K4 单元从四个点,到自然界的常数 English

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K4 单元 · 公开评阅中

一个四点对象,给出了 μ 子—电子质量比的 15 位数值。实验目前能分辨 8 位;8 位全部一致。

标准模型把这些数作为输入。K4 的目标,是让它们成为几何的必然。

mμ/me · 算出的值与实测值,逐位对照

算出206.768282688691
实测206.7682827±0.0000046

实验分辨到此为止 · 第 8 位

条件性回顾性对照那些数预测注册 · 0 项预注册

如果中微子的质量顺序被确立为倒序,这里采用的正序主张及依赖它的结论就需要修正。JUNO 已在运行;Hyper-K 目标 2028;DUNE 首台远端探测器目标 2029、束流目标 2031。

图 1四个点、六条线、三种颜色。每条线都想让两端不同,总有一对撞在一起。

10⁻³⁵ m · 一个元胞

没有人知道,宇宙为什么偏偏用这些数。

这样的数一共大约二十个。它们定下了一个原子有多大,也定下了宇宙散开得有多快。物理学把每一个都量出来(电子的质量、光抓住电荷的力气、天上有多少暗物质),再用手写进方程,然后接着往下算。

  • me电子有多重
  • α光抓住电荷的力气
  • mμμ 子有多重
  • θC夸克在代与代之间串门的幅度
  • sin²θW电磁力与弱力的配比
  • αs强力有多强
  • θQCD强力破不破坏 CP
  • Λ宇宙散开得有多快

标准模型有二十来个旋钮,每一个都由实验拧到位。这里一个都没有。

所谓二十来个:最简标准模型是 19 个;把中微子质量算进来是 26 到 28 个,取决于中微子是狄拉克型还是马约拉纳型。宇宙学还要另外加一批。

一个没有旋钮可拧的计算,错了就是错了,回不了头。这里说的是连续的旋钮。剩下的自由是离散的:走哪条分支、把算出的数安到哪个测量量上、按哪条通道读数。每一条都写在明处,各自挂着作者列为开放的接口。

四个点,六条线,三种颜色,一条规则。

下面的每一个数,都从这一个对象上读出来:单个的它,和许多个粘在一起的它。它长这样,分三步,90 秒讲完。

1

对象本身

闭合

四个点,每一对都连起来,正好六条线——图论里管这张图叫 K₄。每个点上放一个很小的量子开关,只有三档,不妨叫它三种颜色。每条线只提一个要求:两端最好不同。两端同色,这条线就记一次账。关键在下一步:三种颜色分给四个点,想让每两个点都不同色,办不到。总有一对撞在一起。而四个点两两相连,撞在一起的那一对之间一定有一条线。于是账躲不掉:不管四个点怎么配色,总有一条线要记账。这笔账最后怎么结,第三步再说。先记住两件事。第一,这四个点不是空间里的四个位置;空间在这套理论里是后来才长出来的。第二,宇宙不是一个四面体,而是许多个粘在一起;怎么粘,是作者标为条件性的一步。

2

只有关系算数

闭合

设想四个人合唱一个和弦。你听到的东西不在任何一个人的嗓子里;一个孤零零的长音不是和弦。四个人一起升调,和弦不变,因为能听见的只有音程。这里一样,而且更彻底:没有哪个点“真的是红”。有意义的只是两点之间的关系:同不同色,以及叠成了哪种关系。把四个点的颜色一起换掉,能量、能级的整个阶梯、理论从它身上读出的每一个数,都不变。而且不只是换名字:把红和绿按任意比例调成两种新颜色,只要四个点一起调,照样什么都不变。这种连续的“一起转”,是后面长出规范场的种子——规范场就是电磁力、强力这类力背后的那种场。那是后面的事。把这种场真正对上强力里的那种“色”,是作者列为开放的一步。规则里没有一项提到某一个点:六项,每项管一对。

3

基态永不安定

闭合

经典世界只能二选一:这条线撞色,或者那条线撞色,总得有一条倒霉。最好的排法也要记一次账。量子世界会一件经典世界不会的事:把不同的画面带着正负号叠在一起。规则给每条线打分,其实是在问一句话:“把你两端对调,会怎样?”经典画面里,同色得 +1,不同色得 0。量子态却可以把两端叠成一种“一对调就变号”的关系。这种关系得负分,比“不同”更进一步。能量最低的那个态,也就是基态,正是这么叠出来的。它只用那 36 幅“只撞一次”的画面,总账 −2,比最老实的经典排法低了整整三个单位。这不是把倒霉摊薄;摊薄的混合仍然是 +1。而这样的基态不止一个,是九个:9 = 3 × 3,三种颜色,乘以给四个点贴标签的三种独立方式。九个合起来看,六条线完全对称,每条各摊 −1/3;单挑其中一个来看,六条线各不相同。撞色始终在,只是这一整层谁也不偏袒。后一个“三”,就是“三代”的出处。所谓三代,是说基本粒子有三套几乎一模一样、只是一套比一套重的家族。把这个“三”真正落成时空里的三代粒子,作者列为开放的一步。九个态从此不在 81 幅画面里的任何一幅上,也永远不会挑一幅。这个对象定不下来,不是因为它在动,而是因为它拒绝选。

闭合

这个对象的形状不是选出来的。四个点、三种颜色、每两个点都连上、六条线用同一条规则、规则偏向两端不同——在作者自己划定的那一类对象里,每一条都是自洽性逼出来的定理。设定的只有一条:这样的元胞排成的点阵存在,也就是许多个这样的四点单元粘在一起。四个点,因为 i 是四分之一圈。i 就是中学里那个“平方等于 −1”的数;换成几何的说法,它是转四分之一圈:转两次正好掉头,也就是乘以 −1。三个点一格是三分之一圈,五个点一格是五分之一圈,转两次都掉不了头。三种颜色,因为按作者自己的一条判据,颜色的种数得是奇数、至少是三、又比点数少。这一类划得多宽,作者自己挂出来给人审。闭合;核心条款经证明检查器 Lean 核过,没有一步欠着(零 sorry)。

数一数:四个点、六条线、三种颜色——你已经复现了上面那条定理的图论部分。

全部 81 幅画面

81 幅,少到可以整个印出来。下面是加上规则之前的每一幅画面,画成四面体,一个点一种颜色。粗线表示两端同色。

同色线的条数,对全部 81 幅取平均恰好是 2= 6 条线 × 1/3

0/81 幅

81 幅里 0 幅。四个点、三种颜色,必然有两个点同色;而每一对点之间都有线,那条线就一定存在。个个都想跟邻居反着来,却怎么也排不开,物理学管这个叫阻挫。阻挫不是假设,是算术。

四个点、六条线、每点三种颜色:在加上规则之前,一共 3⁴ = 81 幅基本画面。

这 81 幅是加上规则之前的画面。基态不是其中任何一幅:它是带正负号的叠加,共九个,见第三步。这里没有推导出任何物理。它只说清这个对象一共有多少幅基本画面,并说明阻挫是结构性的。

9 ÷ 40

夸克在代与代之间串门的幅度,物理学里管它叫 Cabibbo 参数。在这套框架里,它读出来不是一个小数,而是一个精确分数:9/40。自己除一下:9 ÷ 40 = 0.225,一位不多一位不少;这个除法除得尽,再往下除只有零。实测值是 0.22501 ± 0.00068。你刚刚亲手核对了这份账本里的一行。

9/40 是一个精确有理数,不是拧出来的小数。从 9/40 到“这就是 Cabibbo 参数”,中间还有一步嵌入:把这个分数安到一个测量量上。这一步作者列为开放的接口。

条件性中间那步嵌入,作者列为开放

9 ÷ 40

  1. 0.2
  2. 0.22
  3. 0.225
  4. 0.2250
  5. 0.22500
  6. 0.225000…∞

实测值及其误差棒0.22501 ± 0.00068

0.225 落在误差棒之内

3/13

电磁力与弱力的配比,物理学里叫弱混合角。它的起点值是另一个分数:3/13——所谓起点值,是还没随能量跑起来之前的那个值。3/13 不是拿去跟实验值直接比的数。实验室那个读数是另一回事:从起点值出发,按一条写死的换算规则,算到 Z 玻色子那个能量上。换算规则里还有两处小修正,理论也一并算死了。走完是 0.231219995;实测 0.23122 ± 0.00006。前四位对上,后面五位是理论替未来写的。至于把配比里的那两样东西真的认作电磁力和弱力,是作者列为开放的两条接口。

一次旅行:从四个点到宇宙。

下面十一件事,在这个框架里本来就不可能是别的样子。全部从同一个四点对象上读出。排序按证据有多稳,不按有多惊人。第 01 条和第 04 条只讲这个有限对象本身,不必先相信框架,就能自己去查。第 02、03 条数出来的那一半同样闭合;落到时空上的那一半,要经过作者列为开放的接口。

每条主张带一个小标签,三档

闭合
数学上已经证完,但只在它自己划定的范围里;实验有没有证实是另一回事。
条件性
推出来了,但前提是某一步开放的接口成立;它不依赖任何拟合参数。
界 · 检验
单边限或未来的判决面;低于所有上限只表示还没被检验,不表示已被证实。
10⁻³⁵ m · 一个元胞10²⁶ m · 可观测宇宙
  1. 0110⁻³⁵ m · 元胞
  2. 0210⁻¹⁸ m · 三代粒子
  3. 03一切尺度 · 时空
  4. 0410⁻³⁵ m · 元胞
  5. 0510⁻³⁵ m · 元胞的回路
  6. 0610⁻¹⁸ m · 每一代的七类场
  7. 0710⁻¹⁵ m · 中子
  8. 08一切尺度 · 引力与规范力
  9. 09早期宇宙 · 暴胀那一瞬
  10. 10一切尺度 · 实验室与整个宇宙
  11. 11一切尺度 · 那些常数本身

尺度带只标每条答案落在自然界的哪一段,不标框架算出了什么。带子最左端那个长度是元胞自己的长度单位,是定下来的标度,不是算出来的结果。

01

这个对象为什么有四个角?

闭合10⁻³⁵ m · 元胞

四个角,因为四分之一圈转两次正好掉头,而乘以 −1 就是掉头。

i 有一条硬性质:平方等于 −1,做两次等于掉头。这个元胞会自己长出一个 i:沿四个角连成的回路走一步,就是它的时钟。框架把这一步认定为那个单位本身。回路上有 n 个角,走一步就转 360°/n;要“走两步正好掉头”,就是 2 × 360°/n = 180°,只有 n = 4 解得出来。三个角,两步转 240°,不是掉头;五个角,144°,也不是。只有四个角,一步恰好是掉头的一半。元胞有四个角,是因为 i 的阶是四:做四次回到原地。这不是修辞,是一道除法。颜色数由同一个定理的另外几款定下:必须是奇数,至少是三,又得少于角数。奇数这一条是作者自己的判据:偶数会混进一个不分左右的元素。若有第四种颜色,四个角各穿一色,对象就只剩一个孤零零的完美答案,长不出代。奇数、至少三、小于四:只剩三。颜色数与角数的所有搭配里,只剩 (3, 4)。

前提不依赖任何开放接口。它有一个适用范围:作者自己划定的一类对象——图上每点一个“三档”式的基本开关,只有两两相互作用。再加上框架唯一的那条设定:这样的元胞存在,并铺成点阵。这一类划得多宽,作者自己列为评阅靶点。

去查

元胞自举定理第 (i) 款,K4 元胞一章;评阅靶点 A。机器一侧:四分之一圈的时钟平方等于 −I,三阶时钟可证不行(CellBootstrapFixedPoint)。另一个模块用不同的判据排除所有 n ≥ 5:这样的时钟带多于一对复特征值(CellBootstrapClockUniqueness)。Lean 核验的是这些算术条款,零 sorry;“这些条款在物理上必需”是专著的论证,不是机器的。

02

物质为什么有三代?

闭合条件性10⁻¹⁸ m · 三代粒子

这个对象最低那层正好三列。三是数出来的,不是设的;落到真粒子上是另一步。

这个元胞一共有 81 种基本状态:四个角,每个角三种颜色,3 × 3 × 3 × 3。把它的能量算出来——一个 81 行 81 列的矩阵,笔记本电脑一秒钟的事。81 个态自己分成四层:15、45、12、9,一个不多,一个不少。最底下那层是 9 个态,排出来正好是个九宫格。三行的“三”来自颜色。三列的“三”来自四个角可以互相调换。角一旦可以互换,位置上就只剩三个独立方向:四减一等于三。那三列,就是三代物质。物理学家拉比当年看见 μ 子,问“谁点的这道菜”。答案是没有谁点,九宫格本来就有三列。同一套算术还说:三列里一列落单,两列成对,正是一代重、两代轻的格局。它只给格局,不给质量。数到“三”是定理。把这三列真正落实为时空上的三代夸克和轻子,是作者自己列为开放的一组具名接口。

前提计数本身不依赖任何开放接口。把这个“三”真正落实成时空里的三代粒子、把匿名的七行真正对上标准模型七种粒子——这一组具名映射作者自己列为开放(E8,四条)。

去查

“由 Schur–Weyl 对偶给出的味世代”定理,K4 元胞一章,配“色与味:不作范畴混同”一则注记;数值证书:实验 071(精确对角化,简并度按能级从低到高为 9、12、45、15)。严格说,三列住在 S₄ 的 [2,1,1] Specht 模里:它是标准模 [3,1] 再配一次符号翻转,维数同为三。一重二轻的格局出自质量保护引理。开放的一侧是勘误 E8 列出的四条具名映射:世代扩张、完整正规嵌入、实分支保持、48 行流符号满射。另受 E10 约束;评阅靶点 8 与 10。

03

时空为什么是四维?

闭合条件性一切尺度 · 时空

八种转法减去动不了基态的四种,剩下四个方向;框架把这四个方向认作时空。

一个光滑的地球仪有三种独立的转法。在它上面按一枚图钉:绕穿过图钉那根轴转,图钉不动;另外两种转法会把它挪走。图钉能去的所有地方就是地球表面,二维:3 − 1 = 2。现在把地球仪换成这个元胞。它也有自己的转法,转的是内部的对称,一共八种。基态就是那枚图钉:恰好四种转法不动它,另外四种把它挪开。基态能去的所有地方,是一个 8 − 4 = 4 维的空间。把每一处的这四个挪法拼成一张连续的底面,那张底面就是时空。此时时间还没登场,四个方向长得一模一样。随后基态自带的一台钟(行话叫模流)在它走得动的地方从四条里挑出一条,把它的尺子反过来。那一条就是时间:3 + 1,不是 4 + 1。另一条路从下面顶住:物质与反物质那一点不对称,也就是夸克混合里的 CP 破坏。按这个框架的写法,这一点不对称本身就要四个方向才装得下。四个角和四个维度是两个不同的四:一个是整数的算术,一个是连续对称的减法,各有各的出生证。框架再把这两个四拴在同一根轴上——这是框架的一条认定,不是巧合。

前提从八种转法减到四种(行话叫 SU(3) 破缺到 U(2)),这一步是元胞内部的事,是闭合的。在这台钟给出时间之前,四个方向长得一样,都是欧氏的。从欧氏几何转到带时间的洛伦兹几何,以及引力这一项本身怎么在一开始进来,是作者列为开放的接口(E7)。

去查

K4 元胞一章“四维时空是拓扑必然”一节:拓扑必然性定理(8 − 4 = 4 的陪集计数)与 Berry 形式的 CP 阻碍定理((2,2) 形式在低于四维时恒为零),专著里两条都标为闭合;“D = 4 的四重选出”是一则注记,不是定理。时间那一步:模流 Wick 转动引理与“模时间不是第五维”注记,在正则坐标卡上闭合;机器一侧只把给定的号差原样返回。Lean:陪集算术有核心证明,CP² 几何未形式化;CP 阻碍那一条,机器只把“Jarlskog 不为零则至少四维”当前提收下再交回,不是独立核验。勘误 E7;评阅靶点 2 与 3。

04

这个对象的其余部分,为什么也不是选出来的?

闭合10⁻³⁵ m · 元胞

四个点、三种颜色、六条线、“求异”那条规则,没有一条是挑出来的。

不只是那个“四”。在作者划定的那一类对象里,元胞的每一项结构都是自洽性逼出来的:四个角、三种颜色、两两相连的完全图、只让两端对调颜色的相互作用、每条线一样强,还有“求异”的符号。没有一条用到实验量出来的数。符号那一条可以在纸上试。把规则反过来,改成“求同”:每条线都希望两端相同。难题一瞬间消失:四个角全穿红就行,81 种状态里有 3 种一条线都不违规,对象不再需要任何量子叠加。可是代价立刻来了。最底下那层有 15 个态,却只排成一列:四个角谁跟谁换都没区别,于是没有第二列,也就没有“代”。那个把“轮转一格”变成 i 的时钟,转起来跟没转一样。一个不再较劲的宇宙,什么都长不出来。所以“求异”不是作者的口味,是唯一能长出东西的符号。两条各自独立的算法停在同一个答案上:一条看时钟转不转得动,一条看三角形上的三种颜色能不能凑成中性。框架只设定了一句话:这样的元胞存在,而且铺成点阵。其余的结构,是定理。

前提不依赖任何开放接口。适用范围与第 01 条相同:作者划定的那一类对象,加上唯一的设定——这样的元胞存在,并铺成点阵。

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元胞自举定理全部五款及其后的注记,K4 元胞一章;评阅靶点 A。机器一侧:五个 Lean 模块,零 sorry,公理不超出数学库三条标准逻辑公理;图的那一款在全部 64 个带标号图上穷举核验;符号那一款核验的是两条路线上的能级不等式(CellBootstrapSignNormalisation)。模块自带的三个诚实标记(不动点表述、算术极小性、图的选择)仍标为开放。定理最后那句“读出即闭合”的话,勘误 E10 已经把它收窄。

05

量子力学里的虚数单位从哪里来?

闭合条件性10⁻³⁵ m · 元胞的回路

i 不是写进方程的:绕这个对象的四个角走两步,正好落在 −1 上。

在最底层,宇宙的引擎里没有 i。只要坐标选对,描述一个元胞的那张数表,每一个数都是实数。i 是从几何里来的。元胞的四个角连成一条闭合回路,回路上有一个再自然不过的动作:把每个角上的东西,都挪到下一个角上。挪四次回到原样,所以在这个动作真正转动的那部分图样上,挪一次就是四分之一圈。四分之一圈有一条性质,握着方向盘就能验证:连转两次正好是掉头,也就是乘 −1。一个做两次等于乘 −1 的动作,自己就是 −1 的平方根——这就是 i。它不是写进方程的,是把圈闭合起来之后走出来的:每走一步乘一次 i,走满四步回到原点。闭合的是这一步的数学。还差最后一步没有接上。这个四分之一圈是局部的,要认定它就是推动整个演化、整张网络共用的那一个 i

前提这条定理自己条件性的那一半:把局部的四分之一圈认定成推动演化、整张网络共用的那一个 i。把这个 i 算出来的那一半(专著里的表示引理)已经闭合,不依赖任何接口。

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实真空一章“K4 上 i 的涌现:三种成分”及其表示引理;回路闭合那一段;实验 074,虚数单位的 Z₄ 定位。专著把定理写在四个元胞拼成的闭合方格上,数值证书与自举定理用的是一个元胞的四个角(格点),两者代数相同。机器一侧核验的是标量四次根核心与 2 × 2 块。

图 2虚数单位从哪里来

A实的引擎,闭合的回路

出发点全是实的:一个实的基底,加上推动它的那张数表(行话叫哈密顿量)——里面每个数都是实数,没有 i。

1 i1 = i
2 i2 = −1 实 · 走到一半:恰好是 −1
3 i3 = −i
4 i4 = +1 实 · 第四步回到 +1:回路闭合,走满一圈没有相位

虚线是元胞另外两条边,不在这条回路上。每挪一步,累积的相位(它转过的角)就乘一次 i;挪满四步回到 +1。

B元胞的时钟:转 2π/n

这个单位必须真的是复结构——它的平方必须真的等于 −1。

(2π/4)² = 180° = −1 四分之一圈:平方恰好落在 −1 上
(2π/3)² = 240° ≠ −1 三分之一圈:差 60°,落不到 −1

四分之一圈的平方是 −1;三分之一圈不是。所以 n = 4。机器一侧:配套模块用另一条判据排除了所有 n ≥ 5。

引擎是实的:只要坐标选对,描述一个元胞的那张数表里没有 ii 是走出来的——元胞的四个角连成一条闭合回路,每走一步乘一次 i,走满四步回到原点。用作者自己的话说:“复数量子力学,是闭合一个二维回路所付的几何代价。”这个单位就是元胞的时钟,转 2π/n;四分之一圈的平方是 −1,三分之一圈不是,所以 n = 4,这也是这个对象有四个角的原因。

闭合 · 算出 i 的那一半条件性 · 认定成同一个 i

前提:这条定理自己条件性的那一半:把这个局部的四分之一圈认定成推动演化、整张网络共用的那一个 i。把 i 算出来的那一半已经闭合。

作图依据:图中的回路是元胞自身 6 条边里的 4 条,虚线是余下的两条。两个时钟的平方在构建时重新计算:从 n = 2 到 n = 12,只有 n = 4 的平方落在 −1 上;对不上,构建就停。

去查:实真空一章“K4 上 i 的涌现:三种成分”及其表示引理;回路闭合那一段;实验 074,虚数单位的 Z₄ 定位。专著把定理写在四个元胞拼成的闭合方格上,数值证书与自举定理用的是一个元胞的四个角(格点),两者代数相同。机器一侧核验的是标量四次根核心与 2 × 2 块。

06

电荷为什么偏偏是那几个古怪的分数?

闭合条件性10⁻¹⁸ m · 每一代的七类场

标准模型那七个古怪的电荷分数,乘以六,个个都是整数;这串整数是几何逼出来的。

标准模型每一代物质,连同希格斯和右手中微子,一共七类场。每一类带一个数,叫超荷;弱作用那边还有一个标签,叫弱同位旋。两个合起来,电荷就算得出来:电子的 −1、上夸克的 +2/3,都是这么来的。这七个数是一串怪分数:1/6、2/3、−1/3、−1/2、−1、0、1/2。统统乘以 6,就成了 (1, 4, −2, −3, −6, 0, 3),全是整数。把四面体元胞首尾拼成一个环,环上的几何自己给出一把整数尺子,刻度只有七格,从 −2 到 +4;在这个机制里,七格已经是最少的。其中五格直接对上标准模型的五个数:−2、0、+1、+3、+4。剩下两格,−1 和 +2,住着两种带电轻子;它们坐在元胞拼接的缝上,几何只说一句话:这两个数要一起挪,挪同一个整数。挪多少?用教科书里的老规矩。第一条,反常必须相消(一种量子效应,在七行上必须正好互相抵消,否则理论自相矛盾):算出 −5。第二条,中微子必须能从希格斯得到质量:算出也是 −5。第三条,电子必须能从希格斯得到质量:这一条不给数值,只要求两个轻子挪得一样多。于是 δ = −5:−1 挪成 −6,+2 挪成 −3,正是标准模型的两个轻子数。这两个数已经落在那把七格尺子之外。整个过程没有用到任何粒子的名字——夸克双重态、上、下、轻子双重态、电子、右手中微子、希格斯——这些名字是最后才贴上去的标签。说这七行就是时空上的七类粒子,是作者自己列为开放的一步。

前提七行里没有粒子的名字。把它们真正对上标准模型的七类场(含希格斯与右手中微子),是作者自己列为开放的接口(E8)。整数本身不依赖它。

去查

多元胞一章“带类型标准模型积的匿名载体唯一性”;逼出 δ = −5 的手征反常敷层定理(证明里写明:两条条件各自定出 −5,第三条只定均匀性);“最小七格格点”定理;P2P/F2F 物种分类引理。评阅靶点 8。

图 3七个分数,乘以六

标准模型超荷× 6逼出来的整数名字(最后才贴上)反常相消 · 整数提升 δ = −5由两条独立条件各自定出是最后才贴上去的推导中没有任何一个方程用到它们01–07 是环上七个匿名行,只按它们所处的位置和所带的东西标记,不贴任何粒子名。 0116=1夸克双重态0223=40313=20412=3轻子双重态051=6电子060=0右手中微子0712=3希格斯 标准模型超荷 × 6逼出来的整数反常相消 · 整数提升 δ = −5由两条独立条件各自定出01–07 是环上七个匿名行,只按它们所处的位置和所带的东西标记,不贴任何粒子名。每行下方缩进的灰字是粒子名——是最后才贴上去的;推导中没有任何一个方程用到它们。 0116=1夸克双重态0223=40313=20412=3轻子双重态051=6电子060=0右手中微子0712=3希格斯

把标准模型的七个超荷乘以六,得到的正是环上七个匿名行逼出来的那串整数,顺序一致。整数由反常相消逼出,外加一个整数提升 δ = −5;这个提升由两条独立条件各自定出,第三条只要求两行挪得一样多。名字用灰色排,和算式之间隔着一道断口:它们是最后才贴上去的,推导中没有任何一个方程用到它们。

七行是每一代的七类场,含希格斯和右手中微子。五个整数直接落在环的七格尺子上;另外两个来自剩下的两格(−1 和 +2),两格一起挪 −5。这个 −5 由两条独立条件各自定出,第三条只要求两者挪得一样多。挪完的 −3 和 −6 已经在七格尺子之外。

闭合 · 整数条件性 · 名字

断口:整数是被逼出来的;名字不是——要靠一条作者自己列为开放的接口(E8)才贴得上去。图上那道断口画的就是这条界线。

07

强相互作用为什么不破坏 CP?为什么不需要轴子?

闭合界 · 检验10⁻¹⁵ m · 中子

四面体照镜子还是四面体,那个能破坏 CP 的旋钮因此只能停在零上,不必另加一种粒子。

强相互作用的理论里天生带着一个角度,叫 θ。它像一个旋钮,原则上可以停在 0 到 360 度之间的任何位置。θ 管的就是 CP 对称:把粒子全换成反粒子、再照一次镜子,看规律是不是还一样。θ 只要不是零,中子就会像小电池一样一头正一头负。实验测下来,这个角比一整圈的一百亿分之一还小。主流的答案是另外引入一种粒子,叫轴子,像一根弹簧把旋钮拉回零;人们找了四十多年,还没找到。在这个框架里不需要弹簧。四面体照镜子还是四面体,只不过两个角对调了位置;角上的编号本来就不是物理量,对调编号不改变任何物理。可它把真空里“打结的方向”翻了过来,等于把 θ 变成 −θ。一个角要等于自己的负值,只有 0 和 180 度两个可能:旋钮其实是个开关。在这个框架里,开关停在“关”上,靠的是它选中的那条真空分支是实的。坐标选对以后,那张数表里一个 i 都没有。这个对称性不是外加的,是四面体自带的。角度还有另一半藏在夸克质量的相位里,由另一条独立的论证关掉。有两件事要说清楚:弱相互作用里的 CP 破坏——K 介子、B 介子衰变里看到的那点——并没有跟着一起消失;而实验目前只给出上限,所以这一条是“还没被证伪”,不是“已被证实”。哪天真的找到强相互作用要的那种轴子(QCD 轴子),这个框架选定的这条分支就出局。BabyIAXO 当前计划约在 2029 年安装磁体,2030 年以后调试并开展轴子运行,时间表仍可能调整。

前提框架选中的那条真空分支(真空是实的)。角度的另一半藏在夸克质量的相位里,由另一条独立的论证关掉,量子修正也不会把它重新推大。和实验对照这一侧只有一个单边限:低于所有上限只表示还没被检验,不表示已被证实。

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K4 元胞一章“θ_QCD 的拓扑禁戒”,配量子几何张量厄米性的强 CP 定理;实真空一章“真空为实 ⇒ θ = 0”推论与“轴子非必需”推论;预言一章分支选择检验 1(IAXO、ALPHA)。

08

引力与规范力,为什么是同一个几何读了两遍?

闭合条件性一切尺度 · 引力与规范力

同一块几何有两面:引力从一面读出,其余的力从另一面读出。

想象在球面上走一圈回到原点,身上带着两件仪器。一个计步器,记下走了多远;一个傅科摆,出发时朝北摆,回来时摆动的方向却偏了一个角,尽管从没碰过它。计步器读的是距离,摆读的是“回到原处却转了一个角”。这个对象的量子基态,在它的“设置空间”(各个耦合常数的取值)里走的时候,也随身带着这两件仪器。而且它们不是两件东西,是同一块几何的两面,打包成一个复数:实部是计步器,虚部是傅科摆。这个复数叫量子几何张量(Provost–Vallée, 1980)。这套理论的新招不是这个拆分,而是在一个只有 81 个态的有限对象上,把两面都追到底。实部量两个态有多可分辨,读出来是距离,也就是度规:引力活在这一面上。虚部量的是另一件事:带着一支内部的箭头绕一圈回来,它转了多少。读出来是曲率。描述强力、弱力、电磁力的那类场——杨–米尔斯型的场——活在这一面上。两面出自同一个张量,是定理。这个框架押下的赌注在下一步:两面的动力学也因此一起出来。爱因斯坦方程和杨–米尔斯方程出自同一个源头,而不是并排粘在一起。这一步写成一个条件性的方程组,前提逐条写明;作者拆出去投稿的那篇论文,标题就叫“条件性爱因斯坦–杨–米尔斯场方程”。

前提写成条件性方程组的那一步,依赖四件作者自己列为开放的事:

  • 弱作用和电磁那一层怎么接上来(E3)。
  • 四个方向一样的几何怎么变成三个空间加一个时间,以及引力最基本的那一块(E7)。
  • 引力波那种无质量的自旋二激发,至今没有造出来(E11)。
  • 响应展开里更高阶的那些项:推出来的只是领头的一组方程。这一条在接口表上没有自己的编号。

两面出自同一个张量的那一步,不依赖任何接口。

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Grassmann 流形那一章:量子几何张量(Provost–Vallée, 1980)的对称/反对称拆分,及其反对称引理;Einstein–Yang–Mills 基底方程(专著里的标题限定词已由勘误 E4 收窄);拆出的论文 CQG-116665 在审。评阅靶点 1 与 2。

09

暴胀非得为它发明一种场不可吗?它又怎么自己停下来?

条件性早期宇宙 · 暴胀那一瞬

在这个框架里,暴胀不必另发明一种场;台阶上有一级是正曲率,掉下去暴胀就停。

宇宙诞生后极短的一瞬里,空间指数式地膨胀过一次。标准做法是为此专门发明一个场,再给它画一条势能曲线,形状和斜率都靠手调。这里没有这个场。把元胞拼成的格点精确解出基态:格点是 4 × 4 的方格网,首尾相接成一个环面,一共 16 个点。这个基态里,496 组键对的二维截面曲率只取六个值,像六级台阶。五级是负曲率,只有一级是正曲率,就是最短程(相邻两点之间)的那一级。这个基态沿着自己内置的时钟往前走。书里把宇宙时间等同于这个时钟。站在正曲率那一级上,空间就指数膨胀——这就是暴胀。它自己会停:曲率一从正变负(内部参数 κ₄ 跨过 −1 这条临界线),落到下一级台阶,暴胀就结束了。作者称之为一次几何相变,不需要另加一个场来把宇宙重新加热。

膨胀有多快,台阶本身不给:哈勃标度是拿理论里唯一的那个能标 3 × 10¹⁵ GeV 除以 √3 得来的,约 1.7 × 10¹⁵ GeV。有了这个标度,再假定暴胀一停就立即再加热,标准的视界穿越公式给出约 51 个 e 倍,也就是尺度放大 e⁵¹ 倍。暴胀期终点的一个简单极点,再给出原初涨落强弱随尺度变化的斜率,也就是谱指数:n_s = 1 − 2/N,N 取上面那 51,得 49/51 = 0.961。这个 1 − 2/N 的形式,与最常见的平台型暴胀模型相同。普朗克卫星测得 0.9649 ± 0.0042,相差 1 个标准差。正曲率台阶的存在是闭合的。把穿过它读成暴胀,还有 51 这个数,都要先认下一条选定的分支。原初引力波有多强不在其中:那是在一条选定的转移归一化约定下读出的,专著自己把它列为条件性的分支选择面。

前提作者选定的那条分支——正曲率那一级所在的“德西特岛”,以及定下 3 × 10¹⁵ GeV 的那条标度线(与第 11 条是同一条)。哈勃标度来自一步选定:把岛的曲率半径认作那个能标的倒数,不是曲率台阶算出来的。51 这个数还假定暴胀一停就立即再加热。正曲率台阶本身的存在不靠这些。原初引力波有多强,依赖一条选定的转移归一化约定,专著把它列为条件性的分支选择面。

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宇宙学一章与附录 J(Read_cosmo):“K4 基底含有一座德西特紫外岛”(闭合);“K4 德西特岛穿越即宇宙学暴胀分支”(条件性);“由重整化深度给出 e 倍数”(条件性,Δ_RH = 0);4 × 4 环面基态的六条 κ₄ 轨道表;同一节的张量谱一段,把 r ~ 3 × 10⁻⁷ 列为条件性的分支选择面。评阅靶点 6。

10

为什么物质多于反物质?时间为什么只朝一个方向走?

条件性一切尺度 · 实验室与整个宇宙

哪一边是物质,理论不预言;它预言的是同一次选择在四个地方留下同一个符号。

定律对 +i 和 −i 完全对称,宇宙却只能住在其中一边,就像磁铁冷却时自发选定南北极。哪一边是物质,这个理论不预言。作者逐层证明过:他写下的七类结构,逐一都分不出这两面;取向不由任何写进来的数据携带。所以哪面朝上不是定理能给的,是历史,是自发选定的真空数据。它预言的是,同一次选定会在四个深度上各回响一次:实验室里中微子振荡的 CP 相位(一个角度,决定中微子和反中微子振荡起来差多少;框架内只能是 +90° 或 −90°),早期宇宙里轻子与反轻子的失衡,物质压倒反物质,以及由此标记的宇宙时间方向。最后这一条,指的只是“物质多于反物质”所体现的时间不对称,不是熵增的箭头。四声回响出自同一次选定。所以实验室里量到的符号,必须和天上看到的符号扣得上:sign(sin δ_CP) × sign(η_B) = −1。式子里 δ_CP 是那个 CP 相位,η_B 是宇宙里多出来的物质有多少。这个宇宙是物质做的,于是 sin δ_CP 必须为负:δ_CP = 270°,也就是上面那个 −90°,换成实验界惯用的报法。目前全局拟合(把各家实验的数据合在一起拟合)的最佳值约 214°,落在负的一侧,离 270° 约 1.6 σ;同一份拟合把 +90° 排除在外,但还不能定案。Hyper-K 的最新官方目标是 2028 年开始实验;DUNE 的加速器束流目标是 2031 年。哪一家测出正值,整条链就断了。

前提每一环都是不同深度上的一次条件性读出。+i 与 −i 分得开:表示论那一半闭合。CP 相位只能是 ±90°:闭合。轻子失衡:要先选定重中微子的能标和洗出因子(失衡最后还剩下多少)。符号锁:在它自己划定的范围里闭合,至于是哪一边,由“宇宙里物质多于反物质”这个观测挑出来。多出来的物质有多少,框架也给出 8.7 × 10⁻¹¹,观测是 (8.7 ± 0.06) × 10⁻¹¹,但这一步比符号锁低一级。CP 朝哪一边,作者自己列成一条公开评阅的靶点(靶点 C)。

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实真空一章:i 涌现定理;紫外/红外 δ_CP 定理;“自发取向”注记(七类结构逐层都分不出两面,已由机器逐条核验)。附录 J(Read_cosmo):由 PMNS Berry 相位给出轻子生成的定理;时间之箭推论。附录 K(Read_int):重子–Dirac 符号锁定理,sign(sin δ_CP)·sign(η_B) = −1。实验一侧:预言一章 PMNS 状态段,NuFIT 6.0 最佳值 δ/π ≈ 1.19。

11

十九个数,怎么变成一个,再变成零个?

条件性一切尺度 · 那些常数本身

框架说:不带单位的常数都是分数,只剩一个带单位的能标;最后那点还能连续变化的自由,被一条自洽条件钉成一个整数。

标准模型像一台有十九个旋钮的收音机,每一个都得靠实验去拧。这个框架说,不带单位的那些不是旋钮,是元胞代数里的分数:三个中微子混合角的正弦平方是 1/45、32/105、4/7,Cabibbo 参数是 9/40,直接读出,不拟合。剩下的只有一个带单位的能标,约 3 × 10¹⁵ GeV。这是十九变一。

然后是一变零。理论记着两本账。一本记在格点上:每个元胞四个角,各带一份色荷,4 除以 3 余 1。另一本记在连续时空里。标准模型里有一种叫量子反常的效应,留着理论就自相矛盾,必须彼此抵消干净。要抵消干净,带电轻子那两行必须一起挪。挪的量是整数 −5,以 1/6 为单位。(超荷一共七行,每一代的七类场各占一行。)两条独立条件各自给出这同一个 −5;第三条只要求这两行挪得一样多。−5 除以 3 也余 1(−6 能被 3 整除,−5 比它多 1,所以余 1)。两个余数相同,本身不稀奇。作者自己就把它叫作平凡的同余(数学里的“平凡”指不用费力就看得出来,没有内容)。定理的内容是:它们不是巧合,而是同一个五维对象投下的两个影子。这一步的机制说到底只有一句话:一条自洽条件,把最后一个还能连续变化的量钉成一个整数。把这个整数换成 3 × 10¹⁵ GeV,还要再走两步选定的路:一个跑动系数(力的强弱随能量漂移得多快),以及每个元胞六个邻居的蜂窝;换别的邻居数,能标会在 10¹²–10¹⁷ GeV 之间移动。普朗克质量仍然只当单位用,不是算出来的。“十九变一”是全书的账本陈述,不是定理;只有“一变零”有定理支撑。

前提“十九变一”是一条账本陈述,不是定理。“一变零”闭合在两处:mod 3 的余数算术,以及把两本账认作同一个五维对象的两个影子。但这两处都先要认下两条点名的假设(Spin/no-Pin、对称性拓扑场论的积结构),还有一条选定的分支——重的那一层怎么和日常物理分开。从这个整数走到 3 × 10¹⁵ GeV,还要经过跑动系数 b₀ = 25/3 和六邻蜂窝这两步选定。普朗克质量只当单位用,不是算出来的。把元胞里那套左右手粒子等同于完整的标准模型,是一条点名的开放接口(E8)。“十九”不含中微子质量,把中微子质量算进来是 26 到 28 个。

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宇宙学一章定理 7.6(K4 反常统一:mod-3 约化闭合;典范 SymTFT/配边识别闭合)、定理 7.7(K4 解耦,b₀ = 25/3)、定理 7.10(Wilson–Berry 裸耦合归一,条件性);反常统一附录的配边支架定理;K4 元胞一章的手征反常敷层定理(δ = −5 只作用于带电轻子那一支);Λ_K4 随邻居数 z 变化的表。评阅靶点 D 与 8。

有公开对照对象的十一行。最好的一行和最差的一行印在同一张表上。

这十一行,今天都有公开的实验数字可以对;其余的清单在手稿表格里。先说怎么数:一个 σ 就是实验自己的一根误差棒,算出的值离实测值有几根误差棒,就说差几个 σ。差得最小的一行是 sin²θ_W,不到 0.01 σ。对得最深的一行是 μ 子与电子的质量比:实验能分辨的 8 位一位不差,差 0.002 σ。最差的一行是宇宙标准尺的绝对长度。早期宇宙的声波在星系分布上留下一把固定长度的尺子,缩写 BAO;这一行比的就是它有多长。χ² = 34.40,13 个自由度,相当于 3.28 σ_eq。它和最好的那两行印在同一张表、同一根刻度上,只是离零远得多。13 个点合起来的 χ²,和单行的 pull,是两种不同的数。

实验分辨得到的 8 位 等着被检验的 7 位 Am_μ/m_e0.002 σ 算出实测有效数字位 ..206768282688691 2067682827±0.0000046 123456789101112131415 实验误差棒 ±0.0000046,从第 9 位起盖住每一位 实验分辨到此为止 · 第 8 位 Am_μ/m_e0.002 σ 算出实测 123456789101112131415 206768282688691 2067682827小数点 实验分辨到此为止 · 第 8 位 实验分辨的 8 位 等着被检验的 7 位 ±0.0000046 从第 9 位起盖住每一位 B 123456789 有效数字位 λ_C条件性 · E80.015 σ算出实测0.0.225000000…∞ 22501 ±0.00068 sin²θ_W(M_Z)条件性 · E3, E8< 0.01 σ算出实测0.0.231219995 23122 ±0.00006 B 123456789 λ_C条件性 · E80.015 σ0.0.225000000…∞ 22501 ±0.00068 sin²θ_W(M_Z)条件性 · E3, E8< 0.01 σ0.0.231219995 23122 ±0.00006
图 4 m_μ/m_e · 算出的值与实测值,逐位对照。 A:m_μ/m_e。算出 15 位有效数字;那道分界线标着“实验分辨到此为止 · 第 8 位”,越过它的每一位,都是等着被检验的位。虚线括号画的是实测值自己的误差棒 ±0.0000046:从第 9 位起,它盖住了这次比较里剩下的一切。比较能有多细,由实验决定,不由理论决定。 B:同一套记法用在另外两行上,两行共用一根位轴。切口跟着实验走,不跟着理论走。λ_C 是精确分数,每一位都已经定死,所以它每一位都写得出一个数字。 这三行的计算,在手稿里都是闭合的定理。条件出在下一步:把元胞里的两个激发当成真实的电子和 μ 子,把分数当成标准模型里那个参数。这一步作者自己列为开放(E8)。sin²θ_W 还多欠一步:从基底走到弱作用和电磁(E3)。所以这三行都按条件性读。 数值取自 ledger.json。有效数字有几位、实验分辨到第几位、误差棒从第几位起盖住,都在构建时重算一遍;对不上,构建就失败。
01234 σ 通常意义上的吻合 必须解释 A可比的 pulln = 7α_s(M_Z)不承诺位数sin²θ_W(M_Z)< 0.01 σE3 E8m_μ/m_e0.002 σE8λ_C0.015 σE8CKM J0.04 σE8m_b/m_s0.25 σΛ_eff ℓ_*²0.9 σE6 B由 χ² 换算的等效 σ · 和 A 道的 pull 不是一种数n = 2BAO shape0.44 σ_eqc/(H₀ r_d)3.28 σ_eq C单边:目前只有上限,还测不到点值n = 2还没被检验,不是已被证实Σ m_ν m_ββ 01234 σ 通常意义上的吻合 必须解释 α_s(M_Z)不承诺位数ABsin²θ_W(M_Z)< 0.01 σE3 E8m_μ/m_e0.002 σE8λ_C0.015 σE8CKM J0.04 σE8m_b/m_s0.25 σBAO shape0.44 σ_eqΛ_eff ℓ_*²0.9 σE6c/(H₀ r_d)3.28 σ_eqC单边:目前只有上限,还测不到点值还没被检验,不是已被证实Σ m_ν m_ββ
  • 可比的 pull,画在它自己的值上
  • 外环:这一行还依赖一条列为开放的接口
  • 由 χ² 换算的等效 σ,和 A 道的 pull 不是一种数
  • 0 到 1 σ 的带
  • 3 σ 线
  • 这一道不画任何吻合度
图 5 十一行放在同一根 σ 刻度上。 小于 1 σ 是通常意义上的吻合;3 σ 左右就必须解释。最差的一行是宇宙标准尺的绝对长度。早期宇宙的声波在星系分布上留下一把固定长度的尺子,缩写 BAO;这一行比的就是它有多长。χ² = 34.40,13 个自由度,相当于 3.28 σ_eq。它和最好的那两行印在同一张表、同一根刻度上,只是离零远得多。13 个点合起来的 χ²,和单行的 pull,是两种不同的数。单边那一道:给的是一个具体的点值,不是一个区间,落在现有每一条上限之下。低于上限的意思是还没被检验,不是已被证实。α_s(M_Z):框架在这一行不承诺位数。所以它画在刻度之外,而不是画在零上。没有总分,以后也不会有。三道里的数是三种不同的数;把它们平均,等于把三样东西加起来当一样东西。外环标出依赖已具名开放接口的行(E3、E5、E6、E8)。

怎么读一行 pull 是算出的值与实测值之差,用实验自己的误差棒做单位来数;差一个误差棒就是 1 σ。小于 1 σ 是通常意义上的吻合;3 σ 左右就必须解释。两把尺子只能比到刻度较粗的那一把为止。多数行里,刻度粗的是实验那一把。竖线标出实验分辨到此为止。线左边的位数实验分辨得到,可以核对;线右边理论多写的位数,是它开出去的支票。要等实验的刻度变细才能兑现,也可能兑现不了。

可比的 pull

Λeff*²

0.9 σ

宇宙学常数 · 从视界的熵数出来,由两块拼成

算出2.93×10−122
实测2.89×10−122±1.5%

实验分辨到此为止 · 第 2 位

pull

这一行由两块拼成。第一块:几何响应量等于 3π 除以宇宙视界的熵,熵从元胞的结构里数出来。第二块:指数的尾巴,是 m_b/m_s 那个分数除以 64。同一个 92,633 在这套理论里出现在三处——m_b/m_s 这一行、电磁耦合的强度里,还有这条尾巴。作者称之为结构上的一致,不是一个推出另一个。这一行站在一个选定的分支上;普朗克质量是保留的单位,不是算出来的。作者自己的勘误也指出,冻结版里几何响应量和物理的 Λ 还没有分清。这里没有解决宇宙学常数问题。

条件性依赖E6

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

mb/ms

0.25 σ

底夸克与奇夸克的质量比 · 分数读出 5,000,000/92,633,冻结版按 53.97 印

算出53.97
实测53.94±0.12

实验分辨到此为止 · 第 3 位

pull

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

CKM J

0.04 σ

夸克世界里物质与反物质的差别 · 只算大小,不推符号

算出3.085×10−5
实测3.08×10−5±0.0000013

实验分辨到此为止 · 第 2 位

pull

条件性依赖E8

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

λC

0.015 σ

夸克代与代之间的混合幅度 · 精确分数 9/40

算出0.225000…∞= 9/40
实测0.22501±0.00068

实验分辨到此为止 · 第 3 位

pull

精确分数,每一位都已经定死

条件性依赖E8

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

mμ/me

0.002 σ

μ 子与电子的质量比 · 按实验室自己的提取规则算到底

算出206.768282688691
实测206.7682827±0.0000046

实验分辨到此为止 · 第 8 位

pull

条件性依赖E8

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

sin²θW(MZ)

< 0.01 σ

电磁力与弱力的配比 · 源头 3/13,按固定规则换算到 Z 质量处的值

算出0.231219995
实测0.23122±0.00006

实验分辨到此为止 · 第 4 位

pull

条件性依赖E3E8

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

αs(MZ)

强力的强度 · 交出的是一条尺度线,不是位数

算出0.1180
实测0.1180±0.0009
pull

框架在这一行不承诺位数。它交出的是一条尺度线:强力变得足够强的那条线。要换算成 Z 玻色子质量处的小数,还得按强力自己的标准算法(QCD 跑动)走一遍。这一次刻度粗的是理论那把尺子,所以本站不印 pull。手稿自己印的是 ≈ 0 σ,本站选了更严的读法。把夸克粘在一起的那种力,本身还是单独搭出来的(E5)。

条件性依赖E5

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

由 χ² 换算的等效 σ · 和 A 道的 pull 不是一种数

这两行比的是宇宙标准尺。早期宇宙的声波在星系分布上留下一把固定长度的尺子,DESI 在 13 个距离上量了它。第一行比整根尺子的绝对长度,第二行只比形状。形状那一行 0.44 σ_eq,对得很好;差的是整根尺子的长度。13 个距离合起来算一个 χ²,再换算成等效的 σ;这是另一种数,不能和上面几行一起平均。

c/(H₀ rd)

3.28 σ_eq

宇宙标准尺的绝对长度 · 13 个距离一起比

算出30.135

实测χ² = 34.40 / 13

pull

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

BAO shape

0.44 σ_eq

宇宙标准尺随距离怎么变 · 只比形状,不比绝对长度

算出frozen K4 CPL curve

实测shape-only comparison

pull

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

单边:目前只有上限,还测不到点值

给的是一个具体的点值,不是一个区间,落在现有每一条上限之下。低于上限的意思是还没被检验,不是已被证实。

Σ mν

三种中微子的质量之和 · 选定的一支:最轻的那个恰好为零;带绝对质量单位

算出≈ 0.059 eV

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

mββ

只放出两个电子、不放中微子的那种衰变,快慢由它定(无中微子双 β 衰变)· 一颗钉子,不是一个区间

算出3.69 meV

状态先算出来,再去对实测值 · 这一行还依赖哪条开放接口,写在末尾

没有总分,以后也不会有。三道里的数是三种不同的数;把它们平均,等于把三样东西加起来当一样东西。

完整清单有 31 项主预言、20 项配套读出、1 组稀有 B_s 衰变的比对行,以及 1 条结构性的宇宙学廓线 κ₄(r)。 每一行的当前状态以手稿表格为准。

“预言”是手稿对这些条目的称呼;公开 Registry 当前有 0 项预注册预测。上面 11 行全部是回顾性对照。 打开预测注册

实测值和误差棒,都抄自公开评阅仓库里的对照表,2026-07-08 冻结版;算出的那一列取自同一版。本站没有独立溯源。要核,先从这一步核起。

这套理论把自己的死法写在了前面。

有旋钮的理论怎么都死不了——测出什么,拧一下就对上了。这套理论没有旋钮。所以一旦对不上,只有两个动作:在推导里找出一处真正的错误并公开更正,或者承认它完了。下面六张卡,从手稿列出的检验里挑出来。每一张都写明:谁来测,哪一年,怎么算输,输掉哪一层。

这是研究计划最锋利的实验赌注,来自手稿。公开 Registry 已为未来预测就绪;当前预注册预测为 0。 查看预测注册

中微子的质量顺序

三种中微子谁重谁轻,这套理论是算出来的,不是填进去的。三个质量里有两个挨得很近:理论把这对近邻放在下面,落单的那个放在上面——这就是正常序;在它选定的分支上,最轻的那个质量恰好为零。倒序,也就是近邻在上面,模型内直接排除了:不是不利,是不允许。

怎么算输倒序一旦确认,框架结束。

谁来测
JUNO · DUNE · Hyper-K
哪一年
2026–2035
输掉什么
整套框架结束
现状
JUNO 已于 2025 年 8 月开始取数,并在同年 11 月公布首批物理结果。DUNE 的当前目标是 2029 年运行首台远端探测器、2031 年获得束流。目前全局拟合略偏向正常序,偏得不多,还不算判决。
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正常序在 c_R = 1 的跷跷板分支上推出;倒序排除定理见宇宙学读出附录。评阅靶点 6。

CP 相位的符号

中微子和反中微子的行为不必一样,差多少由一个相位定,它叫 CP 相位。在这套理论里,它只能是 +90° 或 −90°。取哪一个,由宇宙里物质多于反物质这件事锁定:实验室里量到的符号,必须和天上看到的符号扣得上,sign(sin δ_CP) × sign(η_B) = −1,η_B 就是宇宙留下的那点物质。这个宇宙是物质做的,所以 sin δ_CP 必须为负。

怎么算输测出正号,框架被证伪。

谁来测
DUNE · Hyper-K
哪一年
2028–2035
输掉什么
整套框架结束
现状
哪一面是物质,理论不推。作者逐层证明了:定律分不出物质和反物质哪一面是哪一面。所以这个宇宙落在物质这一面,是一段历史,不是定理。定理是两个符号之间的那条关系,DUNE 和 Hyper-K 要测的就是它。目前全局拟合的最佳值约 214°,落在负的那一半;理论要的 270° 离它约 1.6 σ,没有排除,也没有定案。
去查

重子—狄拉克符号锁定定理,内部观察者附录;自发取向注记,实真空一章。评阅靶点 C。

θ₂₃ 的卦限

第二、三代中微子混得有多深,由一个角定,它叫 θ₂₃。它的 sin² 算出来是 4/7,落在上卦限——也就是大于 1/2 的那一半。

怎么算输若下卦限被确定,与之矛盾。

谁来测
DUNE · Hyper-K
哪一年
2028–2035
输掉什么
选定的那条分支出局
现状
卦限今天还悬着。目前全局拟合的最佳点落在下卦限(含超级神冈大气数据);上卦限的解仍在允许范围内。两个解都活着,数据还没有替这一条说话。
去查

伴随载体符号选择引理;预言一章的 PMNS 表。评阅靶点 6。

无中微子双 β 衰变

这套理论里中微子是自己的反粒子。所以原子核偶尔会只放出两个电子,一个中微子都不放。这种衰变有多快,理论这一边只由一个数定:m_ββ。理论给的不是一个区间,是一颗钉子,3.69 meV。

怎么算输1.5 meV 处出现信号,那正是相反的符号选择给出的值,这一串符号就选错了;远高于 10 meV,这条中微子分支出局。目前低于所有上限——还没被检验,不是已被证实。

谁来测
LEGEND-1000 · nEXO
哪一年
2030 年代
输掉什么
选定的那条分支出局
现状
今天的上限是 28 到 122 meV,离这颗钉子还远。下一代要探到 1 到 10 meV 那一层。核物理里那块算不准的因子(核矩阵元)会把这根线抹宽一些。
去查

马约拉纳相位发射定理,宇宙学读出附录;预言 P2,预言一章。

宇宙学常数

用这个框架自己的长度单位 ℓ_* 来量,宇宙学常数就成了一个不带单位的纯数 Λ ℓ_*²。算出 2.93 × 10⁻¹²²;观测 2.89 × 10⁻¹²²,误差 1.5%。差 0.9 σ,中间没有拧过任何连续参数。

怎么算输Λ 一旦测到 0.5%,中心值又不动,这点差距就是 2.6 σ——精度本身就把这条对照排除掉。

谁来测
下一代宇宙学巡天与 CMB 实验
哪一年
2030 年代
输掉什么
选定的那条分支出局
现状
这一行是条件性的。它站在选定的分支上;长度单位 ℓ_* 是留着当单位用的,不是算出来的。书里算出来的是一个几何量,说的是几何怎么响应;把它等同于天文学家测到的那个 Λ,这一步还没闭合。这里没有解决宇宙学常数问题。
去查

勘误 E6;评阅靶点 B;Λ 门比较注记,宇宙学读出附录。

弱混合角

电磁力与弱力的配比。理论算到 0.231219995;实验 0.23122 ± 0.00006。前 4 位对上,后面 5 位是理论替未来写的。

怎么算输实验一旦把误差收紧、中心值又挪开,这里没有旋钮可拧;能松动的只有它依赖的那两条开放接口。

谁来测
精密电弱测量(Z 极点)
哪一年
无排定的判决日期
输掉什么
选定的那条分支出局
现状
这一行也是条件性的:它依赖两条作者列为开放的接口。一条是把这两样配料真的认作电磁力和弱力;一条是把元胞的内容嵌进完整的标准模型。输掉的是整条电弱链——这个框架算出的、关于这两种力的每一个数。
去查

勘误 E3、E8;评阅靶点 8;多单元一章,源头值 3/13 与剪切量 1/936。

手稿还列了三处,本站没有做成卡:

  • QCD 轴子不需要轴子。找到一个,就要换一套根本不同的规范架构。IAXO · ALPHA · BabyIAXO:约 2029 安装磁体;2030+ 调试与轴子运行(依计划)力的架构要重搭
  • 质子衰变质子绝对稳定。看到一例,同样要重搭架构。Hyper-K · DUNE · 2028–2035力的架构要重搭
  • 原初引力波这类波的强度 r 一旦测到 10⁻³ 以上,选定的暴胀分支出局。CMB-S4 · LiteBIRD · 2030 年代选定的那条分支出局

输掉的不一样多。分三级:

整套框架结束:没有分支可退,也没有哪一步没接上的地方可赖。倒序的中微子质量、正号的 CP 相位,属于这一级。

力的架构要重搭:找到 QCD 轴子,或者看到质子衰变,属于这一级:要换一套根本不同的规范架构。

选定的那条分支出局:算出那个数的那条分支出局;更宽的框架不一定跟着完。无中微子双 β 衰变偏离点值、混合角 θ₂₃ 落到下卦限,属于这一级。

今天这六项没有一项已经把它判死,也没有一项已经把它证实。中微子的三张卡里,两张的现有数据略偏向它,一张略偏向反面;剩下三张要么还没测到,要么实验还不够精。“没有判死”只是还活着,不是赢了。

十年之约:2026–2035。质量顺序、CP 符号、θ₂₃ 卦限,这三张卡会先有判决。

机器核验了什么,没核验什么。

727/771 已核验

771 条带标签的定理行,727 条通过 Lean 4 核验。零 sorry,零项目公理——这套理论自己没有加过一条公理;只用数学库的三条标准逻辑公理:propext、Classical.choice、Quot.sound。

Lean 4 是一个非常严格的证明检查器。把定理翻译成它能逐步核对的语言;任何一步缺了凭证,整个文件就编译不过。程序员有个偷懒的词叫 sorry,意思是“这一步先欠着”;这个语料库里一个都没有。它不看审稿人的直觉,也不看作者的自信。手稿里 771 条带标签的条目(定理、引理、命题、推论、定义、附注),逐条送进了这道门。2026-07-08 冻结时的账目:727 条已核验;19 条只核验了核心;4 条还没写出对应的 Lean 条目;21 条是文字或经验性陈述,仍开放。整个语料库 313 个模块。物理假设只有一条:这样的元胞存在。这一条明写成定义数据,不藏在公理里。

“已核验”的意思是账目干净,不是物理正确。核验断言的是逻辑结构,不是自然界。所谓“已核验”,是说 Lean 里那条陈述和手稿里那条文字陈述逻辑上是一回事,细到它自己说明的那一层为止。证书就是机器给每条定理开出的那张凭据。多数证书到某一步就停。数学库里还没有的那一小块分析(一个聚类界、一个连续极限),写成一条点名的假设。它摆在明处,不藏在暗处。把一个错的陈述核验一遍,它还是那个错的陈述。这些陈述描述的世界对不对,要看上面那张表。剩下的 44 行没有核验,逐行标明了原因。

四桶数字,加起来 771。

  • 727已核验lean_certifiedLean 里的陈述与手稿里的陈述,在它声明的细致程度上逻辑等价,编译通过。
  • 19只核验了核心proved_core_only核心结论过了机器,外围的表述还没有逐字对上。
  • 4Lean 里还没有needs_lean_node手稿里有,Lean 里还没有写出对应的条目。
  • 21文字或经验性陈述,开放prose_empirical_open本来就是文字论证或经验比较,不是机器能核的东西;标为开放。

44 行没有核验,逐行标注了原因,分三类。 以 2026-07-08 冻结版为准。

哪里是定理,哪里是缺口,哪里是赌注。

上面每一个数,都沿同一条路线走来。起点是四个点。中间是许多元胞粘成的那张网络,书里管它叫基底。终点是能跟实验对照的那一头。路上有几段还没有接上,作者自己给它们编了号。下面把整条路线画出来:断在哪里,就画成断的。这一节写给想自己核一遍的读者,也写给物理学家。

抽掉一座桥,看哪些数会熄灭。

前四站是定理,画成实线:实线的一段,要么精确成立,要么在模型内部成立。后四站标着“条件性”:推得出来,但要等某个断口接上才算数。断开的一跨,是作者公开列为开放的接口,断口里的编号就是他勘误表上的编号。每个断口下面挂着的,是上面那张表里靠它撑着的行。路上一共画了五个断口:挂着数值行的四个,加上管目录和粘合的那一个。另外两个断口(E7、E11)落在第 06 站引力那一段,表里没有行挂在它们上面,它们只在下面的接口表里各占一句。

主开放桥有限 K4 基底 → 忠实物理实现01有限元胞02态的分层03量子几何张量04拆成实部和虚部05长出来的几何06引力与规范场的方程07多个元胞拼接08读出的三个去处 闭合条件性 具名接口 E3挂着sin²θ_W(M_Z)E5挂着α_s(M_Z)E6挂着Λ_eff ℓ_*²E8挂着sin²θ_W(M_Z)λ_Cm_μ/m_eCKM JE10不挂任何数值行。这一条管的是四层的目录和粘合。 sin²θ_W(M_Z) 同时挂在 E3 与 E8 上,因此在图上出现两次。 主开放桥有限 K4 基底 → 忠实物理实现01有限元胞02态的分层03量子几何张量04拆成实部和虚部05长出来的几何06引力与规范场的方程07多个元胞拼接08读出的三个去处 闭合条件性 具名接口 E3挂着sin²θ_W(M_Z)E5挂着α_s(M_Z)E6挂着Λ_eff ℓ_*²E8挂着sin²θ_W(M_Z)λ_Cm_μ/m_eCKM JE10不挂任何数值行。这一条管的是四层的目录和粘合。 sin²θ_W(M_Z) 同时挂在 E3 与 E8 上,因此在图上出现两次。

图 6图上那条链依次是八站:先四个实心站,再四个标着“条件性”的站。链上引出五个具名缺口,每个缺口挂着靠它撑着的数值行。缺口按缺口画——链断在哪里,图上就空在哪里,不用虚线补上。链正中那道最宽的空档是主开放桥,两端各有一道切面,谁也不跨过去。

5 个具名缺口共承载 6 行数值,E8 一条承载 4 行;缺口画多宽,就是有多少行从这里掉下去。缺口按缺口画,不按链节定位——作者的勘误没有按链节编号。

  1. 01有限元胞四个点、六条线、三种颜色
  2. 02态的分层81 个态自己分成四层,取最底下那层
  3. 03量子几何张量两个态有多容易分辨;绕一圈带回什么相位
  4. 04拆成实部和虚部一面量距离,一面管那几种力
  5. 05长出来的几何时空的曲率,还有那几种力的曲率
  6. 06引力与规范场的方程最低阶的方程,上面还压着一串更高阶的修正
  7. 07多个元胞拼接怎么拼,拼多了会不会变成连续的时空
  8. 08读出的三个去处实验室、宇宙学、网络里面的观察者

主开放桥有限 K4 基底 → 忠实物理实现

E3

从元胞走到弱作用和电磁,这一步要单独证明,不能默认是一回事

挂着:sin²θW(MZ)

E5

把夸克粘在一起的那种力,目前是另外搭上去的

挂着:αs(MZ)

E6

算出来的是一个几何响应量,把它认成物理的 Λ,这一步还没闭合

挂着:Λeff*²

E8

把算出来的三代和七行真正对上时空里的粒子,这一步还开着

挂着:sin²θW(MZ) λC mμ/me CKM J

E10

目录与粘合:四层态凑不成一张封闭的乘法表

不挂任何数值行。这一条管的是四层的目录和粘合。

全部抽掉,剩下的是一个关于有限图的定理——真、经机器核验,但不是关于自然界的陈述。这是这个项目的下限,也是上面那些数被当靶子而不是当结论的原因。

七条开放接口,一条一句

E3
从元胞走到弱作用和电磁的那一步,作者叫它电弱提升:这一步要单独证明,不能默认两边是一回事。
E5
夸克身上的三种颜色本来就长在元胞里,但把颜色变成一种真正把夸克粘住的力,目前还是单独搭出来的一步,所以强耦合那一行交出的是一条尺度线,不是位数。
E6
几何那一边算出来的 Λ,和该拿去跟天上对照的那个物理的 Λ,在书里是两个量;把前者认成后者,这一步还没有闭合,冻结版则把两者混在一起,作者自己列为勘误。
E7
四个方向都一样的几何,要变成三个空间方向加一个时间方向,中间还差几步单独的对应;引力最基本的那一块也只是分了类,没有从零造出来。
E8
算出来的“三”要真正变成时空里的三代粒子,匿名的七行要真正对上一代物质加上希格斯和右手中微子的那七类场——这一步作者自己列为开放。
E10
对象的四层态,目前只是四堆各摆各的;它们能不能像粒子那样自由组合,还没有证明,靠这一点的结论目前都不算数。
E11
引力波那种无质量的自旋二激发,在基底里还没有造出来;引力传播多快,目前只有一个上限。

哪些还没有推出来

  1. CP 破坏的符号不是推出来的。正负取哪一边,是真空自己挑的,理论只能照单收下。
  2. 把夸克粘在一起的那种力,目前还是单独搭出来的一步。凡是靠这种力才算得出的数,都要等这条接口接上才算数;强耦合那一行只比到刻度为止,不给位数。E5
  3. 电弱提升还没有证完。从元胞走到弱作用和电磁的那一步,作者把它单列成一条接口,不当作理所当然。E3
  4. 把三代落实成时空里的三代粒子,把匿名七行对上一代物质加希格斯和右手中微子的那七类场,再加上一路留在实物理的那条分支上,这几步都还是接口。E8
  5. 冻结的 PDF 把几何响应量 Λ_geo 和物理的 Λ_eff 混在了一起。作者自己的勘误里写明了这一条。E6
  6. 对象的四层态不构成一张封闭的乘法表。凡是只靠这张表才成立的结论,目前都推不出来。E10
  7. 引力与规范场的动力学一起出来,是赌注,不是完成的推导。引力最基本的那一块只做了分类,没有重建;引力波那种无质量的自旋二激发,基底里还没有造出来。E7E11
  8. 引力自己定出的那个质量单位,叫普朗克质量;它是留下来当单位的,不是推出来的。理论算出来的都是比值,比值在拿到尺子之前就定死了;尺子只把比值换成公斤和秒。

输入了什么

连续拟合参数:零个。可以连续拧的旋钮,这里一个都没有;剩下的自由是离散的,下一段一条条列出来。对象是死的:四个点,每点三个态,六条线上同一个耦合。连耦合的强弱都会在比值里约掉——上面那张表里,凡是能算 pull 的行,都是无量纲的数。有两行不是。三种中微子的质量之和,写作 Σm_ν;无中微子双 β 衰变的有效质量,写作 m_ββ。这两行用电子伏给出,带着一个绝对的质量标度,“约掉了”这句话盖不住它们。要找隐藏输入,那两行是第一处该看的地方。

物理设定只有一条:这样的元胞存在,许多个能粘成一片。在它自己划定的那一类对象里,元胞的形状是推出来的定理,不是假设:四个点、三种颜色、完全图、同一个反铁磁耦合。这一类到底划多宽,本身就是一个评阅靶点。此外理论向你要的只有两样,都不能微调。一把尺子,告诉它一个能量单位有多大:那是单位,不是旋钮。几个非此即彼的选择:把算出来的结构按哪一种方式放进标准模型,走哪一条分支,一个数按哪一条写明的规则去读。每一个都白纸黑字列出,只能整个换,不能推一点点。

还有哪里可能藏着没写明的选择。允许的读数类型有没有列全?对象的四层态能不能像粒子那样自由组合,还是只能各摆各的?有没有一部字典,在理论的每一块上都同样用得通?这几条机器核验都帮不上忙:证书核的是账目干净,不是自然界。最锋利的一条是作者自己提出来的:领头值上面压着一个小小的第二项。Λ 那一行、m_b/m_s 那一行,还有一条不在表内的实验室读出(电磁耦合的一个修正项),用的是同一个第二项,一字不差。这究竟是读数规则逼出来的,还是规则给通道留了挑选的余地?这是一个公开的评阅靶点。哪一行算出来的那一边偷偷用了实验测量值,这套说法就输了:指出是哪一行,在哪里。

投稿状态

专著本身没有投过期刊,未经同行评议,也不在 arXiv 上。从中拆出的两篇论文在审。一篇 2026 年 7 月 15 日投给 Classical and Quantum Gravity,编号 CQG-116665,等待审稿报告。一篇 2026 年 7 月 21 日投给 Journal of Geometry and Physics,编号 JGP13432,审稿中。

CQG-116665

Classical and Quantum Gravity · 提交于 2026-07-15 · 等待审稿报告

JGP13432

Journal of Geometry and Physics · 提交于 2026-07-21 · 审稿中

专著不在 arXiv 上。

冻结的 2.0 版 PDF 有一处已知缺陷:标题页仍印着 1.0 版的版本行、日期和 DOI,正文与校验和都是 2.0 版的。这一条 2026 年 8 月 29 日记录在案,应追加进勘误,不悄悄换掉文件。

先核这一页,再找它的错。

公开评阅版 PDF,1003 页,2026-07-08 冻结。下面是它的 SHA-256。这是一串由全部字节算出来的指纹:文件里改动一个字节,这串字符就完全不同。下载后自己算一遍,对上了才是同一份文件。

sha256sum K4_Cell_Framework_v2.0-public-review.pdf
727d7c1fd690655a7a487afd66ba39b12f5b0eae5a622e2a224005a02d27c479

冻结之后,这份 PDF 没有动过。后来查出的更正,逐条编号,追加在勘误里,原文件不改。从来没有悄悄换掉过一个字节。规矩只有这一条,而且能自己核:算一遍校验和就知道。

这一页印出来的物理量,都来自同一份文件:ledger.json。算出的值、实测值、pull、位数、Lean 四桶的合计,都在里面。网站每次构建,先把它们读进页面,再把能重算的重算一遍。算完再核对:页面上印的确实是这些值。对不上,就不发布。构建有一件事做不到,就是把这份文件和手稿逐条对照。账本是人手转录的,所以最值得核的,正是这一步转录。文件就放在 /ledger.json。

  • 2 分钟数一数四个点、六条线、三种颜色;再拿 9 除以 40,自己算一遍。
  • 15 分钟打开冻结的 PDF,把勘误摆在旁边;挑一条更正,找到它指的那一处,看冻结版里是什么样子。
  • 1 小时以上挑一道评阅问题,找出第一处确切的错,写下来。

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关于作者

梁植华(Zhihua Liang)

梁植华,2012 年获南方卫理公会大学物理学博士,2003 年获清华大学物理学学士。2006 至 2012 年在 ATLAS 合作组做 H→WW 衰变道的统计分析,那是 2012 年发现希格斯粒子的几路分析里的一路;同一时期与人合作开发了 NLO QCD 计算程序 MEKS。2013 至 2016 年在休斯敦做医学物理,2019 至 2023 年在安特卫普大学 VisionLab 做成像的深度学习。2024 年 2 月至 2026 年 2 月,曾在意大利国家核物理研究院(INFN)卡利亚里分部任研究员,参与 CERN 的 LHCb 实验。

这一页什么时候要改,看这几个日期。

  1. 现在

    把下一批论文、可预注册预测和独立复现包推进到可发布状态。研究支持将用于 Founder 研究时间、计算、开放发表与专业评阅。

  2. 审稿中

    两篇拆出的论文,2026 年 7 月投出:一篇投给 Classical and Quantum Gravity,在等审稿报告;一篇投给 Journal of Geometry and Physics,审稿中。都还没有结果。1003 页的专著没有投稿。

  3. 2025 年 8 月起

    JUNO 已于 2025 年 8 月开始取数,并在 11 月公布首批物理结果。质量顺序的判决仍要靠多年数据;哪一天确认倒序,这一页作废。

  4. 目标 2028

    Hyper-Kamiokande 的最新官方概览以 2028 年开始实验为目标。CP 相位的符号、质子会不会衰变,两道判决它都有份;时间表可能调整。

  5. 2029 / 2031

    DUNE 当前目标是 2029 年运行首台远端探测器;天然中微子研究可先开始。加速器中微子束流目标是 2031 年;CP 符号和 θ₂₃ 卦限的核心计划依赖后续束流数据。

  6. 2029–2030+ · 依计划

    BabyIAXO 当前计划约在 2029 年安装磁体,2030 年以后调试并开展轴子运行。若找到符合 QCD 轴子的信号,世界就落在这个元胞选定的分支之外。

  7. 日期未定

    手稿的下一次冻结,日期还没有定。在那之前,更正只追加进勘误,PDF 不动。

10²⁶ m · 可观测宇宙

科学真理如果被发现,属于全人类;自然结构本身不是私人财产。