[原创]大亚湾中微子实验是超弦研究的金矿

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[watermark]三、大亚湾中微子实验是超弦研究的金矿
如果说大亚湾核电基地类似的核裂变反应堆，是科学家青睐的中微子源，那么中微子实验将会像造山型金矿，现在在中国乃至世界的矿床界掀起的那股造山型矿床的热潮，且有愈演愈烈之势的味道。众所周知，造山型金矿床系统理论是涉及“构造、岩石圈和深部地幔对矿集区以及大型矿床控制”的一种新的矿床成因类型的理论。例如断块是如何拼凑在一起，形成科迪勒拉山的最北端的？那里分布的大大小小的矿床，是如何与科迪勒拉山的形成演化相匹配的？造山型金矿理论起因是大量的勘探地球化学资料表明，金的空间分布与具体的变质相带密切相关，而金矿在巴罗型进变质作用带中的分配模式，已存在的模式，有许多与事实不相符之处。
造山型金矿床系统理论着眼于与经历穿越历史的形成演化相匹配和当前在具体的变质作用相带中的分配模式，对照中微子与当前经历穿越的物质结构和场态历史期有关，与中微子的演化进程历史期的结构和场态有关预言振荡图形的理论，有相似之处。
我国致力于类似中微子这样的微观和宏观世界最前沿的国际重大科学前沿问题的研究，还有暗物质、宇宙起源和发展、黑洞等，这些研究都有可能在未来几年内有新的重大突破。但我们只说中微子实验是金矿，原因并不仅是中微子实验能得诺贝尔物理奖，以及在中微子通讯、中微子地球断层扫描，无化学与核污染的中微子能源、材料、环境等的运用和开发，前景广阔，而主要是核电基地很多国家都能开发，那么广泛开展的核电基地中微子实验，将成为推动前沿科学或高能物理的理论发展与验证的金矿。
例如来自中国物理学突破的国际合作组大亚湾中微子实验，就验证了质量超弦走到的百年数学难题庞加莱猜想。也许这个话题极具敏感和争议，因为目前在中国领导传播和反对的，都来自在美国的一批著名的华人科学家，而盖过了中国本土自主的前沿科学或高能物理的质量超弦理论的声音。这方面前者以李政道、丘成桐、田刚等院士为代表，后者以沈致远、王令隽、张操等教授为代表。
中科院高能所一部分人对超弦理论的态度如何呢？2012年3月18日中科院高能所研究员吴水清先生领导的北京相对论研究联谊会，其网站首页发表作者白景芝、郭应焕的《当前物理学状况的一些介绍》短文说：“当前物理学以实践经验为基础，取得了巨大的成就。信息技术，空间技术以及大工程项目热火朝天。这是有目共睹的事。但在物理学基础领域近年来进展缓慢。（1）基本粒子领域没有突破标准模型。弦-膜论只在夸夸其谈。（2）加速器及其实验。没有实现预期。(3)介观物理飞速发展。纳米技术，生物技术，分子设计成绩佩然。(4)宇宙论我了解不多。宇宙只能观测，难以实验。似乎只是构造模型。(5)基本概念和基础理论并不扎实。”
白景芝是中科院高能所研究员，从2007年1月至今一直担任大亚湾反应堆中微子实验项目总工艺师工作。1939年出生于北京，1963年本科毕业于南开大学物理系，同年到中科院原子能研究所工作，1973年转到中科院高能究所，主要从事粒子探测器及核电子学的研究与发展.。郭应焕1937年出生于陕西岐山，中国科技大学近代物理系59级毕业生，先后在中科院原子能所与高能所工作，副研究员；北京市应用科学研究院客座教授。研究方向：理论物理、放射核的化学分析、核技术的应用、基础数学等。
白景芝和郭应焕先生说“弦-膜论只在夸夸其谈”，确如他们自己说是“片面的了解”。当然白景芝和郭应焕先生的观点在我国的人不少。
上海《科学》杂志2012年第1期发表沈致远教授的文章说：“ 超弦理论是现代统一场论的主流，始于韦内齐亚诺和南部阳一郎。格林、施瓦茨等主导了第一次革命，威滕激起了第二次革命，沸沸扬扬已近四十年，但成果寥寥”。“探索统一场论者分为两大派，以超弦论者为主，占人数90％的多数。主流派从量子论出发，少数非主流派从广义相对论出发”。“主流派虽然人数众多，但科学探索不是靠投票决定成败，真理有时在少数派一边。数以千计的聪明人从量子论出发，探索过每一条歧路，翻转过每一块石头，至今仍两手空空。奉劝多数派想一想：莫非方向走错了？”“从20世纪中叶起，物理学家专注于理论之应用，热衷于繁复的数值计算，认为能解决实际问题就够了，忽视对根本问题的思考。这种非哲学倾向在某种程度上阻碍了对统一场论的探索”。
王令隽教授也在美国指挥说：“中国搞超弦理论的人不多，不是坏事，更不是中国落后的标志。要在科技上赶超西方，不是在神学的数学化的研究上赶超，跟着一些科学明星摇旗呐喊，而应该超前摆脱神学对物理科学的影响，开辟自己的研究方向”。“中国的物理科研重心，应该放在能源（包括核能尤其是可控核聚变），材料（凝聚态物理，低温超导和激光材料）和空间科学方面（不是大爆炸宇宙学和黑洞理论）”。“在数学创造论方面落后于人，没有什么丢脸的。神学的落后正意味着科学的健康发展”。“正如我在给张操先生的信中所说，他们的理论是发散的，因为他们的理论不是立足于物理现实，而是立足于数学和奇想”。“事实上，像超弦和超对称理论这样的所谓前沿科学、基础科学，不仅和现代科学的所有成就（空间科学，核科学，电脑，网络，遥感，激光，超导等等）毫无关系，就是和理论物理的娘家-核物理-也扯不上任何关系”。
三种中微子的结构到底如何？三种中微子的振荡到底如何工作？为什么一种中微子能转变为另一种中微子？它们和超弦和超对称理论有没有关系？美国前沿科学或理论高能物理，“以超弦论者为主，占人数90％的多数。主流派从量子论出发，少数非主流派从广义相对论出发”，合不合理？美国是在搞神学，不是立足于物理现实；“中国搞超弦理论的人不多，不是坏事，更不是中国落后的标志”-----这是真心在帮助中国？还是美国精心培植的“阴谋”或“阳谋”？
我们不从坏处想。事物的发展，唱红前沿科学是神学、玄学，王令隽教授等人在美国不容易，在中国也不容易。例如欧洲核子中心发现中微子超光速实验、大亚湾核电发现电子中微子变为τ中微子相互振荡θ13的消息，是先发表还是后发表，论文是发表在大杂志还是小杂志，首先要看正确或谁的贡献大？任何一们大科学，哲学与“非哲学”的处理是互补的，具体的，而且是由一批专业人员顶着在干。不是王令隽教授说的可控核能、凝聚态物理、低温超导和激光材料，就包揽全部前沿科学，才不是神学、玄学。
且看本世纪哈佛大学讲座教授、美国科学院院士、中国科学院外籍院士丘成桐，2006年6月3日在北京宣布：经美俄中数学家30多年的共同努力，两位中国数学家——中山大学的朱熹平教授和美国里海大学教授及清华大学讲席教授曹怀东，根据俄罗斯数学家佩雷尔曼的思路，证明百年数学难题的长达328页的数学论文---《庞加莱猜想暨几何化猜想的完全证明：汉密尔顿—佩雷尔曼理论的应用》，在2006年6月1日出版的《亚洲数学期刊》以全部版面刊登；以及2006年8月，俄罗斯数学家佩雷尔曼因在证明庞加莱猜想的过程中作出奠基性的贡献，获2006国际数学家大会的菲尔茨奖，标志的质量超弦走到庞加莱猜想，中国本土自主的“弦膜圈论”是不是只在夸夸其谈。
1、这得再从前面的中微子前线轨道，描述的轨形拓扑结构模型说起。
这起因于1996年，我们在《延边大学学报（自）》第2期发表的《共轭多烯电环合反应的三旋联系》论文的研究。
1）1952年，日本化学家福井谦一提出的前线分子轨道理论认为，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。
2）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？因为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？
3）其次，不管消息是先发表还是后发表，论文是发表在大杂志还是小杂志，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年我们在《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》的两本专著中，就详细地论证过这种理论。
其中包括给出了电子中微子、μ中微子和τ中微子的质量数据。这是根据质量超弦时空撕裂，按人测原理计算得出的一组公式。这组公式是：
        M=Gtgnθ+H                            （3-1）
  m上=BHcosθ/(cosθ+1)                  （3-2）
  m下=B－m上                             （3-3）
B=K－Q                                （3-4）
证明物质族质量谱公式的正确性，也许类似大亚湾核电的中微子质量的测量，就能检验。由“大量子论” 及其三旋理论推出的这组物质族质量谱公式，能够反映和计算出在时空撕裂后的时空缝合期中，物质族夸克、轻子、规范玻色子等24种基本粒子的起源和质量。这类似修长江三峡大坝，是与建闸门联系在一起的。如果把长江流域这根“弦”，看作“泰勒桶”，那么闸门自然能联系“泰勒桶”内的那个小桶。
夸克的提出和被发现，促使日本小林诚和益川敏英，基于卡比博的一次“分代”思想，提出在强相互作用中存在三次“分代”的思想，认为如果质量是起源宇宙大爆炸，那么夸克的反应衰变速率不同，由此预言存在6种夸克。1995年，6种夸克都被发现证实，三次“分代”思想被称为“小林－益川理论”。我们联系“泰勒桶” 内的那个小桶“闸门”，自然有三级段的关与放“闸门”模式。而“船闸”模型，使长江既相通又不相通---试看来自长江三峡大坝上游的轮船，进入船闸的第一级段后，先关闭轮船的后面的闸门，使长江三峡大坝上游不再与下游相通。然后再放开轮船前面的闸门，使在放水的“自发对称破缺”中，轮船开进船闸的第二级段，类此逐步进入三峡大坝下游区。反之，亦然。
这里大质量的希格斯粒子，也能被“泰勒桶”类比的“大量子”长江三峡大坝及其船闸闸门模型所包容。例如ATLAS和CMS实验证实的116-130 GeV或115-127 GeV，也许就类似大坝的船闸闸门前头的水域。这还可以类比飞机螺旋桨模型：所有复合叶片停转，能量反而最高，质量最大，这对应大坝船闸的上游的静态。而对应大坝船闸的下游的动态，是全部复合叶片转动，质量却为0，光子和引力子就如蒸发中的水蒸气。
2、这类工作使人明白，西方或中国本土搞“弦”，正是为搞清类似中微子的微观或宇宙的结构与原理。这是寻找多模具的理解，和做模具自身的修补和模具之间的衔接整合。例如为了说明上面“水杯弦论”前线轨道理论引入的中微子疑难，我们还可以把“水杯弦论”与“泰勒桶弦论” 衔接整合，来说明三种中微子的结构到底如何建构的？
1）如我们在2012年1月博客上发表的一些有关《21世纪物理学两朵乌云被中国解决》的博文，就有勾画。“泰勒桶”源于国外早就对“泰勒涡”的研究。泰勒涡从泰勒桶、泰勒涡柱还可变形为“泰勒球”。这些前置冠名的“泰勒”，是因该“涡”结合泰勒级数展开法，可推导出了新的壁涡公式，使得涡量流函数法能够更方便、更准确的用于微尺度下二维不可压缩气体滑移流动的计算。当然形象直观的“泰勒桶”，是指两个水桶套在一起，两桶之间充满流体，一个桶转一个桶不转。但如果说只有内筒转速，大于外筒转速时，才能有泰勒桶现象；外筒转速大于内筒转速时，不会形成泰勒桶现象，这也不确切。这只能说明其中的流体需要“搅拌”。
2）这联系我们的《求衡论---庞加莱猜想应用》一书中，根据庞加莱猜想的变换和共形变换，产生的“开弦”和“闭弦”对应的球与环，如果称为第一类规范变换。那么庞加莱猜想定域规范变换，“开弦”产生的“杆线弦”及“试管弦”，“闭弦”产生的“管线弦”及“套管弦”，就称为第二类规范变换。说“套管弦”类似“泰勒桶”、“泰勒涡柱”的形态结构，是因闭弦环面一端内外两处边，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”管中还穿插一根套着的管子。此管子可以两端相通，但如试管弦也有极性。
杆线弦和管线弦则没有极性。四种弦的直径也可以在普朗克尺度的数量级范围，而且也可以使它的整个长度与直径比类似一根纤维。1992年有科学家将编织概念引入圈量子引力。表示编织的这些态，在微观很小尺度上具有聚合物的类似结构。从“开弦”和“闭弦”引出的“杆线弦”及“试管弦”、“管线弦”及“套管弦”作纤维看，是能够编织成诸环构成一个3维网络，或者作成布一样的编织态的。所以无论是宇宙弦还是量子弦，它们无处不在，类似电子云、负电子海、夸克海、海夸克、色荷云等新以太。
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超弦研究？