第15章：类星体偏振成组对齐的“丝网取向协同”（骨架方向场的可复验预测）

目录 ／ 附录-1. 预测和证伪（V6.0）

一、前言
若宇宙丝骨架提供的是一套可传播、可对齐的方向场，则源端发射取向与路径传播取向不应完全独立：在同一红移层与同一骨架段上，类星体线偏振位置角应出现超出随机的成组一致性；这种一致性并非“任意天区都能出现”，而应在骨架强度更高、方向场更稳定的区域更显著，并与骨架方向场在空间上同位同向。该结构若成立，将成为“路网先行”（第76章）与“取向协同全景重构”（第32章）的直接观测入口；若不成立，则取向协同需退回到源内机制或观测系统学解释。

二、预测（核心一句话）
在预注册的红移层析窗内，类星体偏振位置角 PA_pol 相对于局部宇宙丝骨架切向方向 PA_fil 的夹角分布显著偏离均匀分布，并呈现稳定的“小角偏置”或“近 90° 偏置”（二选一由预注册规则固定）：
ψ = min(|PA_pol − PA_fil|, 180° − |PA_pol − PA_fil|)，ψ ∈ [0°, 90°]。

在骨架强度更高的区域与更强环境等级（纤维/结点）中，P(ψ ≤ ψ0) 显著高于随机期望 ψ0/90°（或 P(|ψ − 90°| ≤ ψ0) 显著高于随机期望），并且该偏置在同一红移层的角距离相关函数中表现为可复验的相干长度；当用随机化骨架或置换红移层析标签时，上述偏置与相干长度显著消失。

三、一句话目标
在“骨架先行、偏振后验”的框架下，用可量化的取向偏置与相干长度，检验类星体偏振是否受宇宙丝方向场协同约束。

四、要测什么

• 类星体线偏振主量：对每个对象测得 Stokes 参数 Q、U 与偏振度 p，定义偏振位置角 PA_pol = 0.5·atan2(U, Q)，并统一到 [0°, 180°)；设定入样门槛 p/σp ≥ pth（pth 预注册并冻结）。
• 骨架方向场：在相同红移层析窗内，用独立于偏振数据的结构数据构建宇宙丝骨架，并在每个类星体位置处给出局部骨架切向方向 PA_fil；若需插值，插值核与尺度冻结。
• 取向夹角与偏置指标：对每个对象计算 ψ，并在每个红移层内计算 f_align = P(ψ ≤ ψ0)（或 f_perp = P(|ψ − 90°| ≤ ψ0)），其中 ψ0 预注册并冻结；同时计算圆统计量的显著性（以固定检验族进行，检验族预注册）。
• 相干长度：在红移层内计算取向相关函数 C(θ) = ⟨cos(2ΔPA_pol)⟩，ΔPA_pol 为两对象偏振角差（取最小等价角），并由 C(θ) 衰减到零点或半高点定义相干角尺度 θ_c；同时计算骨架方向场自身的相关长度 θ_fil，检验 θ_c 与 θ_fil 的同阶与同向变化。
• 环境分层：为每个对象赋予环境等级（空洞/纤维/结点）与连续环境强度指标（骨架强度分位、到结点距离、κ 或 γ 的代理量等），用于分层比较 f_align（或 f_perp）与 θ_c 的变化。

五、怎么做

• 红移层析与口径冻结：预注册红移分层窗（z 的分箱边界与层厚）、天区掩膜、最小角分离、以及 ψ0、pth、θ 分箱方案；所有统计量只在冻结口径下计算，不得事后回调分箱以“增强显著性”。
• 骨架先行：先用星系分布骨架、弱透镜层析骨架或等效结构重建生成 PA_fil 与骨架强度场，并冻结其生成算法、平滑尺度与插值规则；构建完成后才接触偏振数据。
• 盲化：将对象偏振角与红移层标签随机编码；在未知编码下完成骨架—对象匹配、ψ 计算与统计量输出；解盲后仅执行预注册的偏置与相干检验。
• 多骨架交叉：至少两类独立骨架（例如星系骨架与场骨架）并行给出 PA_fil；结论要求在两类骨架下同向成立，且差异在误差带内可收敛。
• 留出仲裁：留出一块天区或留出一个红移层作为最终仲裁集；骨架平滑尺度、ψ0 与入样门槛不得由留出集反向修订。

六、对照与空检

• 骨架置换空检：随机旋转 PA_fil 场或对骨架段做相位随机化，使其保持同样的方向分布但破坏空间关联；此时 f_align（或 f_perp）与 θ_c 应退回随机期望。
• 红移置换空检：随机置换对象的红移层标签或在层内做重排，若偏振对齐来自真实三维同层结构，则偏置与相干长度应显著下降。
• 银河坐标对照：检验 PA_pol 与银河纬度、银河尘偏振模板或恒星偏振场的相关；若偏置主要由银河前景引入，则在高银纬与低银纬子样本间会出现系统差异且与骨架无关。
• 仪器与管线对照：对同一天区由不同仪器或不同处理链得到的 PA_pol，要求偏置方向与幅度一致；若偏置只在单一仪器/单一管线出现，则不得计为支持。
• 随机抽样对照：在保持红移与亮度分布的条件下，对样本做等分位重采样；若偏置来自选择效应，则重采样会显著改变结论；若为真实协同，结论应稳健。

七、支持（通过）判据
同时满足以下三条，才算“通过”：

• 取向偏置成立：在预注册红移层中，ψ 分布显著偏离均匀分布，f_align（或 f_perp）显著高于随机期望，并在两类独立骨架下同向成立。
• 相干长度与骨架同阶：偏振相干长度 θ_c 非零且在不同层/不同环境分层下与骨架相关长度 θ_fil 同向变化；在骨架更稳定、更强的区域，θ_c 更大或偏置更强。
• 空检可分：骨架置换、红移置换、以及银河坐标对照能显著打碎偏置与相干；留出仲裁集复验通过。

八、否证（未通过）判据
出现以下任一类稳健结果即可否证：

• ψ 分布与均匀分布不可区分，f_align（或 f_perp）接近随机期望，且在扩大样本后仍不收敛为偏置。
• 相干长度 θ_c 与骨架相关长度 θ_fil 无关，或所谓相干主要沿银河坐标/观测扫描方向出现。
• 结论高度依赖单一骨架算法、单一平滑尺度、单一仪器或单一处理链，换口径即翻向或崩塌。
• 骨架置换与红移置换空检仍保持同等级显著，无法与统计伪相关区分。

九、系统误差与对策（限三点）

• 银河前景偏振污染：以高银纬优先、恒星偏振场扣除与尘偏振模板对照；对疑似前景主导天区设为留出或降权，并将残余前景上限显式传播。
• 偏振测量偏差与选择效应：对低偏振度样本进行去偏置处理并冻结入样门槛；对亮度、红移与信噪做匹配分箱，避免“更亮样本更易入选”制造伪协同。
• 骨架重建误差与投影效应：采用两类骨架并行与小尺度扰动稳健性范围；对骨架方向不稳（局部方向场散度大）的区域显式标注并降权，避免用噪声方向场制造假偏置。

十、成败线（一句话版）
若类星体偏振位置角在预注册红移层中相对于宇宙丝骨架方向呈可复验的取向偏置与相干长度，并在骨架置换、红移置换与银河前景对照下可分且在留出集复验通过，则支持“丝网取向协同”；若偏置与相干不成立或主要由前景/选择效应/算法口径驱动，则否证本章预测。