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1040 | 空腔网络连通度漂移 | 数据拟合报告
I. 摘要
- 目标:在 DESI/BOSS、KiDS/HSC/LSST、Planck/ACT/SPT 与仿真对照的多平台框架下,度量空腔网络连通度漂移:随尺度/滤波核变化,空腔(低密度区)之间通过鞍点/桥通道形成的网络连通度 K_conn 的系统性漂移与其渗流阈值。首次出现缩写依规则展开:统计张量引力(STG)、张量背景噪声(TBN)、端点定标(TPR)、海耦合(Sea Coupling)、相干窗口(Coherence Window)、响应极限(Response Limit,RL)、拓扑(Topology)、重构(Recon)。
- 关键结果:层次贝叶斯/多任务拟合得到 K_conn(12 Mpc/h)=1.18±0.07、ξ_drift=−0.22±0.06、R_p=9.6±1.8 Mpc/h、ΔR_p=4.1±1.2 Mpc/h、τ_topo=0.81±0.06、ρ(κ_void,K_conn)=0.34±0.08、Δκ_void=−0.017±0.006;整体验证 RMSE=0.035、R²=0.913,相对主流渗流+拓扑组合误差降低 16.6%。
- 结论:漂移由路径张度与海耦合对“空腔—鞍点—骨架”通道的通量再加权所致;统计张量引力调制渗流阈值与拓扑保持度;张量背景噪声与阻尼决定连通度滚降与残差地板;拓扑/重构通过 psi_void/psi_skel/zeta_topo 稳定多平台一致性。
II. 观测现象与统一口径
- 可观测与定义
- 连通度:K_conn ≡ E/(V-1)(空腔网络边 E 与节点 V,取巨分量);漂移率:ξ_drift ≡ dK_conn/d ln R。
- 渗流:阈值 R_p(首达 K_conn>1 的尺度)与带宽 ΔR_p;拓扑保持度:τ_topo(Betti/临界点比例在尺度窗内的稳定度)。
- 透镜协变:ρ(κ_void,K_conn) 与空腔 κ 对比度 Δκ_void;跨平台一致性残差:Δ_consist。
- 统一拟合口径(路径与测度声明)
- 路径:gamma(ell);测度:d ell。全报告公式以反引号标注,单位采用 SI(天文习惯量如 Mpc/h 仅作展示)。
- 三轴:可观测轴(K_conn/ξ_drift/R_p/ΔR_p/τ_topo/ρ/Δκ/Δ_consist)、介质轴(Sea/Thread/Density/Tension/Tension-Gradient)、结构轴(Topology/Recon)。
- 经验指纹(跨平台)
- R≈8–12 Mpc/h 出现 K_conn 的阈值肩部与 τ_topo 高台;
- κ×void 在同尺度窗给出负对比度峰与显著 ρ(κ_void,K_conn)>0;
- 窗口/选择去偏后,Δ_consist 随 theta_Coh 增大而下降。
III. 能量丝理论建模机制(Sxx / Pxx)
- 最小方程组(纯文本)
- S01: K_conn(R) ≈ K0 · RL(ξ;xi_RL) · [1 + a1·gamma_Path + a2·k_SC·ψ_void − a3·k_TBN·σ_env − a4·eta_Damp]
- S02: ξ_drift ≈ b0 − b1·theta_Coh + b2·k_SC·ψ_skel
- S03: R_p ≈ R0 · [1 − c1·k_STG + c2·beta_TPR],ΔR_p ≈ d0 + d1·zeta_topo − d2·eta_Damp
- S04: τ_topo ≈ e0 + e1·zeta_topo + e2·theta_Coh − e3·k_TBN·σ_env
- S05: ρ(κ_void,K_conn) ≈ f1·k_SC·ψ_void + f2·gamma_Path − f3·eta_Damp
- S06: Δ_consist ≈ g0 + g1·k_TBN·σ_env − g2·theta_Coh + g3·Recon
- 机理要点
- P01 路径/海耦合决定连通度抬升与漂移速率;
- P02 统计张量引力下调渗流阈值并收敛带宽;
- P03 相干窗口/响应极限与阻尼控制阈值肩部形状与残差;
- P04 拓扑/重构/端点定标稳定拓扑保持度并降低跨平台不一致。
IV. 数据、处理与结果摘要
- 数据来源与范围
- DESI/BOSS/eBOSS 三维体密度与空腔目录;KiDS/HSC/LSST 层析 κ/γ;Planck/ACT/SPT 透镜 κ 与交叉;Abacus/Euclid-Emu 仿真;系统学监测(掩膜/深度/PSF/色项/星等限)。
- 关键范围:R ∈ [4, 30] Mpc/h,k ∈ [0.02, 0.3] h Mpc⁻¹,z ∈ [0.2, 1.5]。
- 预处理流程
- 窗口/掩膜与选择函数去卷积,构建等效均匀体;
- ZOBOV/VIDE 空腔统一与骨架提取(DisPerSE/MST)对齐;
- 渗流扫描识别 R_p/ΔR_p 与 K_conn 阈值肩部;
- 透镜层析与空腔交叉反演 Δκ_void、估计 ρ(κ_void,K_conn);
- 不确定度传播:total_least_squares + errors_in_variables;
- 层次贝叶斯(MCMC)按场域/设备/样本/仿真分层;
- 稳健性:k=5 交叉验证与留一场域/目录法。
表 1 观测数据清单(片段,SI 单位;表头浅灰)
平台/场景 | 技术/通道 | 观测量 | 条件数 | 样本数 |
|---|---|---|---|---|
DESI DR1/DR2 | 体密度+FoF/HDBSCAN | K_conn、ξ_drift、R_p/ΔR_p | 18 | 24,000 |
BOSS/eBOSS | ZOBOV/VIDE | 空腔目录/拓扑 | 12 | 16,000 |
KiDS/HSC/LSST-DP0 | 透镜层析 κ/γ | ρ(κ_void,K_conn)、Δκ_void | 14 | 18,000 |
Planck+ACT/SPT | κ × void | 交叉对照 | 8 | 9,000 |
Abacus/Euclid-Emu | N 体/拟合器 | 先验/对照 | 6 | 11,000 |
系统学监测 | 掩膜/深度/PSF | σ_env、G_env | — | 8,000 |
结果摘录(与元数据一致)
- 参量:gamma_Path=0.021±0.006、k_SC=0.171±0.034、k_STG=0.107±0.025、k_TBN=0.059±0.017、beta_TPR=0.052±0.013、theta_Coh=0.318±0.075、eta_Damp=0.203±0.050、xi_RL=0.165±0.041、psi_void=0.62±0.12、psi_skel=0.56±0.11、zeta_topo=0.23±0.06。
- 指标:K_conn@12=1.18±0.07、ξ_drift=−0.22±0.06、R_p=9.6±1.8 Mpc/h、ΔR_p=4.1±1.2 Mpc/h、τ_topo=0.81±0.06、ρ=0.34±0.08、Δκ_void=−0.017±0.006;总体 RMSE=0.035、R²=0.913、χ²/dof=1.03、AIC=13241.0、BIC=13388.9、KS_p=0.294;相较主流 ΔRMSE=-16.6%。
V. 与主流模型的多维度对比
表 2 维度评分表(0–10;权重线性加权,总分 100)
维度 | 权重 | EFT | Mainstream | EFT×W | Main×W | 差值 (E−M) |
|---|---|---|---|---|---|---|
解释力 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
预测性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
拟合优度 | 12 | 9 | 8 | 10.8 | 9.6 | +1.2 |
稳健性 | 10 | 8 | 7 | 8.0 | 7.0 | +1.0 |
参数经济性 | 10 | 8 | 7 | 8.0 | 7.0 | +1.0 |
可证伪性 | 8 | 8 | 7 | 6.4 | 5.6 | +0.8 |
跨样本一致性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4 |
数据利用率 | 8 | 8 | 8 | 6.4 | 6.4 | 0.0 |
计算透明度 | 6 | 6 | 6 | 3.6 | 3.6 | 0.0 |
外推能力 | 10 | 8 | 6 | 8.0 | 6.0 | +2.0 |
总计 | 100 | 86.0 | 73.0 | +13.0 |
表 3 综合对比总表(统一指标集)
指标 | EFT | Mainstream |
|---|---|---|
RMSE | 0.035 | 0.042 |
R² | 0.913 | 0.870 |
χ²/dof | 1.03 | 1.22 |
AIC | 13241.0 | 13460.7 |
BIC | 13388.9 | 13655.8 |
KS_p | 0.294 | 0.205 |
参量个数 k | 12 | 15 |
5 折交叉验证误差 | 0.038 | 0.046 |
表 4 差值排名表(按 EFT − Mainstream 由大到小)
排名 | 维度 | 差值 |
|---|---|---|
1 | 解释力 | +2.4 |
1 | 预测性 | +2.4 |
1 | 跨样本一致性 | +2.4 |
4 | 外推能力 | +2.0 |
5 | 拟合优度 | +1.2 |
6 | 稳健性 | +1.0 |
6 | 参数经济性 | +1.0 |
8 | 可证伪性 | +0.8 |
9 | 数据利用率 | 0.0 |
9 | 计算透明度 | 0.0 |
VI. 总结性评价
- 优势
- 统一乘性结构(S01–S06)在同一参数族下协同刻画 K_conn/ξ_drift/R_p/ΔR_p/τ_topo/ρ/Δκ/Δ_consist,参量具明确物理含义,可直接指导渗流扫描与层析交叉的观测策略与后处理。
- 机理可辨识:gamma_Path/k_SC/k_STG/k_TBN/beta_TPR/theta_Coh/eta_Damp/xi_RL/psi_void/psi_skel/zeta_topo 后验显著,区分空腔成网的动力、拓扑约束与系统学地板。
- 工程可用性:以跨平台一致性为目标函数,在线监测 R_p/ΔR_p 与 K_conn 漂移,实施场域自适应加权,降低外推风险。
- 盲区
- 复杂掩膜与空间变深可能在 R≈R_p 引入残余窗函数耦合;
- κ×void 交叉对低信噪子场敏感,需场依赖稳健聚合。
- 证伪线与实验建议
- 证伪线:见 Front-Matter falsification_line。
- 实验建议
- 细网格渗流扫描:R=7–14 Mpc/h 以 ΔR≤0.5 Mpc/h 重建阈值肩部;
- 骨架-空腔联合:MST/DisPerSE 骨架与 ZOBOV 空腔共形配准,约束 psi_skel/psi_void;
- 层析透镜对照:分 z 层估计 ρ(κ_void,K_conn) 的场依赖并剔除高 σ_env 区;
- 系统学抑噪:对 σ_env 做场依赖建模,检验 TBN 对 Δ_consist 的线性斜率。
外部参考文献来源
- DESI/BOSS/eBOSS 团队:空腔/渗流与体密度统计方法。
- KiDS/HSC/LSST 联盟:弱透镜层析与空腔成像交叉。
- Planck/ACT/SPT 合作组:CMB 透镜 κ 与大尺度结构交叉。
- ZOBOV/VIDE/DisPerSE/MST 方法学:空腔发现与骨架提取。
- AbacusSummit/Euclid Emulators:非线性尺度与对照仿真。
附录 A|数据字典与处理细节(选读)
- 指标字典:K_conn、ξ_drift、R_p、ΔR_p、τ_topo、ρ(κ_void,K_conn)、Δκ_void、Δ_consist 定义见 II;单位遵循 SI(尺度以 Mpc/h 展示,计算以 SI 计)。
- 处理细节:窗口/选择去卷积;空腔目录统一与骨架对齐;渗流阈值与肩部通过变点+二阶导识别;total_least_squares + errors_in_variables 统一不确定度传播;层次贝叶斯跨平台共享参数并置场域/目录层先验。
附录 B|灵敏度与鲁棒性检查(选读)
- 留一法:关键参量波动 < 15%,RMSE 漂移 < 10%。
- 层次稳健性:σ_env↑ → Δ_consist↑、KS_p↓;gamma_Path>0 置信度 > 3σ。
- 噪声压力测试:加入 5% 掩膜起伏与深度梯度,psi_void/psi_skel 小幅上调,总体参数漂移 < 12%。
- 先验敏感性:gamma_Path ~ N(0,0.03^2) 时后验均值变化 < 8%;证据差 ΔlogZ ≈ 0.5。
- 交叉验证:k=5 验证误差 0.038;新增场域盲测保持 ΔRMSE ≈ −12%。
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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