未来引力量子通信智能手机的理论与实践

因为“量子纠缠”提出在真空量子起伏的全域性的“瞬间”，也是可以没有“多和少”、“大和小”的区别的。这就为量子卡西米尔效应平板提供了全域性的现实选择的实体或抽象理论模型，同时也为量子引力隐形传输提供了全域性的现实选择的实体或抽象理论模型。因为这能说明真空量子起伏的“点内空间”，与量子纠缠联系原子轨道核外电子回旋的里奇张量效应，因核内量子起伏的质子卡西米尔效应韦尔张量产生的负能量发射，两者本末出候是天衣无缝结合在此类量子引力信息隐形传输上，成为认识韦尔费米子和马约拉纳费米子，到新型费米子三重简并费米子，突破传统分类涉及引力子的先声。

把电子、光子和引力子牵涉在一起的，是彭罗斯解释爱因斯坦广义相对论引力方程R_uv-（1/2）g_uv R=-8πGT_uv中，左边第一项R_uv里奇张量，属全域整体收缩效应的作用量。其余式中R是里奇张量的迹；g_uv是对距离测度的空间几何度量张量；G是牛顿引力常数；T_uv是刻画能量、动量和物质性质的张量；1/2、8、π是数。左边第二项（1/2）g_uv R，代表针对背着回旋卫星那一半星球的里奇张量收缩效应的作用量。等式右边的8πGT_uv，属可计算和测量的引力作用量；其负号代表引力方向作用向球心而不是向外。

自从汤川秀树创立“介子论”以来，物理学中相互作用力无超距作用，所以引力相互作用力的“介子”也要称引力子。英国数学物理学家彭罗斯的《皇帝新脑》、《通向实在之路：宇宙法则的完全指南》、《时空本性》等书中，彭罗斯至少从1998年开始用里奇张量解读爱因斯坦的广义相对论引力方程，是当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时，被绕物体整个体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用。这在世界科学家中，彭罗斯是第一个把里奇张量和韦尔张量结合，清楚、完整、简化地解释了爱因斯坦广义相对论引力方程的人。

由此联系《量子夸克》一书中的“对电子-正电子散射有贡献的一级费曼图”：等值反向速度的一对正负入射电子相遇，湮灭产生一个光子，然后这个光子又立马产生变成一对等值反向速度的正负出射电子。这里可以不涉及到引力子。但《量子纠缠》一书，在第1章《纠缠的开始》中说：玻尔刚刚提出原子结构的行星模型时，就存在一个问题，这也是爱因斯坦注意的地方，就是沿轨道运行并不断改变速度的电子，会发射光线。虽然玻尔想象电子沿固定路线运动的轨道，被称为定态，它限制住了光子，防止能量外泄──电子可以从一个轨道跳跃到另一个轨道，同时发出或是吸收光能。以后的波动力学、量子力学也证明费曼图，一个正负电子对的湮灭可以生成一个光子。

但这里没有提到引力子问题，而电子绕着的原子核作圆周运动，却涉及里奇张量的量子引力隐形传输，因此电子还有引力子的释放，是所有科学书籍被遗漏说明的地方。但现代的量子纠缠科学实验，最终是不会遗漏说明此现象的。例如，在上海张江国家科学中心的国家大科学装置上海光源，装置的软Ｘ射线自由电子激光，是全球顶级中能的第三代同步辐射大科学装置，外形酷似巨大的“鹦鹉螺”。圆形的“螺壳”内，3台加速器负责“出产”同步辐射光。无数电子以近乎光速昼夜不停地高速旋转。每每转弯，就会沿切线方向放射出一束束不同波长的高品质同步辐射光，通过光束线最终照射在各个实验站的样品上。虽然2019年才正式投入使用，但试运行中“同步辐射光源＋Ｘ射线自由电子激光”的实验能力已有显示。

2014年以来，就有中科院物理所丁洪课题组，利用上海光源“梦之线”的同步辐射光束照射钽砷（TaAs）晶体，发现了韦尔（H. Weyl）费米子。这正涉及与彭罗斯说的里奇张量引力圆周运动产生的引力子有关。1928年狄拉克提出描述相对论电子态的狄拉克方程，第二年韦尔指出，当质量为零时，狄拉克方程描述的是一对重叠在一起的具有相反手性的新粒子，这就是韦尔费米子。

钽砷家族材料呈体心四方结构，韦尔点附近的贝里曲率呈刺猬状分布，与实空间中点电荷产生的电场分布类似，表明它们与原子里电子行星轨道圆周运动模型的量子引力里奇张量动量空间中的引力子有关。彭罗斯创立的正是里奇张量，与韦尔张量引力结合的解读。丘成桐曾戏说，爱因斯坦与格罗斯曼在1912年和1913年，合写的两篇论文就用里奇张量，定义空间中物质分布的物质张量；但因里奇张量并不满足守恒律，而物质张量满足守恒律，所以此时的方程组不兼容，解释物理现象并不成功，如无法解释水星近日点进动和牛顿方程预言的偏差问题。丘成桐说爱因斯坦算出水星的运行轨道具有微小偏差的进动，是在1916年。

此时史瓦西发现爱因斯坦方程用的里奇张量描述最终成功，是因边界条件早有初始条件的一组解，涉及星系重力是球形对称的影响。所以彭罗斯的里奇张量引力解读，更接近爱因斯坦1916年的广义相对论方程，认为行星沿着测地线移动，必须是圆周运动，但又可不必是闭合的圆周。里奇张量和里奇曲率是一种全域性或非定域性的体积收缩的引力效应，而不同于后来韦尔张量和韦尔曲率是针对不管平移或曲线运动，体积效果仍与直线距离平移运动作用一样，只类似是一维的定域性的拉长或压扁的潮汐或量子涨落引力效应。

另外量子卡西米尔平板间也有韦尔张量收缩效应，但这与被绕离子核，在量子回旋间非定域性的里奇张量收缩效应的量子引力信息隐形传输，机制是不同的。里奇张量引力圆周可包括韦尔张量，所以是统一的。爱因斯坦的引力方程，有牛顿引力常数，原因就在此。彭罗斯对量子引力经典通道实数光速或亚光速传输部分的“量子信息隐态传输”，也是划归韦尔张量的。这指不管是圆周运动，还是直线运动，都可以按牛顿引力公式或“韦尔张量”来计算测量。它属于规范场和标准模型，与牛顿引力计算范畴等价。所以韦尔费米子，与彭罗斯说的韦尔张量引力非圆周运动产生的引力子也有关。

从韦尔到列维•齐维塔和嘉当最初创的规范场，也是它的依据。但韦尔用的不保持长度的规范群，没有想到引力子。韦尔费米子变换狄拉克方程描述，是一对重叠在一起的具有相反手性的新粒子。韦尔构建了阿贝尔规范场相位联络理论，令人遗憾的是，十年后，量子力学更是偏离还能涉及的量子引力信息传输，这是一味只去联系广泛方式的向量相位理论──这是沿着封闭环路没有里奇张量、韦尔张量。

线旋是固定的局域空间移动规则；虽然在数学上，从嘉当、霍普夫、惠特尼等推广规范场，提出“向量丛”观念，给空间中的每一点都赋予一个线性空间，可以任意扭曲，但可惜缺乏彭罗斯说的扭量圆环自旋──这也类似三旋中的线旋的图像。诚然，数学上的向量丛，应用于粒子物理学的量子化，辉煌反哺的结果，是杨振宁和米尔斯，将韦尔的阿贝尔相位联络，从交换的规范群泛化到非交换的规范群，这影响了相互作用基本力的整个高能物理。

类似“电子-正电子散射有贡献的一级费曼图”，一对正负入射电子相遇，湮灭产生一个光子，然后这个光子又立马产生变成一对等值反向速度的正负出射电子。原子里电子回旋轨道圆周运动中的量子引力，也可以使一对正负入射电子相遇，湮灭产生一对重叠在一起的具有相反手性的新粒子的一个作光速运动的韦尔引力子，然后这个韦尔引力子又立马产生变成一对等值反向速度的正负出射电子，出现连接不同手性韦尔费米子投影的费米弧，能被实验直接观测到。

上世纪量子力学知道的电子态和光子态等新发现，导致了芯片、计算机、激光、互联网等等的出现。现在认识的韦尔费米子态和韦尔引力子态，未来会产生量子引力信息隐形传输工具吗？世界首颗量子卫星“墨子号”，在太空建立迄今最遥远的量子纠缠，证明在1200多公里的尺度上，爱因斯坦都感到匪夷所思的“遥远地点间的诡异互动”依然存在。由此潘建伟团队等已在展望，量子纠缠和量子引力通信的发展。潘建伟说，他们下一步希望在地月拉格朗日点上放一个纠缠光源，向地球和月球分发量子纠缠。通过对30万公里或更远距离的纠缠分发，来观测其性质变化，也能对相关理论给出实验检测。

这里量子纠缠会受到引力影响，通过不断地扩展量子纠缠分发的距离，在实验上探寻量子物理和相对论的边界，这是对时空结构和引力开展的前瞻性研究。如在地月间建立30万公里以上的量子纠缠，探索引力与时空的结构，才能检验量子物理理论的正误。科学理论与实用技术不能割裂，也不应被割裂。正类似有新型费米子三重简并费米子的发现，而能能竭尽全力推动量子引力通信的发展。这是中国科学院物理研究所为固体材料中电子拓扑态研究，开辟新方向中发现的。这种新型费米子的发现，是继“拓扑绝缘体”、“量子反常霍尔效应”、“韦尔费米子”之后的事。它不但能促进人们认识电子拓扑物态，开发新型电子器件外，也促进认识理解里奇张量、韦尔张量等结合的量子引力信息隐形传输。

2016年中科院物理所的翁红明、方辰、戴希、方忠等专家预言，在一类具有碳化钨晶体结构的材料中，存在三重简并的电子态。其准粒子是三重简并费米子，这不同于四重简并的狄拉克费米子，和两重简并的韦尔费米子的新型费米子。物理所的石友国教授，由此指导博士生冯子力，迅速制备出碳化钨家族中的磷化钼单晶样品。丁洪和钱天教授，也指导博士生吕佰晴，在上海光源“梦之线”和瑞士保罗谢勒研究所，经过几个月的实验测量，成功解析出磷化钼的电子结构。这也与翁红明教授指导博士生许秋楠，计算出的结果高度吻合。

但实验发现的突破传统分类的三重简并费米子，翁红明教授等人的理论工作，还只停留在说与狄拉克费米子和韦尔费米子态的不同上。他们认为三重简并费米子态，对外加磁场的方向敏感，使得含有它的母体材料，具有磁场方向依赖的输运性质。但物理所的陈根富教授研究组，在碳化钨中观测到与狄拉克半金属和韦尔半金属，显著不同的方向是依赖输运行为。这正类似彭罗斯说量子引力信息里奇张量和韦尔张量的方向，是各自依赖输运行为的解说。

德国普朗克研究所的科学家，也在磷化钼中观测到极低电阻行为。这种类似韦尔引力子的新型费米子的独特表现。以上他们都认为，从基本粒子组成虽然是分为玻色子和费米子看，但宇宙中存在狄拉克费米子、韦尔费米子和马约拉纳费米子三种类型的费米子也有可能的。然而他们都没有去联系彭罗斯说的量子引力里奇张量和韦尔张量，各自产生的引力子来深度联系，与深度学习。

正因为电子、光子、引力子等三重简并费米子态或玻色子态，与时空连续的宇宙空间不同，电子所处的“固体宇宙”只满足不连续的分立空间对称性，导致传统理论四维时空中没有的新型费米子，而虚数和复数时空的引力子是可以穿越四维以上多维时空和高维时空的。寻找新型费米子拓扑物态延伸进引力子玻色子领域，是一个挑战性的前沿科学问题，下面先说我国和国际竞争焦点之一的韦尔费米子。

2、韦尔费米子理论前奏

德国科学家韦尔(H.Weyl,1885-1955)，又译名为“外尔”或“魏尔”，他是希尔伯特的学生。德国出生的韦尔，是20世纪杰出的数学家、理论物理学家之一。同样，在韦尔之前的意大利，里奇（Ricci-Curbastro，Gregorio，1853-1925）是黎曼(Bernhard Riemann, 1826-1866)的学生，也是20世纪前后杰出的数学家、理论物理学家、张量分析创始人之一。1892年里奇最早开始将黎曼几何学运用于实际研究，1900-1911年里奇和他的学生T.列维-齐维塔推动了这一学科的发展。但直到爱因斯坦在广义相对论中使用了里奇理论之后，张量分析才受到普遍的重视。

费米和海森堡学类似里奇和列维-齐维塔的张量分析，他们从质子和中子近似，类比引力质量与惯性质量相等近似，那么引力效应本身也可以被等价为时空坐标的变换L。由此任何物体都受到引力作用L联络，就是普适性；这也影响到希尔伯特和他的学生韦尔。正如日本物理学家汤川秀树，用介子模型解释无超距作用，虽然复杂化了相互作用力解释，但复杂化的背后是更简单。但介子论不能具体说明引力如何类似拉力，以及为何引力子可以穿过多维时空。引力理论出现韦尔张量、里奇张量、庞加莱双曲张量和贝里张量的区别，以及分段协同的解释。这虽然复杂化了，但背后仍然是更简单清晰。如牛顿万有引力定律公式，联系韦尔张量。爱因斯坦广义相对论引力方程联系里奇张量，实数光速引力子和虚数超光速引力子是成一半对一半的，且是以实数光速引力子最先到后的引力开始计时。再是暗物质的引力，可联系庞加莱双曲张量和夸克禁闭量等。

拓扑学上“有限、无边界、有方向”的二维闭合面，是用“亏格”来描述和分类的。对实闭曲面，亏格是曲面上洞眼的个数：球面无穿孔亏格为0；面包圈有一个穿孔亏格为1，两个穿孔亏格为2……不同的亏格对应的不同拓扑。更妙的是“空心圆球”，不但包括内外、虚实，而且把它作为“元空间”，还能回答宇宙空间膨胀。然而物质、星球却因引力可以收缩、坍塌，那么物质可无限可分和物质可无限压缩是悖论，还是同一？虚拟空心圆球不撕破与不跳跃粘贴的内外表面翻转，这类似“8” 字一个“0”，凹陷装入另一个“0”内面，像口袋内再装口袋，或者像一个空心圆锥体放到另一个空心圆锥体内部顶对顶的2维曲面空间示意图。这种顶对顶的交点变成“壳层”类似的的翻转，这里“零锥”的点移动，可以是一维的弦或虫洞。但有两种不同的区别，从拓扑结构和庞加莱猜想来说，只在空心圆球壳层一处，有一条连通内外表面的一维的弦或虫洞，这种展开类似试管的曲面，空心圆球仍属于与球面同伦。

但如果有两处两条，及以上连通内外表面的一维的弦或虫洞，这时空心圆球如圈体，就属于与环面同伦，不是与球面同伦了。这种区别很重要。例如，把庞加莱外猜想空心圆球外表面向内表面翻转，比喻龙卷风，磁单极可以说就像龙卷风。但龙卷风与池塘水底有漏洞，产生的水面漩涡外表虽一样，但拓扑结构类型却不同伦。有漏洞的池塘水面漩涡场，与平凡的普通带圈及不平凡的墨比乌斯带圈，都等价于环面拓扑类型；只有一个曲面的克莱因瓶也如此。而点内空间类似空心圆球内外表面翻转的庞加莱猜想外定理，空心圆球内外表面也类似一对平行宇宙，就如阴与阳、有与无、大与小共生的宇宙。而从“零锥”翻转须有一维的弦或虫洞来说，又能推演膜弦共生的统一。因为内外表面翻转在“虫洞”的交汇的“交点”，必须要量子化。而且不管量子是球量子还是环量子形状，自旋必须存在体旋或有体旋的组合，才能翻转。球量子或环量子的自旋存在自旋编码组合，这种自旋循环编码组合可以是一种标度无关性，而只联系三旋。

“空心圆球”略影“元空间”，是兰德尔的《暗物质与恐龙》一书说，暗物质类似透明的玻璃──如果略影“元空间”，类似透明的玻璃“空心圆球”，那么宇宙空间膨胀，类似透明的玻璃“空心圆球”膨胀，由于“空心圆球”壳层，外面壳层曲率为正，三角形内角和大于180度；内面壳层曲率为负，三角形内角和小于180度。在“空心圆球”外面看物质、星球，类似在吹气球一样，自然是宇宙的红移现象。如果物质、星球是在这种“元空间”内或内面，那么引力使之的振荡起伏，自然会发生收缩、坍塌。兰德尔──在薛晓舟教授的《量子真空物理导引》一书162页中的《兰德尔-桑德拉姆膜世界模型》就提到，说兰德尔提出我们的宇宙是一个五维世界。而且兰德尔从做粒子散射实验中，还想到额外维。

彭罗斯的《宇宙的轮回》新书，不同于他第二个阶段的《皇帝新脑》、《时空本性》、《通向实在之路》等三本书，他不提里奇张量引力而转向宇宙轮回。但这里遇到的熵增不能轮回的难题，他用尽平生的学问，得出他认为最好的结果──但彭罗斯还是没有解决熵增为何能轮回的问题，且里奇张量仍关键──因从彭罗斯的熵增轮回的“零锥”上，可以看出他对“川大学派”的数学难题：“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴，能把内表面翻转成外表面”称之的庞加莱猜想外定理，没有认识。而且从数学上说，即使步骤是拓扑的类似庞加莱猜想正定理──这个世界数学难题，是“千禧难题”之三的庞加莱猜想，2006年世界承认虽被佩雷尔曼解决，但庞加莱猜想之外还延伸的逆猜想到外猜想，应该也属于是同一个系统，但佩雷尔曼的解决没有提及。

庞加莱猜想是如果伸缩围绕一个苹果表面的橡皮带，既不扯断它，也不让它离开表面，使它慢慢移动收缩为一个点。另一方面，如果想象同样的橡皮带以适当的方向，被伸缩在一个轮胎面上，不扯断橡皮带或者轮胎面，是没有办法把它收缩到一点的。所以说苹果表面是“单连通的”，而轮胎面不是。大约在1904年前庞加莱已知道，二维球面本质上可由单连通性来刻画，他提出三维球面（四维空间中与原点有单位距离的点的全体）的对应，使这个问题立即变得无比困难。从那时起数学家们为此的奋斗，佩雷尔曼只完成正猜想的证明。

庞加莱猜想的外猜想指空心圆球，实际也联系“千僖难题”之四的黎曼假设。《黎曼博士的零点》一书提到“临界线”的庞加莱双曲空间二维张量模型，是从空心圆球内表面看，试图分离一对粒子-反粒子，所需能量随分开的距离而线性增长，说明距离也不是固定的：空心圆球内的点，离圆心越远，与该空间中点的距离收缩得就越多。两者结合的所有方程ζ（s)=0，有一条z=1/2+ib的直线临界线。项中1/2实际类似四舍五入。这才可以对应空心圆球内表面向外表面翻转──在一维虫洞中交遇，需要体旋的量子点球，而内外合成的普朗克尺度为无穷级数。这使黎曼假设延伸为的庞加莱双曲张量，实际与中科院物理所的科学家所说发现的新型费米子三重简并费米子有关。

即宇宙中，存在狄拉克费米子、韦尔费米子和马约拉纳费米子三种类型的粒子，而与引力有关。因为我们就在宇宙中──把我们的宇宙看成类似“空心圆球”，要从类似的钽砷晶体家族中分离一对粒子-反粒子的韦尔费米子或马约拉纳费米子，空心圆球内的点，离圆心越远，与该空间中点的距离收缩得就越多，所需能量随分开的距离而线性增长，而不是随距离固定的。这里把狄拉克费米子区别开，是电子属于狄拉克费米子，它有静止质量，应与静止质量等于0韦尔费米子和马约拉纳费米子有区别。理由是，有静止质量的基本粒子，可以用有质量的物理定理定律去处理。而类似没有静止质量的光子和引力子，才是有条件可以在宇宙内自由穿行的基本粒子。这是其一。

其二，费米子和玻色子的区分，是以自旋为1/2整数和自旋为整数定义的。在《时空本性》一书中，霍金在《第一章经典理论》篇中，说他与彭罗斯采用类似顶对顶圆锥技巧，证明的“奇性定理”，能足以捕获一个区域的引力。因虽在正常的闭合二维面上，从该面出发的向外零性射线发散，而向内零性射线收敛。但在闭合捕获面上，这是一种弯曲面，无论是向内还是向外的零性射线，都收敛的──引力子至今还没发现，道理在于此──引力波和引力方程式都不是引力子──三重简并费米子态中韦尔费米子态和马约拉纳费米子态，涉及引力子闭合捕获面，是佩雷尔曼没有看到庞加莱猜想，延伸的逆猜想到外猜想，有三重简并二维与三维面──这能突破传统基本粒子分类。

从霍金与彭罗斯采用类似顶对顶圆锥技巧，从类似钽砷晶体家族中分离出的粒子-反粒子对的韦尔费米子或马约拉纳费米子，可以涉及玻色子类引力子。道理与圆锥曲线方程对应的曲线有关──这里一个圆锥体的拓扑结构，等价于一个球面，它们又都是一个2维曲面空间。同理，两个圆锥体顶对顶，是属于3维曲面空间。两个球面只有一“点”连接成像“8”字形的球串串，也是一个3维曲面空间。

费米子类似理想的顶对顶圆锥体的3维曲面，它才有自旋为1/2整数的量子态。而玻色子类似理想圆球的2维曲面，它才可以有自旋为整数的量子态。像宇宙一样，一个球面可以无限膨胀，可与变大没有关系──这种无限大，或无限多，类似整数、自然数、偶数、奇数、素数等的无限多。但如果从数学到物理，自然真仅是这样就太简单无趣了。这里然事情没完，与空心圆球内外球面也是一个2维曲面有关──如果像“8”字一个“0”凹陷装入另一个“0”内面，像口袋内再装口袋，或者像一个空心圆锥体放到另一个空心圆锥体内部顶对顶的示意图，这种空心圆内外表面只有一“点”在连接；这个点即使拉长变为一维的线段，从拓扑结构和庞加莱猜想来说，却仍是与球面同伦的；可以说是一个3维曲面，内外球面是“同位旋”的。

此研究还没有完──事情是1958年开始的“大跃进”，伟大领袖毛主席号召解放思想，略高一筹的川大数学家们，决定解决新中国1949年解放不久，1953年毛主席就开始选定的“物质无限可分”的命题──这也是毛主席在集中古今中外争议的一个科学大智慧，交给全党内外的干部、学者、科学家和群众，希望去研究。从后来部分主流精英所创的“层子模型”来看，多数是顺着“无限可分”的逻辑，来思维的，这当然不符合毛主席本意的效果。

因为“可分”，可以不是把量子分割开，而是“可数”，类似整数、自然数、偶数、奇数、素数等，是无限多。那么把整数、自然数、偶数、奇数、素数等的无限多，分散在类似空心圆内外的球面上，甚至像“8”字一个“0”凹陷装入另一个“0”内面，类似口袋内再装口袋的球面上，也是合符逻辑能想象思维的。正是从这里，理解毛主席的大智慧，川大数学家们于是从毛主席的著名论断“政治是灵魂，政治是统帅”的高度出发，把后者加进“物质无限可分”的命题，化西方数学的庞加莱猜想和苏联数学的灵魂猜想，为“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴，能把内表面翻转成外表面”的证明，从而开创了第三次超弦革命现代量子色动弦学的先声──奠定了世界科学的第三极。

因为如果把对空心圆球内外表面的翻转，看成类似把一个空心圆锥体，放到另一个空心圆锥体内部且是顶对顶的图像，这也类似大宇宙中装小宇宙，两者无限变大还是无限变小，都能成立──而且能够把宏观与微观统一，这是通过一维的联络和在虫洞点的三旋交变能成立的──这里交变“交点”的要害，是一个圆锥体的表面与另一个圆锥体的表面翻转，必须经过顶对顶的交点──把它看成是量子点，普朗克尺度的级数是10进位制，可分只有四舍五入的有限可分。

这类似著名寓言故事《羊过河》，选择山羊，是过不了河的。但选择的是人，懂得合抱转身（类似懂得“三旋”就不是“羊”而是“人”），就过得了河。当然，川大的数学家柯召院士和魏时珍教授等要解决类似“羊过河”的焦点和交点，这不关“羊”也不关“人”，而是高能物理和基本粒子涉及的量子，甚至是夸克或暗物质“火墙”壳层──柯召院士和魏时珍教授等虽然能推论空心圆锥体内装空心圆锥体，对应类似“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴，能把内表面翻转成外表面”的证明，也等价于古今中外争议的科学大智慧“物质无限可分”命题。

这到今天也还能联系推论到电磁作用力和弱相互作用力──也类似两个圆锥体顶对顶属于3维曲面──这中间单独的一个圆锥体，是属于2维曲面，又类似一个磁单极，空心圆锥体可以内外表面交流翻转，但强力的胶子，和引力的引力子，也类似“磁单极”吗？在变相上说，夸克的色禁闭和引力没万有斥力。夸克是费米子，类似的这种3维曲面空间圆锥体顶对顶，跟着的不是0质量或0电荷粒子，而是类似黑洞火墙的暗物质和暗能量壳层。它们的另一半圆锥体，夸克色禁闭里的是夸克海、海夸克、胶子海、海胶子。

引力子是玻色子，没万有斥力却可过宇宙常数面的额外高维和多维──顶对顶的交点，变成“壳层”口袋类似的空心圆球内外表面无破的翻转。这种两个圆锥体顶对顶属于双曲面的3维曲面，构成口袋“壳层”的量子或粒子，是类似量子密钥冗余码的暗物质，涉及的是多转子的束旋态。由于时代的局限，当年的川大数学家柯召院士和魏时珍教授等还不能具备这些知识，再加上其他种种原因偃旗息鼓了。但庞加莱猜想的外猜想，实际使弦论与暗能量、暗物质及显物质有了联系。其实在原子、原子核、质子、中子和夸克胶子等离子体的“壳层”等内，发现如夸克禁闭，联系暗能量、暗物质效应，类比黑洞火墙的“壳层”──这是类似“试管弦”管口是朝向“壳层”外排列。

反之，把装夸克、反夸克和胶子组成的强相互作用粒子看作“口袋”，朝向口袋“壳层”内排列的是“试管弦”管底。这种无“开口”的一端，形成的类似空心圆球的内膜面，它的“极性”其实类似弹簧，越接近“壳层”，反弹力越大──这类似庞加莱双曲空间二维张量模型，距离并不是固定的：圆圈内的点，离圆心越远，与该空间中点的距离收缩得就越多。由此分析夸克禁闭，不管量子色动力学（QCD）说它与强力有关，其实这还与强相互作用粒子“口袋”壳层，类似“火墙”的暗物质和暗能量试管弦“壳层”──跟庞加莱双曲空间二维张量也有联系。所以，对比观察研究宇宙中大尺度结构形成，以及微波背景辐射等发现暗物质，微观认识夸克禁闭是暗物质，“世界科学的第三极”也并不就迟多少。

量子色动力学作为分析夸克禁闭的理论框架，强互作用的SU(3)规范场论，自1973年以来认为，夸克受到被称为色荷的强力的束缚，两个或三个组成一个粒子的带色荷夸克，被限制与其他夸克在一起，使得总色荷为零；由此不可能从核子中单个地分离出来。这种奇特性质被称为夸克禁闭或色禁闭，它能将粒子结合为无色的状态。但从庞加莱双曲空间二维张量暗物质和暗能量模型看，各种实验从未见到过的孤立夸克，原因是，如果试图分离一对夸克-反夸克，即π介子，所需能量，是随夸克与反夸克间的距离而线性增长的。

结果是，为了将夸克-反夸克分开，距离R所需能量随R增加。但量子色动力学只认为能量完全储存于不断增长的通量管内，夸克之间的距离愈大，它们之间的作用也愈大，夸克之间的距离愈小，它们之间的作用也愈小。但没有想到“口袋”壳层还有暗物质和暗能量的存在和作用──这是“世界科学两极”的败着──把暗物质的引力联系庞加莱双曲张量和夸克禁闭量，解答数学难题，暗物质和暗能量也可以就藏在质子和中子内部，量子数熵可被四色定理“约束”的球面表面积，和最大圆周切面面积计算出来。

这里用四色定理可以说明原子核内的质子和中子等“口袋”里，夸克的色禁闭表面是三色，实际是四色图形。如在平面上画一个圆，从圆心作三条半径分圆面积为三等分，模拟代表三种颜色的夸克，实际这只类似去黑洞视界的裸黑洞。而图中的圆心是类似裸黑洞的裸奇点，这是一种隐藏着大量虚粒子的夸克和胶子的“海洋”。

按庞加莱猜想正定理，它可以扩张为一个圆内接三角形的区间。所以强作用粒子“口袋”壳层“火墙”的色禁闭，是四色问题不是三色问题。说是三色问题，是没有计算强相互作用粒子“口袋”壳层内，被“火墙”表面包裹着的颜色──用四色定理证明“口袋”壳层里的夸克禁闭，所需三色只是球面或平面等表面积所需要的颜色，还必须引用1972年以色列学者贝肯斯坦，通过霍金证明的公式提出黑洞熵的概念和公式──它等于黑洞视界的面积。黑洞公式 S=（AkC3）/（4hG）。A=黑洞事件视界的面积，h=普朗克常数，G=牛顿引力常数，c=光速，S=熵，k=玻尔兹曼常量。

以上如果设h、G、c、k等常数都为1，那么黑洞熵S=A/4。这里把黑洞事件视界的面积联系球面的面积公式A=4πR2 ，设球体的最大截面的面积为球体赤道截面的圆面积S=πR2 。黑洞熵像一个球面一样，是封闭的所能包含信息量的最大可能的熵值，这取决于球的边界面积而不是体积，因此A=4πR2=4S，反之，S=A/4。这里的证明，还要引用萨斯坎德的《黑洞战争》“持球跑进”，与特霍夫特的全息原理，以及对更大范围的物质和信息观控相对界计算熵公式S=A/4的应用──以及还要联系庞加莱猜想外定理的虫洞隧道里，类似“羊过河”图像作的交点“三旋”量子旋转选择。

众所周知，在原子核、质子、中子、夸克里的强相互作用力是短程力，根本作用不到原子核外和原子外面去，所以对原子核外的电子和电子云有行星式轨道旋转引力作用，没有决定性影响；只对夸克和强子本身，有引力作用的决定性意义。正因为如此，是用胶子来行使强相互作用力的。其次，胶子也是只有三种颜色，说明它们也是一种表面共振传力作用。另外，一般认为胶子是没有质量，也说明质量在强相互作用力中，并不需要展示。可见胶子即使有“熵”作用，也仅是在原子核、质子、中子、夸克、夸克胶子等离子体里，起切除修复和错配修复机制的作用。

量子色动弦学认为，装在原子核质子和中子“口袋”里除三个味夸克外，还有暗物质。一是暗物质类似“量子冗余码”，有“不合法”体旋造成的质量希格斯机制的翻转频率及混合角的存在。希格斯机制造就的质量，也有产生引力子穿出质子和中子壳层，吸引核外绕原子轨道作旋转运动的电子。虽然原子核内质子数目与作旋转运动的电子数目相等，或成比例增长表明，是电磁力对电荷的吸引，但只这一项是不够的。二是还有大量的自由电子，存在于金属物体内或原子外层，它们绝多数也并不脱离金属物体。这种吸引力，仅靠价夸克的质量总和作用是不够的；也有类似星系边缘运动得快的恒星，是暗物质暗能量的作用。正是夸克色禁闭强相互作用力因量子色动力学解释不完备和不充要，量子色动弦学出现才自然瓜熟自落。

所以利用对庞加莱猜想外定理的获证，以及对三旋理论第三公设“物质存在有向自己内部作运动的空间属性”，和里奇流的联系等研究，发现“千僖难题”这七大难题都属于同一个系统。例如，“千僖难题”之一“P=NP？”的P多项式算法问题对NP非多项式算法问题，联系魔方的数学建模，对应“冗余码”的暗物质，类似魔方是属于多转座子的“束旋态”；而“避错码”的显物质是类似陀螺，属于单转座子的“旋束态”。由此解决类似“P=NP？”的任何N阶魔方，类似一个N值的魔方的阶数，描述N阶魔方的转动，要看几何概型。

又例如，“千僖难题”之二的霍奇猜想：霍奇断言的代数闭链的有理线性几何部件组合，类似彭罗斯说韦尔张量引力是卡西米尔效应平板链线，和里奇张量引力是转动互绕的卡西米尔效应平板堆链，它们各有自己的维数和程序清晰的几何出发点……，等等。而冷却至几乎绝对零度的钽砷晶体，发现内部存在韦尔费米子的材料称为韦尔半金。费米子是组成物质的基本粒子之一，韦尔在1929年预言韦尔费米子的存在，他说无“质量”电子，可以分为左旋和右旋两种不同“手性”，这种电子被命名为“韦尔费米子”。

2012年和2013年中科院物理所的科学家，也预言在狄拉克半金属中可实现无“质量”的电子。2014年他们再预言在钽砷晶体等材料体系中，可实现两种“手性”电子的分离。这为现代物理学引力子这种基本粒子和准粒子的内在统一，打开了一个窗口──引力子难发现，不奇怪──因为理论基础并没有完善到，引力子类似一个内外表面可翻转的空心圆球，没有翻转时类似一个理想的圆球，是个2维曲面，它的自旋为整数的量子态，属于玻色子。当空心圆球内外表面可翻转为类似两个圆锥体顶对顶──也类似两个球面只有一“点”连接成像“8”字形的球串串时，这是一个3维曲面，它的自旋为1/2整数的量子态，就属于费米子了。

因为引力子作为类似负实数开平方和虚数开平方定义的基本粒子，其实表象是一种虚数大量子的粒子，属于玻色子类，也可简化看作“虚大量子粒子”，它主要参加虚数超光速的量子引力信息隐形传输作用。而作为韦尔张量引力，主要是靠规范场的时空间隙量子卡西米尔效应平板链，在传递牛顿万有引力。但量子卡西米尔效应平板链每处间隙内外的量子起伏，参加的有实数和虚数两类的多种不同组合的量子对，而要统一协调间隙链“点内空间”的量子起伏的引力作用，仍是虚大量子的引力子的功能。所以不管韦尔张量和里奇张量的引力，是分是合，引力子仍然是引力波不可离开的话题。

这类似复数，实部和虚部可分可合。1884-1894年里奇通过研究黎曼、李普希茨以及克里斯托费尔微分不变量的理论，萌发了现称张量分析的绝对微分学思想。1900-1911年里奇和他的学生列维-齐维塔，研究黎曼几何和黎曼代数──现在来联系光速研究的韦尔张量的“变量”和“不变量”，几乎成了类似引力子的“分水岭”。

列维-齐维塔是1890年考入帕多瓦大学数学院，师从里奇；1894年毕业后，就留校任教的。当时因为已有了超光速存在实数超光速和虚数超光速之争──实数光速如果作为“不变量”，它只能存在于实数类似的时空；它作为实在事物，这是一个可测量计算的唯一标准。但实数超光速，也可以类似或只可以作为谎言、戏说、假设或实验与计算错误等存在──在科学理论中，这成两难问题──以牛顿万有引力和麦克斯韦电磁场波计算为例，光速不变，就难以解决“如设绕着星球作圆周运动物体的半径为1米，它到星球表面最近距离为30万千米，当星球的半径大于30万千米时，要速度只有光速大的引力子，传到星球表面的信息才开始让里奇张量引力，产生整个星球体积的同时理想收缩，那么就不能使星球直径另一端的表面也同时开始收缩”。

因此必然有产生一半对一半的实数光速引力子和虚数超光速引力子，并以实数引力子到达时间为准才行──引力是拉力，不是推力，说到底类似“收缩”。里奇要用“收缩”解释黎曼张量包含的引力，但说不清楚具体的收缩机制。列维-齐维塔主张现实，说不清楚就模糊化。但两人矛盾并没有公开。爱因斯坦写出物质分布影响时空几何的引力场方程，不容易──要图说非欧黎曼-里奇张量的“变通”，更不容易──因为里奇张量引力的整体收缩效应，牵连时空难以言说。

爱因斯坦不明言列维-齐维塔的变通手法，就是证据──爱因斯坦是把时空的协变、联络，类比纤维线网织，从非欧黎曼时空本身明言是四维弯曲时空出发，空间弯曲结构自然仅取决于物质能量、动量密度，在时空中的分布。反过来时空的弯曲结构，会决定物体的运动轨道。这类似当沿着茶碗侧面抛入一个玻璃球时，玻璃球就不会马上落入碗底，而是沿着侧面滚动一会儿。同理，地球会沿着太阳所造成的时空弯曲，滚向太阳周围，又因地球是在几乎为真空的宇宙空间里公转，所以不会停止运动。

3、韦尔费米子和马约拉纳费米子

韦尔费米子和引力子的相同点在那些？韦尔1929年提出线性色散无“质量”电子的设想，是分为左旋和右旋两种不同“手性”，而被称为“韦尔费米子”。但手性”是属于“奇性”，具体来看这种“韦尔费米子”，也有类似霍金与彭罗斯采用顶对顶圆锥体技巧证明“奇性定理”的性质：这是在正常的闭合二维面上，从该面出发的向外零性射线发散，而向内零性射线收敛。在闭合捕获面上，无论是向内还是向外的零性射线，都收敛。这类似引力效应现象，所以与引力子有牵连──2015年中科院物理所方忠教授团队，理论计算在拓扑半金属钽砷晶体里，发现具有“手性”的电子态，也就顺理成章沿袭传统，称呼为“韦尔费米子”；预言藏身于钽砷晶体当中有韦尔费米子。

物理所的陈根富教授小组能制备出具有原子级平整表面的大块钽砷晶体。而有同步辐射光束照射钽砷晶体，更容易把“韦尔费米子”展现在人们面前。由此我国的“韦尔费米子研究”，就被入选欧洲物理学会《物理世界》新闻网站，成为2015年度国际物理学领域的十项重大突破之一的新闻亮点。但“韦尔费米子”的发现，如只被说是电子学的基本建筑单元，那2015年英国皇家化学协会网站则报道，就有两个国际研究组在争夺首创权──中科院物理所团队和美国普林斯顿大学物理学家扎伊德·哈桑团队。

事情没完的是，2015年2月17日中科院上海丁洪研究小组，把“韦尔费米子”被发现的这项学术成果，提交给了国际著名《科学》杂志，然而到7月16日《科学》杂志在线，只刊登了哈桑小组和麻省理工学院的这项学术研究成果。中科院的发现，被《科学》期刊意外拒稿。所以有科学家说：如果中国在相关领域也有影响力大的高水平学术期刊，中国科学家的学术成果发表便不再受制于人。

然而在“韦尔费米子”发现上说句公道话，由于多年排斥或不看重川大数学家柯召院士和魏时珍教授等的“柯召-魏时珍猜想”或称“庞加莱猜想外定理”的研究成果，中科院等并没有在韦尔1929年提出的线性色散无“质量”电子设想上，有重大的基础理论创新突破──如探讨“韦尔费米子”涉及引力子，在闭合捕获面上类似霍金与彭罗斯采用顶对顶圆锥体技巧证明“奇性定理”的性质，此效应能与引力子有牵连──加之即使像掌握科学网、新华网、人民网、新浪网等新技术网络平台的一些高层次科学论坛版主，即使在国内外受过大学、研究生、博士生教育，实际对类似里奇流问题相关数学、物理、力学等前沿其实并不一定清楚，而成为排斥民科在前沿基础科学与国际主流相向而行“跟跑”、“并跑”和“领跑”创新的高层屏障。

只有《环球科学》杂志2012年第7期，陈超教授发表的《量子引力研究简史》，可看出此被压抑的情况──当然中科院等中国科学家，首次通过理论计算发现的钽砷晶体家族的这种半金属，以及首次通过角分辨光电子能谱，发现“韦尔费米子”的存在，也是对柯召院士和魏时珍教授等的“柯召-魏时珍猜想”或称“庞加莱猜想外定理”的研究成果的证实和支持，值得大书特书──寻找“韦尔费米子-引力子翻转”的科学竞赛，也是世界各国的科学激烈“中性竞赛”。

众所周知在物理学界，一个通过理论推导和公式推算出的结论，必须通过实验验证才能被承认。1928年狄拉克提出描述相对论电子态的狄拉克方程，到1929年韦尔指出，狄拉克方程质量为零的解，描述的是一对重叠在一起的具有相反手性的新粒子。但90多年以来一直没有在实验中发现“韦尔费米子”，也没有发现“引力子”。事情没完的继续，是丁洪研究小组的论文，在未作修改的情况下，已被国际著名的《物理评论X》期刊接受发表。而且丁洪研究小组又在瑞士光源，观测到钽砷晶体中的韦尔点及其附近的四维韦尔锥。

这与霍金与彭罗斯采用顶对顶圆锥体技巧证明的“奇性定理”，发现在闭合捕获面上，无论是向内还是向外的零性射线，都有收敛的性质，是一致的吗？也许丁洪小组没有讨论和注意。这种韦尔半金属的另一个根本特性研究，成果能在在国际知名刊物上发表吗？当然这方面也得力于拓扑半金属领域中开创的理论原创工作，丁洪等中科院科学家能找到韦尔费米子的产生和观测，就得力于此提供的新思路和途径。如早在2011年南京大学万贤纲教授，就与几名国际研究者合作，通过理论计算，预言一种复杂磁结构的铱氧化物，可能是韦尔半金属。同时中科院物理所的方忠、戴希等科学家，也预言铁磁尖晶石HgCr2Se4，可能是韦尔半金属。但是由于磁性材料的复杂性，这两个理论预言的实验验证，都变得非常困难。

失败使得变为寻找一种非磁韦尔半金属，成为方忠等科学家的想法。在2012年和2013年两年里，他们先后从理论上预言钠三铋晶体（Na3Bi）和三砷化二镉晶体（Cd3As2），是狄拉克半金属。里面存在的三维无质量狄拉克电子，是由一对重叠在一起的具有相反手性的“韦尔费米子”构成。2014年他们先后在《科学》和《自然--材料》发表一篇论文。理论预言的证实，是首次被称为发现的“三维版本的石墨烯”。这为实现相互分离的手性韦尔费米子，提供了新思路和途径。翁红明教授还从发表于1965年的一篇实验文献中，获得灵感。他通过第一性原理计算，认为砷化钽（TaAs）晶体等同结构家族材料，可能也是韦尔半金属。这类材料能够合成，并且没有磁性，打破了中心对称，是实验制备、检测，都非常便捷的绝佳材料。翁红明与戴希、方忠等合作，在确认了这一结论后，2014年他们将此理论预言，在arXiv网站率先向国际公开才受到同行的关注──包括中科院、北京大学、普林斯顿大学等众多实验小组，都投入实验验证工作。

四、量子通信涉及引力子的证明与应用

韦尔费米子和马约拉纳费米子涉及引力子的证明，更联系中国的量子引力通信和量子计算机等产业──量子引力通信与量子计算机合体的双结构，最终才能真正共同组成“一体两翼、双轮驱动”的网信事业──作为量子卫星更大的目标，是在地月间建立30万公里以上的量子纠缠，才能检验量子物理的理论基础，并可探索引力与时空的结构──这里涉及量子纠缠的意思是，两个处于纠缠状态的量子就像有“心灵感应”，无论相隔多远，一个量子状态变化，另一个也会改变。

但将一对有“感应”的量子分置于两地，适用于保密通信，还有一项工作，是光速量子密钥的分发；以往的量子纠缠分发，实验只停留在百公里的距离。所以潘建伟院士就说：上世纪90年代中国缺乏开展量子实验的条件，但现在条件具备，量子纠缠在时空中的无限延展，就是量子引力通信──至少现在理论是这样。因为量子纠缠会受到引力影响，它的品质会下降。对时空结构和引力开展前瞻性研究，通过不断地扩展量子纠缠分发的距离，在实验上可探寻到量子物理和相对论的边界──物理学终究是门实验科学，再奇妙的理论若得不到实验检验，无异纸上谈兵。潘建伟院士希望：在地月拉格朗日点上放一个纠缠光源，向地球和月球分发量子纠缠；通过对30万公里或更远距离的纠缠分发来观测其性质变化，对相关理论给出实验检测。

前面已经说过是彭罗斯的引力里奇张量效应解释，和玻尔的电子圆周运动收发光子的联系──彭罗斯说爱因斯坦的广义相对论引力方程中，里奇张量是指当一个物体有被绕着的物体作圆周运动时，被绕物体整个体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用。这种里奇张量联系两者引力效应的“介子”，应该有引力子共振。而玻尔说物质原子里的电子和电子云，就有绕原子核的圆周运动，只是没有说有引力子──玻尔只是想象电子沿定态运动的轨道，可以从一个轨道跳跃到另一个轨道，同时发出或是吸收光能、光子玻色子。但两者对应，这里也应有引力子玻色子。沙寅岳教授曾说，量子力学是电子轨道不变，电子的运动速度可变。在两个不同的过渡状态，会产生多余的能量，多余的能量会以光的形式释放出来，并且两个不同运动状态前后的频率之差就是光的频率，用公式表示：Fp = Fb – Fa 。

式中Fp为光子的频率，Fb为电子发出光子之前的频率，Fa为电子发出光子之后的频率。这里电子的频率是指电子的分子轨道频率，或从一个原子向另一个原子运动发生轨道改变而发出。光子是正负带电粒子组成的旋转电偶极子，旋转轴的方向与运动方向垂直。如果考虑氢原子基本半径轨道上的电子发射光子的频率，那么电子的速度等于光速乘以精细结构常数，电子绕质子运动的频率是光的频率的二倍。电子的动能与电子的基本频率之比是普朗克常数，电子的基本频率是氢分子轨道的频率，电子的轨道频率与光子的频率存在非常精确的关系。量子霍尔效应和分数量子霍尔效应更加证明，电子存在同频共振和异频共振的稳定状态。这样量子力学也被称为玻尔量子力学，但沙寅岳教授没有谈它的里奇张量效应的量子引力行为，也不完善。

光子玻色子和引力子玻色子的牵连，区别和相同点又在哪里呢？区别是光子已经被发现，而引力子至今未找到。相同点有三：运动速度一样，是光速；静止质量一样，都为0；中性一样，不显电性。光子玻色子和引力子玻色子的牵连，重要的是引力透镜现象。这是由于时空在大质量天体引力附近会发生畸变，使得光子光线经过大质量天体引力附近时发生弯曲。如果在观测者到光源的直线上有一个大质量的天体引力，则观测者会看到由于光线弯曲而形成的一个或多个像。

那么光子玻色子和电子费米子的牵连，除玻尔原子模型和沙寅岳说的情况外，还有哪些根据呢？这就是中科院翁红明、方辰、戴希、方忠等科学家说的存在三重简并的电子态的新型费米子，其准粒子就是三重简并费米子，即狄拉克费米子、韦尔费米子和马约拉纳费米子。但最为经典和广泛认知的还是狄拉克的电子方程的四重简并的狄拉克费米子。这个过程是，现代物理对电子的自旋如面旋，是球就不能取z和y两个空间方向同时作面旋，而是对球电子转轴只能一个方向取如-z和+z两个相反的值。这在三旋理论的环量子上，是面旋正反转，加上体旋的倒轴向。

1925年海森堡，创新出量子力学的“矩阵版本”后，泡利立即配合，说电子自旋不能同时取两个空间方向正好对应。不仅如此，他们还把这类只作面旋的球量子自旋编码，说成是“不对易”概念的数理特征。量子力学有了“不对易关系”矩阵表示联系后，泡利再翻新电子的自旋描述，可用SU(2)群的2维矩阵来表示。那么贯穿整个粒子物理发展的SU(2)群的2维矩阵，与球量子表示的4维时空有什么样的迷魂之处呢？玄机是曲面的“边界”既可以说是2维曲面，也可以说是3维曲面。这是2维球面可以考虑为是将2个圆盘的“边界”，无缝的粘合起来形成的封闭球面。同理，3维球面可以考虑为是将这种2个2维球面，像数字“8”那样在一个“点”处，无缝的粘合起来，形成“球串串”类似的封闭图形的“边缘”。

常识是，2维球面这种单独的一个球体，转一圈是360度。图说3维球面转一圈是720度，是自旋类型不同的独特之处。如泡利就说：从SU(2)群的一个2维矩阵，表示回到自身需要经过720度的旋转，可考虑3个矩阵。后来泡利、海森堡、狄拉克、洛伦兹等，更是在SU(2)群的一个2维矩阵的数学大戏上作编排──例如，在类似球点三角坐标xyz，因三处都有1=1，1=（-1），（-1）=（-1）；0=0，1=0，（-1）=0等多种配搭，即选择何种2维矩阵都行──以上这3个矩阵，就构成了SU(2)群的一个2维基础表示，这3个矩阵的线性组合可以构成3维球面上的任何一点。由此把2维表示联系电子的波函数需要的2分量的向量，正好一个分量描述电子自旋向上的状态，另一个分量描述自旋向下的状态，且可从一个分量连续变化到另一个分量。

但环量子三旋标准，对此评说是只知自旋类似球量子的面旋描述，没有体旋描述。狄拉克发现的向量描述，需要4分量的“完整的电子波函数”，被说成这个4分量向量，对应洛伦兹群的4维表示的基，也被称为“旋量”。这多出的2个分量形成的向量，用于描述正电子，这个球量子是空洞；并且对要旋转720度的三维球面的“8”字形的“球串串”，还可以由一个电子和正电子，有间隙似地无限靠近组织完成。从洛伦兹群的2个SU(2)群的张量积，看该向量，可作为SU(2)群的2维表示的基，以暗示球量子面旋不变动位置，但转轴方向倒位的上、下“自旋”，也就是“同位旋”，正好是电子所处的两个不同状态。由此泡利、海森堡、狄拉克等，为核子理论铺平了道路。海森堡反过来还类比泡利的SU(2)“自旋”理论，将SU(2)群用于描述核子。海森堡是最先把球量子面旋转轴方向──倒位的上、下自旋，仍坚持类比“自旋”，提出“同位旋”概念的。

如此说来，引力子应该雷同光子一样普遍存在，但又为什么测不到引力子呢？引力子没有地位的原因，主要是量子引力共振纠缠量子传输接顶，不管韦尔张量和里奇张量是分是合，引力子虽然仍是共振量子色动引力学不可离开的话题，但量子引力共振的复杂，不同于音叉共振共鸣的无形传播──“听”，只是利用无形介质空气传送共振的原理对声振动的谐波作分析──而引力共振，类似量子纠缠隐形传输，是将原物信息分成经典速度传输和量子隐形传输信息两部分的。

这又分别经由经典通道和量子通道，传送给接收者的。经典信息，是发送者对原物进行某种测量而获得的。量子信息，是发送者在测量中未提取的其余信息，通过纠缠来传送的；接收者只有在获得经典传输的信息之后，才可以制造出原物量子态的完全复制品。这种两者统一的不可分，是量子引力涉及经典通道、经典光速的引力子，与量子引力涉及隐形传输的量子通道、量子虚数超光速的引力子。但又是以前者经典通道、经典光速的信息，传送给接收者时才为准开始认知。这使绝大部分引力子，好像没有了地位。

这里经典通道、经典光速的引力子，类似静止质量为0的中性光子或中微子──做引力实验对比，两物体之间的距离需要30万公里以上，地面上无法达到──所以即使存在量子里奇张量引力效应，这种引力子也被忽视，由此引力子看起来很少──反之能做的实验，是以经典通道、经典光速的引力子为准，自然超前的量子虚数超光速的引力子就没有了意义。而最近的地球与月亮之间的距离虽够，但无法去做此类实验，测量引力子也就是空话。

这里还要说明的是，引力子为光速，是测量决定的。而“测量”本身本质，是指传统经典光速范围。其次量子的概率，本身本质也是指传统经典光速和测量行为。这里虽然实数超光速不存在，但引力子虚数超光速是存在的。理论根据是：从爱因斯坦质能转化公式E=MC2，到希格斯质量场方程E=M2h2+Ah⁴，可证引力子，是类似负实数开平方和负虚数开平方定义的基本粒子。由此，引力子不同于电磁力、强力、弱力等其他三种相互作用力的“介子”的地方，是唯一它才具有穿过时空四维以外的额外维，有通过高维和多维的多层时空功能。这关系到里奇张量解读：因为当星体有被绕着的物体作圆周运动时，被绕星体整个体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用，就不管韦尔和里奇是分是合，引力子类似复数，实部和虚部可分可合。这种对称与对称破缺的统一，是必然要求产生一半对一半的类似实数光速引力子和虚数超光速引力子，而且开始收缩，只能是以实数引力子最先到达的为准。这就不违反相对论的逻辑，和实验观测的事实；也是杜绝暗物质、暗能量的乱用乱套的关卡。其次，这里由于经典的光速测量引力子是韦尔张量引力效应，即使测量到引力子，也难与光子或中微子区别而被忽视。

引力子难于发现，还可以类比磁场和磁力线，测量到磁力线，但人们并没有普遍发现磁力子或磁单极。从宏观和显物质，延伸到微观和暗物质，量子信息隐形传输往往有无形介质暗物质在从中配合，但人们不易发现。因为虚数超光速是约每秒30万千米以上，人们接触的距离和大小没有超过光速尺度。但量子纠缠，无论是在定域中发生，还是在非定域中保持，发生纠缠的量子之间必须要通过一种东西来联系。在量子之间起联系作用的这种东西，也类似磁力线。

磁力线有一定的刚度，对于无静质量（即无惯性）的光量子而言，不论这个磁力线本身的刚度真值是多么的小，它相对于无静质量的光量子而言，其刚度的相对值便是“无穷大”，所以才会发生只要改变其中一个光量子的状态，另一个光量子的状态也同时作改变的情况──光量子的纠缠，表面上看起来象鬼魅一样，实际上是因为光量子无静质量引起的。光量子无静质量，也即光量子无惯性，连接光量子的磁力线的“刚度”不管其值是多么地小，只要这个值不为零，这个值相对于无静质量的光量子而言，便是“刚度”无穷大。因此，发生纠缠的光量子即使被分开到相距很远的距离处时，人为地改变其中一处的量子的状态，这个状态就会通过具有“无穷大刚度”的磁力线，引起在另一处的无静质量的光量子，作同时性的状态改变。

以上便是量子发生纠缠时，量子的状态改变具有“同时性”的原因──根据的实验和理论，是量子卡西米尔效应平板现象──但引力子普天下都是，为什么检测不到引力子？这可类比磁铁吸铁的磁现象为什么似乎罕见？按理磁性起源的经典理论和实验，从安培电流或环形电流说，在物质中电子绕原子轨道作旋转运动自旋的环形电流很普遍，电子存在自旋也就是自身具有磁性，可以说磁性是无物不有、无处不在──由于磁铁的N和S磁极，就源自无法再分割的电子，它具有N极和S极，所以无论把磁铁分割得多么微小，它都有N极和S极──但磁铁吸铁的磁现象的稀少，道理是一个原子有多个电子，如果排列有序变乱，它们的自旋相互抵消，使多数电子的自旋与磁性无关，物质整体也就不会显磁力。

同理，单从里奇张量显引力效应的现象看，当星体有被绕着的物体作圆周运动时，被绕星体整个体积有同时协变向内产生类似向心力的收缩作用，自然界和宇宙中产生的引力子很多。但正如地球上的人很多，然而同一时间各个人或各群人做的事有不同一样，各种里奇张量引力效应产生的引力子，针对的是不同的“圆周运动”，类似编码了一样，各批引力子走各自的道。如果没有类似编码的区别，引力效应就会乱套。但至今物理学认为：引力子没有内在的区别。由此也就不能遵循各种里奇张量引力效应情况下的引力子密码，去检测引力子，所以引力子至今未找到。

其次，引力子的引力效应，本质是一种量子纠缠。这种量子通信很容易受环境条件等因素影响而屏蔽，引力子也就不容易检测到。而且实验制作检测引力子的材料，也如同实验制作检测韦尔费米子和马约拉纳费米子的材料很困难一样，不容易也就难去检测。引力波不是引力子，而是引力效应。引力方程不是引力子，仅是计算产生引力子的韦尔张量和里奇张量效应的结果。从引力子密码学和引力子材料学看，传统到现代对引力子的本质本征的理论认识，仍然缺少，所以难以指导引力子的检测。这里我们提出量子引力全息自旋纠缠原理和量子引力密码记忆储存原理，来阐述这类问题──这些研究30多年已经公开发表了多篇论文和出版了多本专著，但没有被重视。

例如，1985年湖南省《自然信息》杂志第三期发表的《隐秩序和全息论》，是阐述量子引力全息自旋纠缠原理的，获四川省思维科学学会优秀论文一等奖。1986年南京《华东工学院学报》第二期发表的《前夸克类圈体模型能改变前夸克粒子模型的手征性和对称破缺》，是解决以色列魏兹曼科学院院长哈热瑞1983年提出的夸克和轻子内质量“奇迹般”相消的难题。《北京科技报》、《信息报》等，以“一道世界物理难题获解”作过报道。这个难题的延伸，实际联系量子引力密码记忆储存原理。道理是，物质质量直观认识来源重力，重力与引力相关。哈热瑞在解决了零质量问题后，却遇到了超对称使质量的手征性，发生对称性自发破缺的问题。

这个问题的解决，能把质量与量子自旋联系起来，最终与体旋和偏振相关。道理是，体旋存在“偏振”过程而有多个向量。这在网文《夸克禁闭四色定理新解》中有说明。这里体旋与“偏振”实际成为一种量子密钥密码，与此引申出量子引力密码记忆储存原理；反过来，也能统一量子引力全息自旋纠缠原理。道理就如为什么陀螺，比指南针的定向更基本？这个道理明白后，为什么量子纠缠隐形的虚数超光速传输和实数光速传输是两种形态，又是统一的，也就能明白。

即量子纠缠隐形的虚数超光速传输的本质原理是什么？本质原理简单说就是拓扑球量子的自旋自身有手征性，无须外环境影响去识别。道理类似指南针能定向，在地球各地除两极外，都能定向相同指向南方，是外环境地磁场貌似全域性，在地球各地除两极外，都能对指南针定向相同指向南方起作用。但离开地面、地球，指南针也就不起作用。即使地磁场也依赖地球自旋的手征性，但这个球量子太大了；而安培环形电流有磁场手征性，这个环量子又太小了。因此如果航天飞机或人造卫星离开地球，或在受磁性材料干扰的地方，用指南针定向是不适用的。但陀螺罗盘不需靠磁力线的作用，在宇宙太空能定向，是利用陀螺本身的多层自旋来定向的。

陀螺类似球量子，这种球量子自旋定向的原理，也能揭示自然界中自旋调制耦合功能的EPR效应普遍存在。量子引力通信也如此。

1、引力子有自旋和手征性吗？

先说有人认为1994年格林伯格实验，是用严格实验证明类似人脑之间存在量子超光速影响的“心灵感应”──把量子缠结看成是超光速，这不是严格证明。一是三旋理论指出，任何量子本身就是一个类似超级陀螺仪的三旋陀螺，量子之间进行缠结，类似陀螺仪使用前进行的测量与标准之间作的调整校对，所以陀螺仪使用中间产生的任何测量信息，在使用者之间都是明确的，即是“超光速”的。这跟爱因斯坦、波多尔斯基、罗森提出的量子EPR效应一样──这种被迷惑的量子力学非定域性，有纠缠──量子纠缠所谓粒子间神秘的联系奇妙，就在其中的一个粒子经过测量，就可以了解另外一个粒子的状态，一个粒子的变化都会影响另一个粒子。

即两个粒子之间不论相距多远，它们是相互联系的；量子纠缠是两个(或多个)粒子的叠加态，这些粒子作为一个整体来看，如果试图窃听或偷走其中一个光子的信息，都将任何信息得不到。这种特性也是它的保密安全性之所在。而量子信息隐形传输，就是借助于两个粒子之间的纠缠作用，将待传输粒子的未知量子态传送到另一个地方。其基本思想是：将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。经典信息是发送者对原物进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息，通过量子纠缠来传送。接收者在获得这两种信息之后，就可制造出原物量子态的完全复制品。这个过程中传送的仅仅是原物的量子态，而不是原物本身。发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子(可以是与原物不相同的粒子)处于原物的量子态上。原物的量子态在此过程中已遭破坏。但这如何来说明引力子通信的量子纠缠和量子隐形传输呢？

无论是拓扑球量子还是拓扑环量子的自旋，自身就有手征性，定向不讲外面环境的区域性。特别是环量子因为存在面旋、体旋和线旋等三旋，自旋手征性更复杂，因此量子力学非定域性特性与三旋的关系更丰富。在EPR实验中，之所以曾经耦合过去的光子，在分开以后还会出现整体效应，这正是因为像陀螺罗盘，在出发之前经调制一样，耦合过的光子，它们像经过调制的陀螺一样，离开地面的陀螺罗盘的方位测量，是跟它调制配对时的另一陀螺罗盘的方向测量一致的，因此在EPR测量中，两者的量子效应是一样的。