纪念量子色动弦学发轫60周年

纪念量子色动弦学发轫60周年

叶眺新

如果写《量子色动弦学简史》，从我国1956年的农业合作化运动生产力变革和组合背景下的小学生河边放牛，发现宇宙如果有过充满沙子类似的空气阶段，要变到今天类似的固体地球或石头等“有界”的现象，必然要有一个“收缩”的作用算起，已经走过了60年头。改革开放前此公开研究没条件，但也没中断过。改革开放迎来科学春天，从1982年以来公开正式出版多部著作和发表的多篇论文，特别是2002年知道有网络论坛可发帖子，就也再没间断又用笔名发表了大量对量子色动弦学的思考。而且我国宣传弦论，在上世纪八九十年代，上海出现了以李新洲教授领军的上海师大、复旦等高知社群的弦论中心，以后北京又形成以李淼教授领军的弦论中心有水木清华北大高知社群，都对介绍超弦理论做出了很多贡献。

（一）发轫在科学春天前

1949年新中国解放，不久毛主席在1953年就开始选定“物质无限可分”的命题；这是毛主席集中古今中外争议的一个科学大智慧，要交给全党内外的干部、学者、科学家和群众，希望去研究。但对一般的农民和他们的孩子来说，这还是一件遥遥无期的事情。解放后的翻身农民，穷人家孩子有了读书的机会，这是幸福。要说科学，是解放前父亲农闲，在家门旁的私塾有时旁听还淘得一点文化，由此解放后他当上盐亭县天垣乡三村农会的文书。当时政府在农村推广农业新技术，父亲就成了全村农民的带头人，他多次被评为全县农村模范。原因也许一是家里带头推广种小麦密植。二是每年冬天，父亲要领回政府发的外地良种桑条，放在窖里越冬，翻春就在全村组织搞土桑改良嫁接。当我们向父亲和姐姐请教“米丘林梨苹果”的来历时，他们都联系嫁接作解释，我们一听就以为懂了，而且跟父亲还学会了植物嫁接。但随着的年龄长大，读到高中、大学，蚕桑虽实现了全村良桑化，但农村已不搞小麦密植，水稻已开始推广从矮种到杂交稻。而我们已懂得米丘林学说的要害是获得性遗传，与基因遗传不同。但要真正感受什么是科学，这始于1956年。

那时我国的农业合作化运动背景下的生产力变革，1956年因最先成立农业合作社，在我们家乡农村土地集体后，劳动也集中。大人们往往使用完耕牛，收工已到黄昏。当时才10岁左右，作为放学后的放牛娃，我们时常是分散一个人在家乡河边放牛。一次天都快黑了有点害怕，就玩耍往身边垒沙子的游戏。突然想到如果宇宙曾有过充满沙子的阶段，这类似空气，那么它要变到今天类似的固体地球或石头等“有界”的东西，必然要有一个收缩的作用。这个“作用”来自哪里？收缩可能产生“有界”，这些如何去证明呢？这使我们对自然科学有了极大的兴趣。

但从这时小学到大学毕业，我们主要还是停留在学校数理化书本，和大学专业课范围内的学习。原因只想为今后参加工作，搞好专业；这在文革中也没放松。其次，我国还在苏联社会主义阵营，科学书刊介绍国外新成果，正面的大多来自前苏联；西方的有，也是从反面批判。而我国主流的层子模型，也只说成是物质无限可分，这与我们1956年“感悟”到的东西“有界”，“收缩”，合不起来。而早在我们1958年上初中时，已不像姐姐读书年代的《植物学》课本，起劲宣传“米丘林学说”和“李森科春小麦获得性遗传”。当然少年时代我们崇拜米丘林所受的影响，不在他的学说上，而在他的注意观察自然、思考自然的联系上。

从一点上说， 其实环量子环圈论最初的萌芽，也是始于1959年自然灾害的大饥荒中，分吃的东西，才发现一个数学悖论与此联系：单独的有东西吃，和无东西吃，都不是最基本的，或是等价的。只有这两者同时存在一起时，从分吃的公正，才能知道“空与实”结合，类似环圈才说得上“基本”。那时我们已在读初中，很快联系上代数、几何和物理的模型，就更不说我国传统文化，本身就含有圆圈造化思想。早受此熏陶，例如古籍《黄帝内经》医学和《易经》中，阴阳、五行、太极、气血所体现的阳进阴出；感而遂通；由分到合、由合到分等思想。再到大自然无穷无尽的旋涡，如水旋涡、火旋涡、沙旋涡等表现，都可以与磁力线循环圈运动对照。它们引伸出的五行金、木、水、火、土，从标度无关性看，“土”虽是固体，但沙子也是土。所以水火土的水旋涡、火旋涡、沙旋涡，正好与不分明自旋中的三种线旋对应。而金和木作为刚体，只能对应两种分明自旋中的面旋和体旋。

又说太极图徽，可对应墨比乌斯带，类似不平凡纤维丛的基底。《易经》的阴和阳的卦爻符号，横线的阳爻“－”，类似开弦沿杆线横切的剖面图。横线中空白的阴爻“--”，类似闭弦沿圆环直径切的剖面图。这些在现代物理学中，如法拉弟、奥斯特、沃拉斯顿的磁力线、电力线，安培的电流环，麦克斯韦的电磁场方程，都能想到循环的环圈。再说像普里高津的耗散结构，艾根的生命从化学到生物学进化阶段的超循环，哈肯的协同学，黑洞、白洞反演对称等，都是环圈与实验的结合。

还有一件事，是1959年读初二上代数课，玉龙中学教数学的谭多弟老师，针对试卷中有学生得出分数人数的答案，批评这个学生应懂得分到一个人的时候，人是不可分的。但他讲古代庄子和墨子的“一尺之捶日取其半万世不竭”时，又说竿子在理论层面是无限可分的。这种矛盾，使我们仅凭自己很少一点的科普知识，想到竿子分到原子，从电子到原子核，虽说有如地球到太阳那么远，但这段只有空间的距离，是不知怎么分的？如果设想空间破裂类似平面破裂成圆圈的，也应该有类似成圆圈的类圈体。由此渐生环量子有三种自旋，以及有自旋网络拓扑斯的想法。

1962年我们考上盐亭县中学读高中，吃饭要回家乡农村背粮。一次回家背粮帮年老的母亲去放牛，在牵着牛过一处竹林边，牛偶然去叼竹笋，在拉牛时观察到竹子早期生长发育的竹笋，与后期竹桠枝端上的发育，有形态既相似又有不相似的类似海克尔生物重演现象，突然把我们在1956年开始思考的球面收缩证明联系起来。因为后期竹桠枝端上发育的重演现象，联系宇宙“沙子”收缩在后期呈现大量物体分立个体，近似球面的形式重演，有联系衔接。这还使我们产生了“自然全息”的概念。用类似对竹子从早期端上的发育可以从后端上的发育由此及彼的类比，证明有类似“宇宙蛋”的界面。这也是1965年上大学后，还向《科学通报》的投稿。

从1956年到1962年有关收缩的自然全息思考，我们感到有一个“物质存在有向自己内部作运动的空间属性”公理。恰巧1963年遇上从四川大学数学系毕业来盐亭县中学教书赵正旭老师，他讲苏联亚历山德罗夫（Alexandrov）拓扑数学空间的研究，说有一道“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴，能把内表面翻转成外表面”古怪的类似奥数难题，请证明。我们称此为“赵正旭难题”。后来我们结合三旋理论进行研究，发现这种翻转，可以不像螺线管磁场通孔那样内外连续翻转。螺线管类似环面，是庞加莱猜想的逆猜想。空心圆球内外圆面翻转，是庞加莱猜想的外猜想，它可以做成一维的一个孔道，作内外间断翻转。这样可以将庞加莱猜想分类为：正猜想的收缩或扩散，涉及点、线、平面、曲面和球面。逆猜想的收缩或扩散，涉及圈线、管子和环面。外猜想的空心圆球内外表面及翻转，涉及正、反膜面，和点内、外时空等三条推论。现在回过头来看，“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，可以说是开创的第三次超弦革命量子色动弦学的先声。

因为从量子色动弦学瓜熟自落，得力于美国克雷数学研究所千禧年大奖“难题”之三的庞加莱猜想，被佩雷尔曼解决看，也许佩雷尔曼并没有看到庞加莱猜想，延伸的逆猜想和外猜想仍有很高的价值。例如，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，发现这七大难题都属于同一个系统。例如，把对空心圆球内外表面的翻转，如果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。再映射宏观与微观的统一及其交变，也能成立。其交变的要害，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。所以这种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，也等价于中古今中外争议的科学大智慧“物质无限可分”命题。

再说这种两个圆锥体顶对顶，是属于3维曲面空间，类似量子密钥冗余码的暗物质是多转子的束旋态。这中间单独的一个圆锥体，是属于2维曲面空间，又类似一个磁单极。当年沿着毛主席的命题正确推进的川大数学家们，因种种原因虽也偃旗息鼓，但“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，成为“赵正旭难题”或称庞加莱猜想外定理攻关，50多年没有被撼动过，而且为全解克雷数学研究所千禧年大奖七难题，创造和积累了可解的条件。

量子色动弦学后来由此联系上的弦膜圈说和全息原理，到2006年借助佩雷尔曼证明庞加莱猜想公开的东风，已能把庞加莱猜想空心圆球内外表面翻转熵流与时间和热力学、量子论、相对论、超弦论等联系。但在从1959年到1970年中，我们能了解到基本粒子知识最高最权威的是，1965年6月《红旗》杂志发表《新基本粒子观对话》的坂田昌一文章，和有关层子模型的数理书籍。结合课外业余我们自己的环圈自旋思考，我们也仅能从自旋编码基本粒子上着手。

1970年大学毕业分配到重庆大渡口区重钢和18冶公司的工地劳动后，我们从重钢图书馆，能看到中国科技情报研究所重庆分所，试行创刊翻译《科学美国人》的中文杂志，才了解到最新的一些西方量子色动力学进展。从进大学到毕业去重庆工作，我们都在中文资料中寻求支持弦膜圈说的现代科学文献。幸运的还有1970年分配到重庆认识了大渡口区96中的物理老师王国雄先生，听他说1968年他在四川大学物理系毕业前，听到他的一位不知名字的老师也在谈圈论，感到异常的兴奋。到1972年夏初，我们被确定从重庆市大渡口区派到綦江县小渔沱、麻柳滩去“大打矿山之仗”，自学条件会更差。而在王国雄老师的鞭策下，我们决心先走自学理论物理专业的道路，先后到重庆解放碑旧科技书店买了《数学物理方法》、《统计物理学导论》、朗道等著的《场论》等自己没有的课本。王国雄先生也把他学的《量子力学》和北大编的物理专业用的上下册《高等数学》课本借给我们。

就这样在冶金部第18冶建公司川南綦江麻柳滩采选厂的建设工地，开始了攻克《基本粒子结构不是类点体而是类圈体》第一篇论文的“地下工作”。当时重庆大学，以杨学恒老师为首，组织有8个人的“基本粒子超光速模型”研究小组；以这个研究小组为核心形成了在我国西南地区最大的一个理论物理研究中心，他们出版有大型内部交流期刊《新物理探讨》。通过王国雄老师的介绍，我们拜访过杨学恒老师。当时他们办公条件极差，杨学恒老师说他是上海华东师大物理系毕业的；“超光速新物理” 配合北京基本粒子理论组和当时的政治形势，已经研究了很多年，主要用微积分数学公式、群论图表等分析，企图打出与虚数快子和夸克模型等西方科学对抗的一片新天地。自信新物理，都说和实验唯物符合得很好。但实验在哪里？烟消云散后看，还是在国外别人做的实验中按需选择。我们没有实验条件和看资料的条件，只有用自然全息的份。类圈体的三大类自旋：面旋、体旋、线旋，虽然抽象，但是可以实实在在理解做大脑实验操作。从1956年的“感悟”，到1975年成文的《基本粒子的结构不是类点体，而是类圈体──向现代理论物理学中的类点挑战》的探索，量子色动弦学发轫在科学春天前，已经业余想了近20年。

（二）科学春天里的故事

在上世纪“四人帮”倒台后，反相反量反中医强加在自然科学上的意识形态渐弱，重庆大学以“基本粒子超光速模型”小组领军的“新物理探讨”中心也不见了。其中成员，如成都西南交通大学的焦善庆教授，将原先的亚层子都改名为亚夸克来研究。只有北京142信箱的蒋春暄高工，仍坚持他的实数超光速是新引力，到现在也认为暗物质是僵尸，陈景润的（1+2）证明是假哥猜等不变观点，但毕竟是科学春天胜利到来的80年代。从1983年起，我们每年能参加一至两次全国学术研讨会，也认识全国不少的专家学者，在他们的帮助和支持下，过去20多年中研究的“三旋坐标学说”已经在公开刊物上发表了10多篇论文。例如，1986年在《华东工学院学报》第2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》；在天津师范大学主办的《交叉科学》第1期发表的《从夸克到生物学》，就是1975年的《基本粒子的结构不是类点体，而是类圈体》，一分为二发表的。

如果把这种类圈体自旋三旋编码基本粒子，类比“量子色动力学”，我们称为“量子色动密钥学”，或量子色动编码学，或量子色动语言学。这是1981年我们调回家乡盐亭县科协工作，1982年6月20日盐亭县科协主办出版的铅印科技小报《科学知识》第2期，刊载的《圈态密码和物质心脏的夸克》一文也算是“量子色动密钥学”，那么这是我国首次在铅印出版物中发行。这短文引起的效果，是1984年盐亭县农机局马成金工程师，来盐亭县科协做的公开实验。这可以说是马成金促使“量子色动密钥学”，或量子色动编码学，或量子色动语言学转向，去更加注意联系原子核物理化学和普通化学物理。马成金的实验是用非常少量的类似钾、钠和硝基苯、苯酚等化学成分试剂，使大碗的水发生完全的燃烧爆发喷射。

研究发现，属于“非编码质点”数分解裂变和组合聚变的一部分鈈、铀、氘、锂、铍等同位素，自发核衰变的多级放热放能核反应的现象，归原子核物理化学。但“马成金实验”是属于氧、碳、钾、钠等现象的普通化学物理的“编码质点”，非核衰变的化学反应多级放热放能的元素离子分解和组合。当时的马成金也是只做实验，不说试剂的任何化学成分和真实的来历，要我们用类似《圈态密码和物质心脏的夸克》去说明。“马成金实验”的出现，使我们类比“量子色动力学”研究了10多年，在21世纪初终于引出了“量子色动化学”和“量子色动几何学”。

这不禁让人们想起与此相似的上世纪20年代，玻尔、海森堡、泡利、狄拉克、薛定谔、德布罗意等物理学家，创新出量子力学的“矩阵版本”、翻新电子的自旋描述，用SU(2)群的2维矩阵贯穿整个粒子物理；“完整的电子波函数”发展向量，描述需要4分量，被 称为“旋量”、“同位旋”，表示电子所处的两个不同状态，从而把原先的量子论和相对论拉上核子理论研究的道路。

而在1984年我们已经知道了卡鲁扎–克林理论，是把第五维看成是弦线放大，类似圆柱；再在圆柱面上绕圆周画圈线。由此来简化河流或管道中的流体运动，也看成类似沿着一条圆柱面。再把圆周圈线切片看成圆环，那么流体不管是直线还是曲线运动，运动方向上的每段断面的截面同心圆环，因存在三旋的内禀空间动力学性质，其线旋本身就类似涡旋；再加之还有面旋和体旋，每段、每个同心圆环，发生法向方向的湍流旋波或挠率旋波，也不奇怪。

1988年10月8日《四川大学报》第2版发表我们的《诞生在中国的三旋坐标学说》文章后，四川大学化学的博士生李后强先生，建议为了英文好翻译，最好把“三旋坐标学说”改称“三旋理论”，我们采纳了。当时“三旋坐标学说”或“三旋理论”，实际就是以前《圈态密码和物质心脏的夸克》一文追踪的“量子色动密钥学”，或量子色动编码学，或量子色动语言学。李后强博士那时正在写《分形与分维》一书，我们是在1987年福州召开的全国全息生物学第四届学术讨论会上认识的。李后强博士在这次大会上的报告，类似把弦论当作分形来做，让我们震惊。

例如，他把张颖清发现的穴位分布全息律，联系三分康托尔集。这是把一条线段分成三等分，舍去中间的一段；按这种办法，把余下的两段继续下去，其极限的情况就是康托尔集，它的分维值约为0.6309。李后强博士以此作研究人体经络穴位分形的数学方法，计算出穴位分布分维值D≈0.631。结论为，人体穴位是沿着若干条对应拓扑维数为零的点，和对应拓扑维数为1的线之间的复杂途径而分布的。众所周知，人体经络穴位与弦线中间的间断相去甚远。但他说，这最大的好处，是康托尔集能给人体经络穴位一个定量的具体数值。早在1983年首届全国全息生物学学术讨论会上，我们就已经开始使用分形，但没有李后强博士大胆。

李后强博士联系三分康托尔集，被抛弃的中间那段弦线的间断空间，实际类似卡西米尔效应平板的间隙。发展李后强的思想，人体经络穴位实际类似量子卡西米尔效应平板链。由于量子卡西米尔效应的量子信息隐形传输，靠的是真空量子起伏，在某种意义上说，量子卡西米尔效应平板是个量子计算机，它是量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源、量子试验控制与处理机等“四合一机”的量子通信“量子色动生命智力学设备”。由此看，中医的针灸治疗是把宏观的人体生命与微观的量子纳入在一起，这给我们解读“马成金实验”也提供了参考范例。

因为卡西米尔效应平板说到底，最简单的是三角形和四方形。3个点构成一个三角形平面，4个点构成一个正方形平面。卡西米尔效应需要两片平行的平板，三角形平板就需要的6个点，类似碳基；正方形平板就需要的8个点，类似氧基。如果把这些“点”看成是“质子数”，6个质子虽然比8个质子用得少，但比较量子卡西米尔力效应，8个质子点的立方体是上下、左右、前后，可平行形成3对卡西米尔平板效应，即它是不论方位的。而6个质子点的三角形连接的五面立体，只有一对平板是平行的。把这种卡西米尔平板效应化学能源器。加参到原子核里的量子波动起伏“游戏”，这种几何结构就有从“量子色动几何学”发展到“量子色动化学”的细节“设计”。因为从量子色动化学的内源性和外源性之分，仅是从质子层次来谈的“编码质点”和“非编码质点”，还没有从夸克层次来谈“编码质点”和“非编码质点”，所以还不能完全说明第二类的放射性核素，能自发地从不稳定的原子核内部放出粒子或射线，如α、β、γ射线等，也在参加“编码质点”数组装的外源性；以及包括“非编码质点”的中子数，也能影响外源性核辐射的变化。

这里先看被量子色动化学振荡激发作用的碳、氧、钠、钾等元素的卡西米尔力，这是把原子核里的质子，按卡西米尔平板效应的系列化，编排成类似于门捷列夫元素周期表的量子色动几何学组装，就可以解密碳和氧等的量子信息原理。众所周知，从普通的化学反应到核化学反应，都是以元素周期表中元素原子的原子核所含的质子数，可分和不可分的变化来决定的，但都不讲大尺度结构部分子无标度性实在的量子色动化学。如果“编码质点”和“非编码质点”是把质子和中子等粒子，都看成是“平等的人”，但在结构的代表性上，类似社会结构中领导和其他成员，编码是不同的一样；“编码质点”是把卡西米尔力引进到原子核，以及量子色动化学能联系质子和中子是由3个夸克组成，而介子是由2个夸克组成。其实6是3的倍数，两个3可以构成一个5面体，有1对卡西米尔效应平板。4是2的倍数，8是4的倍数，两个4可以构成一个正立方体，有3对卡西米尔效应平板。这仅是部分子的主体，在它们的量子真空周围还有很多的“0”量子起伏，构成夸克海、海夸克、和胶子海、海胶子。由此同上面一样，对外源性的影响也太多。

这种深入的研究，在1986年《华东工学院学报》发表的文章中，已经是“量子色动密钥学”的发展。因为我们利用体旋，已在证明质量的起源和消失，解决了以色列科学院院长哈热瑞提出的夸克和轻子内质量“奇迹般”消息的难题。到1996年，在李后强教授的支持下，《大自然探索》杂志第3期上发表的《物质族基本粒子质量谱计算公式》，是对来自焦善庆教授的夸克质量谱公式的追踪，发现他计算的6个夸克，就有5个不合符他自己提供的数据而作的纠正。新的研究还发现，粒子质量也存在相位因子，物质族基本粒子质量谱轨道圆立体图，呈现圆锥断面截面圆的圆台分布。质量谱公式计算出的能级，各种基本粒子严格对应，是有不同的质量轨道角和质量轨道圆的。所以我国环量子三旋理论，真正的工作也不是只停留在古今中外，类似环圈建模的直接延伸上。而且统一自旋相变编码规范场的研究，更是看重类似引力波的里奇相因子、韦尔相因子与凝聚态的贝里相因子。

这个结果，可以查看陈超先生发表在2012年7月号《环球科学》杂志的《量子引力研究简史》一文。其中的奥妙，是2006年俄国数学家佩雷尔曼，证明世界数学难题庞加莱猜想公布后，我国在2007年公开出版了约90万字的《求衡论──庞加莱猜想应用》一书，介绍对庞加莱猜想扩展为三个定理在量子引力研究上的应用。因为庞加莱猜想的三定理，总结20到21世纪的现代前沿基础科学，可以指出统一共识的方向。特别是其中庞加莱猜想外定理：空心圆球内外表面及翻转，涉及正、反膜面，和点内、外时空。之后发表的《宇宙开端之前无时间新解》，就是通过分析空心圆球内外表面不对称，内表面小于外表面，以及在内外各自部分的循环，即使有方向但都不能带二次量子化的不对称，所以证明时间起源于，类似庞加莱猜想外定理的空心圆球内外表面翻转的熵流，可把时间之箭和热力学、量子论、相对论、超弦论等联系了起来。

（三）前瞻量子色动弦学

1983年我们发表在《科学时代》杂志的文章《自然全息律》中说：“卡路扎-克林的第五维，一直没有人发现存在线旋，所以只是一个死圈”。这只是说的克林，没有把第五维环圈的循环对称自旋，单独明确分出线旋、面旋、体旋，以定义来阐述。如果说“卡路扎-克林”有错的话，是额外维的数学对称性研究，把今日的西方弦理论引入了单纯的高维和多维误区。其实四维时空加上一维，其第五维环圈的自旋，理想的就达3大类5种62个自旋态，就能对应额外高维和多维，在物理上有类似对称破缺的重整化选择。例如四维时空，加上圈线的1维是5维时空，加上6种平凡自旋态是10维时空。再把环圈不转动看成一种“0”自旋，加在10维时空是11维时空。理想三旋环量子的多动态是24个自旋态，加上球量子自旋的一维和时间一维，共是26维时空，等等。对此，还会涉及广州大学曹广福教授说的“几何概型”选择什么样的样本空间，如是选择三旋理论，还是别的理论？

因为从存在三旋内禀空间动力学性质，看高能原子核碰撞实验的数据显示出的类似甜甜圈的涡流结构， 2005年美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机，和2014年欧洲大型强子对撞机，实验已确认夸克胶子等离子体表现出完美流体的现象。但要分析黑洞火墙的“壳层”，和原子核、质子、中子的夸克胶子等离子体“壳层”等，是否有暗物质和暗能量这类弦粒子，还需要掌握“量子色动弦学”的情况。类比“量子色动力学”，推进爱因斯坦、里奇、韦尔、卡西米尔、彭罗斯等的引力攻关，类似牛顿统一天上的引力和地上引力，“量子色动引力学”也能统一宏观宇宙中的暗物质和暗能量，与微观原子核中的暗物质和暗能量。

“量子色动弦学”从“卡鲁扎–克林”式，到规范场和标准模型利用类比矩阵、群论、对称和超对称等传统方法，看到理论与实验如何统一的电磁力→弱力、弱力→强力这两大区间。剩下的引力→电磁力区间，也被“量子色动引力学”突破。那么解答暗物质和暗能量的存在之谜，实际就在强力→引力的这个“所谓的物质”和“所谓的逻辑”的区间。“强力→引力”统一之时，就是暗物质和暗能量从理论到实验成功之时。2015年《环球科学》5月号发表的《黑洞火墙：量子力学和相对论的冲突》一文，作者波尔金斯基教授说：“弦理论假设粒子实际上是由不断振动的弦构成的小圆环，对信息悖论和黑洞熵的问题给出了部分解释。但弦理论最终得出了一个奇怪的结论：黑洞可能被包裹在一堵火墙里──这是一堵由高能粒子构成的墙，任何与接触的物体都将化为灰烬。比如火墙的位置可能标志着时间和空间的终点”。波尔金斯基教授在这里说的“火墙”，我们认为就是一些暗物质和暗能量的粒子，集中形成的暗物质和暗能量“壳层”。

这种“壳层”在原子核，以及质子、中子等强子重子的视界也存在。类比“量子色动力学”，我们把“强力→引力”的统一称为“量子色动弦学”。在《求衡论》一书中，用庞加莱猜想分析弦膜圈说的极性二次量子化，把弦理论的开弦和闭弦对应暗物质与暗能量粒子，根据庞加莱猜想的变换和共形变换，“开弦”和“闭弦”分别对应的球与环，“开弦”产生“杆线弦”及“试管弦”；“闭弦”产生“管线弦”及“套管弦”。其“套管弦”类似“泰勒桶”、“泰勒涡柱”的形态结构，这是闭弦环面一端的内外两处边，沿封闭线不是向自身内部而是分别向外部一个方向的定域对称扩散，变成类似“试管弦”管中还有一根套着的管子。如果设“杆线弦”两端都一样是实体，为无极性。但“试管弦” 两端却不一样：一端有“开口”，有黏住膜面的性质；另一端无“开口”，不能黏住在膜面上，属有极性。同理，杆线弦和管线弦两端不相通或相通，都属没极性。

从黑洞火墙“壳层”到原子核、质子、中子“壳层”等，组成“壳层”的弦粒子类似试管弦，其管口是朝向“壳层”外排列，这种无数洞口排列组成的外壳膜面，其极性自然有吸引力，是产出火墙的层层叠叠的引力膜面。20多年来人们搜寻暗物令人信服的证据，也就是通过引力产生的效应，得知宇宙中有大量暗物质的存在的。现代宇宙学和物理学把宇宙的构成，想象为暗能量、暗物质和重子轻子显物质等三部分。整个宇宙暗能量占73%左右，暗物质占27%左右，重子和轻子显物质占4.4%。这只占宇宙4%的部分，目前可从三旋弦论认知黎曼切口轨形拓扑的25种卡-丘空间模型，编码对应的25种基本粒子推演出来。因为三旋弦论“泰勒桶”模型，说明物质和能量类似是由三个部分构成的：桶、流体、搅拌棒。

而流体要装桶或要流动，以杆线弦及试管弦、管线弦及套管弦等4种结构对应，杆线弦是全封闭。只有试管弦、管线弦及套管弦等3种符合，占75%。可射影约73%的暗能量。剩下25%的杆线弦，如果射影约27%的物质，说明杆线弦射影的是搅拌棒和流体。这使弦论和暗能量、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”等内部，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”是类似试管弦管口是朝向“壳层”外排列；如果把装夸克、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“无极性”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，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粒子，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、微波背景辐射等发现暗物，这也并不就迟多少。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，根据各种实验从未见到过孤立夸克，原因是，如果试图分离一对夸克-反夸克，即π介子，所需能量随夸克与反夸克间的距离而线性增长。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，没有想到“口袋”壳层还有暗物质和暗能量的存在和作用。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。这里用四色定理可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“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，并且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，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的没有决定性影响，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。其次，胶子也是只有三种颜色，说明它们也是一种表面接触传力作用。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、夸克里，起切除修复和错配修复机制作用。量子色动弦学认为，装在原子核质子和中子“口袋”里的三个味夸克外，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，产生的引力子穿出质子和中子壳层能吸引住核外的电子绕原子轨道作旋转运动。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，但只这一点是不够的。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的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的。因为对卡鲁扎-克林理论，从爱因斯坦到丘成桐、斯特罗明和威滕等一流科学家，也并没有分清卡鲁扎的第五维弦论是属于球量子，而克林的第五维弦论是属于环量子。特别卡鲁扎和克林把第五维弦线放大看成圆柱，沿圆柱圆周圆圈线切下，还是重叠的“死圈”。这是他们没有研究过圈链式的这类线旋耦合；但这在麦克斯韦的电磁场变化理论中，是包含有的。按三旋理论第一和第二公设：“（1）圈与点并存且相互依存。（2）圈比点更基本”看，卡鲁扎和克林虽然“并存”，但克林应比卡鲁扎“更基本”。

量子色动弦学正是从更基本和三旋理论第三公设上挖掘，才发现以上的超对称及暗物质和暗能量等理论，也还有不到位的地方。从庞加莱猜想外定理看磁单极，类似3维曲面空间一个空心圆锥体放到另一个空心圆锥体内部顶对顶的表面翻转，正负电子就各是一个电磁作用力的“磁单极”。电子虽是环量子，但与地球磁场线旋不同，只感应磁场的线旋，原因它是圆锥体，锥顶类似还跟着一个光子，堵住了它的环路线旋。光子质量为0，电荷也为0。与此同理，是起弱作用力的正负W+、W-粒子，也是弱力的“磁单极”。它们各自锥顶，也跟着电荷为0的弱力Z粒子，但Z粒子质量不为0。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，它们也类似有“磁单极”的性质，例如，夸克的色禁闭和引力没万有斥力。但它们的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，夸克色禁闭是夸克海、海夸克、胶子海、海胶子。引力了没万有斥力，却有宇宙常数的额外维的高维和多维，是多么有趣和有意义的事情。