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id: TEF-07
series: 人工低壓吸引場與多節點電磁—介質耦合系統
title: 方形與長方形受控低壓空間的地面實驗設計：遠端觀測、因果辨識與安全驗證
subtitle: 真電風扇之多節點壓力場假說的預註冊、量測契約和失效安全方法
version: 0.1.0
created: 2026-11-02
language: zh-TW
status: DRAFT / PROTOCOL PROPOSAL / NOT PREREGISTERED / NOT EXPERIMENTALLY VERIFIED
concept_originator: Neo.K
research_context: EveMissLab（一言諾科技有限公司）
collaboration: GPT-6（研究整理與方法學協作；非實驗執行者或安全認證機構）
source_format: UTF-8 Markdown
canonical_math_delimiters: " $...$ and $$...$$"
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# TEF-07｜方形與長方形受控低壓空間的地面實驗設計：遠端觀測、因果辨識與安全驗證

> **文件性質**：本文為 TEF-01～06 所提出的「人工低壓吸引場」與「真電風扇」概念建立可預註冊的**實驗方法學草案**。截至本版，沒有實體樣機、真空運轉、人體試驗、模擬收斂、原始測量或安全資格審核結果。文中列出的步驟是研究設計與審查關卡，**不是供一般人依文字直接搭建、抽真空或操作高速磁性轉子的施工指令**。所有真空容器、旋轉構件、電氣及場強限制必須由具資格的實驗室與工程人員獨立核定。

**作者：** Neo.K  
**機構：** EveMissLab（一言諾科技有限公司）  
**日期：** 2026-11-02  
**版本：** 0.1.0  
**研究協作（原稿所載）：** GPT-6（研究整理與方法學協作；非實驗執行者或安全認證機構）  

## 摘要

本文承接 TEF-01 的操作性場定義與守恆限制、TEF-02 的主動電磁葉片工程構想、TEF-03 的介質質量與能源帳本、TEF-04 的稀薄介質模型選擇、TEF-05 的幾何與拓樸分類，以及 TEF-06 的數量級、遠快近慢與動態穩態假說，提出一套以**地面可控空間**為主的驗證規範。主要設計原則為：以方形或長方形「內部測試幾何」研究多節點的壓力、密度與流速分布，但不得將一般建築房間直接抽成真空；常壓的房間尺度試驗與低壓的額定真空艙試驗必須分成不同階段。

本規範建立可辨識機械送風、葉片磁性、主動場源、幾何、外部供氣、真空泵和控制器回授作用的因子設計；提出遠端錄影、壓力／流量／溫度／磁場／振動同步觀測，以及對磁場干擾、感測漂移和攝影影像誤判的對照。採用 ISO 3567:2026、ISO 27893:2026 與 NIST/JCGM 量測不確定度原則，訂立從 P0 至 P5 的分階段審查關卡。在推論層次上，嚴格區分「低壓區存在」「工程控制效益」「統計穩定與受擾恢復」「新物理候選」。最後給出預註冊條目、資料契約、失敗結果保存規則、可重現性要求與安全停機責任分工。

**關鍵詞**：真電風扇；人工低壓吸引場；方形實驗空間；長方形實驗空間；熱真空艙；遠端控制；壓力量測；非平衡穩態；多節點耦合；實驗設計；不確定度；失效安全；可否證性

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## 1. 研究問題與範圍凍結

### 1.1 從「可畫出的流線」轉向「可核查的流場」

TEF 系列的首要實驗問題不是一台風扇是否能旋轉，也不是多個設備能否產生視覺上令人印象深刻的渦流，而是：**在已知物質來源、能源投入、空間幾何與安全約束下，觀測到的壓力／流率／密度分布是否能被重複測得、能與匹配對照區分，且能與適用的既有物理模型比較？**

研究起點是使用者提出的兩項待驗預測：（a）某些流路可能出現「外圍速度較快、靠近指定聚集區速度變慢」的條件性分布；（b）多節點耦合後，可能在非圓形、非單中心幾何中形成一個或多個長時間可辨識的穩定壓力區域。上述預測不等於已發現新基本作用力。

### 1.2 本篇交付的六類方法學問題

| 編碼 | 實驗問題 | TEF-07 的主要交付 |
|---|---|---|
| RQ7-1 | 在專業設施中，如何保留方形／長方形的幾何約束？ | 常壓空間與額定真空艙內襯的雙軌設施方案 |
| RQ7-2 | 如何把電磁與轉子的效應從常規抽氣、氣源、熱與流阻中識別？ | 分離場源、等質量假件、等轉速／等功率的因子對照 |
| RQ7-3 | 壓力區域如何量測，而不是憑視覺想像？ | 多點壓力、質量流率、溫度、組分、磁場與時序資料契約 |
| RQ7-4 | 多節點與不同幾何之間如何公平比較？ | E1／E2／E3 與 G0～G5 的分期對照矩陣 |
| RQ7-5 | 何種結果支持穩態、受擾恢復或未支持假說？ | ST-1／ST-2／ST-3 的分級判準與否證規則 |
| RQ7-6 | 如何做到無人暴露、遠端觀察且設備異常時安全停止？ | 獨立於控制軟體的硬體安全聯鎖和階段審核 |

### 1.3 本篇不解決的問題

不指定「最佳」艙體尺寸、真空度、轉速、線圈電流、永久磁體尺寸或抗挫屈壁厚；這些屬材料、載荷、危害及設施額定計算後才能核定的工程參數。不把地面低壓等同微重力，不在本系列中進行人體置身低壓、可燃氫氧混合或直接聲稱改變量子真空性質的實驗。

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## 2. 系統邊界與設施：一般尺度的房間不是抽真空容器

### 2.1 雙層空間定義

**第一層，工程承壓外殼**：只採用經專業設計、額定、維護與現場安全審查的真空／低壓艙。外壓壓差下的挫屈、視窗、法蘭、穿壁端子、支撐構造與安全復壓設計歸設施工程師負責。外殼形狀不由本篇的「方形吸引場」概念任意決定。

**第二層，內部測試幾何**：在外殼內設置可移除、可量測的方形、長方形、分隔板、彎折管網或障礙配置，以形成研究所需的介質域。內襯需留意它可能改變有效容積、氣流導通、熱容量及壁面放氣；不能在交換內襯後沿用舊的背景校準。**內襯只是測試邊界，不自動取得真空承壓資格。**

這個區分使研究能先在一般房間尺度的常壓環境觀測整體流場，再將已通過審查的部分幾何移至額定低壓設施；二者的測量結果不能不經相似律、氣體稀薄程度及壁面條件檢查就直接外推。

### 2.2 建議的系統介面架構（非製造圖）

```text
隔離操作室：研究者與遠端監控站
   ├── 實驗排程與資料擷取系統（不可覆寫原始紀錄）
   ├── 多角度攝影、經核准的光學觀測
   ├── 壓力／溫度／質量流量／組分／磁場／振動通道
   ├── 多節點轉速與獨立葉片場源控制
   └── 只可「要求停機」而不可覆寫的設施硬體安全系統
                      │
              設施額定穿壁接口
                      │
獨立額定的低壓設備／常壓試驗空間（分階段，不共用安全認定）
   ├── 防護內的旋轉電磁單元與等外形假件
   ├── 可換的方形／長方形／分岔內部幾何
   ├── 已知組成與經量測流率的非燃性工作氣體
   ├── 受控抽排與必要的隔離閥
   └── 實際感測點、光學視窗與安全防護
                      │
       獨立硬體聯鎖、隔離、受控停機與核准復壓流程
```

NASA Johnson Space Center 的熱真空設施已使用攝影、紅外儀器、質譜儀與穿壁接口作為大型測試支援；此為**設施可行性先例**，不是 TEF 機制已被驗證的證據 [R1]。

### 2.3 幾何家族與空間可比性

**嚴格沿用 TEF-05 的 G0～G5 幾何家族，不在本篇重新編號：**

- **G0：** 空的方形截面長方體，作為壁面、供氣及抽氣基線；可在同一外形下放置不運轉的等體積假件。
- **G1：** 同體積、不同長寬比的長方體；以長寬比及角落距離探討幾何非對稱性。
- **G2：** L 形或具有凹角的內部域；觀察狹頸、非對稱壁面與可能的回流。
- **G3：** 含障礙物或隔板的方形空間；研究阻塞、角落與壓力區域分裂。
- **G4：** 兩室或多室、可切換連通管；研究連通性與旁通流阻。
- **G5：** 多彎曲管或不同截面連接的模組；研究彎頭、局部間隙及不同特徵尺度下的稀薄性。

**節點位置、朝向、數量及葉片場源狀態是各幾何家族內的交叉因子，不另挪用 G5 作為「多節點重配置」代碼。** 每次應以 TEF-05 的原始幾何配置檔和 CAD 雜湊確認實體構造，不能以 G 代碼文字代替實際幾何。

兩個測試形狀即使體積相同，仍可能具有不同壁面面積、壓降、角落、流道有效截面與感測可及性。測試報告至少需保留實際長寬高、有效介質容積、固體排除體積、開口位置、固壁邊界與壁面溫度。

### 2.4 地面測試與太空問題的可轉移範圍

地面低壓可以測壓差、漏氣、材料放氣、稀薄介質輸運與裝置性能；**不能只靠降低壓力消去重力、浮力或自然對流差異**。TEF-08 若涉及軌道熱管理，必須另外檢驗微重力、外部輻射、太陽照射、粒子環境及最終排熱機制，不可由 TEF-07 直接推論太空資料中心已可行。

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## 3. 控制量、外部擾動與觀察量

### 3.1 控制域與狀態向量

沿用 TEF-01／04／06，將介質域表示為：

$$
\Omega\subset\mathbb{R}^{3},\qquad
\partial\Omega=\Gamma_{\mathrm{wall}}\cup\Gamma_{\mathrm{in}}\cup\Gamma_{\mathrm{out}}\cup\Gamma_{\mathrm{solid}}.
$$

對連續介質近似適用的區域，定義量測候選狀態：

$$
\mathbf z(\mathbf x,t)=
\bigl(\rho,\mathbf u,p,T,\{Y_k\},\mathbf E,\mathbf B\bigr)(\mathbf x,t).
$$

 $\rho$ 為質量密度， $\mathbf u$ 為速度， $p$ 為局部熱力學壓力， $T$ 為溫度， $Y_k$ 為組分質量分率， $\mathbf E$ 、 $\mathbf B$ 為電場與磁通密度。當稀薄條件使標量局部壓力不適用時，應轉向粒子分布、壁面應力與通量量測，**不得把形式上的 $p(\mathbf x,t)$ 當作處處都有物理意義**。

各單元實際控制記錄：

$$
\mathbf a(t)=\bigl(
\{\omega_i\},\{I_{R,i}\},\{I_{S,i}\},
\{\phi_i\},\dot m_{\rm sup},\mathbf a_{\rm pump}
\bigr)(t).
$$

轉速 $\omega_i$ 、葉片場源電流 $I_{R,i}$ 、固定線圈電流 $I_{S,i}$ 、相位 $\phi_i$ 、已知氣源 $\dot m_{\rm sup}$ 與泵浦控制 $\mathbf a_{\rm pump}$ 可能相互牽制，因此所有「固定條件」都必須以**實際量測值**核對，不能只保存控制器的目標設定。

### 3.2 需要與控制量分開的擾動

- 外界大氣壓與溫度、設施熱漂移、空調與機械振動；
- 實驗艙內壁溫、熱輻射、線圈加熱、軸承加熱；
- 氣體組分、水氣、材料放氣、吸附／解吸、微小漏氣；
- 抽氣泵效率變化及泵的實際工作點；
- 永磁體剩磁、磁滯、非線性磁路與通電歷史；
- 感測器受磁場與馬達 PWM 擾動後的零點偏移；
- 幾何換裝、擋板公差、密封墊重用與光學視窗溫度；
- 低壓下感測器的響應時間與氣體種類校正因子。

若未監測這些量，即使觀察到不同壓力圖像，也難以判定差異來自何種機制。

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## 4. 量測儀器與三維觀測策略

### 4.1 不同測量手段能回答不同問題

| 類別 | 主變數 | 必要核查 | 不能用來替代的結果 |
|---|---|---|---|
| 絕對壓力／壓差量測 | $p$ 、 $\Delta p$ 、Pa | 校準範圍、氣體種類、零點漂移、位置壓降、磁干擾 | 不能單靠局部低壓推斷「新吸引力」 |
| 氣體供給／排出 | $\dot m_{\rm in}$ 、 $\dot m_{\rm out}$ 、kg/s | 全路徑收支、質量流量計校正、閥態、泵特性 | 泵控制訊號不是實際流量 |
| 溫度 | $T$ 、K；壁面與介質溫度分開 | 量測點位置、熱時常、熱橋與感測自熱 | 熱像儀的表面溫度不等於氣體密度 |
| 組成與稀薄性 | $Y_k$ 、平均自由程、局部 $Kn$ | 組分分析、材料放氣、適用氣體模型 | 氧氣濃度變動不能當成總氣體產生 |
| 速度／方向 | $\mathbf u$ 或壁面分子通量 | 適用壓力範圍、探針擾動、粒子示蹤與污染 | 鏡頭中可見的光束不能當成流速 |
| 磁場／電學 | $\mathbf B$ 、電流、功率、相位 | 轉子同步、EMC、探頭飽和、磁滯 | 馬達磁通不等於中性氣體受力 |
| 旋轉／結構 | 轉速、振動、軸承溫升、位移 | 實際轉速與平衡、感測器干擾、失效門檻 | 不能因無可見晃動就宣稱結構安全 |
| 光學觀測 | 影像、事件、構件位置 | 時間同步、視窗折射、照明熱負載 | 影像不是壓力場的直接量測 |

不同真空量測原理的有效範圍不同，例如電容薄膜壓力計、Pirani 型或其他真空規可能對氣體組分與溫度具有不同依賴性。量測選型應交由具資格的真空計量人員，並依 ISO 3567:2026 的直接比對校準概念、ISO 27893:2026 的不確定度報告要求建立證據鏈 [R2, R3]。

### 4.2 稀薄介質下的測量適用性閘道

使用局部特徵尺度 $L_c$ 與分子平均自由程 $\lambda$ 定義：

$$
Kn(\mathbf x)=\frac{\lambda(\mathbf x)}{L_c(\mathbf x)}.
$$

 $L_c$ 不必等於整個房間寬度：葉片與壁面間隙、狹管、局部邊界層可有不同尺度。同一裝置可同時包含連續流、滑移流與過渡流特徵區域。**先判定模型適用性，才決定可量測量與儀器技術**；需依 TEF-04 審查使用連續流、稀薄氣體、分子流或混合模型。

以普通攝影機觀察低壓空間，不代表空氣密度可直接被看見。煙霧、霧滴或示蹤粒子可能改變壓力、污染設備或在低壓下具有不適用的動力學，因此未經專業核准不可任意注入。可選光學測速技術也需要先檢查光學窗口、照明、安全與真實可追溯的標定。

### 4.3 三維採點與可觀測性

研究不預設壓力帶為球形或環形。壓力感測點應包括：靠壁、角落、管口附近、單元間的中介區、不同高度與對應對照位置。各感測通道須存下**實測三維座標**，而不是只報告「左、中、右」。

若使用不同幾何域，原始測點應維持其物理座標與校準資訊；跨域比較時再依預先登錄的座標映射到共同、可比較的有效子域。**插值與重建演算法不能補出感測器根本無法辨識的細節**；應做留點驗證、稀疏採樣敏感度與網格解析度檢查。攝影位置和感測點若會侵入流場，須把阻塞量一併建模。

### 4.4 量測不確定度帳本

對一個由多個量推導的結果 $y=g(\boldsymbol\xi)$，在可微且線性化近似適用時，可依 GUM 類型記錄：

$$
u_y^2=\mathbf J_g\,\mathbf U_{\xi}\,\mathbf J_g^{\mathsf T},
\qquad \mathbf J_g=\frac{\partial g}{\partial\boldsymbol\xi}.
$$

此處 $u_y$ 為輸出量 $y$ 的組合標準不確定度（流速另以粗體 $\mathbf u$ 表示）， $\mathbf U_{\xi}$ 為輸入量協方差矩陣；如線性化不適用，改用能保留相關性的 Monte Carlo 或其他經審查傳播方法。**儀器不確定度、跨批次重複性、模型誤差及數值誤差不得未經定義就平方加總或重複計算。**

不確定度報告至少分開：Type A 統計估計、Type B 其他資訊估計、相關性、修正值、擴展因子與判定門檻。可對照 NIST TN 1297 與 JCGM GUM [R4, R5]；真空計的專門比較校準則依 [R2, R3]。

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## 5. 遠端控制、攝影與時間同步

### 5.1 遠端控制是操作隔離，不是安全聯鎖的替身

遠端控制系統負責設定在許可範圍內的操作點、記錄事件、同步資料、顯示儀表與提出停機要求；**獨立硬體安全系統**負責艙門聯鎖、過速、超溫、過流、過振、必要的壓力門檻、氣源狀態與失聯情況。控制軟體不得寫入或覆寫安全聯鎖的許可門檻，且不得以「研究模式」繞過安全保護。

攝影機只是可見性設備，不可以作為唯一的安全監控。失去視訊、主要感測或控制通信後，須按已審核的設施危害分析進入相應安全狀態；何時切斷馬達、隔離氣源、停止或保持抽氣、以及何時復壓，不能用一條對所有設施通用的簡單指令代替。

### 5.2 時間戳與控制事件

每個電學、機械、氣體與影像通道應至少保存：

1. 同一參考時基或可校正之時鐘同步關係；
2. 具時區資訊的 UTC 時間戳，及足供序列分析的單調時間欄位；
3. 時間戳不確定度與各儀器延遲／濾波設定；
4. 實際控制器輸出及回授值，不能只存目標轉速；
5. 狀態切換、觸發、聯鎖、停止、復壓及操作人員介入事件。

若不同通道之間時鐘偏差接近所研究的流場恢復時標，便不得以高頻時序作因果先後判斷。資料採樣率與感測器實際頻寬應逐個登錄，**不能把高採樣率當成高物理精度**。

### 5.3 光學設備配置

可使用多視角攝影、裝置位置／姿態標記與合乎額定的光學視窗；但須避免鏡頭或照明設備在艙內引入不可忽略熱負載、放氣或遮擋。光學視窗須由設施工程核准，不可在任何承壓壁上自行鑽孔加裝攝影窗。紅外線熱像需先評估窗材的波段透過率，否則可能只是觀察到視窗表面的熱影像。

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## 6. 分階段驗證 P0～P5 與明確進階門檻

研究按風險與可識別性逐步增加複雜度。**通過某一階段，不保證下一階段安全；每個新壓力範圍、轉子版本或幾何都要重新做適用性審查。**

| 階段 | 環境／設備 | 核心量測與對照 | 進階前的必要證據 |
|---|---|---|---|
| **P0｜無旋轉基線** | 常壓、安全觀測空間；不需要真空 | 無場／靜態磁場、感測互擾、背景流動、設備自熱 | 感測標定、時間同步、零點及磁場干擾可追溯 |
| **P1｜單節點原型** | 低速、全防護旋轉模組；常壓、無人近距離 | 同幾何下機械送風、等質量假件、葉片場源差異 | 機械防脫、防護、失聯與過速聯鎖的獨立核准 |
| **P2｜少節點耦合** | 少數節點；可比較供電與氣路 | $N=1,2,4$ 為候選序列；E1／E2 分開比較 | 質量、能量及功率來源可查，增益不只是多用電 |
| **P3｜幾何家族** | 常壓房間尺度或可交換非承壓內襯 | 方形、長方形、障礙與多室，含 G 家族比較 | 幾何 CAD、感測座標、場型分析可重現 |
| **P4｜專業低壓設施** | 額定真空艙，具資格人員與遠端操作 | 低壓下模型切換、等氣源／抽排、漏氣與放氣排除 | 獨立容器與轉子安全審核、校準及各壓力制度核准 |
| **P5｜長時穩態／熱負載** | 僅在前述風險通過後擴充 | ST-1、受擾恢復 ST-2、能源／熱代價、失效恢復 | 數據完整、事故處置及延長運轉風險再評估 |

 $N=1,2,4$ 是可比較的**設計候選數**，並非已驗證的工程最佳值。不得為達到「數量級」而跳過 P1／P2 安全審查，直接將大量磁性轉子放入有人空間或大型真空外殼。

### 6.1 Gate A：預試驗文件與設施批准

進行任何有動力的實體試驗前，需有：研究責任人、設施責任人、風險評估、介質與氣源清單、設備版本、CAD／結構計算依據、設備額定範圍、電磁相容審查、感測校準及安全聯鎖測試簽署。缺少任一項都不應以「先跑看看」補足。

### 6.2 Gate B：無介質或無轉動的儀器互擾測試

在安全允許範圍內，分開測試無轉動磁場、無磁場靜態感測、供電電磁干擾與感測器基線。若場源一通電壓力計就產生假偏移，必須先解決感測器量測有效性，不能把它當成壓力吸引效應。

### 6.3 Gate C：常壓單節點與機械安全

先以成熟的受防護旋轉構件建立正常氣動基線；磁性葉片或附著式線圈的機械保持結構不能僅靠磁吸或定位鋼珠。轉子失衡、破片容納、轉速限制與視窗位置要由工程人員審核。設施應建立**不依賴操作員反應速度**的安全停止路徑。

### 6.4 Gate D：多節點與幾何辨識

在相同可追溯的裝置版本下調整節點數、方形／長方形邊界、朝向與管網連通性。先證實在常壓下能分離因果項，再決定哪些組合值得投入成本更高、風險不同的低壓設備。

### 6.5 Gate E：專業低壓擴充

低壓外殼、密封與穿壁元件經工程審核後，於設施核准的操作範圍內進行。壓力讀數需要適當真空規，且在不同氣體、熱負載及泵工作點下確保比較公平。停止機制應由設施危害分析決定，**不提供可讓一般房間抽真空的具體抽排、密封或結構施工參數**。

### 6.6 Gate F：長時間與受擾恢復

只有在安全允許、主要儀器不確定度及資料存取制度均合格時，才能測 ST-1／ST-2。所有擾動幅度、施加位置及恢復操作須事先由實驗室核准；發生安全聯鎖事件，該次運行應停止並保存完整故障資料，不可作為「漂亮穩態影片」剪掉。

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## 7. 對照組與因果可辨識性

### 7.1 不可缺少的單元對照

| 配置 | 葉片／轉子 | 實驗場源 | 研究用途 | 特別注意 |
|---|---|---|---|---|
| C0：背景 | 無運轉單元或等體積假件 | 關閉 | 估計抽氣、供氣與外部擾動 | 假件仍有阻塞與熱容量 |
| C1：機械基線 | 標準葉片運轉 | 不加獨立實驗場源 | 普通送風／動量交換 | 記錄轉速、扭矩、功率 |
| C2：等質量磁性假件 | 同質量、近似同形葉片 | 不加獨立實驗場源 | 排除重量、慣量與葉型影響 | 重量相同不等於磁路相同 |
| C3：固定外場、靜止轉子 | 靜止／不送風 | 固定場源 | 電磁感測器干擾與直接介質作用 | 場源發熱需獨立測 |
| C4：轉動場源 | 含封裝永久磁體或主動葉片線圈 | 指定開啟 | 機械與場源同時作用 | 必須測額外功耗與損耗熱 |
| C5：熱假負載 | 與目標配置等效熱源 | 不提供相同磁場 | 檢查熱對流／氣體膨脹競爭解釋 | 熱量與位置需可比 |
| C6：控制器對照 | 同樣硬體 | 同場源能力 | 固定輸入 vs 動態回授 | 回授穩定不等於自然自維持 |

若有關鍵裝置無法以安全方式製作等質量或等熱對照，應將其列為識別限制，不能假裝因子已獨立。**磁場的作用於鐵磁葉片**、**磁場的作用於普通中性氣體**與**電場作用於帶電粒子**分屬不同物理項，TEF-04 已建立分辨要求。

### 7.2 固定轉速與固定功率是不同實驗

**試驗 A｜等轉速、等幾何、等氣源**：辨識加上葉片場源是否使壓力、質量流率或溫度等改變。此試驗允許不同配置使用不同電功率，但必須報告差異。

**試驗 B｜等總資源**：以固定的全系統計量邊界比較壓力控制、流量與空間覆蓋的效果。若某配置需要較高外部功率才能維持同轉速，它可能在 A 中呈現效應，卻在 B 中沒有工程增益。

**試驗 C｜等介質輸入／抽排**：控制或實測入口與出口的介質來源，檢驗壓力場究竟是被重新分布，還是系統變更了實際抽氣／供氣工作點。泵浦負載改變時，必須量測**實際工作點**。

### 7.3 三種跨節點比較保留 TEF-06 的代碼

- **E1：固定每節點名義操作條件。** 隨 $N$ 增加，總功率可以上升；只辨識耦合、飽和和集體形態，不直接評價能效。
- **E2：固定實際量測的系統總功率。** 比較同總能源下的流場控制收益；包括必要的控制與介質設備耗能，或明確採用同一子系統邊界。
- **E3：固定可追溯介質供應／抽排條件。** 檢查不同節點配置是否造成介質重新分布，而不是增加未知進氣量。

E2 與 E3 可交叉，但不要求所有變數在每個實驗點都能完全獨立固定。以相同「泵浦設定值」冒充相同質量排出量是不允許的。

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## 8. 預註冊、隨機化、區組與重複性

### 8.1 主要假說在看到結果前就要鎖定

正式採集之前，將 TEF-06 的 H6-A～H6-G 及其主要終點映射到實驗的 `hypothesis_id`，事前凍結：

- 主比較與參考組、參數範圍、氣體組分、幾何版本及壓力制度；
- 主要指標、最小可辨識效果、工程最小有意義效果與量測不確定度要求；
- 有效運行窗的起止條件、熱平衡等待、控制器穩定判定；
- 重複次數、跨日獨立批次、配對策略與樣本量估計依據；
- 隨機化種子、區組定義、缺測與排除規則、異常停止處理；
- 報告信賴區間或其他推論框架、主要與探索性指標區隔、多重比較處理；
- 軟體、幾何、線圈／葉片、韌體、儀器與分析程式版本。

本篇**不杜撰具體的有效樣本數或壓差達標數值**。應先以安全的先導測試取得合理的噪音、效應尺度與批次相關性，再凍結可行的樣本設計。先導資料不應在預註冊後又當成獨立確認資料而不加揭露。

### 8.2 最小對照順序與區組結構

可採用安全允許的隨機化／平衡區組：以「同一天、同氣體、同感測校準、同幾何」作區組，在區組內對不同場源／操作組做隨機順序，且穿插共同基線以檢查漂移。若改裝永久磁體、換管路或重新密封不能在相同運行中快速切換，需採**跨裝配／跨日配對設計**，並在統計模型中納入裝配批次效應。

動力系統可能有磁滯、熱遲滯、控制器歷史依賴與持續泵運轉，故不能認為 A→B 與 B→A 必然等價。必須給每一階段明確的狀態重設與可觀測恢復標記；若不能重設，將此限制納入效果判讀。

### 8.3 時間序列不是無限多個獨立樣本

假如一段穩態影片有十萬影格，它仍可能只是一次裝配、一次校準、一次工作點的長度較長觀察。自相關會使有效獨立樣本數遠小於影格數，因此不得以「影格數很大」宣稱極高統計顯著性。可採跨批次重複、預先指定的區塊 bootstrap 或經診斷的時間序列模型，並對殘差做自相關、變點及漂移分析 [R6, R7]。

### 8.4 盲化與確認資料

在可行時，將資料的場源狀態標記編成分析人員看不出條件的代碼，先依預註冊方法處理，確認資料鎖定後再揭盲。如果安全操作員必須知道場源狀態，盲化仍可作用於**事後資料分析人員**，但不能虛稱整個實驗雙盲。探索性調整的閾值、最漂亮的截面與未事先指定的幾何，須另列探索性結果。

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## 9. 主要效應量、壓力集合與質量閉合

### 9.1 匹配基線與局部壓差

沿用 TEF-01／06 的基線方向：

$$
\Delta p(\mathbf x,t)=p_{\rm ref}(\mathbf x,t)-p_{\rm on}(\mathbf x,t).
$$

比較時須固定或量測幾何、氣源、泵、壁溫及實際操作點。 $\Delta p>0$ 只表示相對適當基線壓力較低，**不是絕對壓力變成負數，也不是物質在沒有力和流路時自動被吸入**。

### 9.2 不預設幾何形狀的低壓集合

以事前選定的有效研究域 $\Omega_m$ 及壓差閾值 $\delta>0$：

$$
\mathcal A_{\delta}(t)=
\{\mathbf x\in\Omega_m:\Delta p(\mathbf x,t)\ge\delta\}.
$$

 $\mathcal A_{\delta}$ 可以不連通、分岔、貼壁、狹長、曲面化，或是空集合。不把感測器插值產生的圓形等值線當成已發現的物理對稱性。

### 9.3 穩定壓力區域 ST-1

對事先固定的觀測窗 $W=[t_0,t_1]$，定義：

$$
\overline{\Delta p}_W(\mathbf x)=
\frac{1}{|W|}\int_W\Delta p(\mathbf x,t)\,dt,
$$

$$
\sigma_W(\mathbf x)=
\left[\frac{1}{|W|}\int_W
\bigl(\Delta p(\mathbf x,t)-\overline{\Delta p}_W(\mathbf x)\bigr)^2dt\right]^{1/2},
$$

$$
\Pi_{\delta,W}(\mathbf x)=
\frac{1}{|W|}\int_W
\mathbf1\bigl[\Delta p(\mathbf x,t)\ge\delta\bigr]dt.
$$

候選統計穩定區域為：

$$
\mathcal S_W=
\{\mathbf x\in\Omega_m:
\overline{\Delta p}_W(\mathbf x)\ge\delta,
\ \sigma_W(\mathbf x)\le\varepsilon_p,
\ \Pi_{\delta,W}(\mathbf x)\ge q_0\}.
$$

 $\varepsilon_p$ 是預註冊的波動界線、 $q_0$ 是最低時間佔據率；其值應依校準與工程問題設定，不能看完數據再挑最有利的值。 $\mathcal S_W$ 的存在只支持 **ST-1 候選**，仍須排除時間漂移、場源熱漂移、泵浦回授及自相關。

### 9.4 流入與流出的完整紀錄

對固定且有明確外向法向量 $\mathbf n$ 的控制面 $\Sigma$：

$$
\Phi_{\rm in}(\Sigma,t)=
\int_{\Sigma}\max(0,-\rho\mathbf u\cdot\mathbf n)\,dA,
$$

$$
\Phi_{\rm out}(\Sigma,t)=
\int_{\Sigma}\max(0,\rho\mathbf u\cdot\mathbf n)\,dA.
$$

這兩項都可能在穩態循環中保持正值。若控制體內存在真實相變或其他物質來源 $\dot m_{\rm src}$，其質量收支殘差定義為：

$$
R_m(t)=\frac{dM_{\Omega}}{dt}
-\Phi_{\rm in}+\Phi_{\rm out}-\dot m_{\rm src}.
$$

 $R_m$ 單位為 kg/s；理想閉合狀態為零，實測必有量測誤差。這個式子是可檢驗的**收支檢核**，不是額外吸引力的定律。若無能力量測空間內氣體存量的時間變化，必須報告閉合項的不確定度與未識別源匯，而不是強行設定 $R_m=0$。

### 9.5 主要工程效益與總功率公平性

沿用 TEF-06 的壓差工程代理指標：

$$
Y_p=
\frac{\displaystyle\int_W\!\int_{\Omega_m}
 w(\mathbf x)[\Delta p(\mathbf x,t)-\delta]_{+}\,dVdt}
{|W|\displaystyle\int_{\Omega_m}w(\mathbf x)\,dV},
\qquad [a]_+=\max(0,a).
$$

 $Y_p$ 的單位為 Pa，只代表指定空間內的壓差控制效果。當 $P_{\rm tot}>0$ 時，可報告：

$$
\eta_p^*=\frac{Y_p}{P_{\rm tot}}.
$$

 $\eta_p^*$ 單位為 Pa/W，**不是熱機效率，也不能直接解讀成冷卻效率、空氣淨化率或無能耗吸引力**。 $P_{\rm tot}$ 的邊界須固定：馬達、葉片線圈、固定場、感測控制，以及必要氣源／抽氣設備若排除，必須另列明確能源帳本，禁止跨配置用不同邊界製造改善假象。

### 9.6 動態穩態的三層證據

| 類別 | 必備資料 | 最多可支持的結論 |
|---|---|---|
| **ST-1 統計穩定** | 長時序壓差、佔據率、漂移檢查、共同比較基線 | 特定操作窗存在可重現壓力分布 |
| **ST-2 受擾恢復** | 預先核准且幅度安全的小擾動、恢復時標、跨次重複 | 給定操作點附近具局部恢復能力 |
| **ST-3 吸引子動力證據** | 足夠辨識的狀態空間模型、穩定性分析、吸引域資料 | 指定模型及條件下的吸引集合證據 |

**ST-1 不等於 ST-2；ST-2 不等於 ST-3；ST-3 仍不等於新基本物理作用力。** 若研究者使用「自然穩定」一詞，必須標示 D1 持續回授、D2 固定操作點或 D3 停機後有限衰退等供能情況。

### 9.7 條件性「遠快近慢」的量測

在相同質量流率、無中途質量源匯且適用一維有效流管的近似下：

$$
\dot m=\rho(s)A(s)v(s).
$$

若由外側截面 $1$ 往內側截面 $2$：

$$
\frac{v_2}{v_1}=
\frac{\rho_1A_1}{\rho_2A_2}.
$$

因此 $v_2<v_1$ 的條件是 $\rho_2A_2>\rho_1A_1$ ；若流道面積縮小更快，也可能出現靠近時加速。應沿預先指定的**有效流路及截面**定義「遠／近」，不以畫面同心圓或單一中心作距離基準。若存在回流、分岔、強三維湍流或自由分子流，則應廢止這個簡化流管近似，使用適合的完整模型。

---

## 10. 形態、拓樸與跨批次重現

### 10.1 報告的是量測到的形態，不是繪圖偏好

對 $\mathcal A_\delta$ 與 $\mathcal S_W$ 可量測：

- 低壓區的有效體積 $V_S$ 、體積占比及高於不確定度的壓差範圍；
- 連通分量數 $\beta_0(\delta)$ 與最大連通分量占比；
- 貼壁比例、角落占比、分支路徑及不同高度上的變化；
- 極值位置（最低壓力、最高密度、最高流速）的不確定度；
- 不同時間窗、不同閾值與空間採樣密度下的形態敏感度。

若改變壓力閾值就能讓某個「環」立刻消失或合併，這可能只是閾值敏感，而非真正場拓樸突變。拓樸工具只作輔助，不能替代原始壓力與流率資料 [R8]。

### 10.2 跨次空間重合與座標映射

若兩次實驗具有**同一實體幾何及同一共同量測域**，可用兩個候選低壓區的 Jaccard 重合度作補充描述：

$$
J(A,B)=\frac{|A\cap B|}{|A\cup B|},
\qquad |A\cup B|>0.
$$

分母為零（兩次均空集合）時，不應人為設為「完美穩態」。跨不同幾何若需要映射，應先凍結可比域與映射規則，再計算重合度；**不可因幾何不同直接比較未映射的體積重合率**。

### 10.3 正常結果可能只是成熟流體物理

即使多節點產生分叉低壓區、壓力帶或非線性耦合，也可能由流阻、分布式旋翼、壁面、熱對流、磁性材料、泵控制和普通控制理論解釋。場型複雜不等於物理真空性質被改寫；應先嘗試 M0（常規機械／管路）、M1（完整常規多物理）模型解釋，再決定是否需要更強的 M2 新機制候選。

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## 11. 統計判定、零結果與可否證閘道

### 11.1 從「可測差異」到「有工程意義」

應分開報告：

1. **量測存在性：** 已量測差異相對基線是否超過校準與系統性不確定度；
2. **可重現性：** 是否在不同裝配／日期／操作人員及對照順序中重現；
3. **工程效益：** 在相同總資源與指定空間控制任務下，是否優於匹配傳統風扇陣列；
4. **機制辨識：** 差異是否可由已知電磁、熱、流體、泵與幾何機制解釋。

前面三者即使全部成立，第四者仍可能屬於已知物理。研究目標不應以「一定找出新力」為成功標準。

### 11.2 不同的負面結論不能互相偷換

- **未見可辨識場源效應**：可能是場強不足、方法靈敏度不足，或在測試範圍內確實沒有額外作用；報告可辨識上界與適用域。
- **看見低壓區但無同功率效益**：允許保留場控制的工程觀察，不宣稱節能。
- **有 ST-1 無 ST-2**：只稱統計穩定，不能稱動態吸引子。
- **有非線性無新力證據**：屬非線性控制／流體耦合結果；不把模型殘差自動提升為真空物理突破。
- **實驗無法安全執行**：記錄 `NOT_RUN_SAFETY_GATE`，不算物理否證或物理支持。
- **資料品質不足**：記錄 `INCONCLUSIVE_MEASUREMENT`，與明確的「等效於零效果」不同。

### 11.3 決策表（不預填顯著性結果）

| 證據條件 | 可發布的相對保守結論 | 不可發布的結論 |
|---|---|---|
| 只取得一段演示影片 | 裝置曾運作且可見特定外觀 | 已建立穩定壓力帶 |
| 有多點壓差與匹配基線 | 存在特定條件的壓差差異 | 已發現新基本吸引力 |
| 多批次重現 $\mathcal S_W$ | ST-1 候選支持 | 停機後永久自持 |
| 安全擾動後可恢復 | ST-2 指定操作點支持 | 全域唯一吸引子已證明 |
| 固定總功率有實用收益 | 某任務中工程改善 | 所有幾何與壓力制度皆改善 |
| M1 模型與資料不符 | 應檢查模型、儀器、參數與殘差 | 量子真空已被改變 |

### 11.4 最小可辨識效果與等效性

「沒有顯著差異」不等於「已證明沒有作用」。若研究要支持某效應**小於工程上有意義的幅度**，需在預註冊時設置有物理依據的等效界線與足夠精度，採適當的等效檢定或區間判定。若資料不足以排除工程上重要效果，應如實報告不確定，不能為了維護或否定假說而改寫結果。

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## 12. 安全責任架構：承壓外殼、轉子、電氣與介質分開審核

### 12.1 風險不得因多單元耦合而被平均化

單個節點可運作不代表數十節點在同一艙體內安全。增加單元可能放大機械共振、破片風險、電磁干擾、溫升、供電瞬態、漏磁及控制通訊故障。安全邊界必須以**最不利可信工況與故障模式**作審核，而不以平時平均功率或平均轉速作保證。

### 12.2 危害登錄（研究級 FMEA／HAZOP 起點，不是已核准的 FMEA）

| 危害 | 可能失效來源 | 最低限度安全責任 | 可觀測徵兆 |
|---|---|---|---|
| 外壓容器挫屈／內爆 | 非額定艙體、穿壁與密封失效、外壓超設計 | 專業容器工程審核、額定與維護、實驗區隔離 | 異常壓差、變形、漏率與結構感測 |
| 旋轉破片或葉片脫離 | 磁鐵碎裂、卡珠鬆脫、疲勞、失衡、過速 | 正向機械保持、破片容納、動平衡及專業核准 | 過速、振動、位移、溫升 |
| 電磁／電氣故障 | 線圈短路、過流、感應供電失控、EMI | 電氣保護、硬體聯鎖、隔離、場強與 EMC 評估 | 過流、絕緣異常、干擾與過溫 |
| 氣源或抽排故障 | 供氣不足、漏氣、泵偏離工作點、閥故障 | 已核准介質清單、壓力限制、獨立隔離及監控 | 流率不符、壓力偏離、組分異常 |
| 氧化／可燃性氣體 | 氫氣與氧氣混合、純氧材料不相容 | **初期排除氫、純氧與電解混合氣**；後續獨立安全專案 | 組分、氣體偵測、溫度等 |
| 感測器失真 | 磁場、振動、熱漂移、壓力計超範圍 | 多原理冗餘、定期核對、異常停止 | 通道不一致、零點突變 |
| 遠端通訊與視訊失聯 | 網路／控制器故障、影像延遲 | 安全聯鎖獨立於主控軟體；安全狀態由設施核准 | 通訊 watchdog、時鐘不同步 |
| 操作與人員暴露 | 不當靠近旋翼、開艙、非核准干預 | 隔離區、權限管理、無人低壓艙操作與訓練 | 門禁、靠近感測、權限事件 |

NASA JSC 的安全與健康要求包含真空與氧環境中的程序、訓練及緊急情況要求 [R9]；NASA 旋轉測試／飛輪防護研究提供高速旋轉風險的工程背景 [R10, R11]。**引用這些資料不等於本設計已符合 NASA、ASME 或其他任何法規。**

### 12.3 真空標準適用性不可誤寫

ASME BPVC Section VIII Division 1 對某些內壓或外壓壓力容器的設計、製作、檢查與認證提供規範，但其正式適用範圍與門檻需由合格工程師及所在地法規判定；**一般真空容器承受約一個大氣壓外壓的情況，不能僅因「使用真空」就宣稱必然落在該標準的強制適用範圍**。引用 [R12] 是提醒必須專業評估外壓結構與適用規範，而不是把其部分條款當作家庭自製方案。

ISO 20485:2017 提供示蹤氣體漏率檢測的標準背景 [R13]；實施與驗收仍由設施和計量專業人員訂定，且所有使用的示蹤氣體須符合該設備的安全與材料相容條件。

### 12.4 失效安全與停機的四個不可省略原則

1. **隔離與硬體優先**：物理門禁、過速、過溫、過流、壓力監控及必要氣源隔離的保護功能，不能只依賴主控電腦或網路。
2. **可觀測且可稽核**：聯鎖事件寫入不可任意刪除的事件紀錄；即使觸發後停止，仍保留前後的安全診斷資料。
3. **安全狀態由專業設施設計決定**：不能一律立即打開艙門、瞬間復壓或任意停止所有設備；某些失效可能需先受控減速或隔離。
4. **禁止人在低壓運行艙內**：本研究是無人設備測試，不包含任何人類低壓曝露、居住或生命支持示範。

---

## 13. 原始資料契約與不可覆寫的證據鏈

### 13.1 資料分類

每次試驗至少有六種互相關聯、但不能互相取代的物件：

1. `CONFIG`：幾何、單元、場源、介質、設備參數與安全核准；
2. `PREREG`：凍結假說、主要指標、比較組、統計與停止規則；
3. `CALIBRATION`：校準報告、感測器量程、氣體與磁場適用性；
4. `RAW`：不可覆寫的原始數據、影片及事件記錄；
5. `ANALYSIS`：程式碼、版本、插值規則、指標與置信區間；
6. `REPORT`：支持、不支持、無法判定、安全中止與資料完整性結論。

同一個 `run_id` 不得因重新分析而改寫原始數值；修正應建立新版本並留修訂理由、時間與舊雜湊。

### 13.2 最小原始測量欄位

| 欄位 | 型別／單位 | 資料來源／說明 |
|---|---|---|
| `run_id`, `config_id` | 字串 | 主鍵與配置關聯 |
| `timestamp_utc`, `t_monotonic_s` | ISO 8601、s | 統一參考時基及單調時間 |
| `sensor_id`, `calibration_id` | 字串 | 對應計量檔、探頭與位置 |
| `x_m`, `y_m`, `z_m` | m | 感測器實際座標及座標系版本 |
| `p_abs_Pa`, `dp_Pa` | Pa | 絕對壓與差壓；非適用欄位需標 `null` |
| `temperature_K` | K | 明示氣體／壁面／設備對象 |
| `mass_flow_kg_s` | kg/s | 明示 inlet／outlet／source 路徑 |
| `gas_species`, `mole_fraction` | 字串、無因次 | 來源、方法與修正因子 |
| `rotor_speed_rad_s`, `torque_N_m` | rad/s、N·m | 各節點實際值 |
| `field_B_T`, `field_phase_rad` | T、rad | 方向及頻率／相位定義另附 |
| `drive_power_W`, `field_power_W`, `pump_power_W` | W | 分開計量，並保留總邊界 |
| `vibration_m_s2`, `interlock_state` | m/s²、狀態碼 | 機械及安全事件 |
| `video_frame_ref`, `video_sync_offset_s` | 字串、s | 影像與物理資料同步 |
| `data_quality_flag` | 枚舉 | OK、OUT_OF_RANGE、MISSING、EMI_SUSPECT、SAFETY_ABORT |

這份表格只列標準化匯流層，原始儀器封包、校準日誌和原廠格式也須保存。所有數值都需要其實際量測或推導來源，不得由預設值自動補成「正常」或「零」。

### 13.3 空白試驗物件的 JSON 範例（**不是已取得的數據**）

```json
{
  "schema_version": "TEF07.run.v0.1",
  "record_type": "EXPERIMENT_PROPOSAL",
  "status": "PLANNED_NOT_TESTED",
  "run_id": null,
  "date_utc": null,
  "phase": "P0_TO_P5_UNSELECTED",
  "geometry_family": null,
  "geometry_cad_sha256": null,
  "gas_domain_volume_m3": null,
  "geometry_coordinate_frame_id": null,
  "active_node_count_N": null,
  "node_configuration_sha256": null,
  "rotor_model_id": null,
  "blade_field_source_class": null,
  "comparison_class": "E1_OR_E2_OR_E3_UNSELECTED",
  "treatment_group_code": null,
  "matched_baseline_id": null,
  "gas_composition": null,
  "pressure_regime": null,
  "knudsen_model_validity_id": null,
  "mass_source_inventory_id": null,
  "pump_curve_and_working_point_id": null,
  "total_system_power_boundary_id": null,
  "calibration_bundle_sha256": null,
  "safety_review_id": null,
  "interlock_function_test_id": null,
  "preregistration_sha256": null,
  "primary_endpoint_id": null,
  "delta_pressure_threshold_Pa": null,
  "stability_window_s": null,
  "occupancy_threshold": null,
  "fluctuation_limit_Pa": null,
  "mass_balance_residual_kg_s": null,
  "raw_data_manifest_sha256": null,
  "video_manifest_sha256": null,
  "analysis_commit_id": null,
  "experiment_state": "NOT_RUN",
  "safety_events": []
}
```

`null` 表示未設定或尚未量測，不得默認為零。`interlock_function_test_id` 指核准測試紀錄，不是以程式自行宣稱安全功能已被驗證。

### 13.4 證據鏈與再現資料夾的概念規格

```text
TEF-07/
  preregistration/
    protocol-v0.1.md
    locked-hypotheses.json
  geometry/
    configs.json
    cad-manifest-sha256.json
  instrumentation/
    calibration-manifest.json
    sensors.json
  runs/
    RUN_ID/
      raw/            # 儀器原始檔，不可覆寫
      video/          # 視訊原檔與時間同步證據
      events/         # 安全、聯鎖、人工干預
      derived/        # 衍生值，附演算法版本
  analysis/
    code-version.txt
    figures/
    validation-report.md
  reports/
    findings.md
    negative-results.md
  SHA256_MANIFEST.json
```

這只是未來存放結構，不表示已在雲端或 GitHub 建立上述路徑。可將每份原始檔的位元組雜湊與來源一併保存，並允許事後以新版本追加修正或排除標記；不可把不利數據從原始資料庫中刪除。

---

## 14. 數值模型、物理實驗與驗證分級

### 14.1 最少三層數值比較

- **M0｜機械與管網基線**：已知風扇曲線、流阻、氣源、抽氣、壁面與熱效應；目的是測試是否有必要啟用更複雜模型。
- **M1｜已知多物理模型**：納入三維旋流、非線性、可壓縮流、磁化／帶電粒子、稀薄氣體、控制器與材料放氣。
- **M2｜額外物理候選（僅未來）**：須先具有不同於 M0、M1 的可測方程及獨立預測，不能只在看見殘差後任意增加參數使曲線吻合。

模型建置要完整保存實際幾何、網格、求解器、邊界、時間步、收斂準則、反演參數與資料版本。模擬與實測對比應參照 ASME V&V 20 的方法學精神，分離實驗不確定度與數值近似誤差 [R14]。

### 14.2 模型誤差與儀器誤差不同

若 CFD 預測的壓差與感測器不符，必須先檢查裝配、泵工作點、氣體組分、壁面溫度、磁感測干擾、模型適用域、網格與時間收斂。若最後仍存在剩餘誤差，應報告參數敏感度與預測外推失敗的條件，**不能自動把殘差命名為真空張力效應**。

### 14.3 成果狀態碼

建議所有對外報告使用一致狀態：

| 代碼 | 意義 |
|---|---|
| `CONCEPT` | 有研究想法與物理定義，無模擬或實驗 |
| `MODELLED` | 有明示方程、假設與有效域，未證明數值可信度 |
| `SIMULATED` | 有數值輸出與基礎驗證，沒有實體測量 |
| `BENCH_TESTED` | 實際台架資料可追溯，尚未獨立重現 |
| `INDEPENDENTLY_VERIFIED` | 有獨立重複及資料鏈，且報告限制 |
| `SAFETY_NOT_APPROVED` | 安全審查未通過，禁止相關實驗 |
| `INCONCLUSIVE_MEASUREMENT` | 資料不足以支持或否定主要命題 |

本稿應標為 `CONCEPT / PROTOCOL PROPOSAL`，不能因文中存在方程、表格與 SOP 草案就標為 `BENCH_TESTED`。

---

## 15. 可直接填寫的預註冊／試驗報告清單

下面模板是研究文書欄位，不是執行設備的操作指令。

### 15.1 預註冊表（所有欄位在數據採集前填入）

| 項目 | 必填內容 |
|---|---|
| 主要假說與版本 | H6-A～H6-G 中的明確子命題及原始引用 |
| 主要指標 | $Y_p$ 、 $\Phi_{\rm in}$ 、 $V_S$ 、 $\beta_0$ 、 $\tau_{\rm rec}$ 等擇定且限制主要指標數量 |
| 控制條件 | G 家族、比較 E1／E2／E3、 $N$ 、介質、泵工作點、能耗邊界 |
| 正反證判準 | 有意義效應界線、量測敏感度、不確定度和反例條件 |
| 樣本設計 | 區組、隨機化、重複與獨立批次，不得以影格替代批次 |
| 安全審查 | 核准設施、容器、轉子與電磁、氣體和責任人簽署 |
| 資料治理 | 原始資料不可覆寫、雜湊、時間同步、失敗保留及存取權限 |
| 模型適用性 | 局部 $Kn$ 範圍、連續流／分子流選型、網格與不確定度 |
| 停止與排除規則 | 何種儀器異常及聯鎖觸發導致中止；原始失敗資料仍保存 |

### 15.2 結果報告表（不可事前填入虛構數值）

| 指標 | 報告欄位 | 合格結論形式 |
|---|---|---|
| 壓差與面域 | 效應量、測點、時間窗、不確定度 | 在指定幾何和壓力制度下有／無可辨識差異 |
| 氣源收支 | 實際進出質量流率、 $R_m$ 、漏氣／放氣分析 | 收支在明示不確定度內閉合／未閉合 |
| 場源效果 | 同速／同功率對照與熱假負載 | 額外場作用可辨識／不可辨識／不確定 |
| 幾何與拓樸 | $\beta_0$ 、空間圖及插值敏感度 | 可重現或僅為閾值／插值偽影 |
| 穩態分級 | ST-1／ST-2／ST-3 及證據 | 只依符合的最低充分證據報告 |
| 系統安全 | 聯鎖事件、超限與異常紀錄 | 審核通過、停止或未獲許可；不以科研成功抵銷風險 |
| 模型比較 | M0／M1 預測誤差、模型不確定度 | 被模型解釋／仍有未釐清殘差 |

### 15.3 最小成功標準：完成可否證的實驗，不要求假說成功

真正有方法學價值的最小完成條件應是：完成一個**安全許可且記錄完整**的對照問題，提供可追溯的原始資料、校準、不確定度、實際能源與物質收支、一次可檢驗的正／負結果，以及誠實的限制。**不應把產生「漂亮場圖」當成研究是否成功的判準。**

---

## 16. 與 TEF-01～06 和 TEF-08 的接口

| 篇次 | TEF-07 承接 | TEF-07 提供／不得反向誇大的結論 |
|---|---|---|
| TEF-01 | 有效場、吸引、真空張力與守恆定義 | 壓差、流率和介質作用可量測規則；不預設新力 |
| TEF-02 | 磁性葉片、主動場源、機械固定 | 場源對照、轉子風險與防護 Gate |
| TEF-03 | 捕集、電解、壓縮及質量能源收支 | 初期僅採受控非燃性氣源；自循環與氧氣留待獨立驗證 |
| TEF-04 | 電磁／機械／稀薄氣體模型 | 模型有效域與實驗測點選型 |
| TEF-05 | G0～G5 幾何與拓樸 | 方形／長方形內部測試域、非圓形壓力集合與映射 |
| TEF-06 | E1～E3、H6-A～H6-G、ST-1～3 | 預註冊假說、主指標與可否證的證據分級 |
| TEF-08 | 太空散熱、建築通風、無人機及生命支持需求 | 只移交**實際已驗證且符合應用邊界**的結果；不能直接宣稱可飛、可供氧或解決軌道排熱 |

若第一階段能在常壓房間與專業低壓艙取得可靠的壓力—速度—密度資料，下一個問題才是各應用的能耗、質量、維修及安全可行性。某些場控制可能只適用建築通風而不適用太空；某些低壓物理結果亦可能沒有飛行升力收益。這些不是研究失敗，而是明確辨識有效域。

---

## 17. 研究限制、可否證性與結論

### 17.1 本文真正完成的工作

本文完成一份以現有工程和量測原則為基礎的實驗設計草稿：

1. 在設施層區分常壓房間、真空承壓外殼與內部可換的方形／長方形幾何；
2. 將遠端控制、影像、壓力、流率、介質、溫度、磁場與振動整合為同步觀測契約；
3. 建立場源／機械／熱／氣源／抽氣的最小因果對照；
4. 延續 E1／E2／E3、ST-1／ST-2／ST-3 與 M0／M1／M2 的判讀分層；
5. 明定資料不可覆寫、預註冊、統計獨立性、量測不確定度和零結果保存；
6. 將外壓艙體、磁性高速轉子、電磁設備和氣源安全劃成互不替代的審核路徑。

### 17.2 本文沒有完成的工作

尚未進行任何合格設施安全審查、原型製作、壓力計標定、真空洩漏測試、轉子實機驗證、量測執行、模擬及跨實驗室重現。因此，本稿不提供所謂最佳轉速、壓力帶半徑、能耗節省比例或新作用力存在性的結論。所有數值門檻應由將來的專業設施、校準結果、可接受風險及事前假說共同決定。

### 17.3 核心結論

「真電風扇」研究最關鍵的驗證，不是把一般風扇改成磁性葉片後便宣稱形成吸引場，而是**在可追蹤物質與能源邊界下，透過受控幾何和可分離場源，判斷一個非預設形狀的壓力／密度／流速穩態是否存在，且其效果如何隨節點數、供電、介質稀薄程度及回授控制改變**。在地面先做常壓和合格低壓試驗，配合遠端影像與嚴格計量，是合理的驗證路徑。

即使最終結果完全符合既有流體、電磁與動力系統理論，也仍可形成有價值的工程控制知識。若未來確有無法由充分驗證的模型預測的剩餘作用，其科學價值須來自**獨立重現及新的可否證預測**，而非來自「真空張力」一詞的吸引力。

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## 參考文獻與可核查來源

以下來源支持真空設施、計量、實驗方法與安全責任的既有規範，**均不代表 TEF-07 已經實驗證實人工低壓吸引場的特定新效應**。

- **[R1] NASA Johnson Space Center**. *Thermal Vacuum Testing / Chamber A and Specialized Chambers*. https://www.nasa.gov/reference/jsc-thermal-vacuum/ 。專業真空艙、攝影、質譜與儀表穿壁接口的先例。
- **[R2] ISO**. *ISO 3567:2026 — Vacuum gauges — Calibration by direct comparison with a reference gauge*, 2nd edition, published 2026-08. https://www.iso.org/standard/85890.html 。真空規直接比對校準的物理及計量要求；本稿未聲稱取得付費全文或合規證書。
- **[R3] ISO**. *ISO 27893:2026 — Vacuum technology — Vacuum gauges — Evaluation of the uncertainties of results of calibrations by direct comparison with a reference gauge*, 2nd edition, published 2026-07. https://www.iso.org/standard/85889.html 。真空計校準不確定度的報告要求；本稿僅引用官方公開範圍與摘要。
- **[R4] NIST**. Taylor, B. N., & Kuyatt, C. E., *NIST TN 1297 — Guidelines for Evaluating and Expressing the Uncertainty of NIST Measurement Results*, 1994. https://doi.org/10.6028/NIST.tn.1297 。量測與報告不確定度的共同基礎。
- **[R5] JCGM / BIPM**. *JCGM 100:2008 — Evaluation of measurement data: Guide to the expression of uncertainty in measurement*. https://www.bipm.org/en/committees/jc/jcgm/publications 。量測不確定度的數學與方法學基礎。
- **[R6] NIST/SEMATECH**. *Engineering Statistics Handbook — Choosing an Experimental Design*. https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pri/section3/pri3.htm 。隨機化、區組、因子設計與交互作用。
- **[R7] NIST/SEMATECH**. *Engineering Statistics Handbook — Autocorrelation*. https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/eda/section3/eda35c.htm 。時序相依與不能以影格當獨立批次的根據。
- **[R8] Topology ToolKit**. *Topological Data Analysis and Visualization*. https://topology-tool-kit.github.io/ 。空間標量場、連通性與拓樸分析工具背景。
- **[R9] NASA Johnson Space Center**. *JSC Safety and Health Requirements, JPR 1700.1*, 2024-10-02 effective, 2025-05 revision PDF. https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/05/jpr1700-revm.pdf 。真空相關操作訓練及安全程序的設施級參照；不構成 TEF 適用法規裁定。
- **[R10] NASA**. *Dynamic Spin Rig*. https://www.nasa.gov/eap-labs-and-testbeds/dynamic-spin-rig/ 。使用主動磁軸承等進行轉動組件研究的技術背景。
- **[R11] NASA NTRS**. *High Energy Flywheel Containment Evaluation*, 2000. https://ntrs.nasa.gov/citations/20000120215 。高速旋轉系統防護與破片容納工程參照。
- **[R12] ASME**. *BPVC Section VIII, Division 1 — Rules for Construction of Pressure Vessels*. https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/bpvc-viii-1-bpvc-section-viii-rules-construction-pressure-vessels-division-1 。內外壓容器規範的背景，是否適用由合格工程人員及當地法規判定。
- **[R13] ISO**. *ISO 20485:2017 — Non-destructive testing — Leak testing — Tracer gas method*. https://www.iso.org/standard/68190.html 。示蹤氣體檢漏的標準背景。
- **[R14] ASME**. *V&V 20 — Verification and Validation in Computational Fluid Dynamics and Heat Transfer*. https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/standard-for-verification-and-validation-in-computational-fluid-dynamics-and-heat-transfer 。實驗與數值模型相互驗證的方法學參照。

### 本研究系列內部基線（非外部獨立驗證）

- TEF-01｜`TEF-01_人工低壓吸引場的物理定義與守恆邊界_v0.1_2026-11-02.md`
- TEF-02｜`TEF-02_主動電磁葉片與管道單元的工程設計_v0.1_2026-11-02.md`
- TEF-03｜`TEF-03_介質捕集生成加壓與循環_氣體質量能源收支_v0.1_2026-11-02.md`
- TEF-04｜`TEF-04_低壓介質中的電磁旋轉流體耦合模型_v0.1_2026-11-02.md`
- TEF-05｜`TEF-05_多節點吸引場的幾何與拓樸約束_v0.1_2026-11-02.md`
- TEF-06｜`TEF-06_數量級與動態穩態_密度梯度流速分布及穩定壓力區域_v0.1_2026-11-02.md`
- 系列總綱｜`真電風扇_人工低壓吸引場_研究系列總綱_v0.1_2026-11-02.md`

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## Canonical source、驗證與提交聲明

1. **唯一正式原始碼**：本 UTF-8 Markdown 檔案。聊天畫面只是閱讀／渲染介面，不取代原稿。
2. **數學定界符唯一性**：行內 ` $...$ `、展示 `$$...$$`，不使用其他數學原稿 delimiter，不進行 Unicode／LaTeX 互轉或文字再轉義。
3. **狀態識別**：`v0.1.0 / DRAFT / PROTOCOL PROPOSAL / NOT PREREGISTERED / NOT EXPERIMENTALLY VERIFIED`。沒有任何量測表格被填入虛構實驗數據。
4. **驗證後再提交**：檢查 UTF-8、數學定界符、公式語義及量綱、資料示例合法性、章節連續性、參考鏈接與各篇一致性；檔案保存後產生完整性摘要。
5. **未完事項**：設施與安全審查、實驗預註冊、原型及儀器核准、樣本量與不確定度預估、測試執行、數值模型驗證及獨立重現。任何後續新數據均以新版本及不可覆寫原始資料保存。

**TEF-07 結論**：本篇建立「安全而可否證」的地面實驗設計，不宣稱已經得到人工低壓吸引場或其數量級效應的實驗證據。TEF-08 在本篇之後才討論可轉移到太空散熱、建築、飛行與生命支持的工程應用。