２１世纪三旋理论物理学前沿及其交叉科学问题
中国工程物理研究院工学院教授杨本立说：什么是三旋理论？三旋理论何以有如此之大的理论价值和应用价值？“三旋理论”可以诠释为“圈比点更基本”的几何学。王德奎先生在欧几里德对点定义的基础上补充了“圈与点并存且相互依存、圈比点更基本、物质存在有向自己内部作运动的空间属性”三条公设，将圈的“三旋”体旋、面旋、线旋视为这个几何空间的自然属性，创立了自己的三旋理论公理化体系。数学的柏拉图主义认为数学的真理是被发现的，数学的直觉主义认为数学的真理是被发明的。发现的也罢，发明的也罢，三旋理论是一个数学真理。辨证唯物主义认为“世界是唯物质的，物质是运动的”。那么，物质最基本的运动方式是什么呢？三旋理论较欧几里德几何学更好地回答了这一问题，所以能取得前面叙及的系列重大研究成果。自毕达柯拉斯时代以来，科学研究中一直遗漏或忽视了物质世界是“圈比点更基本”的几何空间以及“三旋”是这个几何空间自然属性的基本观点，以致一些研究最终难以逾越自身理论体系的障碍而陷于僵局。下面例子很能说明这一问题。王德奎著的《三旋理论初探》一书第七章中，利用“圈比点更基本”的几何学分清了类圈体的自旋和类圈体上转座子的自旋，从而分清了场和实物，由此将“万物理论(TOE)”、“超弦理论”、“隐秩序”、“耗散结构学说”、“纤维丛”、“协同学”以及众多“亚夸克理论”有机地统一起来了。理论物理学是对自然界各个层次物质结构和运动基本规律进行理论探索和研究的学科。三旋理论物理学一旦建立，常会出人意料地把许多表面上看起来互不相干的现象联系起来，发挥理论的指导作用，带动物理学、其他自然科学乃至技术科学的发展。这些充分显示出21世纪三旋理论物理研究作为基础研究的长期性、前瞻性和先导性，同时也清晰地表明同相关学科之间的相互交叉是理论物理适用范围的自然延伸。其科学问题共9大类51题如下：
（一）三旋量子场论相关问题
１.Seiberg-Witten理论中的三旋可积系统问题。
２.三旋量子场论中的对偶性和非微扰问题。
３.三旋弯曲空间中超弦理论的量子化、超弦理论的圈图计算和AdS/共形场论对应。
４.三旋非对易量子场论的性质、非交换几何和超弦理论的基本表述。
５.三旋超对称破缺和量子场论（尤其是对偶性）在高能物理和凝聚态物理等相关学科中的应用。
（二）三旋粒子物理及三旋宇宙学问题
６.三旋高能对撞机物理及新物理的理论研究。即将运行Tevatron和正在造的LHC以及正在计划阶段的e+e-直线对撞机是高能物理实验研究最前沿，结合高能对撞机研究top夸克、Higgs粒子以及超出于标准模型的新
物理（例如超对称理论是一种可能的新物理模型）。
７.三旋重味物理和CP破坏机制。紧密结合两个B介子工厂的实验结果从理论上研究B介子衰变中强子矩阵元计算、CP破坏机制以及稀有衰变，也包括含有b夸克或c夸克的重味相关的理论研究。
８.J/y家族和t-charm物理。紧密结合正负电子对撞机的实验结果研究胶球、混杂态、t轻子物理、
Charm介子以及J/y家族相关的三旋物理。
９.三旋量子色动力学的微扰和非微扰理论研究。QCD微扰计算中的相关问题，如重求和方法在物理过程的应用；发展QCD非微扰唯象方法以及格点规范理论的计算。
１０.与宇宙学相关的三旋科学问题。宇宙中暗物质的本质是什么？如何探索？中微子实验的进展表明不同类中微子混合和中微子质量不为零。构造现实模型研究中微子的质量和不同轻子味的动力学规律。
（三）三旋相对论现象及低能强子物理
１１.紧密结合相对论重离子碰撞的实验结果研究高温高密度核物质和夸克-胶子等离子体的存在信号及其三旋物理性质。
１２.对夸克和胶子的禁闭相和退禁闭相相变规律的三旋研究。
１３.应用三旋量子色动力学研究强子结构，如强子质量谱、跃迁、衰变和产生机制等。
１４.新强子态（多夸克态、混合态）和核内夸克-胶子组态的三旋研究。
（四）三旋强关联及无序系统和低维凝聚态物理
１５.低维多电子系统物理性质的三旋理论研究。
１６.氧化物高温超导体正常态性质和超导机理的三旋研究。
１７.碳硼硅系化合物超导机理和有关物性的三旋研究。
１８.关联系统各种金属-绝缘体转变的三旋理论研究。
１９.局域自旋与传导电子间交换相互作用系统的三旋研究。
２０.强关联系统理论模型的三旋计算物理研究。
２１.无序系统非平衡态统计物理的三旋研究。
（五）三旋受限小量子系统
２２.三旋受限小量子系统中的相位干涉、耗散、关联效应以及相干物理过程的演化和控制。
２３.三旋介观系统输运理论、量子限制效应、超快过程的三旋多体理论。
２４.电磁波在各类非常规介质中传播的三旋研究。
２５.受限光子系统如光子量子点及光子晶体和微腔量子电动力学（真空或介质极化）效应的三旋理论研究。
２６.BEC（玻色-爱因斯坦凝聚）新物态的三旋理论研究。
（六）三旋理论物理和生命科学交叉
２７.研究基因识别的新算法，包括编码区和启动子区域等的三旋识别。
２８.研究基因表达三旋谱，提出分析表达谱和基因表达网络的新方法。
２９.提出分析和比较两个或两个以上基因组的新方法，在此基础上开展三旋分子进化研究。
３０.研究三旋预测蛋白质二级和三级结构的新方法。
３１.生物大分子物理性质的三旋理论研究。
３２.基于生物大分子凝聚态如生物膜、肌纤、蛋白微管物理性质的三旋理论研究。
（七）三旋有机固体和聚合物问题
３３.三旋有机固体中的电子激发、迁移和复合理论研究。
３４.有机固体和分子固体中的导电和超导机理三旋理论研究。
３５.三旋有机固体中的单分子、超分子理论研究。
３６.有机固体中分子尺寸、空间维度和各向异性与光电磁功能相关性的三旋理论研究。
３７.三旋有机固体中自旋产生和相互作用理论研究。
３８.功能器件的设计及其原理的三旋理论研究。
３９.三旋聚合物链的折叠和结晶理论的研究。
４０.复合材料的界面及其作用的三旋理论研究。
４１.外场作用下的聚合物形态和结构演变的三旋理论研究。
４２.聚和物溶液和复杂流体的三旋理论研究。
（八）三旋材料设计物理问题
４３.基于第一原理计算中关联效应和低激发态性质计算方法的三旋研究。
４４.原子电子层次的高精度和动力学行为的三旋理论计算方法。
４５.纳米三旋磁性材料的计算物理研究。
４６.三旋复杂大分子体系自由能的准确计算。
４７.材料的服役行为、时效过程和失效的三旋理论研究。
（九）三旋量子信息研究
４８.三旋量子测量基本问题的研究。包括量子系统与经典系统相互作用，微观信息的宏观提取的理论机制，量子耗散和量子退相干等纯理论研究；也包括发展和应用实际的量子测量理论，探讨提高探测量子态效率的
可能性。
４９.寻求新型量子信息载体的三旋理论研究。包括以宏观量子态（原子BEC，超导器件，介观电流，微腔激子-极化子）作为量子信息载体的可能性，核磁共振及离子阱量子比特的有效性，量子点和硅基NMR及场效应
ESR晶体管等固态量子比特物理特性（如退相干和耗散的时间尺度等）。
５０.量子比特产生与控制的三旋理论研究。包括纠缠态的度量和演化过程的动力学控制问题，多粒子量子态的局域制备和纯化方法，已知量子态远程制备和未知量子态远程传输的实用化。
５１.新型量子信息方案的三旋理论探索。包括提出新的量子算法，量子编码和量子纠错的新型方案，量子逻辑网络的理论构造，量子信息中的计算复杂性理论和相应的各种三旋数学物理问题。
（yuniso）电子信箱：ｙ－ｔｘ＠１６３．ｃｏｍ