或者某些 M 理论、Loop Quantum Gravity 的空背景设想

M 理论（M-theory）和环量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）是当前物理学中探讨时空和引力性质的两种主要理论，它们都试图解释量子引力现象，并且在时空的本质和起源方面有各自的设想。在这些理论中，空背景设想（background-independent）是一个非常重要的概念。

1. M 理论和空背景设想

M 理论是一种试图将所有五种不同的超弦理论统一起来的理论，它提出了一个11维的宇宙，其中包含了弦、膜（branes）和其他高维对象。M 理论本身的一个关键思想是 空背景设想，即在宇宙的基础结构中没有预设的“背景时空”。

• 背景独立性（background independence）：在传统的量子场论和广义相对论中，时空是被预设和固定的（即背景时空）。然而，M 理论认为时空本身也是量子化的，它并不是在模型开始时就已经“定义”好了的。在 M 理论中，时空的结构和性质本身也是动态的，由弦的振动模式和膜的动力学行为决定。这意味着没有一个固定的背景时空，而是通过这些弦和膜的相互作用和量子效应来产生和定义时空。

• 时空的自生成性：根据 M 理论，时空并非先验地存在，而是通过弦和膜的相互作用动态产生的。这一观点和传统的物理学观念不同，因为在传统观点中，时空通常被视为“背景”的一部分。而在 M 理论中，时空本身可能是在非常早期的宇宙阶段中通过某种量子涨落或自生成机制产生的。

2. 环量子引力（LQG）和空背景设想

环量子引力（LQG）是一种旨在量子化引力的理论，它与 M 理论不同，不依赖于额外维度或弦的概念，而是通过将时空离散化来量子化引力。在 LQG 中，时空不再是连续的，而是由小的“量子单元”构成，这些单元形成了量子化的时空结构。

• 背景独立性：在环量子引力中，时空是背景独立的，即在 LQG 的框架中，时空的几何结构并不是预设的。与经典引力理论（如广义相对论）中时空作为背景的假设不同，LQG 认为时空本身是由量子力学效应和离散的量子化单元所构成的。这些量子化单元（通常是称为“量子引力环”）并不是依赖于某个事先定义的背景时空，而是在更基础的层面上自发产生出来。

• 量子化时空：LQG 提出，时空不是平滑连续的，而是由一个个离散的小单元组成，这些单元的性质和相互作用决定了宏观时空的行为。时空的几何结构是动态的、依赖于量子效应的，并且不能仅仅通过经典的背景时空来描述。

3. M 理论与环量子引力的空背景设想比较

• M 理论：强调时空是由弦和膜的相互作用所决定的，而不是预设的背景。时空的结构是动态的和量子化的。M 理论的背景独立性体现在它认为时空本身是从弦的振动和膜的动力学中自生成的，而不是一个事先定义的背景。

• 环量子引力（LQG）：提出时空是量子化的，并且其几何结构由量子环的相互作用决定。这种背景独立性意味着时空的几何结构不依赖于预设的背景，而是通过量子引力效应动态生成。

4. 与“真正真空”的关系

如果我们将何东山团队提出的“真正真空”概念与 M 理论和环量子引力的背景独立性概念结合来看，可以发现一些潜在的联系：

• 在 M 理论中，时空的结构并不是预设的，而是由弦的动力学自发产生的。如果宇宙的初始状态是“真正的真空”（即没有物质、没有能量、没有结构的完全空无状态），那么时空的诞生可能正是通过某种量子效应或弦的振动从这一状态中自发地形成的。

• 在环量子引力中，时空本身是由量子环和离散结构所构成的。与传统的背景时空观念不同，LQG 认为时空本身是由量子效应产生的，这可能与“真正真空”理论相契合，特别是在时空的结构完全由量子涨落和自发性效应形成的情况下。

5. 总结

M 理论和环量子引力的背景独立性为理解时空的自发生成提供了一种可能的理论框架，它们与何东山团队提出的“真正真空”理论之间存在一些潜在的联系。真正真空可能是这些量子引力理论中的一种初始状态，时空和物质的生成是从这一状态中通过量子效应、弦的振动或量子环的相互作用而自发产生的。这种自生成的过程挑战了传统的宇宙起源观念，提出了一种更为动态和量子化的视角。