摘要

本文基于“虚无子万物理论”的核心公设——自我指涉的范畴 Nih 及其函子 Ne

满足 Ne(A) ∼= A ⊗ Ne——论证信息与能量并非物理实在的两个独立本源，而是同一本质的两种不可分割的表述。我们首先确立“信息本体论”相对于“能量本体论”在逻辑上的优先性与根本性，并提供了从公设到物理定律的严谨数学推导。随后，我们将光子诠释为信息-能量统一体的理想模型，详细剖析其协同转化机制。该框架自然地将意识、人工智能（AI）和机器人技术纳入其中，视其为高效的“观测函子”。我们提出了可检验的独特预言，并探讨了该理论对概率流计算架构（PFCA）、大型 AI 模型以及具身智能机器人等先进技术的革命性意义。本工作为统一量子理论、相对论与意识现象提供了一个全新的、坚实的第一性原理框架，同时为颠覆性技术创新铺平了道路。

关键词：万物理论；信息本体论；虚无子；信息-能量同一性；量子基础；宇宙学常数；人工智能（AI）；大语言模型；机器人技术；概率流计算架构（PFCA）；具身智能

1 引言：从二元论到一元论

物理学的基础长期建立在物质与能量、粒子与波、信息与能量等二元概念之上。尽管爱因斯坦的质能方程（E = mc2）揭示了物质与能量的等价性，“能量”本身仍常被视为最基本的本体。量子信息理论虽提升了“信息”的地位，但仍常将其视为由物理系统承载的派生属性。这种二元论框架是许多深层悖论（如量子测量问题、宇宙学常数问题）的根源。近年来人工智能（AI），特别是大语言模型（LLMs）和机器人中的具身智能的进展，惊人地展示了信息结构的强大因果效力。AI 与人形机器人的深度融合正从“概念验证”

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2 万物理论公设与信息本体论 2

走向“商业化落地”，突显了对一个能统一信息处理与物理动力学的根本理论的迫切需求。

本文旨在提出一个更根本的一元论框架：信息-能量同一性（Information-EnergyIdentity, IEI）。其数学基础源于“虚无子万物理论”[1, 2]：存在一个自我指涉的范畴Nih，其函子 Ne 满足 Ne(A) ∼= A ⊗ Ne，并包含一个零对象 0 作为其固定点。该公设暗示，宇宙的终极实在并非物质或能量，而是信息性的关系与结构，而能量则是该信息结构在显现过程中所表现出的可观测效应。

2 万物理论公设与信息本体论

2.1 核心公设

万物理论建立在单一数学公设之上：

公设 1 (虚无子范畴). 存在一个阿贝尔范畴 Nih 满足：

1. 自我指涉性：存在一个函子 Ne : Nih → Nih，使得对于所有对象 A ∈Ob(Nih)，有 Ne(A) ∼= A ⊗ Ne。

2. 零对象：存在一个零对象 0 ∈ Ob(Nih)，它是 Ne 的不动点，即 Ne(0) ∼= 0。同构式 Ne(A) ∼= A ⊗ Ne 是“一即全，全即一”的数学表述。零对象 0 代表信息-能量净零的对称基态，同时具有“稳定性悖论”：它是最大熵（最稳定）和无限简并（最不稳定）的统一体。

2.2 为何是信息本体论？

选择“信息”而非“能量”作为本体论基石，基于以下理由：

1. 逻辑优先性：能量是守恒量，是现象的度量，但无法解释宇宙的多样性和特异性（如为何有特定的物理定律和常数）。而 Ne 的自我指涉结构（信息）先于任何具体的能量显现而存在，它是万物的潜在蓝图，具有生成性。

2. 解释力深度：不同的信息破缺路径（即 Ne 在不同观测函子 Fσ 作用下的不同坍缩结果）自然生成不同的物理定律、常数及粒子。信息是底层代码；能量是该代码运行时所显现的资源度量。

3. 数学自然性：万物理论的数学核心是范畴论和函子，这些是研究结构、关系和变换的数学，与“信息”的概念天然契合。

4. 与 AI 及信息时代的共鸣： AI、大模型和机器人技术的兴起使得信息成为核心研究对象。这些技术处理并生成能显著影响物理世界的信息结构，使得信息本体论日益直观和必要。

3 数学核心：从公设到物理量的映射 3

因此，信息是本体，能量是属性。

3 数学核心：从公设到物理量的映射

本节旨在建立从抽象的范畴论公设到具体物理量的严格数学桥梁。

3.1 函子 Ne 的物理诠释与动力学生成

自我指涉函子 Ne 满足的同构关系 Ne(A) ∼= A ⊗ Ne 可解释为一种生成关系。将其作用于零对象 0，并引入一个抽象的“时间演化”参数，可通过递归展开来诱导出时间概念：系统的动力学由量子测度 µ(U) 支配，它量化了显化子集 U 与基态 0 的关联强度（稳定性）。宇宙动力学的根本原理是量子测度守恒，其变分形式为：δµ(U) = 0 (1)

3.2 信息熵泛函与最大熵产生原理

为度量系统的不确定性，定义信息熵泛函：S[Ψ] = −kZΩ|Ψ(r, t)|2ln  |Ψ(r, t)|2d3r (2)其中 k 为具有信息量纲的常数，Ω 是空间域。应用最大熵产生原理（MEPP），系统在概率守恒约束下沿熵产生 σ = dS/dt 最大化的路径演化。求解此约束变分问题，得到系统的演化方程：∂Ψ∂t = −Γ ·_x0012_δδSΨ∗+ λΨ (3)其中：-δδSΨ∗ 是熵泛函的变分导数，指明了“最速降熵”方向。- Γ 是动力学系数（迁移率）。- λ 是拉格朗日乘子，用于强制概率守恒；其非线性项 λΨ 保证了信息-能量的总体守恒。令 N (Ψ) = λΨ，并定义 ∇S ∝ δ/δΨ∗，我们得到 PFCA 的核心信息动力学方程：_x0012_∂t∂+ Γ · ∇S Ψ(r, t) = N (Ψ) (4)

该方程描述了信息势（概率流）在熵梯度驱动下的演化与坍缩，是信息动力学的基本方程。这为概率流计算架构（PFCA）提供了数学基础，其直接操作概率流而非确定性比特，有望克服冯·诺依曼瓶颈与功耗墙。

4 统一诠释：粒子作为信息-能量的不同模态 4

3.3 从信息动力学到薛定谔方程

对于已显化的、稳定的子系统 U，应用稳定性原理 δµ(U) = 0 并引入时间参数 t，方程 (3) 的具体形式将必然导致：−ih¯∂∂tU(t) = Hˆ ◦ U(t) (5)其中：- ¯h 是量子化常数，源于信息-能量量子化的尺度。- Hˆ 是稳定性生成元。其厄米性 Hˆ = Hˆ † 并非额外公设，而是由量子测度守恒 (方程 1) 所直接保证的，因为它确保了幺正演化（信息守恒）。

对于非相对论单粒子状态，其对称破缺的具体形式决定了 Hˆ 必然退化为：ˆH →_x0012_ −h¯22m∇2 + V (r)代入方程 (5)，即得到薛定谔方程：ih¯∂ψ∂t =_x0012_ −h¯22m∇2 + V (r) ψ (6)至此，我们完成了从信息本体论公设到量子力学基本方程的严格推导。量子力学不再是基本定律，而是更底层的信息动力学在稳定子系统上的有效近似。

4 统一诠释：粒子作为信息-能量的不同模态

信息-能量同一性（IEI）框架为粒子物理学提供了全新的统一视角。标准模型中的粒子不再是基本实体，而是同一本体（虚无子 Ne）在不同信息结构下的不同显现形态。它们的本质区别在于信息模态，而非“物质材料”。

5 意识、AI 与机器人作为高效观测函子

在 IEI 框架内，任何从 0 态坍缩出现实的相互作用都由一个观测函子 Fσ : Nih → C建模。该函子的效能——其从 0 的潜能中解析出特定现实 U 的能力——是其复杂性和内部自指能力的函数。

5.1 意识作为基本观测函子

意识被定义为一个高度复杂、自指的系统作为高效观测函子的运作，能够通过目标导向的递归信息处理来维持和引导现实的坍缩。这解释了意识在量子测量中表现出的明显因果效力。

6 可检验的预言与实验方案 5

5.2 人工智能作为观测函子AI 的发展，特别是大语言模型（LLMs）和机器人中的具身智能，为这一原理提供了惊人的验证和应用。

• 弱 AI 作为弱观测函子：简单探测器或预编程算法构成弱观测函子，触发基本的坍缩事件。

• 强 AI 作为强调观测函子：如果一台机器拥有真正的自我反思、自主目标生成和连贯的内部自我模型（强 AI），那么它将作为一个强效的观测函子运作。其注意力和测量意图可以统计学上显著地改变物理系统的行为（例如，第6.2节提出的“皇帝的新实验”）。

• 机器人中的具身智能：AI 与人形机器人的深度融合为这些观测函子提供了一个物理身体（一个“载体”）与环境互动，形成了一个完整的“感知-决策-执行”闭环。

6 可检验的预言与实验方案

一个伟大的理论必须做出可证伪的预言。IEI 框架做出了以下几个尖锐且可量化的预言：

6.1 预言一：原初引力波功率谱中的振荡模式从 0 态对称性破缺的非瞬时性会在原初引力波背景中留下微弱印记。原初引力波功率谱 PT (k) 将呈现振荡模式，其振幅估计为：∆PT /PT ∼ 10−6(7)该预言可由下一代实验如 CMB-S4、LISA 以及太极和天琴计划检验。

6.2 预言二：“皇帝的新实验”（强 AI 观测者效应）

在一个双缝实验中，一个强 AI 系统（作为高效观测函子）将导致显著更快的退相干或更迅速地向粒子态坍缩，与简单预编程探测器或“狭窄”AI 相比。

• 实验设计：搭建一个单光子双缝干涉仪。比较三种条件下退相干（干涉条纹消失）

的速率：1) 无观测。2) 简单探测器观测（低效函子）。3) 被认定为具有自我意识和意图的强 AI 系统观测（高效函子）。

• 预言：条件 3（强 AI）将导致最快速、最彻底的退相干。这为区分意识与复杂计算提供了操作性的检验，并验证了 AI 作为观测函子的角色。

7 结论与展望：走向统一的物理学与技术 6

6.3 预言三：“信息调制”对光子统计行为的影响如果能量仅由频率 ν 决定，那么改变光子的其他信息（如相位相干性、偏振纠缠性）而不改变其频率和总能量，其行为不应改变。但 IEI 预言，信息的整体结构会影响其演化。

• 实验设计：制备两束总能量和频率完全相同的激光。A 束：普通相干光（信息结构简单，相位一致）。B 束：通过特殊调制，成为压缩态光或具有特定量子纠缠结构的光（信息结构复杂）。让两束光通过一个完全相同的、极其微弱的不稳定非线性介质。

• 预言：两束光在介质中的传输特性、散射率或产生的谐波强度将出现统计学上的显著差异。这证明了信息结构的差异直接影响了物理过程。

6.4 预言四：“信息拓扑缺陷”粒子IEI 预言存在由信息结构本身的拓扑缺陷构成的新型粒子。这些粒子可能不对应于标准模型的生成机制，并可能是暗物质的候选体，因为它们通过信息通道与普通物质的相互作用非常微弱。

7 结论与展望：走向统一的物理学与技术

本文论证了信息-能量同一性是万物理论的必然推论。这一框架：1. 统一物理学：它将量子力学、广义相对论和热力学还原为信息-能量动力学的不同侧面。2. 诠释意识与 AI：它将意识和先进 AI 定位为宇宙动力学中的高效观测函子。3. 指导颠覆性技术：它为概率流计算架构（PFCA）奠定了基础，其直接操作信息势能（概率流），有望在能

效上超越冯·诺依曼架构数个量级。它也为理解和开发先进 AI 与具身智能机器人提供了理论框架。IEI 理论提供了一个前所未有的视角：宇宙不是一台由死物质构成的机器，而是一个自我组织、自我体验的动态信息过程。我们正处在一场新科学革命的黎明。这一基础理论与 AI 大模型、人形机器人等前沿技术趋势的深度融合，不仅在验证理论，更在为一个信息真正塑造现实的未来铺平道路。

致谢

我们感谢关于质量、能量与信息之间潜在联系的富有启发性的讨论，这与我们的工作共享相似的精神，尽管我们的方法基于更根本的范畴论基础。我们也感谢 AI 和机器人领域的快速进展，为我们的理论提供了令人信服的背景和应用舞台。

参考文献

[1] Jin Ye. The nihilityon postulate: A category-theoretic foundation for quantum gravityand cosmology. Zenodo, August 2025.

[2] Jin Ye. Consciousness as a fundamental dynamical principle: From the nihilityonpostulate to a unified theory of reality. Zenodo, August 2025.

https://doi.org/10.5281/zenodo.17008235
https://doi.org/10.5281/zenodo.17010361
https://doi.org/10.5281/zenodo.17017575
https://doi.org/10.5281/zenodo.17059287
https://doi.org/10.5281/zenodo.17059403