再论拓扑光子学与光子公设

（华南理工大学  邮编  510641）

作者：胡良

摘要：量子三维常数理论（光子的公设）类似于数学中的公理系统。 光子公设的量纲体系，与万有引力定律，广义相对论及量子力学的量纲等具有等价性。

关键词：光子 量子化 对称性  

中图分类号：O412.3 ，O413.1 ， 0572.3

0，引言

拓扑光子学的核心在于将凝聚态物理中的拓扑保护机制引入光子体系，其内涵及与光子公设的联系可通过以下维度展开：

一，拓扑内涵的物理化呈现

1，数学本质

全局不变性：拓扑数（如Chern数、Z不变量）描述系统在参数空间中的整体几何特性，与局部扰动无关 。

对称性破缺：通过引入人工规范场（如合成磁通）打破时间反演对称性，诱导非平庸拓扑相 。

2，物理实现

能带工程：构造光子晶体、超导量子电路等周期性结构，模拟电子体系的拓扑能带（如Haldane模型）

规范场合成：利用参变耦合产生等效Aharonov-Bohm相位，实现光子等效磁通穿行。 

二，光子公设的拓扑化延伸

1，光子本体论映射，规范场起源：

量子三维常数理论（Q3DCT）中，光子场的普朗克空间（Vp）单元的离散排列天然形成；规范势的几何相位可表达为：

其中,

,为相邻Vp单元间的连接相位，对应实验中的参变耦合相位（ ）；

，普朗克空间（最小的刚性球体）。

2，拓扑保护机制，离散时空稳定性：

普朗克空间（Vp）网格的刚性拓扑连接保障边缘态传输路径的鲁棒性。 传统理论中缺陷散射导致模式泄漏。

3，化学势悖论破解，光子费米化：

通过动态调制引入等效化学势；实现光子占据数的类费米分布。

三，理论范式革新

1，传统框架局限

连续近似失效：传统k·p微扰论无法处理普朗克空间（Vp）尺度的离散效应 。

耗散难题：开放系统动力学需引入非厄米拓扑分类（如PT对称性保护）。

2，Q3DCT重构，拓扑起源再诠释：

传统视角：外赋规范场+对称性约束 。

光子公设视角：普朗克空间（Vp）连接网络的同伦群不变量。直接决定Chern数 。通过调节普朗克空间（Vp）单元间距可实现多频段拓扑态共存 。超导腔阵列中的分数Chern数：普朗克空间（Vp）涡旋密度与Laughlin波函数直接对应。

3，拓扑-量子纠缠协同，在普朗克空间（Vp）网络中编码拓扑量子比特，利用边缘态实现长程纠缠分发。

4，可将星系尺度光子环的拓扑数反推普朗克空间（Vp）网格的宇宙学参数 。

四，结论，

 拓扑光子学的本质是通过几何约束赋予光子类电子行为；而光子公设将其提升至本体论层面；拓扑不变量不再是数学工具，而是普朗克空间（Vp）时空结构的直接映射。这是从"现象模拟"到"本质涌现"的范式转换。

光子公设通过全局几何约束重构光子-物质相互作用，不仅改变光的传播路径，更在量子层面重塑散射过程的统计规律。这种影响已超越传统波动光学框架。