Layered Protocol Cosmology (LPC): Spacetime as an Information Stabilization Protocol and a Research Framework for Emergent Gravity, Open Systems, and Higher-Dimensional Implementation / 層状プロトコル宇宙論(Layered Protocol Cosmology; LPC): 情報安定化プロトコルとしての時空と、創発重力・開放系・高次元実装に向けた研究構想

[English Abstract] This paper is an overview and concept paper presenting the complete picture of Layered Protocol Cosmology (LPC). The central hypothesis of LPC is to treat spacetime not as a passive background, but as a rule system—an "information stabilization protocol"—that maintains, updates, and stabilizes physical information states across multiple descriptive layers. This paper explicitly distinguishes between microscopic states, coarse-grained effective degrees of freedom, and macroscopic spacetime, establishing their connection as the primary subject of research. Furthermore, it organizes a comprehensive research program encompassing the possibility of treating four-dimensional spacetime as an open system embedded in a higher-dimensional bulk, complex information fields, information-dependent effective gravitational coupling, curvature-dependent brane-bulk exchange, the black hole information problem, and verification pathways including gravitational wave ringdown. The four-dimensional complex scalar field model, five-dimensional bulk configuration, Robin-type boundary conditions, open-system equations, and ringdown corrections presented herein are not derived results from a completed microscopic theory. Rather, they are respectively classified as candidate effective models, candidate microscopic implementations, phenomenological ansatzes, or observational templates. In particular, the non-minimal coupling $F(I)R$ is not a proof that geometry has emerged from information; rather, it is a candidate scalar-tensor implementation demonstrating the possibility that information states are reflected in the effective gravitational coupling. Additionally, the four-dimensional Noether current is not quantum information or entropy per se, but is interpreted as a proxy variable for information transport in LPC. In a separate companion technical paper, a limited subset of the LPC framework is examined through a phenomenological mapping of a real scalar effective density $\Phi(x)$ to a Brans-Dicke-type theory and an axiom of logarithmic information granularity. The complex field $I$, the five-dimensional bulk, and the open-system mechanisms in this paper are neither derived from that companion paper nor identified as the same fundamental fields. The coarse-graining mapping or variable dictionary connecting the two remains a challenge to be constructed in future work. The purpose of this paper is not to declare LPC as a completed theory of quantum gravity, but to translate an original central hypothesis into a verifiable research program accompanied by mathematical implementation candidates, falsifiability, unresolved problems, and a phased research process. [日本語概要] 本稿は、層状プロトコル宇宙論(Layered Protocol Cosmology; LPC)の全体像を提示する概要論文・構想論文である。LPCの中心仮説は、時空を受動的な背景ではなく、複数の記述階層にわたって物理的情報状態を保持・更新・安定化する規則系、すなわち「情報安定化プロトコル」として捉えることにある。本稿では、微視状態、粗視化された有効自由度、巨視的時空を区別し、それらの接続を研究対象として明示する。また、4次元時空を高次元バルクに埋め込まれた開放系として扱う可能性、複素情報場、情報依存の有効重力結合、曲率依存のブレーン--バルク交換、ブラックホール情報問題、および重力波リングダウンを含む検証経路を、一つの研究プログラムとして整理する。 本稿で示す4次元複素スカラー場モデル、5次元バルク構成、Robin型境界条件、開放系方程式、およびリングダウン補正は、完成した微視理論から導出された結果ではない。これらはそれぞれ、候補的有効モデル、候補的微視実装、現象論的ansatz、または観測テンプレートとして分類される。特に、非最小結合 $F(I)R$ は情報から幾何学が創発したことの証明ではなく、情報状態が有効重力結合へ反映される可能性を表すスカラー・テンソル型の実装候補である。また、4次元Noether電荷は量子情報量やエントロピーそのものではなく、LPCにおける情報輸送の代理変数として解釈される。 別稿の第一技術論文では、LPC構想の限定された一部が、実スカラー有効密度 $\Phi(x)$ のBrans--Dicke型理論への現象論的写像と、対数的情報粒状性公理として検討されている。本稿の複素場 $I$、5次元バルク、および開放系機構は、その別稿から導出されたものでも、同一の基本場として同定されたものでもない。両者を接続する粗視化写像または変数辞書は、今後構築すべき課題である。本稿の目的は、LPCを完成した量子重力理論として宣言することではなく、独創的な中心仮説を、数理的実装候補、反証可能性、未解決課題、および段階的研究工程を伴う検証可能な研究計画へ変換することである。