识和思想的整个宇宙是粒子组装成的 “乐高世界”。
直至爱因斯坦为代表的相对论体系和现代量子科学的发展以光速恒定不变的物理实验和时间相对性的思想实验多发现了传统牛顿力学和原子论的错误。爱因斯坦发现实际上质量只是相对不变的，因为它的变化只能在牛顿域中被忽略。因此，爱因斯坦以前所未有的方式提出了一种全新的质量和能量概念。他还从科学中摆脱了绝对时空的概念。然而爱因斯坦在晚年陷入对量子不确定性的困惑中。他曾经感慨道：“量子力学的确雄伟壮丽，然而内心却告诉我，它还不是那回事。这理论说了很多，却没引领我们更接近“上帝”的秘密。我无论如何，深信上帝不掷骰子。”
近三十年以量子物理学家和哲学家戴维·玻姆（David Bohm）为代表的整体论引发新的量子革命，彻底打破了以前的原子论的科学范式，甚至解决了爱因斯坦疑惑的不确定性问题。人类对自然世界的认知正在发生深刻的变化。这种变化揭示出今天包括网络，经济，和社会危机和乱象的本源。
爱因斯坦提出相对论以前的科学被物质原子论所主导，曾尝试研究宇宙的绝对基本物质，有时会诉诸以太的概念，例如，据说光需要以太物质才能传播。但爱因斯坦认为，实际上最根本的是宇宙各个方面之间的关系而不是物质实体。爱因斯坦强迫科学重新思考日常共同理解的关于绝对时间和空间的普遍科学概念。
可是在玻姆之前的几百年间，机械原子观点或局部观点，都受到了科学理解的广泛支持。基于物质不可渗透性的纯机械接触相互作用是过去人们解释自然世界的“黄金标准”，机械唯物主义的观念因为距离人们的经验很近，易于被理解和接受。当遇到问题时，人们的自然本能是将其拆开并“看看它是如何工作的”。毫无疑问，这是有用的认知方法。通过理解了各部分的性质以及其相互作用，就可理解整体事物。通过这种局部分解方法，从机器到零部件，从化合物到分子成分，从生物到 DNA，从公司到部门，分解还原成了普遍的认知方法和思考常识。
玻姆提醒人们，
量子纠缠现象要求人们以一种崭新的方式思考，最终必须放弃分解还原的概念和机械原子论的观念。
整体论的主要主张是整体先于部分，或者比部分更基础。不是部件构造了整体，而是部件从不可分割的整体派生。空间和时间实际上来自更深层次的客观现实。每一个时空元素上整个宇宙都被创造它的秩序隐缠卷入其中。在隐缠序中所有事物都连接在一起。任何单个元素都可以揭示有关宇宙中每个其他元素的信息。玻姆认为，“空间不是空的。它是饱满的，是通风系统，而不是真空，是一切事物，包括我们自己的存在的基础。宇宙与这片宇宙的能量之海没有分离。”用一个从高维空间到低维空间的投影的类比，每个存在的“能量粒子（量子）”是“高维”现实的投影，而不是与其他粒子一起存在于共同的三维空间中的单独粒子。由于每个纠缠的量子都是单个包含更高维整体的投影，因此量子属性相互关联也就不足为奇了。
戴维·玻姆思想的影响力远远超出了物理学，并涵盖了生物学，心理学，哲学，宗教，艺术以及社会的未来。他针对许多不同问题采取创新方法的基本思想是，
在可见的，有形的世界之外，存在着更深层次的，含蓄的，不可分割的整体性。
玻姆对相对论思想的领悟甚至比爱因斯坦更深刻，因为从根本哲学的层面提出了世界整体性，预示着世界观和哲学的观点同样重大的转变。宇宙是“不可分割”的整体，整个宇宙（及其所有“粒子”，包括构成人类和其实验室，观测仪器等的“粒子”）必须被理解为一个不可分割的整体，其中对独立存在的各个部分的分析不是本质。这也揭示了量子实验当中的不确定或测不准原理，因为作为测量者的人和被测量的局部都是不可分割的整体。
整体性的世界中，不同粒子之间不是如物质刚体之间三维空间关系，而是多维的有序关系。玻姆看到物质在现实的更高维度中被包裹和展开，他称这种隐含的秩序为“隐缠序”。量子科学凭借其对纠缠的发现和实验验证，复兴了普遍的整体论认识。我们并不是不生活在一个“乐高世界”中。物理性质的普通的感知如坚硬，庞大和充满空间是一种三维世界的不完整体验。
还原论和分析论角度看世界，一切物质可被分解为分子，原子，电子，夸克。然而从整体论角度解释，宇宙不是三维的，至少是十维的。二十世纪六十年代开始，物理学家们发现了很多新粒子，这些粒子需要额外的维度来解释其强作用力和弱作用力。加布里埃尔·韦尼齐亚诺（Gabriele Veneziano）创立了弦理论，将“弦”看做是物质组成的最基本单元，所有的粒子如电子、光子、中微子和夸克都是弦的不同振动激发态，以代替经典物理学模式中的基本粒子。丘成彤
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用数学证明宇宙不仅超出我们能看见的范围，而且很可能还有比我们熟悉的三维更多维度，这印证了多维空间的存在。弦需要在十维度中震动：三维是空间、一维是时间，另外六维则是“紧致空间”，具有超对称性，封闭而且具有真空重力。隐藏在有限和封闭的“紧致空间”中的维度如此之精微，以至于人们目前不能通过任何可感知的物理实验来探测，只能以纯粹的数学结构理解。
多维宇宙的解释与实验中的量子现象是一致的。宇宙维度分层次，下面维度相聚遥远的两个事物，实际上是更高维空间一个点的两个投影。在高维当中它们是一体的，低维空间反映出一体两面和量子纠缠。比如在三维空间中人们容易观测到分子碰撞，而在更高维度是光子通讯和量子纠缠。比量子更高维度更微观的空间是具有能量的整体系统。人的意识和现实不会相互割裂，也是更高维整体的一个投影。人的身体也是整体系统。人的心理活动和生理运动都是能量整体系统的运动。随着这些假说不断得到实验证明，科学家开始认同多维宇宙的存在。这些科学和数学的进展对人们的世界观有什么影响？最显著的就是人们必须对事物的因果关系和信息本质重新认识。
互联网信息和计算系统与人的意识和思维在多维空间是分层连接成为一体的。
以整体论的观念来看，世界上所有物质实际上都是通过信息起作用的，不仅是人的神经系统中的物质或细胞中工作的 DNA 物质，而且甚至是电子都是从空的空间中形成的，就像被更高维度的信息源所指导的那样。
信息遍布整个空间，心物相互融汇，思想，情感，信息和物质之间的尖锐分界消失了。每个人的头脑是一台生命超量子计算机，其思维是超量子操作系统。
在平常的经历中，人会将思想和情感渗透到体内的物质运动中。同时，物质在体内的运动引起了人的情绪和思维。思想也会直接影响不与人的身体接触的物质，或者直接通过信息作用于物质。如果存在世界的整个基础都被“空”包围，一切物质都从这个“空”中出来，包括我们自己，我们的大脑，我们的思想……那么信息可能会逐渐渗入空之中，从而物质开始出现，我们可以说物质总是根据它所拥有的任何信息而形成，因此思想过程可能会改变该信息内容。
整体论和量子科学改变了对事物因果关系的认识，区分了主动信息与被动信息。
量子纠缠和波函数的发现让科学家从根本上质疑物质的概念。在量子科学观念下，纯物质粒子并不存在，而是一种整体关系的表达。当世界变得非物质化，现实被视为一个整体，事物不是由其组成对象而是由整体世界来决定其因果变化的。高维度对低维度的作用是“主动信息（Active Information）”,同维度之间的作用是“被动信息（Pasive Information）”。
主动信息不是局部的，而是遍及宇宙整体的。
主动信息让高维世界以最小作用的能量引导低维世界更大的能量。
例如量子场的状态承载着有关粒子环境的信息，实际上更高维度以主动信息通知或将这种形式转化为粒子的能量。较高维度包含有关较低维度的信息；然后一旦该信息在更高层次上的含义被理解和展开，为较低维度信息被组织起来形成信息活动。因此，高维度世界是“主动信息池”。被动信息是相同维度粒子之间的互动和运动。例如，香农信息是根据发送者和接受者传递的电子比特进行量化的，每个比特都可能具有 0 和 1 两种状态，这是典型的被动信息。电子及其量子场的情况在某种程度上类似于由 GPS 定位引导的自动驾驶船。GPS 卫星信号不是在直接推动和拉动船舶，但其指令会明确有关船舶位置和所处环境的信息，然后该指令会引导船舶以更大的能量运动。而船舶内从发动机和启动开关的电信号是同维度的被动信息。生物中的 DNA 也是主动信息，可指导细胞中发生的各种生物学过程。人的意识操控神经进而出现身体反应也是一个逆向的多维度层次间的主动信息，例如曹操从肉眼看到刘备写的战书到引起心情动荡。
主动信息原理实际上从量子一直到人类主观体验开辟了一种思考心与物之间关系的新方法。在精神和身体之间的双向运动是多个维度的主动信息传递。原子论和还原论认为意识和现实相互割裂，而整体论认为人的愿景和现实通过主动信息联系起来。整体论是一种将心理世界与物理世界结合起来的观点，事实上不存在绝对的物质和精神分隔，物质和精神分离的二元论不攻自破。因此，量子科学的思想与中国传统“天人合一”与“心物一体”的思想是相通的。“相由心生”，“因缘和合”的理论是有科学依据的。如果意识和现实都是整体的运动，主动信息和人的心理状态之间一定存在联系。人们的心理拥有主动信息所必需的内在语义，意识通过多个维度的主动信息作用于现实。
整体论和量子科学也促使量子计算技术发展
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，正在改写计算机历史。
整体论认知出发，物质就是信息。物理世界的所有单元—在最根本、最基础的意义上—具有非物质的来源和解释。波函数就是量子实在与量子信息的统一。我们的自然界既是一个实在世界，又是一个信息世界，世界是实在与信息的统一。
量子信息就是量子事态及其关联方式的显示。量子的不确定性受制于更高维度确定性的主动信息。传统计算机的基本单元是比特（bit），指的是一个体系有且仅有两个可能的状态，往往用 0 和 1 来表示。而量子计算机的基本单元是量子比特（Quantum bit，缩写为qubit或qbit），指的是一个体系可以处于两个状态以及它们的任何叠加态。
在量子系统中存在“归一”性（Unitary)。尽管各种状态叠加，但是其在更高维度遵守是对量子系统允许的变化的一种限制，我们可以简单理解它确保任何事件在整体宇宙当中不会消失，所有可能结果的概率总和都等于 1。由于是主动信息，量子纠缠态遵从更高维度的归一法则，主动信息由二维矩阵的酉（Unitray）变换计算得出，这与香农信息熵的一维信道有限符号出现经典概率的计算本质不同。
量子计算机能以归一性同时处理计算问题。对比电子计算机和量子计算机，我们发现惊人的变化。电子计算机基于被动信息，以香农信息熵单元比特表达，以半导体器件处理，以电磁波频率传递被动信息，以存贮器保存被动信息，电子计算机速度达到微波电磁波频率（Ghz，十亿次/秒）级别。量子计算机基于主动信息，以归一酉表达，以量子波器件处理，以叠加态生成主动信息，以量子纠缠对存贮主动信息，量子计算机速度达到光波频率（Phz，千万亿次/秒）级别（图5-2）。这个维度已经接近了人的意识思维速度。量子计算机的超级计算速度将对对于一个 N=129 位的大数进行分解，1994 年由 1600 台电子计算机同时工作，历时 8 个月才成功分解。如果一个具有 2000 个 qubit 的量子计算机进行分解只要 1 秒时间即可分解成功。
2019 年在《自然》杂志报道了 Nasa 服务器上的一篇论文，证明 Google 的 Sycamore 量子计算机由 54 个超导量子位量子处理器能够仅用 3 分钟 20 秒就完成了随机取样计算操作，尽管实验中由于无法正常工作而不得不关闭其中一个量子位。世界上最强大的超级计算机 IBM 的 Summit 如果做这个计算要花费了大约一万年。由此可见，一旦实用化的量子计算机出现，互联网上通用的计算机 RSA 加密算法将很容易被破解，现有的密码系统的安全性也就成了问题。
尽管信息互联网已成为人们日常生活中不可或缺的一部分，但它仍然存在许多缺点，其中最重要的一点是可以拦截通信并窃取信息。但是，如果互联网获得了传输量子信息（量子位）的能力，则可以解决许多安全问题。尽管距离功能量子计算机作为通过量子通信通道连接的节点的成熟的量子互联网还有相当长一段路要走，但量子通讯的基础研究已经取得了重大突破。量子互联网最著名的应用是量子密钥分发，它使两个远程网络节点可以建立一个加密密钥，其安全性仅取决于量子力学定律。使用经典互联网是不可能的。但是，量子互联网还有许多其他应用带来的优势是传统网络无法实现的，包括对远程量子计算机的安全访问，更精确的时钟同步以及科学计算应用，例如组合来自遥远望远镜的光以改善观测结果。
量子计算解决信息互联网的安全通讯问题依靠不可篡改的量子密钥传输。如果两个纠缠的量子位在地理位置上是分开的（例如，北京的一个量子位，纽约的另一个量子位），则对这两个量子位的测量将得出相同的结果，如果被窃听或者篡改立刻会被发现。这将实现最终的秘密通信，由此产生的编码和解码消息的能力将是量子互联网最强大的功能之一。这些高级密码机制对金融和商业至关重要，因为量子互联网将导致在线交易的私密性增强，交易中使用的资金更可靠。量子互联网中的设备本质上不必完全是量子计算机的，网络也不需要大型量子计算机来处理传统通信协议。量子互联网不是完全取代现有的经典互联网的光纤，数据中心和基站的当前基础架构，而是更充分利用现有的经典互联网实现安全可信通信，让经典互联网根本无法实现的应用成为可能。
量子互联网是未来互联网的基础性关键技术。量子互联网的愿景是通过实现地球上任意两点之间的量子通信来提供根本上新的互联网技术。这样的量子互联网将与我们今天拥有的“经典”信息互联网协同作用，连接量子信息处理器，以使更高维的智能计算得以成为现实。在使量子互联网成为现实的艰巨实验挑战的科研工作的同时，未来的领先科技企业能够设计和支持更简单有效的下一代互联网协议标准。
建立和扩展量子互联网是一项艰巨的工作，需要在物理学，计算机科学和工程学方面持续而协调的努力才能取得成功。国际科学界和产业界必须开展跨学科交流，讨论形成最有效的协议和公共标准。完全安全可信和超高速计算的量子互联网的确是让人振奋的方向。在未来十年，我们很可能会看到第一个商用多节点量子互联网的诞生。
在今天确定的是，量子科技正在改造亿万人的世界观。
注：本文全文在蔡剑著《价值互联网：超越区块链的经济变革》，清华大学出版社出版。
[1]（美）丘成桐（Shing-Tung Yau）、（美）史蒂夫·纳迪斯（Steve Nadis）等著，《大宇之形》，湖南科学技术出版社，2018
[2] Quantum Information Theory, http://www.theory.caltech.edu/people/preskill/ph229/notes/chap5.pdf
