刘路与西塔潘猜想和大亚湾中微子实验

这门“大学先修课”，张英伯教授也许能提供启示的，是一些司空见惯的对称现象中的人体、蝴蝶、拱桥、裙子花边、旋转对称的风车和凤凰卫视台标等，其实这正对应着海夸克、夸克海、胶子海、电子海等真空能量海包围着的各种基本粒子和亚原子粒子。

张英伯教授从中分析定义出的“格点”既深奥，又贴近实践：“平面加法群形式的离散子群称为格点”。子群的生成元叫做格点基。这与最简单的初中格点，把在平面直角坐标系中横纵坐标均为整数的点称为格点，或如果正方形网格中的每一个正方形边长都是1，这每个小格的顶点叫格点的定义不同。但格点具体运用也很直观，可把平移、带饰、面饰与粒子对撞散射的图像照片联系。可见格点是现代弦学的又一扩容和分支。

弦学格点扩容带饰，指一个平面夹在两条平行直线中间的部分中图形。带饰具有在横轴方向的平行移动，与粒子对撞散射的轴向移动不同，但单独一条轨迹看，也相似之处。如带饰单位指带饰一部分，经过平移可以生成全部带饰．使带饰不变的动作也就是带饰的对称，组成带饰的对称群。其特点或性质如有：①只有平移是对称；②对于横轴的反射也是对称；③对于一纵轴的反射是对称，因此也就有无穷多个线轴也是反射轴；④有对称中心；⑤前面的各种对称都具有；⑥有滑动反射；⑦前面的③④和⑥都具有。其次对于带饰所在的平面还可引进反射的对称，组合成群的可能共有31种。通常在花带上、在花边上，以至于在敦煌壁画卷首彩图上都可看到。

弦学格点扩容面饰，指平面中图形，由一面饰单位(即单位格子)经过两组不相平行的平移n a和m b得来。面饰特点或性质如有，平面中使一面饰不变的动作(包括平移，旋转，反射)组成面饰的对称群。除去平移不计，旋转以及反射都使单位格子不变，因此是绕定点的旋转，这种可能性是有限的，不变单位格子的动作共10种，此外没有其他可能性。不变面饰的动作，还可以加上：①平移；②滑动反射。面饰和它的对称群共有17种。如再加平面的反射，就有80种；③绕过中心的轴的旋转。平移和旋转相合，得螺旋运动。面饰如晶体的外形，或不变单位格子的对称群，共有32种。晶体的内部构造，或不变空间格子的对称群，共有230种。

带饰、面饰与晶体，在结构上集对称之大成。而探究弹性、准弹性、非弹性以及深度非弹性散射图像，用以确定识别是何种粒子，就是跳过具体图案的丰富性，捉住“无限图形”本质特征类似为通过平移不变性来实现的无限延展性的拼嵌与堆砌的“点阵+基元”规范。这里它的最小平移单元是，可以分解成更小的重复单元，这是一个轴对称图形。粒子空间群平移单元对称群与带饰群、面饰群的基本重复单元，能够通过对称群的迭代，在生成整个图形的粒子的整体与局部的，以及与不是二者“同形”的对比中，也许可发现认知结论。这类似科学家们通过分析粒子碰撞的“碎片”，来探究物质的结构、空间和时间，是天经地义的事一样不可更改，只能配合。

例如对电子费米子液体使用散射技术，科学家们观察到了高频率的、波长非常短的密度波----零声波振荡。在费米氦液体中发现这类高频密度振动，这将有望让高温超导研究大受启示。又如从顶夸克的发现、W玻色子质量的精确测量到τ中微子的发现等取得过许多重要成果的，已关闭的美国费米国家加速器实验室始建于1983年的万亿电子伏特加速器（Tevatron），在1/4世纪里是世界能量最强的原子对撞机----质子和反质子对撞机。加速器轨道将质子和反质子按相反方向，在真空管中加速到光速的99.99999954％，然后在两个5000吨的探测器中对撞。这种接近光速的高能量碰撞，产生了大量全新的亚原子粒子，然后很快衰变。这里核“环境”从粒子散射“格点”构图的新观点看，核内核子的夸克和胶子的密度分布在“格点”构图上，有什么样的影响？能统一处理大尺度时夸克作用核子的部分子图像和夸克图像吗？

这里组分夸克和流夸克是不同的两种概念，“大学先修课”也许被低看的大多数家科和公科，是否知晓？因为类似弦的流夸克概念出现在组分夸克之后，且不同于组分夸克。核子结构函数的标度无关性揭示，部分子就是流夸克和胶子的总称。核子中可以激发出无数个流夸克，其中有3个具有组分夸克相同的量子数，称为价夸克，其余的则称成为海夸克。一般设想组分夸克周围“凝聚”了海夸克和胶子后，形成的准粒子。这种凝聚与QCD真空有关，真空中弱力和强力各自的相互作用衰变，都存在分解与聚合两种虚的类似夸克-反夸克等准粒子生成的变化，这不同于核裂变和核聚变。

部分子比夸克更能表达出“粒效团”的含义。1979年丁肇中小组发现，电子-正电子对撞过程中除了两个主强子束外，有时还有一个或两个较小的强子束，呈现三喷注或四喷注现象。这里，小的强子束可能是由胶子发展形成的。实验上发现的这种喷射现象，对夸克-部分子模型是一个有力支持。且从部分子通过强作用发展形成的强子束，也是可见的。按照夸克-部分子模型，核子是一个孤立子，其中包含着许多部分子。

轻子和核子的深度非弹性散射，可以分解成轻子与组成核子的各夸克部分子的弹性碰撞过程；当轻子能量足够高时，每一次碰撞可以看成是轻子与原子核中的一个核子碰撞，这就是所谓的脉冲近似。在轻子与夸克部分子弹性碰撞以后，该夸克部分子再与其他夸克部分子或袋碰撞，形成许多终态粒子。借助弦理论，夸克-胶子等离子体的量子场论可以被和更高维度下的黑洞物理相联系起来。因此现在所做的是尝试解决弦理论中给出的方程，将得到的结果应用到夸克-胶子等离子体物理中。

这里原始的作用，是通过夸克-部分子进行的。比如在高能电子-正电子对撞过程中，首先通过电磁作用产生一对部分子，而后通过强作用发展成为两束强子。根据动量守恒定律，一对部分子应当向两个相反方向射出去。因此，由这一对部分子发展成的强子将形成明显的向相反方向射出的两束，这叫做喷射或喷注。如果不是通过部分子对这个中间阶段，强子应当向四面八方飞出，很难设想会形成方向相反的两束。

在电子--质子深度非弹性散射实验中，代表过程发生概率的散射截面只与一个量有关，这个量是电子传递给粒子的能量和传递给离子的动量之比，而以往能量低于深度非弹性散射的轻子与核子碰撞实验的散射截面，与传递的能量和动量都有关。比约肯把轻子与核子深度非弹性散射截面的这种特征称为无标度性，并认为无标度性反应出电子轰击质子时撞到了其中一些点状结构中的一个。费曼认为这些点状结构就是夸克。

这是电子探测到的小尺度区域的质子内部空间。无标度性表现的是夸克相互无关的自由态。而量子电动力学，是标度依赖的。比约肯认为的那个既不具有质量的单位，又不具有能量的单位，是一个无量纲的数值，是直接包含在结构函数当中的。比约肯指出，在小尺度空间，能量和光子的波长互相纠缠，结构函数依赖于同入射电子经由光子传递给质子的能量有关。其实，这个模具虽是小尺度空间的无标度性的无量纲的数，但也是有宏观大尺度空间液体模具的“雷诺数”为基础的，即雷诺数也是一个无量纲的数值，是流体的密度、流体的速度、涉及的某些固有长度的乘积，再除以流体的黏滞度。

3、从中国弦说与中微子

微观粒子需要模具，是天经地义的，并且可以是多种的，这可举希格斯粒子。

1964年英国粒子物理学家希格斯写了两篇论文，《物理评论快报》用了第一篇不用第二篇。南部阳一郎看了第二篇，建议希格斯用模具解释他的“希格斯场理论”。于是希格斯说：“希格斯场的激发，将会犹如海洋中的波浪一样，产生一种新的粒子”。

这篇被修改为“希格斯玻色子”或“希格斯粒子”的文章，发表了，但到1993年英国科学家要钱还是很难向政府解释希格斯所描述的这一现象时，于是发起了对希格斯场最好最通俗解释的全国竞赛的寻找。获胜者中米勒的模具比喻是：在一个房间内正在举行政治团体的聚会，当一个普通人走进时，不会引起注意，他会没有任何阻力地在房间走动。但如果走进来的是英国首相撒切尔夫人，情况会大变；许多人会走上来围起，使得撒切尔放慢脚步，这像给了撒切尔一种“质量”，而惯性正是质量的物理属性。

获胜者中埃利斯的模具比喻则为：把希格斯场想象成一片雪地，如果徒步穿越，会陷入雪地，且要花很长时间才能走出。若是穿上雪鞋，速度将加快。如果使用雪橇，则可以轻松快速地穿过雪地。对应到物理学上，粒子的质量来源于某种基本的物理属性，意义上等同于雪鞋或雪橇，这种属性直接影响到粒子穿过希格斯场的方式。希格斯粒子是希格斯场的“海洋”中掀起的“波浪”的这些模具，赋予的自然全息的这种属性，只是说明决定一个粒子是如光子一样，在空中轻松飞行还是像笨重的质子那样的运动。

中国弦“家科”对希格斯粒子也有大量子论的两种模具解读，也经历过的类似超弦的两次革命。当然这不是直接遵循“卢瑟福散射”理念和方法，收集的数据和图像。但其很多结果，可以说是和超弦殊途同归。这发生在上世纪五十年代末六十年代初。

国际上，科学家通过宇宙线和加速器已发现大批新粒子，希望通过类似元素周期表规律性的排列和组合，对数百种粒子找到它们之间有何联系？何种更基本？量子中国声东击西，外围形式奇特，是以物质无限可分的古代庄子之问，来科普提高人民对量子兴趣的氛围。作为中学生是通过老师把这种氛围传达给了我们，参与进行排列和组合的探索。那是大跃进中的1959年，一方面因初中物理课告诉的平移和圆周运动有加速度的区别，得到理论武装，增强了我们从密码学方向找元素编码微观粒子的想法。另一方面

当时大片农村恰遇大饥荒，从争吵分吃东西的撕裂，使我们想到时空撕裂元素，结合物理学而联系上了三旋类圈体图像自旋的这种编码元素。其实这就是三旋“环量子”。

今天看，量子电动力学和阿贝尔群是以球量子图像的电子自旋为基础，设想的同位旋，而统一了质子和中子。以此类推，QCD和非阿贝尔群又以量子电动力学同位旋的球量子图像为基础，增加编码元素，设想色荷同位旋，而统一了夸克费米子和胶子玻色子。这里质子和中子的同位旋，夸克费米子和胶子玻色子的色荷同位旋，虽说自然意义是真实的，但从数学上舍弃三旋类圈体，在球面自旋图像上并不能表现QCD。

为从大量的图片中初选出有价值的信息，从粒子散射构图寻求“格点”类似三旋环量子识别神秘难测的粒子，这种创新比对构图着色、变声的识别更能智能程序化。例如LHC对撞机是以可怕的每秒4000万次的速度处理数据，以彩色图像的形式输出数据。它模拟“宇宙大爆炸”后的散射状态，之先是对以不同方向喷射的彩色粒子作拍摄，之后又将生成的海量数据图像转换为声音。然而目前也并不能从这些声音了解到确切的希格斯粒子的质量信息。类圈体有着面旋、体旋、线旋等三大类62种自旋状态的旋束态量子图像的结构信息，能对应QCD和非阿贝尔群，而比球量子图像的色荷同位旋更真实，可以统一描述量子电动力学和量子色动力学联系的同位旋。

这可以说是量子中国以物质无限可分普及以来的第一次中国弦革命。西方的弦论可简化为量子图像研究费曼图，如（1）通过交换光子能传递简单的量子电动力学相互作用的费曼图；（2）在QCD理论中也存在交换胶子的等价过程的的费曼图；（3）QCD理论的这种过程还包含夸克颜色的交换费曼图。但这三类费曼图其交换的相互作用力或衰变产生的虚粒子，也可以看成是加入的旋束态。所以这三类费曼图可以等价于无标度性的旋束态量子隧道图。隧道是一种类圈态，第一次中国弦革命主要借助自然全息的模具。

如果把这种量子隧道无标度性量联系三旋，可分析类似电子传递给粒子的能量和传递给离子的动量之比。如果再把旋束态量子隧道存在的能量和动量，与使风筝在天空飘荡起来的气流对应。这种对应，可联系时空包含有大量弃物似的量子色动能量。这是把自然全息模具延伸到QCD和海夸克、电子海、胶子海，对应在大面积天空无风，但有的地区无中生有的气流也能使风筝飘荡起。把这看成类似“风筝隧道”，反过来对应时空废弃的能量流，即有如狄拉克说正电子像负电子海洋中的空穴类似的模具比喻。

由此可见第一次中国弦革命，就开进了“大学先修课”高速公路的快车道。有两点可说明。自然全息模具取的是人感受的直观性，而不直观一般称模型。相对论和量子论是20世纪物理学的基石，反相者多认为相对论的光速不变，采用的洛仑兹变换不对。确实洛仑兹变换不如伽利略变换直观。伽利略可举河里行舟作模具，洛仑兹说的却不是模具。但伽利略变换也不是唯一性的模具。反相者坚持伽利略变换的唯一性，是中单模具论的“毒”。自然全息是多模具论，它解释光速与声速不同，还可联系惯性定律：动者恒动，静者恒静。这从坐车，人可直观感受，说明惯性定律具有模具性。

伽利略变换联系惯性，说明也是模具性的。但说它不是唯一性，是因为惯性定律有两个速度，静者速度为0是一个极限，动者速度的极限是什么呢？如动者属极限速度类型，如光子，那么即使放进真空中恒动，不违反能量守恒定律吗？即光子可不消耗能量违反守恒吗？由此看来，能量守恒定律也只是从人类活动的环境中总结出来的，人类活动的环境并不是正反宇宙的全部。当然正反宇宙也是有模具可循的，如人的生与死是虚实两个界，活人不能说清楚人死后的感受。我们假设存在一种点内空间，是虚数出没的地方，如大脑梦幻与现实的重叠，类似虚数与实数的叠加，由此能联系上量子论。

量子也是出没于点内或点外空间区间的物质。可见能量守恒定律要保持，就必须说明光子在真空运动何有“加油站”？其实惯性定律本身就已说明有“加油站”，只是人们不愿把惯性动者的极限速度，和类似人的生与死这种虚实两个模具联系起来，具体一种量子物质上。诚然，量子起伏效应和卡西米平板效应可验证真空“加油站”，道理如前面量子隧道无标度性，联系风筝气流对应的海夸克、电子海、胶子海的说明。这也如鸽子能飞上天空，是地面空间本身就有空气。鸽子没有空气是飞不起来的。由此我们说相对论的光速不变原理坚实，是有鸽子模具，而不是洛仑兹变换。这和伽利略变换模具不矛盾。

例如我们设鸽子在天空放飞的速度为光速C符号，人在地面行走的速度为小速度v符号，火车在轨道行走的速度为大速度V符号。人带着鸽子行走的速度，鸽子不动，速度为v，合符伽利略变换。鸽子放进火车行走，鸽子不动，速度为V，合符伽利略变换。而人走放飞鸽子，鸽子速度为光速C，合符相对论原理。火车开着放飞鸽子，鸽子速度为光速C，合符相对论原理。可见洛仑兹变换的基础是类似的“鸽子模具”，而和伽利略变换模具不矛盾。可见20世纪以来的冷战、恐怖，说相对论与量子论有不可调和的矛盾，是坚持单模具思维挑动起来的。其实广义相对论的时空弯曲，也是在为能量守恒找模具。而圆周运动加速度从里奇张量看是协变的，由此存在对点内空间的缩并收缩力，其点内空间反作用就是超光速的虚快子。爱因斯坦却忽视了这一点。

存在就是一种破缺。量子物质有“加油站”可从真空中显现，透露出前沿科学大有用武之地，弦论不是没有应用，而是早在应用。特别是庞加莱猜想的运用引来的第二次中国弦革命，这是到2006年庞加莱猜想获证后才公开说的。1962年，从川大数学系分配到四川盐亭县中学教初中的赵本旭老师，把当年川大一些数学导师带他研究的空心圆球内外表面不破，能翻转的难题，转而传达给了我们来攻坚，由此后来自学，也才发现中微子振荡与庞加莱猜想有联系的。第一次中国弦革命，类圈体的三旋模型，实物手工不能做出来，但目前邱嘉文先生做的“三旋动画集”的视频，却能直观地表达出来。

同样第二次中国弦革命，根据庞加莱猜想的变换和共形变换，球与环对应的“开弦”和“闭弦”为第一类的规范变换，产生的第二类规范变换，如“开弦”产生的“杆线弦”及“试管弦”，“闭弦”产生的“管线弦”及“套管弦”，用动画集视频也能表达出来。再从杆线弦、试管弦、管线弦、套管弦到泰勒桶、泰勒涡柱的形态结构，用动画集视频也能表达出来。中微子之间的振荡联系福井谦一的前线分子轨道理论与伍德沃德和霍夫曼分子轨道对称守恒理论，可用一杯水的模具比喻：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。中微子的振荡联系上面水杯倾斜，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，前面我们说过，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。最小的轻子味混合角theta(13)，是基本粒子物理学的重要参数之一。它类似包括电子和它的姐妹，以及与它们相关的中微子情侣的轻子之间，相互转化的可能性和程度，或者说就像情人之间在多大程度上能够腻歪到你中有我、我中有你的境界。那么大亚湾实验测到的θ13是经验公式的数据，还是理论推证出的数据？并没有解释。有人说，人类目前尚未得到一个单个的电子，何况光子、中微子乎！所以要拿出证据告诉人家，你是怎么切割出单个的光子的？

法国的Double Chooz反应堆实验、日本的T2K加速器实验、美国的MINOS加速器实验和韩国的RENO反应堆实验，都在紧锣密鼓地寻找这个神秘的小角。由于人类不能控制中微子，发出者和接收到的根本就不是一回事，接收者张冠李戴，欧核中心的超光速中微子实验已是证明。这种说法不是没有道理，在北京大学和中科大内部都有质疑能测量到单个光子或电子之说的物理学教授。事情的真相外人难知，但单个光子或电子的操作测量技术外国时有报导，然也是模糊。如：

（1）瑞典查尔姆斯理工大学的“量子麦克”探测器是一种压电耦合单电子晶体管，这种晶体管中通过电流时，一次只过一个电子。探测灵敏度在单个声子水平，频率为932兆赫兹，其性质像是光。但没有说明是否就对应单个光子。