如何造就中国学神学霸

五：中微子振荡求真
　　中科院高能所邢志忠教授说，2015年诺贝尔物理学奖授予发现中微子振荡有贡献的梶田隆章和麦克唐纳，正好他给国科大的授课，讲的是中微子理论和唯象学。1995年他和国外导师的小论文预言中微子混合包含两个大角和一个小角，而且CP破坏相角在正负90度附近。但当时几乎所有的理论家和实验家都相信，中微子混合应该是小角混合，和夸克混合类似。这篇文章1996年在欧洲的PLB上正式发表，到1998年在日本超级神冈实验中发现了大气中微子振荡和认证了太阳中微子振荡，两者都对应大角中微子混合，和他们当初的预言大致相符。
　　2001年邢志忠回国，说聚集的课题组到现在已把中微子理论研究水平，拉到国际上有一席之地的档次。2011年邢志忠教授和他曾经的博士生周顺，在浙江大学出版社出版了70万字的中微子专着《中微子：从粒子物理学到天文学和宇宙学》。这也许为造就中国学神学霸找到了一例老师和教材。只可惜邢教授的小论文，还没有把中微子混合角是大角，和中微子的振荡与质量的理论原理及如何唯象操作说明白。这里结合解决哈热瑞难题把我们的认知说出来，供邢教授等专家和所有学神学霸讨论，也可供我国的大亚湾中微子实验室和四川锦屏山暗物质地下实验室去作检验。我们的中微子的振荡与质量产生原理，唯象涉及三点：
　　一是类似拉曼双缝实验振荡现象原理。这种能导致中微子产生震荡的不对称振荡原理，可类比电子的小孔衍射实验：电子从源发出，电子希格斯质量场发生扩散，到屏遇到小孔，振荡第一次发生庞加莱猜想收缩，成为第二次“源点”。但出了小孔，又重复电子希格斯质量场扩散，反映在屏幕上是衍射的对称同心圆图像。而电子的双缝干涉实验，电子从源发出，电子希格斯质量场发生扩散，到屏遇到双缝，这是两个小孔。对只有一个小孔来说，这是“对称破缺”。电子希格斯质量场扩散不能收缩为一点，只能一分为二：一部分匹配能量随质量体通过一条狭缝，另一部分匹配能量穿过另一条狭缝。这类似一笼蜂子，蜂王类似质量体，蜂王外的蜂群蜂子类似匹配能量，穿过双缝，蜂子要归笼。这是其一；其二，穿过双缝，质量体通过的那条狭缝成为的第二次“源点”要扩散，另一部分匹配能量穿过的那条狭缝成为的第二次“源点”也要扩散，这要产生衍射干涉。这种振荡称为是“对称破缺振荡”。反映在屏幕上不是单纯的同心圆衍射，而是衍射干涉图像。印度科学家拉曼研究散射，在亚洲1930年第一个获诺贝尔奖。
　　拉曼用细致的分析表明：水分子对光线的散射使海水显出颜色的机理，与大气分子散射太阳光使天空呈蓝色的机理完全相同。到1928年他在《一种新的辐射》一文中，首先指出散射光中有新的不同波长的成分，它和散射物质的结构有密切关系，被称为的拉曼效应。这实际是他先前发现的单缝不对称，向双缝和多缝不对称衍射振荡变频效应的延伸，与中微子穿过大气层、地层、核反应堆防护层，宏观中的这大多数物质都存在晶格，微观量子通过晶格间的狭缝是很普遍、自然的事，这些物质间聚集的分子、原子双缝和多缝，能产生类似的振荡机制。
　　例如太阳核反应中产生的大量电子中微子，在到达地球前要经过太空的电离层、分子云，其类似双缝实验产生的质量振荡现象，已为观察所知。而早在1998年日本超级神冈合作组，通过观测由下往上行的μ中微子的数量发现了中微子振荡，即由下往上行的μ中微子穿过地球走了一段长的距离后，数量上比从上层大气走过一段短距离到地下超级神冈探测器的μ中微子大为减少，差别的大小取决于中微子行走过的距离。但这只是问题的一方面。庞加莱猜想的收缩、扩散、振荡使人想到，量子态运动是不确定的，是随机几率的。机理是因在一定体积内和被作用形状等变化所造成的不确定。这里既有位置发生变化的不确定，也有可能与不可能发生变化的随机性。这与统计思想认为弹性气体粒子无规则地相互碰撞运动，忽视掩盖其中的相互作用关系不同。其次，联系常见现象的振荡使类似旋转着的陀螺，容易倾斜角度，自然也暗藏有希格斯机制与体旋的类似相关。
　　二是前线轨道不对称性原理。为什么中微子会振荡，这是在物质族质量谱系列中，中微子是排在最前列的。类似倾斜一碗水，碗面上的水容易最先流出一样。这里，光子、引力子也排在中微子前面，但它们是长程作用力，速度在光速的划界线上，而中微子刚好在线内。这类比日本化学家福井谦一1952年提出的前线分子轨道理论，他认为分子里也存在象原子中的“价电子”那样活跃的分子轨道，即能量最高的电子占有轨道（简称“最高占据轨道”）和能量最低的电子未占轨道（简称“最低空轨道”），统称“前线分子轨道”；分子进行化学反应时，只和前线分子轨道有关，最高占据轨道居有特殊地位，反应的条件和方式取决于前线轨道的对称性。美国有机化学家伍德沃德和霍夫曼还认为：反应物的分子轨道应按对称守恒的方式转化为产物的分子轨道，当反应物与产物的轨道对称性相合时反应易于发生，而不相合时反应就难于发生。这就是他们两人1965年共同提出的分子轨道对称守恒原理。
　　这条原理也可以用福井谦一的前线轨道理论加以阐明。把这两种理论的结合比喻成一杯水，放在水平的桌面上，杯子里的水溶液界面，类似前线轨道；液面低水就流不出来。但如果倾斜水杯，前面的水就倒出来了。基本粒子在点外空间是不能从一种变为另一种的，但中微子的振荡却违反了这条规律。道理何在？联系上面水杯倾斜，溶面低的前头的水也能倒出来。把此唯像图形联系中微子，作两次“微分”。第一次在物质族中，把中微子看成是基本粒子前线轨道前头的“水”。 第二次把三种中微子看成是三个水杯，因为它们存在两两组合之间相互变换的θ12、θ23、θ13三种标识的振荡，必然存在有一个是极小量溶液的杯子。先暂时设为空杯子。再反推，三个水杯的容器样子也必然大致是一样，区别应在于水杯的溶液有差别：至少有两个杯子中的溶液类型或数量，或者类型和数量都不相同。现假设以数量区别来标识，空杯子设为θ1，对应电子中微子；中间溶量的杯子设为θ2，对应μ中微子；溶量最多的杯子设为θ3，对应τ中微子。再把振荡比作倾斜倒水，那么θ12和θ13之间的相互倾斜倒水，比θ23之间的相互倾斜倒水，就较容易一些。为什么？
　　因不需要另外的空杯子。已知θ12对应的是太阳反映的中微子测量，θ13对应的是大亚湾核电中微子的测量，剩下的θ23已知对应的是穿越大气的中微子测量。这里就有一些问题：大亚湾实验测到了准确的τ中微子的质量没有？能不能公布？太阳中微子实验和大气中微子实验，分别测到了准确的电中微子和μ中微子的质量没有？公布的数据精确度有多高？目前理论上有没有电子中微子、μ中微子和τ中微子的质量的准确推算公式？因为如果蒙人，那么就可以用核电中微子实验来检验该理论；反过来该理论的理由，也可以对各国的核电中微子实验去伪存真。物质是宇宙的眼睛，1996年在《大自然探索》第3期发表《物质族基本粒子质量谱计算公式》的论文，和2002年出版的《三旋理论初探》与2007年出版的《求衡论──庞加莱猜想应用》的两本专着中，就详细地论证过这种理论。

　　三是体旋“翻转”频率及混合角决定质量原理。这是希格斯机制的质量公式，在唯像三旋理论模型中要得到解释的具体应用。这和哈热瑞的夸克和轻子内质量“奇迹般”相消模型，基于观察、方位、速度的对称性守恒原理也是一致的。96版物质族质量谱这组计算公式是：
　　M=Gtgnθ+H                     （5-1）
　　m上=BHcosθ/(cosθ+1)           （5-2）
　　m下=B──m上                      （5-3）
　　B=K──Q                         （5-4）
　　公式（5-1）右边第一项中的tgnθ联系着陀螺进动的夹角，称为轨道基角θ。体旋“倾斜”联系质量，类似陀螺的“倾斜”进动旋转，只能在0 0,到90 0,度的角度之间进行。如果设这种轨道基角θ如原子的电子能级，是量子化的，只能取分立值，实际计算也表明，它们只能在30 0角度附近偏小值的范围内，作倍数n＝1、2、3的跳跃，即只能落在30 0、60 0、90 0三个角度附近偏小值的范围内。以45 0作“倾斜”箭头向“上”和箭头向“下”复合判定的分界线，30 0、60 0、90 0角度附近偏小值，正对应邢志忠教授说中微子3个“混合角”预言，是包含的两个大角和一个小角相一致。但这是根据质量超弦时空撕裂的量子能级轨道圆弦图推出的，对比巴尔末公式λ＝b[m?/(m?──n?)]，缺点是基本常量用多了。因此努力到2013年，运用小林-益川的分代思想和巴尔末勾股多项式数字化方法改96版公式，想到巴拿马运河船闸马蹄形链式弦图摆布。
　　想到的原因是，船和水都是物质，区别是船类似基本粒子是分立的，质量只能是有限。但水是全球海陆空相通的，对比船，质量可以说是无限，正对应tgnθ=tgn90 0=1/0。把船闸分离的水对应希格斯标量玻色子，和船对应基本粒子，就有了一定的可比性。例如，选择格林提供的6个味夸克质量数据来作研究和分析，马蹄形链式弦图就类似相应于巴拿马运河当局，要给6个味夸克“船”过“船闸”设计的那种复杂的规则，属于安排、摆布和统一量子数软件的数字化。这种量子数分类、摆布弦图，要只留下1个基本常量，从96版公式M＝GtgNθ+H原先分析用的能级圆核式弦图看，就只能是留给质量轨道基角θ。即可以把质谱公式右边再分为两部分：G和（tgNθ+H）。而（tgNθ+H）部分整体变为正切函授，对应6个味夸克质谱数据，G作基本常量实际类似G＝1Gev。这种改动，并没有改体旋是产生质量的希格斯机制，只是不是量子化。解读公式：
　　M＝GtgNθ+H＝Gntgθn＝Gntg[θm(Nm±Hm)]＝Gntg（θfS±W?） （5-1-1）
　　其中θ为1个基本常量，f、S、W等3个为量子数分类。仍设Gn＝1Gev：
　　M＝Gntg（θfS±W?）             （5-1-2）
　　M＝Gntgθn                       （5-1-3）
　　θn＝θfS±W?                   （5-1-4）
　　由于在(θfS±W?)式中，θ不能变为简单的整数，所以θ只能作为1个基本常量看待。用类似巴尔末的实验加计算确定θn的方法，实际是用格林夸克质量谱中的6个味夸克质量值，对应正切函数，再反求它们对应的质量轨道角度θn后，找到式中的基本常量θ＝15′的。θ称为质量基角；f称为质量繁殖量子数，f＝6?或6^0；S称为首部量子数，W称为尾部量子数。S＝n×m，W＝m×n，但大多数时候S≠W，少数时也可S＝W；其中m＝1、2、3、4、5，n＝1、2、3、4，就可以求出格林夸克质量谱中的6个味夸克的质量值。

　　这只是一种模型运用上的数学处理，实际是与96版能级圆公式配合的。96版与哈热瑞难题模型配合，实际又类似可以精确操控的那个旋转着的陀螺。再联系三旋中体旋“翻转”频率及混合角决定质量原理，和邢志忠预言中微子混合角包含两个大角和一个小角有什么不同呢？“混合角”类似地陀螺进动旋转，是与垂直于水平面的转轴形成的夹角。转为经典量子力学性质理解二态量子系统以球体描述，是对自旋1/2的有静质量的粒子，如果用北极来表示自旋态，箭头向“上”；南极表示自旋态，箭头向“下”；自球心沿半径指向外的轴表示一般的自旋态，箭头向“倾斜”，这也可看成箭头向“上”和箭头向“下”的一种线性复合。这里的“线性复合”联系着陀螺进动的夹角，体旋决定质量的希格斯机制的本质没有变，变的只是公式（5-1）中角度不是量子化的了，但tgnθ的nθ=0 0到90 0的角度之间“倾斜”的体旋事情没有完。无希格斯子的世界，基本粒子是用自由度的量子数电荷和自旋来区分的。例如3个带电轻子：电子、μ子和τ子，这些粒子之间的唯一区别是它们的质量，如果它们的质量均为0，三种粒子就变得全同了。同理，电荷为+2/3的3个夸克和电荷为-1/3的3个夸克，分别也变得全同了。反之，在无希格斯子的世界，费米子都是无质量，但与讨论规范玻色子所用自由度的自旋概念在此不适用。因为不论质量与否，自旋1/2的费米子都有两种可能的自旋值，这就是哈热瑞解决质量难题，采用观测（位置）、方位（手征性、旋转方向）、速度（亚光速和光速）局域对称性下的陀螺模型，来判定的有无质量。这是球量子自旋逼迫下的“量子避错编码”，用的1/2自旋。因为球量子自旋即使分面旋和体旋，加上正反转，也才4个标记编码。而类似“哈热瑞难题”的手征性，使质量的对称性自发破缺的情况很多。如在步步逼迫下，标准模型才引进的三种“色荷”编码和希格斯标量玻色子编码的标记。环量子的三旋梦却没有这种逼迫，因为三旋分别是面旋、体旋和线旋。线旋中又分平凡线旋一种和非平凡线旋两种。这五种旋各是正、反转两类，共有10类单动态标记，用排列组合数学公式，按10个每次取3个计算，就是24个避错编码，可对应12种费米子（6种夸克、6种轻子）和12种规范玻色子（8种胶子和W±、Z0、光子、引力子等4种弱-电及引力相互作用力玻色子）。同样采用哈热瑞的观测、方位、速度局域对称性，在三旋梦下不会发生对称自发破缺。所以三旋梦能把球量子1/2自旋标记的手征性面旋，和体旋关系彻底分开定义。由此在一种避错编码的组合排列标记中，还可进行排列组合编码标记，而能顺利进行球量子中的“色荷”标记处理。剩下对应质量处理的希格斯子问题，就可以轻松用彻底分开定义的体旋来摆布。如体旋轨道基角θ=0的基本粒子，为无质量粒子；反之，无质量基本粒子不含体旋。由于环量子陀螺仍可用球量子陀螺作参考，而陀螺的面旋的转轴，在自旋中不会绝对不发生“倾斜”振荡，即θ=90 0的无穷大质量不会出现。希格斯场的标量希格斯玻色子质量计算，在非线性希格斯粒子数学讨论中，是把陀螺体旋对应质量，再变换为用巴拿马船闸模型作的唯像计算解释。这含有类似“谷仓内的标枪悖论”，即希格斯粒子从希格斯场分流进入“船闸”，“希格斯船闸” 大小不能小于可供进靠的大量子的极限“长度”，由此能为ATLAS和CMS两个研究团队的实验数据提供计算。例如，依据顶夸克的质量定制希格斯粒子质量寻找的判据，是大型强子对撞机将它产生时的速度达到光速的97%计算确定，它的质量为125.9GeV可一锤定音。而从公式（5-1）M=Gtgnθ+H，其中包括给出的电子中微子、μ中微子和τ中微子的质量数据，把轨道基角θ=θ1、θ2和θ3，从陀螺体旋模型变换为前线轨道模型分别的三种杯子的溶液，这种容易振荡产生的“倾斜”与体旋“倾斜”产生质量的联想，可以看到中微子实验，也能成为推动前沿科学的金矿。

　　西南石油大学老师常健民先生的《地球翻转》新书，探索地球最大的非稳态运动现象，有意义。前苏联地质学家奥尔洛娃，也提过关于地球象陀螺那样向一边歪倒的假说，但她不知道发生这种地球乾坤颠倒需要的雷霆万钧之力从何而来。常健民老师也没有说明他的地球翻转体旋是大约平均5715年至6715年一次，而地球自转的面旋是一天一次，为什么有这么大的不同步？以及为什么地球在围绕太阳作圆周运动的轨道面上，自转轴是倾斜的？现继续用三旋理论和体旋“翻转”频率及混合角决定质量原理作解释：地球是有质量的基本粒子组成的，又是宇宙几十亿年演化成自然的天体，其内禀自旋也自然在集中基本粒子内禀的自旋。由于含质量的基本粒子的体旋含有“倾斜”，自然地球的自转轴会倾斜。其次，地球的翻转与地球的自转速度不同步，也与其基本粒子的混杂堆积和基本粒子本身内禀的体旋和面旋不同步有关，且后者是因质量的希格斯机制造成。一是地球存在体旋，这不需要引进雷霆万钧之力，因为体旋也是地球的一种宏观量子属性。二是宇宙演化能自然形成内禀自旋的天体，本身基本粒子的混杂堆积是一种切除修复，也是一种错配修复。两种机制结合更相得益彰：切除修复机制不断地抵消混杂堆积造成的损伤和崩溃，错配修复机制使混杂堆积的出错几率下降。从中微子到地球这种类似卡通片的剪接，是和基本粒子“量子避错编码”的量子色动语言学衔接的。这使人想到2015年诺贝尔化学奖得主的林达尔、莫德里和桑贾尔发现的DNA修复机制，到处都在体现大自然的异曲同工之妙。

§　参考文献
　　[1]王佳雯，最年轻哈佛华人正教授尹希，中国科学报，2015年9月29日；
　　[2][美肖恩·卡罗尔，寻找希格斯粒子，湖南科技出版社，2014年；
　　[3]刘慈欣，三体，重庆出版社，2008年；
　　[4]王德奎，三旋理论初探，四川科学技术出版社，2002年；
　　[5]孔少峰、王德奎，求衡论──庞加莱猜想应用，四川科技出版社，2007年；
　　[6]王德奎，解读《时间简史》，天津古籍出版社，2003年。
　　[7]王德奎、赵均中，嫘祖研究，成都科技大学出版社，1993年。