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韓行高:從數(shù)學(xué)物理分析結(jié)果看易經(jīng)的科學(xué)性

韓行高


自去年春天以來(lái),關(guān)于東方科學(xué)文化和中華民族復(fù)興以及易經(jīng)對(duì)中華文化的影響等問(wèn)題,成為科學(xué)文化界激烈爭(zhēng)論的熱點(diǎn)。同已往相比,這次爭(zhēng)論的觀點(diǎn)更鮮明,問(wèn)題也越來(lái)越集中到對(duì)易經(jīng)本質(zhì)及其歷史作用的認(rèn)識(shí)和定位方面,很具體。

實(shí)際上,對(duì)這個(gè)重要的科學(xué)文化主題,很多學(xué)者包括一些非專業(yè)的研究者在內(nèi),一直都在進(jìn)行研究,有從理論方面展開深入的,也有從應(yīng)用方面嘗試突破的,都有不同程度的收獲,在這個(gè)問(wèn)題上有發(fā)言權(quán)。通過(guò)目前這場(chǎng)觀點(diǎn)鮮明的爭(zhēng)論,包括這次研討會(huì)在內(nèi),只能使真理越辯越明,對(duì)發(fā)展科學(xué)和技術(shù),推進(jìn)中華民族歷史復(fù)興和人類文明的進(jìn)步,有著重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

今天,在這里討論中華文化與21世紀(jì)新文明這個(gè)主題,我要交流的是用現(xiàn)代數(shù)學(xué)物理分析的方法來(lái)研究易經(jīng)的結(jié)果,同時(shí)報(bào)告我的已故老師王錫玉先生的研究成果,他是用易經(jīng)思維來(lái)分析處理現(xiàn)代科學(xué)問(wèn)題的,實(shí)際上已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性的突破,只不過(guò)目前尚未被接受認(rèn)可。我用西方科學(xué)使用的數(shù)理分析方法(以能量守恒與轉(zhuǎn)換定律和庫(kù)侖定律為基礎(chǔ),在一些基本假設(shè)中融入了東方思維的考慮)也得到了同樣的結(jié)果。我們是在以不同的方式探索自然的本質(zhì),殊途同歸,得到了對(duì)自然的更深層次的認(rèn)識(shí),同時(shí)也找到了東西方科學(xué)和文化的相通之處。這將會(huì)引發(fā)很多科學(xué)文化和社會(huì)問(wèn)題的思考。

從應(yīng)用易經(jīng)思維分析處理現(xiàn)代科學(xué)問(wèn)題談起

這里先從王錫玉先生用易經(jīng)思維分析處理現(xiàn)代科學(xué)問(wèn)題所取得的突破談起。

作為一個(gè)熱愛科學(xué)并認(rèn)同中華傳統(tǒng)文化的普通中國(guó)人,他一生都在研究易經(jīng),深偕其道。他已經(jīng)破解了易經(jīng)太極八卦象數(shù)的規(guī)律及其科學(xué)本質(zhì):太極八卦圖符表示的具有陰陽(yáng)屬性的物質(zhì)間相互作用在不同方位上所具有的互易交變的物理的和數(shù)量的特征,有其特殊結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律。并以大量翔實(shí)的圖表展示并闡述這種規(guī)律。他認(rèn)為,易經(jīng)卦象表示的實(shí)際上就是拉普拉斯200年前提出的能夠描述萬(wàn)物運(yùn)動(dòng)的“那一個(gè)單獨(dú)的公式”,也是愛因斯坦研究大半生而未有結(jié)果的“統(tǒng)一場(chǎng)論”的圖像。他在徹底破解易經(jīng)卦象結(jié)構(gòu)的物理數(shù)學(xué)特征的基礎(chǔ)上,結(jié)合西方現(xiàn)代科學(xué)成果,建立了自然科學(xué)的全新理論體系。他首先對(duì)世界公認(rèn)的現(xiàn)行元素周期表作了修正并提出宇宙元素全周期新表,對(duì)宇宙元素周期變化的整體規(guī)律性和周期終點(diǎn)予以確認(rèn),對(duì)未發(fā)現(xiàn)元素的電子層結(jié)構(gòu)提出預(yù)見,這是對(duì)在易經(jīng)基礎(chǔ)上所建立的新理論體系的一個(gè)有說(shuō)服力的驗(yàn)證。接著,他提出了宇宙元素基態(tài)核子全周期表和基態(tài)介核子全周期表,這是現(xiàn)代科學(xué)尚未形成系統(tǒng)的領(lǐng)域。進(jìn)而,他對(duì)包括宏觀天體和微觀粒子在內(nèi)的宇宙物質(zhì)總體的演化模式給出全新的描述;對(duì)中子星、彗星、太陽(yáng)、月球、地球的結(jié)構(gòu),以及地球大氣和潮汐的物理過(guò)程、生態(tài)環(huán)境、氣象和地震災(zāi)害的形成機(jī)理等也都給出全新的描述;對(duì)減災(zāi)防災(zāi)、能源和資源的開發(fā)利用提出了一些全新的建設(shè)性獨(dú)創(chuàng)性的建議。[ 注1 ]

這些統(tǒng)一性的全新觀點(diǎn)更具科學(xué)合理性,有些(如彗星和臺(tái)風(fēng)的結(jié)構(gòu)等)已經(jīng)被新近科學(xué)觀測(cè)所證實(shí)。這些全新的應(yīng)用方向,是直接應(yīng)對(duì)人類所面臨的現(xiàn)實(shí)危機(jī),對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展意義重大??梢哉f(shuō),王錫玉老師的研究結(jié)果已經(jīng)達(dá)到了目前西方科學(xué)尚未達(dá)到的層次和深度廣度,已經(jīng)解決了物理學(xué)的基本問(wèn)題,也找回了人類失去的文明。其重大意義和深遠(yuǎn)影響應(yīng)是不言而喻的

但是,現(xiàn)實(shí)的情況是,一般人習(xí)慣于西方科學(xué)思維方式,總覺得唯有西方那一套ABC才算得上是科學(xué),而對(duì)于中華文化的獨(dú)特的思維方式所領(lǐng)悟到的東西,盡管其結(jié)果更具科學(xué)合理性,一般都很難接受,更何況還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出西方的東西,更難以置信。這多屬于認(rèn)識(shí)的問(wèn)題。

那么,能不能將對(duì)易經(jīng)的這些認(rèn)識(shí)結(jié)果也表述為西方現(xiàn)代科學(xué)所用的數(shù)學(xué)物理分析形式呢?

從道理上講,這應(yīng)該是有可能的。

一方面,大家知道,西方科學(xué)研究是以邏輯推論和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)為基礎(chǔ)手段,在微積分和分析力學(xué)建立之后,這種邏輯推理發(fā)展為數(shù)學(xué)物理分析的高級(jí)形式,(現(xiàn)在又稱之為理論模型)用這種方法,成功地簡(jiǎn)化了對(duì)牛頓力學(xué)的表述,發(fā)展了經(jīng)典力學(xué);進(jìn)而成功地建立了經(jīng)典電磁學(xué)、經(jīng)典熱力學(xué)和相對(duì)論力學(xué)。在量子力學(xué)的新表述和現(xiàn)代場(chǎng)論的研究中也都不同程度的使用這種方法。西方科學(xué)盡管目前在更深入的層面上面臨著嚴(yán)重的困難,但是它在一定的層次面上所取得的巨大成就應(yīng)是不爭(zhēng)的事實(shí),這說(shuō)明西方科學(xué)所使用的方法在一定程度和范圍內(nèi)還是相當(dāng)成功有效的。

另一方面,大家知道,中華文明淵遠(yuǎn)流長(zhǎng),前幾年搞的夏商周斷代工程初步考證在4000年以上,而越來(lái)越多的考古新發(fā)現(xiàn)表明;中華文明至少應(yīng)在近萬(wàn)年。中華文化是當(dāng)今世界現(xiàn)存唯一的連續(xù)性文化;中華民族是最有頑強(qiáng)生命力的民族,曾幾經(jīng)危難而得以生存延續(xù);中華民族更是智慧的民族,僅據(jù)李約瑟的考證,從15世紀(jì)中葉一直上推至公元前2世紀(jì),中國(guó)在科學(xué)技術(shù)方面長(zhǎng)期領(lǐng)先于世界…,為什么會(huì)是這樣,這其中必然存在有豐厚的文化底蘊(yùn)和深刻的科學(xué)內(nèi)涵。

如果說(shuō),以邏輯推理或數(shù)學(xué)物理分析和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)為基礎(chǔ)手段的西方近現(xiàn)代科學(xué)可以在一定程度和范圍內(nèi)正確地反映了自然的規(guī)律;而同樣,如果以易經(jīng)為代表的中華傳統(tǒng)文化的內(nèi)涵也可以反映出同一個(gè)自然的規(guī)律的話,那么,在兩者之間必然有相通之處。尋找這個(gè)相通之處是我?guī)煆耐蹂a玉先生10年來(lái)所做工作中最主要的一項(xiàng),并已取得了肯定的積極性的結(jié)果,借此次研討會(huì)的機(jī)會(huì)向與會(huì)的學(xué)者乃至整個(gè)科學(xué)界和文化界作一簡(jiǎn)單介紹。

而更多的內(nèi)容,(包括我整理的王錫玉老師的書稿在內(nèi))有待于在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)以適當(dāng)?shù)姆绞教岢鰜?lái),原則是以應(yīng)用開路,適時(shí)推進(jìn),穩(wěn)步發(fā)展。希望能為民族復(fù)興有所貢獻(xiàn)。[注2 ]


一個(gè)新理論模型對(duì)物理學(xué)基本問(wèn)題的統(tǒng)一解釋

1.?dāng)?shù)學(xué)物理分析的結(jié)果

這里,按照西方科學(xué)所用數(shù)學(xué)物理分析方法,以能量守恒與轉(zhuǎn)換定律以及庫(kù)侖定律為基礎(chǔ),建立了一個(gè)可稱之為“宇宙物質(zhì)多層次有心力場(chǎng)中電磁相互作用的理論模型”。其中,電磁力統(tǒng)一表述為磁荷作用下由庫(kù)侖定律所確定的平方反比力,在勢(shì)能中引人了排斥成分,這是根據(jù)易經(jīng)陰陽(yáng)之道所做的關(guān)鍵之處。所建立哈密頓─雅可比方程是可積分的,有確定的軌道和動(dòng)量(角動(dòng)量)的實(shí)數(shù)解。其軌道方程解的結(jié)構(gòu)由形位空間兩個(gè)相互正交的第一類勒讓德橢圓積分式組成,其收斂條件的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單,可表示為由3個(gè)常數(shù)組成的代數(shù)不等式。這3個(gè)常數(shù)分別是:

常數(shù)A=E D

其中,E為系統(tǒng)總能量,系第一積分常數(shù),D為中心粒子直徑。常數(shù)A的符號(hào)與總能量E相同,哈密頓原理已經(jīng)把E限定為+,故A的符號(hào)為+。這里可把常數(shù)A稱之為總能量數(shù)。

常數(shù)C=α/2mD

其中,α為第二積分常數(shù),m為粒子質(zhì)量。常數(shù)C的符號(hào)與α相同并同粒子所處的方位有關(guān),在第一象限為+,第二象限為-。這里可把常數(shù)C稱之為總質(zhì)量數(shù)。

常數(shù)B=2 G g

其中,G、g分別為相互作用的粒子所具磁荷。常數(shù)B的符號(hào)由方位確定,在第一象限為+,第二象限為-。這里可把常數(shù)B稱之為總磁荷數(shù)。

以上對(duì)符號(hào)的處理規(guī)定是為了在實(shí)數(shù)的范圍內(nèi)運(yùn)算求解,這樣可以得到清晰的物理圖像。

這樣,由勒讓德橢圓積分所確定的收歛條件可寫成 A+B+C≥ 0。它具有極其簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)形式,決定了運(yùn)動(dòng)的形態(tài)規(guī)律性??梢栽谛挝豢臻g的4個(gè)方位上給出。

這3個(gè)常數(shù)由于具有相同的量綱,可以約化,構(gòu)成表達(dá)式中的無(wú)量綱參數(shù)。

進(jìn)一步的分析標(biāo)明,這3個(gè)無(wú)量綱參數(shù)間存在著一定的數(shù)量比例關(guān)系,而且這種比例關(guān)系是有一個(gè)界限的,對(duì)應(yīng)著運(yùn)動(dòng)的形式及其轉(zhuǎn)換。其物理意義是:當(dāng)系統(tǒng)的總能量為正時(shí),動(dòng)能大于勢(shì)能,動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)換,使系統(tǒng)的勢(shì)能的增加,伴隨著系統(tǒng)內(nèi)秉磁荷和質(zhì)量的增加,系統(tǒng)的收斂條件也在變化直至破壞,使得系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能之差值(即系統(tǒng)總能量)保持一定。這就是出現(xiàn)量子關(guān)系的本質(zhì),也是系統(tǒng)總能量守恒的本質(zhì)。(不僅總能量有量子性質(zhì),質(zhì)量和磁荷或電荷也相應(yīng)有量子性質(zhì))這種表現(xiàn)出量子關(guān)系的守恒的本質(zhì),不僅是同屬機(jī)械能的動(dòng)能和勢(shì)能之間轉(zhuǎn)換,同時(shí)也伴隨著能量同質(zhì)量,以及機(jī)械能同電磁能之間的轉(zhuǎn)換,體現(xiàn)了機(jī)械運(yùn)動(dòng)和電磁運(yùn)動(dòng)之間有著內(nèi)在的統(tǒng)一性。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的形式,歸根到底,是能量質(zhì)量和磁荷這三大要素相互之間的轉(zhuǎn)換。物質(zhì)運(yùn)動(dòng)是確定的,包括在能級(jí)轉(zhuǎn)換過(guò)渡過(guò)程的運(yùn)動(dòng)參數(shù)也是可以計(jì)算的,轉(zhuǎn)換軌道是確定的。也就是說(shuō),包括微觀在內(nèi),運(yùn)動(dòng)也是連續(xù)性的。

進(jìn)一步的分析還表明,當(dāng) A+B+C=0時(shí),兩正交分量均對(duì)應(yīng)著最小哈密頓作用量。在這種情況下,橢圓積分退化,最終都可以得到三角函數(shù)形式的解,兩個(gè)分量轉(zhuǎn)化為圓周率π和自然對(duì)數(shù)e的關(guān)系式。兩個(gè)分量共同決定了軌道的形態(tài),(是否具有周期性而閉合,是向外擴(kuò)展,還有向內(nèi)收縮)決定了系統(tǒng)是聚合還是分裂。在周期運(yùn)動(dòng)情況下,根據(jù)軌道的連接和轉(zhuǎn)換條件,可以確定這三個(gè)無(wú)量綱參數(shù)的比值和極限值,若取基數(shù)的絕對(duì)值均為1,總能量數(shù)A最大可為9,總質(zhì)量數(shù)B最大為10,總磁荷數(shù)最大為10。(均為絕對(duì)值)而且,這三個(gè)無(wú)量綱參數(shù)具有特定的奇偶性質(zhì),符號(hào)為正時(shí)為奇數(shù)1—3—5—7—9,符號(hào)為負(fù)時(shí)為偶數(shù)2—4—6—8—10,這是因?yàn)樵诔霈F(xiàn)正的偶數(shù)和負(fù)的奇數(shù)時(shí)相應(yīng)的對(duì)偶關(guān)系發(fā)生了倒轉(zhuǎn),使原有的符號(hào)變號(hào),能級(jí)相應(yīng)錯(cuò)動(dòng),故正數(shù)只能是奇數(shù),負(fù)數(shù)只能為偶數(shù)。方程的解由這三組具有奇偶性質(zhì)的無(wú)量綱參數(shù)決定,是確定的,多值的。每組無(wú)量綱參數(shù)所對(duì)應(yīng)的軌道參數(shù)和動(dòng)量(角動(dòng)量)速度(角速度)以及于同總能量和速度質(zhì)量磁荷等有關(guān)的所有無(wú)量綱常數(shù)的也都是可確定的。每個(gè)層面也都是如此,具有相似性。以上的結(jié)果充分體現(xiàn)了大自然規(guī)律的簡(jiǎn)潔和諧之美。

由此,可以對(duì)西方近現(xiàn)代物理學(xué)的一些基本問(wèn)題或基本概念給出一個(gè)統(tǒng)一的本質(zhì)性的解釋,包括普朗克常數(shù) 電子電荷玻爾和索末菲的軌道理論 光譜的各級(jí)結(jié)構(gòu)

德布羅意物質(zhì)波 薛定鍔方程及其波函數(shù)和狄拉克方程相對(duì)論等等,并可以通過(guò)對(duì)王錫玉先生直接根據(jù)易經(jīng)思維提出來(lái)的元素全周期新表的周期性規(guī)律和電子層的精細(xì)結(jié)構(gòu)規(guī)律同以上數(shù)理分析結(jié)果相對(duì)照以做更進(jìn)一步的驗(yàn)證。[注3 ]

2.對(duì)哈密頓系統(tǒng)擴(kuò)充的依據(jù)和結(jié)果

以上是規(guī)定系統(tǒng)的總能量為正,也就是動(dòng)能大于勢(shì)能的情況。這是最初建立分析動(dòng)力學(xué)的基本方法時(shí)就規(guī)定的,這是同牛頓在總結(jié)開普勒伽利略等前人對(duì)太陽(yáng)系行星的觀測(cè)事實(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上所建立的運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律的結(jié)果相對(duì)應(yīng)。但實(shí)際上,總能量既然是動(dòng)能同勢(shì)能之差,也應(yīng)當(dāng)是可以為負(fù)的,即勢(shì)能大于動(dòng)能的情況。且不說(shuō)從哲學(xué)的觀點(diǎn)看是合理的,在物理意義上和數(shù)學(xué)意義上也都應(yīng)是可能成立的。在引入排斥分量后,磁荷極性也可以使勢(shì)能為負(fù),也可以表述為哈密頓量的形式,總能量就可以是負(fù)的。而且,從數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)看,既然總能量是作為積分常數(shù)得到的,那么就應(yīng)當(dāng)可正可負(fù)。由此可見,牛頓力學(xué)及其哈密頓方法所做的等效處理中對(duì)總能量為正的限定很可能不具有普適性;而且,哈密頓方法使用能量積分,可排除約束量,可使方程降階,可使計(jì)算簡(jiǎn)化,但也有不足,表現(xiàn)在速度或動(dòng)量的符號(hào)不易確定,開平方運(yùn)算有可能丟根。

因此,完全有理由在哈密頓系統(tǒng)中做總能量為負(fù)值的擴(kuò)充,這樣一來(lái),又可以得到4組方程解。加上總能量為正值的4組方程解,共有8組方程解,可以對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)給出一個(gè)全面完整的統(tǒng)一描述。

這個(gè)包括總能量為負(fù)值的全部8組方程解,實(shí)際上就是愛因斯坦追求的統(tǒng)一場(chǎng)論的現(xiàn)代解析形式??梢詫?duì)核內(nèi)層面和宇宙學(xué)問(wèn)題給出全新解釋,也已經(jīng)為很多現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)結(jié)果所證實(shí)。[注4 ]

3.證明物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的確定性原則的科學(xué)意義

這里要強(qiáng)調(diào)的是證明運(yùn)動(dòng)的確定性原則的科學(xué)意義。須知,盡管西方近現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展了五六百年,并且取得了令人矚目的成就,但在更深層面上已經(jīng)遭遇了嚴(yán)重的困難。[注5 ] 其主要原因,就是基礎(chǔ)不牢固,對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的確定性原則這一科學(xué)和哲學(xué)上的最重要最基本問(wèn)題至今并沒有得到解決。

這實(shí)際上是老問(wèn)題,從上個(gè)世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)量子以來(lái)就出現(xiàn)了。最先是玻爾在他提出的原子的軌道模型中引入量子化假設(shè),極其成功的解釋了光譜的不連續(xù)結(jié)構(gòu),由此也誤導(dǎo)出微觀世界粒子運(yùn)動(dòng)是不連續(xù)的認(rèn)識(shí),由于對(duì)量子特征的本質(zhì)認(rèn)識(shí)有限,以致于又出現(xiàn)了對(duì)量子力學(xué)基本方程中的波函數(shù)解釋的激烈爭(zhēng)論,爭(zhēng)論焦點(diǎn)是確定性原則,實(shí)際上同對(duì)運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和量子的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)緊密相關(guān),應(yīng)同屬一個(gè)問(wèn)題。30年代以來(lái)愛因斯坦等同玻爾為首的哥本哈根學(xué)派就量子力學(xué)的一些基本問(wèn)題展開激烈的爭(zhēng)論,至今也沒有結(jié)果。兩位科學(xué)大師都聲名顯赫,前者創(chuàng)建了相對(duì)論,對(duì)早期量子論的發(fā)展也有很大貢獻(xiàn),后者主導(dǎo)了量子力學(xué)的建立。他們創(chuàng)建的相對(duì)論和量子力學(xué)至今仍被認(rèn)為是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱,但前者堅(jiān)持的確定性原則同后者的非確定性的幾率解釋又是水火不相容,這不能不使人懷疑現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。[注6 ]

正是因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題太重要了,在當(dāng)前物理學(xué)面臨困境的時(shí)候,2000年,美國(guó)一批看好超弦理論的物理學(xué)家提出“困擾世界的10大物理學(xué)難題”,其中,第一個(gè)問(wèn)題就是:“表達(dá)物理世界特征的所有(可測(cè)量的)無(wú)量綱參數(shù)原則上是否都可以推算,或者是否存在一些僅僅取于歷史或量子力學(xué)偶發(fā)事件,因而也是無(wú)法推算的參數(shù)?”這是由組織者之一,因夸克漸進(jìn)自由研究獲得2004年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的戴維.格羅斯所命題的。《紐約時(shí)報(bào)》知名的科學(xué)記者喬治.約翰遜在報(bào)道中對(duì)這第一個(gè)問(wèn)題進(jìn)一步作了展開說(shuō)明:“愛因斯坦的表述更為清楚:上帝在創(chuàng)造宇宙時(shí)是否有選擇?想象上帝坐在控制臺(tái)前,準(zhǔn)備引發(fā)宇宙大爆炸?!以摪压馑俣ㄔ诙嗌伲俊以撟屵@種叫電子的小粒子帶多少電荷?’ ‘我該把決定量子大小的普朗克常數(shù)定在多大?’‘上帝是不是為了趕時(shí)間而胡亂抓來(lái)幾個(gè)數(shù)字?抑或這些數(shù)值必須如此,因?yàn)槠渲猩钐N(yùn)著某種邏輯?”[ 注7 ]

我認(rèn)為,通過(guò)以上理論模型的數(shù)學(xué)物理分析,如果推導(dǎo)計(jì)算正確無(wú)誤的話,這第一個(gè),也是最根本的問(wèn)題已經(jīng)解決了。按照這一思路,下面的其余問(wèn)題,也都可以給出統(tǒng)一解釋的。近期,美國(guó)能源部和國(guó)家科學(xué)協(xié)會(huì)組織一批物理和天文學(xué)家又提出了類似的“宇宙11大關(guān)鍵問(wèn)題”,英《新科學(xué)家》雜志也提出的“13個(gè)反??茖W(xué)現(xiàn)象”,其中除兩條超出物理范圍的問(wèn)題之外,也都是可以解釋的。[ 注8 ]

這一理論模型的全部結(jié)果是宇宙物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的全面完整系統(tǒng)的描述。其中,總能量取正值的情況,就能夠?qū)ξ鞣浇F(xiàn)代物理學(xué)一些基本問(wèn)題給出統(tǒng)一解釋,這也就是西方科學(xué)現(xiàn)在所達(dá)到的層次;而總能量取負(fù)值的情況,正對(duì)應(yīng)著核內(nèi)和宇宙問(wèn)題,也恰恰是西方科學(xué)受阻的問(wèn)題。這表明西方近現(xiàn)代科學(xué)僅在不同程度上解決了總能量為正情況下的一些局部問(wèn)題,在原子核外電子層面和地球上宏觀物體的運(yùn)動(dòng)以及太陽(yáng)系內(nèi)行星運(yùn)動(dòng)等方面,相對(duì)比較成功;而對(duì)核內(nèi)和超出太陽(yáng)系范圍的宇宙問(wèn)題,還沒有找到好辦法。西方科學(xué)還遠(yuǎn)沒有形成完整的科學(xué)體系。

我們?cè)賮?lái)用這同一個(gè)尺度看看中國(guó)的科學(xué)文化。下面的分析表明,這一理論模型的數(shù)理分析結(jié)果同易經(jīng)的卦象是一一對(duì)應(yīng)的,同易經(jīng)道德經(jīng)等典籍的文字解釋也一一相符。表明易經(jīng)的科學(xué)層次深度,已經(jīng)包括了西方近現(xiàn)代科學(xué)所達(dá)到的程度,這就是上面所提到的易經(jīng)同西方科學(xué)的相通之處。僅就這一點(diǎn),用來(lái)說(shuō)明易經(jīng)的科學(xué)性,已經(jīng)是足夠了的。


由數(shù)學(xué)物理分析結(jié)果看易經(jīng)的科學(xué)性

以上介紹的新理論模型是對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一描述,最終的形式是由3組無(wú)量綱參數(shù)按一定規(guī)律的簡(jiǎn)單組合來(lái)確定。發(fā)現(xiàn)這3組數(shù)字同易經(jīng)先天太極八卦圖的圖形和卦象符號(hào)有著一一的對(duì)應(yīng)關(guān)系,吻合得相當(dāng)好。由于這3組無(wú)量綱參數(shù)是通過(guò)數(shù)理分析嚴(yán)格推導(dǎo)出來(lái)的,有著極其明確清晰的數(shù)學(xué)物理意義,這就找到了一個(gè)分析認(rèn)識(shí)易經(jīng)科學(xué)本質(zhì)的實(shí)實(shí)在在的切入點(diǎn),通過(guò)這種對(duì)應(yīng)關(guān)系,再結(jié)合易經(jīng)典籍的說(shuō)明,易經(jīng)的卦象的數(shù)學(xué)物理本質(zhì)規(guī)律也就清楚了。



關(guān)于易經(jīng),從歷史到現(xiàn)在,各種典籍著作浩如煙海,學(xué)派林立,材料不一。這里是根據(jù)朱熹《周易本義》和傳為孔子所作的易傳。很可能,這是流傳下來(lái)的相對(duì)比較完整系統(tǒng)并解釋的比較清楚合理的易經(jīng)典籍了。國(guó)內(nèi)有出版發(fā)行。[注8 ]             以下先確定對(duì)應(yīng)關(guān)系,再作比較分析。



1.物理意義的對(duì)應(yīng)關(guān)系

易經(jīng)八卦圖由次序圖和方位組成。在方位圖中整個(gè)圖形由陰陽(yáng)太極相擁抱,象征著宇宙物質(zhì)“一陰一陽(yáng)之謂道”的物理本質(zhì);與此對(duì)應(yīng)的是在理論模型中引入排斥分量來(lái)體現(xiàn)這一本質(zhì)特征。


如果顧名思義,次序圖和方位圖應(yīng)能體現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和空間特征的。理論模型所描述正是時(shí)空特性而別無(wú)其他。兩者也是一致的。這種時(shí)空特性的具體變化規(guī)律性需要將無(wú)量綱參數(shù)及其所對(duì)應(yīng)的空間方位同卦象符號(hào)和卦象的方位從局部到整體進(jìn)行對(duì)照比較和分析。


2.卦象符號(hào)同新理論模型無(wú)量綱參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

在易經(jīng)的八卦方位圖上,卦象符號(hào)表示在這一方位上的數(shù)量特征。卦象符號(hào)用“爻”符號(hào)組成,陽(yáng)爻畫為“—” ,陰爻畫為“――”;由三爻重疊,表示三組陰陽(yáng)數(shù)。在八卦次序圖更清楚地反映出這三組陰陽(yáng)數(shù)是按兩儀 四象八卦的轉(zhuǎn)換次序,各自具有的不同跨度。將方位圖同次序圖一起同數(shù)理分析得到的3組無(wú)量綱參數(shù)進(jìn)行對(duì)照比較,可以確定八卦圖兩儀上的陰陽(yáng)數(shù)對(duì)應(yīng)著數(shù)理分析的總能量數(shù)A,在四象上的陰陽(yáng)數(shù)對(duì)應(yīng)著總磁荷數(shù)B,而在八卦上的陰陽(yáng)數(shù)對(duì)應(yīng)著總質(zhì)量數(shù)C。在在卦象符號(hào)上,兩儀陰陽(yáng)數(shù)在下爻位,四象陰陽(yáng)數(shù)在中爻位,而八卦陰陽(yáng)數(shù)在上爻位。這就明顯看出由畫爻組成的卦象符號(hào)是具有的對(duì)應(yīng)的物理學(xué)意義:在卦象符號(hào)中,總能量數(shù)為本,起主導(dǎo)作用,是基礎(chǔ),故位于底位;總質(zhì)量數(shù)受制于總能量數(shù),處于被動(dòng)從屬地位,故處于作為基礎(chǔ)的總能量數(shù)所對(duì)應(yīng)的上方位;而總磁荷數(shù)夾在中間,在能量同質(zhì)量的轉(zhuǎn)換中找平衡,畫爻對(duì)應(yīng)的是總磁荷數(shù)。

由此可斷定易經(jīng)卦象符號(hào)的每一個(gè)畫爻位置所對(duì)應(yīng)的新理論模型的無(wú)量綱參數(shù),以及它們之間轉(zhuǎn)換的物理性質(zhì),它們表示的都是物質(zhì)運(yùn)抵的三大自然要素:能量質(zhì)量和磁荷相互間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,是一一對(duì)應(yīng)的。

但具體這種轉(zhuǎn)換方向(是增是減)和具體數(shù)量還需要由方位來(lái)確定,這就是以下所述的八卦方位圖中的卦象同無(wú)量綱參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,它的每位畫爻的正負(fù)號(hào)和方位角有關(guān),都是確定的。物理圖象也是十分清晰的。

3.方位圖上卦象同理論模型無(wú)量綱參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

乾卦:三爻均為陽(yáng),即 +A +B +C ,方位角0度;

坤卦:三爻均為陰,即 ―A ―B ―C ,方位角180度;

乾為天,象征著由太陽(yáng)那里有能量;坤為地,等待接受太陽(yáng)的能量。

兌卦: 兩陽(yáng)一陰,即 +A +B -C , 總質(zhì)量數(shù)減少,方位角在0—45度之間,“兌”有開通和兌現(xiàn)之意,可澤潤(rùn)大地成澤,可使萬(wàn)物喜悅。故兌為說(shuō)(悅)。

離卦:兩陽(yáng)夾一陰,即 +A -B +C ,總磁荷數(shù)減少,總質(zhì)量數(shù)增加,方位角以90度為中心在兌卦和震卦的方位間的震蕩?!半x”有軌道向外擴(kuò)展之意。在陽(yáng)儀中質(zhì)量能量轉(zhuǎn)換加熱空氣。故離為火。火勢(shì)是向上的,與“離”向外擴(kuò)展軌道之意相符。

震卦:一陽(yáng)兩陰,即 +A -B -C , 總磁荷數(shù)總質(zhì)量數(shù)均減少,方位角在135—180度,陽(yáng)同陰相遇放電使大地震動(dòng)并伴隨有雷雨電。震卦由此而名。

乾兌離震為陽(yáng)儀,系統(tǒng)的總能量為正值,即動(dòng)能大于勢(shì)能。對(duì)應(yīng)正磁荷。構(gòu)成4組陽(yáng)卦。巽坎艮坤為陰儀,系統(tǒng)的總能量為負(fù)值,即勢(shì)能大于動(dòng)能。對(duì)應(yīng)負(fù)磁荷。構(gòu)成4組陰卦。注意:陰陽(yáng)儀兩組卦互為對(duì)卦,所描述的粒子是反極性的,方位角畫成軸對(duì)稱,實(shí)際上對(duì)所描述的粒子的方位而言是重合的。

巽卦:一陰兩陽(yáng),即 -A +B +C ,總磁荷數(shù)總質(zhì)量數(shù)均增加,震向巽質(zhì)量能量轉(zhuǎn)換,會(huì)使巽引起向下的旋轉(zhuǎn)氣流。故巽為風(fēng)。

坎卦:兩陰夾一陽(yáng),即 -A +B -C ,總磁荷數(shù)增加,總質(zhì)量數(shù)減少,在陰儀中質(zhì)能轉(zhuǎn)換,生成水。故坎為水,

艮卦:兩陰一陽(yáng),即 -A -B +C,總磁荷數(shù)減少,總質(zhì)量數(shù)增加,由陽(yáng)卦轉(zhuǎn)移質(zhì)能量,動(dòng)能減少,勢(shì)能增加,但有限制,就象被山阻隔。故艮為山。

4.易經(jīng)論述與新理論模型數(shù)學(xué)物理分析注釋

這八個(gè)卦象具有的個(gè)體和整體性質(zhì)如何?是如何相互作用的呢?其科學(xué)意義如何?為防止斷章取義,下面整段引用易經(jīng)系辭和說(shuō)卦傳的論述,并用數(shù)理分析的結(jié)果重新進(jìn)行注釋,從中可進(jìn)一步領(lǐng)悟其本質(zhì)。

是故,易有太極,是生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦,八卦定吉兇,吉兇生大業(yè)。

新注釋:

因此,易(即對(duì)自然規(guī)律的描述,同“道”意思相同)有陰陽(yáng)兩極,稱為“太極”,太極生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦。八卦決定了自然或人事的吉兇,吉兇造就了自然或社會(huì)的形勢(shì)。

注意:孔子作易的系辭和說(shuō)卦,沒見有圖,(也可能當(dāng)時(shí)有,沒流傳下來(lái))至到[宋]朱熹的《周易本義》才有易圖面世。結(jié)合八卦次序圖,再對(duì)照方位圖,就很清楚陰陽(yáng)轉(zhuǎn)換的脈絡(luò):“儀”對(duì)應(yīng)著總能量數(shù)A,“象”對(duì)應(yīng)著總磁荷數(shù)B,“卦”對(duì)應(yīng)著總質(zhì)量數(shù)C,它們各有陰陽(yáng)之分和不同的轉(zhuǎn)換跨度。上面所述的卦象符號(hào)同理論模型的無(wú)量綱參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系就是由這一段論述和八卦次序圖共同確定的。

乾,鍵也;坤,順也;震,動(dòng)也;巽,入也;坎,陷也;離,麗也;艮,止也;兌,說(shuō)也。

新注釋:

乾為天,是天地間質(zhì)量能量轉(zhuǎn)換的主導(dǎo)方面,故為“健”。(地球的“天”就是太陽(yáng),它向地球空間輻射大量光和熱以及高能粒子流,后者已為大量現(xiàn)代科學(xué)觀測(cè)所發(fā)現(xiàn),會(huì)對(duì)地球的大氣活動(dòng)和地質(zhì)活動(dòng)以及生態(tài)造成巨大影響,這一點(diǎn)尚未被現(xiàn)代學(xué)界所認(rèn)識(shí)。)坤為地,它順從天的規(guī)律,接受來(lái)自天的質(zhì)量和能量,故為“順”。震是陽(yáng)儀向陰儀進(jìn)行天地間質(zhì)能轉(zhuǎn)換的交界點(diǎn),會(huì)引發(fā)大地的動(dòng)蕩(地震和火山爆發(fā))和大氣的擾動(dòng),故為“動(dòng)”。巽是陰儀的起點(diǎn),開始接受來(lái)自陽(yáng)儀的質(zhì)量和能量,傳輸方向是向地內(nèi)的,故為“入”??彩顷巸x中的質(zhì)量能量的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)換,有水生成,軌道下陷形成海盆或湖盆,故為“陷”。離是陽(yáng)儀中的質(zhì)量能量的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)換,有火生成,軌道擴(kuò)展,轉(zhuǎn)換過(guò)程相對(duì)比較平緩,風(fēng)和日麗,故為“麗”。艮為陰儀的終點(diǎn),陽(yáng)儀向陰儀的質(zhì)量能量轉(zhuǎn)換到此為止,故為“止”。兌為陽(yáng)卦的始點(diǎn),大地開始復(fù)蘇,萬(wàn)物皆大歡喜,故為“說(shuō)”(“悅“)。

雷以動(dòng)之,風(fēng)以散之,雨以潤(rùn)之,日以暄之,艮以止之,兌以說(shuō)之,乾以君之,坤以藏之。

新注釋:

震為雷,震動(dòng)大地,擾動(dòng)大氣,激勵(lì)風(fēng)云;巽為風(fēng),同震卦進(jìn)行質(zhì)能轉(zhuǎn)換,重新建立平衡,相互作用之勢(shì)減弱;(震巽兩卦間的大氣運(yùn)動(dòng),是在很大空間跨度的具有電磁作用下的質(zhì)能轉(zhuǎn)換,在衛(wèi)星云圖上往往形成了一個(gè)跨越上千公里S形曲線運(yùn)動(dòng)軌跡。地震 火山 大氣活動(dòng) 氣象變化,都是由于雷電的驅(qū)動(dòng),是電磁性質(zhì)的,臺(tái)風(fēng) 龍卷氣旋的螺旋形運(yùn)動(dòng)軌跡只有在電磁場(chǎng)中才能形成,用電磁理論解釋是最簡(jiǎn)單明了的了。當(dāng)代氣象學(xué) 大氣物理學(xué)以及地震學(xué)研究必須吸收電磁學(xué)高能物理和空間物理的成果和方法,在新理論指導(dǎo)下進(jìn)行根本性的改造。)坎為水,形成海洋湖泊進(jìn)而轉(zhuǎn)化成云雨滋潤(rùn)著大地;離為火,使天空和大地溫暖,風(fēng)和日麗;艮為天地間質(zhì)能轉(zhuǎn)換的終點(diǎn),到此為止;兌為轉(zhuǎn)換的起點(diǎn),萬(wàn)物悅之;乾為天為陽(yáng),主宰大地,如君臨天下;坤為地為陰,接受來(lái)自天的動(dòng)能最終轉(zhuǎn)換為勢(shì)能(磁荷)收藏起來(lái)。(我們所熟知的核能就是這樣在天地物質(zhì)生成之時(shí)就儲(chǔ)藏在原子核內(nèi)部的,只不過(guò)在常規(guī)條件下很難釋放出來(lái)而已;而天然有機(jī)化合物礦物的能量也是這樣儲(chǔ)藏的。)

天地定位,山澤通氣,雷風(fēng)相薄,水火不相射,八卦相錯(cuò),數(shù)往者順,知來(lái)者逆;是故,易逆數(shù)也。

新注釋:

天地即乾坤,處于全陽(yáng)或全陰,孤陰不生,獨(dú)陽(yáng)不長(zhǎng),只起定位作用。數(shù)理分析表明,陰陽(yáng)兩卦分別位于形位空間180度和0度方位,實(shí)際上處于暫時(shí)的平衡狀態(tài),能量再大,也不能運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行質(zhì)能轉(zhuǎn)換。但這個(gè)平衡是不穩(wěn)定的,稍有擾動(dòng)就失去平衡,開始運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。山是艮,為陰卦,是陽(yáng)儀向陰儀質(zhì)能轉(zhuǎn)換的終點(diǎn);澤是兌,為陽(yáng)卦,是陽(yáng)儀最終向陰儀開始質(zhì)能轉(zhuǎn)換的起點(diǎn),兩卦通“氣”意思是有質(zhì)量能量物質(zhì)流相通。這里的“氣”同現(xiàn)代物理學(xué)中的場(chǎng)的概念接近。雷是震,為陽(yáng)儀終點(diǎn);風(fēng)是巽,為陰儀的起點(diǎn)。兩卦陰陽(yáng)大碰橦,會(huì)在大地和大氣中引發(fā)激烈振蕩,隨著質(zhì)能轉(zhuǎn)換達(dá)到新的平衡,兩卦相互激勵(lì)作用之勢(shì)趨于平緩,故為“相薄“。水是坎,生水,為陰儀中的質(zhì)能轉(zhuǎn)換;火是離,生火,為陽(yáng)儀中的質(zhì)能轉(zhuǎn)換。兩卦各在自己所在的儀區(qū)中轉(zhuǎn)換,互不影響,故“不相射”。八卦不是孤立的,而是相互交錯(cuò)。這是因?yàn)?,在坎離間沒有直接的質(zhì)能轉(zhuǎn)換,兩儀間的轉(zhuǎn)換是在震巽卦間進(jìn)行正粒子的質(zhì)能轉(zhuǎn)換,或在兌艮間進(jìn)行反粒子的質(zhì)能轉(zhuǎn)換,故為“相錯(cuò)”。想知道過(guò)去的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),順著八卦的方向后推,而想預(yù)測(cè)未來(lái),就逆著八卦方向往前推。因此,易是可以通過(guò)順和逆來(lái)追溯往事和預(yù)測(cè)未來(lái)的。

以上是易經(jīng)的綜合論述,是以同人類生活和生產(chǎn)緊密相關(guān)的大自然的本質(zhì)為對(duì)象的,是用卦象的符號(hào)或概念來(lái)論述的。而卦象的數(shù)學(xué)物理意義已經(jīng)通過(guò)現(xiàn)代西方科學(xué)的數(shù)理分析方法得到確認(rèn)。由此完全可以得出:易經(jīng)是科學(xué)的,而且易經(jīng)對(duì)自然規(guī)律認(rèn)識(shí)的整體性系統(tǒng)性和層次深度,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出西方科學(xué)目前所達(dá)到的水平。

除了典籍文獻(xiàn)外,還有很多極其珍貴的考古文物證據(jù),如安徽凌家灘出土的八卦玉片,遼寧小河沿等地出土的彩陶器,等等,都充分表現(xiàn)了易經(jīng)的科學(xué)主題。至于在文化藝術(shù)和古建筑中表現(xiàn)易經(jīng)科學(xué)主題的則比比皆是,如大家熟知的“二龍戲珠”,就是一幅表現(xiàn)能量-磁荷-質(zhì)量三大自然要素之間相互轉(zhuǎn)換引發(fā)風(fēng)云變幻的生動(dòng)圖象,是科學(xué)和藝術(shù)完美結(jié)合的上佳之作,也只有中華傳統(tǒng)文化所具有的豐厚底蘊(yùn)和深刻內(nèi)涵才有如此高度完美的結(jié)合。[注9 ]

綜合以上論述,易經(jīng)的太極八卦圖卦象及其文字說(shuō)明是宇宙物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的最全面最完整最系統(tǒng)的統(tǒng)一描述,是完全科學(xué)的,所表達(dá)的認(rèn)識(shí)層次和深度,要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前西方現(xiàn)有水平。而且,易經(jīng)的描述,僅用一個(gè)圖形,就把物質(zhì)世界的本質(zhì)性規(guī)律:陰陽(yáng)之道,陰中有陽(yáng),陽(yáng)中有陰,陰陽(yáng)互易,此消彼長(zhǎng),順逆有序,聚裂合分有數(shù),大道至簡(jiǎn),等等,表現(xiàn)得淋漓盡致,維妙維悄,絲絲入扣,形象生動(dòng),體現(xiàn)出科學(xué)和藝術(shù)的完滿結(jié)合。如此高度統(tǒng)一的科學(xué)文化水準(zhǔn),只能是超出西方科學(xué)思維的更高級(jí)思維的結(jié)果。易經(jīng)是中華民族乃至全人類的科學(xué)文明的瑰寶。
                   結(jié)語(yǔ) 

本文用現(xiàn)代科學(xué)的數(shù)理分析方法建立新物理模型,由于融入了易經(jīng)的陰陽(yáng)之道思想,引進(jìn)了斥力分量,所得到的結(jié)果可以對(duì)物理學(xué)基本問(wèn)題給出更深層次的統(tǒng)一的解釋,也同易經(jīng)卦象一一對(duì)應(yīng),有力地證實(shí)了易經(jīng)的科學(xué)性本質(zhì)。這對(duì)認(rèn)識(shí)東西方科學(xué)文化的地位,對(duì)認(rèn)識(shí)中華民族實(shí)現(xiàn)科學(xué)文化復(fù)興的可能性和歷史必然性,對(duì)認(rèn)識(shí)以中為體中西融合互補(bǔ)的現(xiàn)實(shí)性可行性,提供了科學(xué)依據(jù)。

本文的方法,將有力地促進(jìn)自然科學(xué)新理論體系的建立以及人與自然的和諧關(guān)系的確立,具有極其廣泛的應(yīng)用前景。希望能首先對(duì)加速我國(guó)的科技發(fā)展并在短時(shí)期內(nèi)重新確立世界科技領(lǐng)先地位起到積極推動(dòng)作用。

最后做兩點(diǎn)說(shuō)明:

其一,易經(jīng)博大精深,對(duì)其本質(zhì)的認(rèn)識(shí),遠(yuǎn)不是這些文字就能概全說(shuō)透的,限于篇幅,對(duì)河圖洛書 大衍之?dāng)?shù) 五行 六十四卦后天八卦等重要問(wèn)題,只好留到以后再談了。好在這些問(wèn)題還不致于影響到對(duì)易經(jīng)科學(xué)性的證明。

其二,通過(guò)以上論證,我認(rèn)為,易經(jīng)的本質(zhì),首先是“天道”,是對(duì)自然的描述,是科學(xué)。這是第一性的。而對(duì)易經(jīng)的人文意義方面,“人道”服從于“天道”,應(yīng)是屬第二性的。這在易經(jīng)和道德經(jīng)中都有明確論述。這兩篇有代表性的典籍應(yīng)是對(duì)由至少六七千年前的伏羲時(shí)代就已經(jīng)形成的《易》的解釋,由于當(dāng)時(shí)正處于周王朝解體后開始重組的社會(huì)動(dòng)蕩時(shí)期,他們?cè)谝捉?jīng)和道德經(jīng)中更多談?wù)摰氖桥c治國(guó)有關(guān)的“人道”,這是符合社會(huì)發(fā)展需要的,而在“天道”方面又不可能像這里講得透徹,致使后人對(duì)易經(jīng)的科學(xué)第一性本質(zhì)的認(rèn)識(shí)逐漸被淡化?,F(xiàn)在我們找回了易經(jīng)的科學(xué)本質(zhì)并確認(rèn)了易經(jīng)的科學(xué)性為第一性質(zhì),其人文社會(huì)意義也就更好談了??偟膩?lái)看,易經(jīng)應(yīng)是科學(xué)的整體系統(tǒng)性和人文的先進(jìn)性的高度統(tǒng)一,是中華民族的生存之道和立國(guó)之本。但其科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)被漫長(zhǎng)歷史歲月塵封所淡化,其人文社會(huì)意義方面又因?yàn)槭タ茖W(xué)本質(zhì)的依托而在不同程度上被誤讀和人為曲解。因此,對(duì)易經(jīng)需要重新認(rèn)識(shí),正本清源。這也就需要科學(xué)和人文結(jié)合起來(lái)研究才成。

[注解暫略]
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