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二、中微子实验西塔潘猜想 从表面上看，王贻芳、刘江来、邢志忠、曹俊、杨长根、衡月昆是通过考研、留学等一路攀登的"捷径"，才进入"公家科学院"大亚湾中微子实验高能物理学家群。至少他们在学生阶段也是处在"家庭科学院"，他们很年青，即使很杰出，但升副教授、正教授，相对刘路还是漫长和艰辛的。而一个"西塔潘的猜想"就成了刘路学术一路攀登的"捷径"，从"家庭科学院"一下跃进"公家科学院"，这里有法则吗？ 中南大学校长张尧学的回答只是说："你能说年龄小就不能算大师吗？这与年龄无关。"他表示，刘路解决了世界数学难题，得到了世界公认，其研究水准已超过一些美国教授的水平。这足以说明：在数理逻辑这一领域，年仅22岁的刘路已跻身国际一流研究者行列，从某种程度上讲，已可称得上是该领域的"大师"。但这难以说明刘路"招安"的意义和标杆的作用。因为王贻芳、刘江来、邢志忠、曹俊、杨长根、衡月昆等虽然是花国家的钱，但已率先测量到了最小的中微子混合角theta(13)，得到了世界公认，解决了世界高能物理学难题，研究水准已超过一些美国高能物理学家的水平，但他们能称得上是高能物理学的大师吗，称得上是已跻身国际一流高能物理学研究者的行列了吗？多样的基本粒子系统中精妙自是不少，物质族世界的奇妙正在于此，路漫漫兮。
反电子中微子的消失，新的中微子振荡的发现，将对研究物质世界的基本规律和建立更基本的理论模型,提供更可靠的实验数据。2011年3月12日核探测与核电子学国家重点实验室，成立揭牌仪式在中国科学技术大学举行，说明"卢瑟福散射"的理念和方法向大学交流，在联合凝聚更多人才。这使我们有兴趣把中南大学和上海交大作对照。 因为这两所大学性质都一样，主要是为国民经济建设发展服务。但联系大亚湾中微子实验，两者的取向却不同。刘来江等上海交大的物理学家掌握着物质结构散射的大量实验数据和探测器的制造操作，侯振挺和刘路等中南大学数学家也许掌握着联系这类高深的数据取样和解密的计算和纠错方法，如果"老死不相往来"就悲哉。 侯振挺和刘路的数学联系大亚湾中微子实验的应用，和高能物理学家群中如曹俊教授打造的"大亚湾猜想"中微子探测器是放置6个还是8个？是不一样的深奥。 这可用刘路的导师侯振挺教授获得1978年度国际戴维逊奖研究的马尔可夫链来解读。众所周知，侯振挺教授发表于1974年《中国科学》第2期的论文《Q过程唯一性准则》，成功地解决了概率界数十年悬而未决的Q过程的唯一性问题，此成果被国际同行称为"侯氏定理"。英国数学家、剑桥大学统计数学研究所所长惠特尔教授致函中国科学院院长提出："长沙铁道学院的侯振挺，在所谓‘Q过程的存在问题'中，建立了唯一性准则"；"直到这位天才的年轻人发表他的论文以前，所有努力都失败了。他的杰出论文引起了广泛的注意，这是因为他的答案具有完整性和最终性。"为此，1978年的英国皇家学会戴维逊奖颁发给了还是普通教师的侯振挺，成为中国第一位获此殊荣的数学家，其研究成果被国际数学界称为"侯氏定理"；同年还获得全国科学大会奖。 从马尔可夫链看侯教授对马氏过程、半马氏过程、逐段确定的马氏过程等分支进行分析概括，取得的一系列深刻而丰富的科研成果，并完成湖南省能源模型、决策系统软件开发、消费市场趋向分析与需求预测等科技攻关项目>，取得显著的社会效益和经济效益来说，还没有涉及与高能物理弹性、准弹性、非弹性以及深度非弹性散射实验产生的中微子等基本粒子的识辨相联系的应用和研究。这不奇怪，我们也不必强求。侯振挺教授的马尔可夫链和刘路教授的反西塔潘的猜想链结合，运用于王贻芳、刘江来、邢志忠、曹俊、杨长根、衡月昆等高能物理学家群手中掌握的非弹性散射等过程的实验数据流或图像流，作类似中微子等基本粒子的数学算法识辨，一定会如虎添翼；反过来在经济、社会、生物的应用也许还有更大突破。 2、马尔可夫链 马尔可夫链因俄罗斯数学家马尔可夫（1856－1922）1906年首先提出得名，而将此一般化到可数无限状态空间是由柯尔莫果洛夫在1936年给出的。马尔可夫链描述了一种状态序列，其每个状态值取决于前面有限个状态。一个简单的马尔可夫链，如在一个随机过程中，如果事件发生概率在t时刻所处的状态为已知时，它在t + 1时刻只与t时刻的状态有关，而与之前所处的状态无关，则称该过程具有马尔可夫性。该过程中，在给定当前知识或信息的情况下，只有当前的状态用来预测将来，过去（即当前以前的历史状态）对于预测将来（即当前以后的未来状态）是无关的。在马尔可夫链的每一步，系统根据概率分布，可以从一个状态变到另一个状态,也可以保持当前状态。状态的改变叫做过渡，与不同的状态改变相关的概率叫做过渡概率。 即时间和状态都是离散的马尔可夫过程称为马尔可夫链。简记为Xn = X(n),n = 1,2,3,4......，马尔可夫链是随机变量的一个数列。这些变量的范围，即它们所有可能取值的集合，被称为"状态空间"，而Xn的值则是在时间n的状态。随机漫步就是马尔可夫链的例子。随机漫步中每一步的状态是在图形中的点，每一步可以移动到任何一个相邻的点，在这里移动到每一个点的概率都是相同的(无论之前漫步路径是如何的)。马尔可夫链与布朗运动以及遍历假说这两个二十世纪初期物理学重要课题是相联系的，但马尔可夫寻求的似乎不仅于数学动机，名义上是对于纵属事件大数法则的扩张。 物理马尔可夫链通常用来建模排队理论和统计学中的建模，还可作为信号模型用于熵编码技术，如算术编码。马尔可夫链也有众多的生物学应用，如帮助模拟生物增殖过程的建模；隐蔽马尔可夫模型还被用于生物信息学，用予编码区域或基因预测。马尔可夫链用在基于观察数据的二到三维离散变量的随机模拟。类似于"克里金"地理统计学应用，被称为"马尔可夫链地理统计学"。马尔可夫链还被用于谱曲。可见马尔可夫链在经济学、社会学、生命科学等领域有着广泛的应用。 对很多实际问题来讲，马尔可夫链这种模型是一种很粗略的简化。但在现实生活中，很多事物相互之间的关系可能是交叉的、错综复杂的，显然无法用一个链来表示。把上述关系简化为有向图>，且看成一个网络，它就是贝叶斯网络。其中每个圆圈表示一个状态。状态之间的连线表示它们的因果关系。这些关系可以有一个量化的可信度 ，用一个概率描述。在网络中每个节点概率的计算，可以用贝叶斯公式来进行，贝叶斯网络因此而得名。由于网络的每个弧有一个可信度，贝叶斯网络也被称作信念网络。 和马尔可夫链类似，贝叶斯网络中的每个状态值取决于前面有限个状态。不同的是，贝叶斯网络比马尔可夫链灵活，它不受马尔可夫链的链状结构的约束，因此可以更准确地描述事件之间的相关性。即马尔可夫链是贝叶斯网络的特例，而贝叶斯网络是马尔可夫链的推广。而隐性马尔可夫链，基本的问题是这样的：有两个序列，一个序列是原因，一个序列是结果。现在，已经知道了结果，问，这个序列的原因是什么？如果对概率论比较熟悉，你肯定知道，由结果推导原因就是个贝叶斯推断问题。反转马尔可夫链，也类似于应用贝叶斯定理>来反转一个条件概率。 3、说"链" 马尔可夫链既然带"链"字，我们就来说说"链"。常用于排队理论和统计学建模的马尔可夫链，是时间和状态都是离散取数据的过程，含有在日常生活中看到链条的圈套圈，既间断又含连续的味道。如此扩容马尔可夫链，看彭罗斯阐述的里奇张量和韦尔张量这种结合结构域，如麦克斯韦的电磁场方程电场E和磁场B结合结构域，其耦合原理有类似的，那么就至少可以作4种扩容归类： 1）孤子链：单链扩容成双链，是类似电磁波传播的多对单链，有的编码可成为类似正弦-戈登方程描述的"孤子链"。这在我国，有类似庞小峰教授的非线性量子力学阐述的孤波方程，可对应。电磁波传播，其实"源"效应的"电荷"，对应里奇张量圆周运动是类似彭罗斯的"扭量球"图像。电磁波的"流"效应可作韦尔张量平移看；对应"电流"，类似"里奇流"，可联系类似傅里叶级数、泰勒级数展开式变换的孤子链。 2）电磁波链：从双链反观单链也许是两个类型：a）麦克斯韦的电磁场方程描述变化的电场产生变化的磁场；变化的磁场产生变化的电场，电磁波也类似圈套圈起伏波动，是一种单链式的传播。b）量子隐形传输，如量子纠缠和量子关联的隧道效应和EPR效应，类似两条平行的电磁波单链，一条需光速或亚光速传播，一条类似存在点内超光速传播。链路图是将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分，它们分别经由经典通道和量子通道传送给接收者。中微子或参与弱衰变的粒子，也许就包含有此现象。 3）泰勒涡柱链：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。涡柱链前置冠名"泰勒"，是因该"涡"结合泰勒级数展开法，可推导出新的壁涡公式，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。泰勒桶产生泰勒涡、泰勒涡柱，还可变形为泰勒球，可联系彭罗斯的"扭量球"图像。联系薛定谔量子波函数方程的"波包"图像，有线性和非线性之分。 4）卡西米尔效应链：立方体延伸到超立方体的套娃式的链柱。把立方体的3对平面对应卡西米尔平板效应，看成是时空能量振荡整合的最佳结合结构域，是8个顶点数，以此联系门捷列夫元素表的8周期律，构成量子色动化学的分析基础。还可联系勒梅特解释宇宙是从一个初级原子爆炸而来的大爆炸推导，和霍金黑洞物理涉及的高维时空场链。这和用图论语言描述的拉姆齐数有相似之功，而把西塔潘猜想联系起来。 以上可见马尔可夫链延伸的广阔天地，但主要在物质结构领域，且比侯振挺教授在经济学领域的应用更集中、更单纯，也更复杂化。如侯振挺教授现在能得诺贝尔奖，也只是经济学奖；但如在量子结构的运用有重大突破，也许就是物理学奖。而量子粒子认识上的突破，应用于经济有转型的价值。可现实比喻的机型如： A）类似纳米技术制成的神奇"剪切增稠液"的液体防弹衣。这是喷涂于两层凯夫拉尔纱线织物之间，制成的超强超薄防弹衣。当液体因为被子弹冲击而被搅乱时，其中的特殊粒子相互碰撞，形成对这种搅动的抵抗力。当搅动力足够大时，这些粒子其实就已被相互"锁定"。当子弹高速撞击这种材料时，"剪切增稠液"防弹衣就会吸引撞击能量，将吸引冲击能量的区域扩大化，并迅速变得极其坚硬。 B）类似纳米技术制成的比蜘蛛网更薄的非常柔软的太阳能电池。这种超薄、超轻、超柔韧的太阳能电池，可用于包括便携式电子充电装置或用于制造电子纺织品。 C）类似纳米技术使废水转变成可以饮用的水，或从废弃物中提取能量。在人类的废弃物中就包含有大量的能量。包含细菌和微小金属纳米颗粒混合物的装置，可以和污水进行反应，从中获取氢，然后转变成肼，剩下水过滤生成清洁的水。 D）类似纳米技术打造的量子网络。原子的量子态可通过单光子的偏振态读出，多个原子腔节点可构成一个规模化的量子系统。两个节点之间的量子纠缠，可利用激光让位于A节点的原子发射一个光子，其量子态会映入光子的偏振态。光子通过光纤抵达B节点并被吸收，量子态就会转移到位于B节点的原子。通过调整激光束将原子捕获在光学腔中，并实现了对被困原子发射单光子的控制。这种单原子腔系统是一个在单光子中存储信息编码的完美接口，信息经过一定的储存时间后，可被传递到第二个单光子。 真真实实地面对实践，以上的纳米技术要变为量子色动技术的升级版，要有实在的机型和应用效果才能取信。不是许驭、王洪成的"水变油"说要保密；也不是拿"以太"炒作微观机理的那类"空对空"。侯振挺教授在社会效益和经济效益上的马尔可夫链应用，需要有探测器取数据才能搞计算。这与王贻芳、刘江来、邢志忠、曹俊、杨长根、衡月昆等高能物理学家利用粒子对撞的探测器相比，微观量子是第一级的。侯教授面对的高级，也只类似借助返回式火箭着陆月球或火星，采集土壤、大气等标本的探测器。 |