动力实体能 / 宇宙物质成因... / 韩行高:从现代数学物理分析结果看易经的...

0 0

   

韩行高:从现代数学物理分析结果看易经的科学性基础

2017-12-08  动力实体能

这是韩行高先生的一篇重要文章,在其中首次发表了基于易经思想的包含总磁荷数(A= 2 G g)、总能量数(B=ER)、总质量数(C=α/2mR)这三大无量纲参数组成的宇宙物质大统一方程(A+B+C≥ 0,即2 Gg+ER+α/2mR≥0)。


摘要:本文用现代数学物理分析方法,以能量守恒与转换定律以及库仑定律为基础,建立有心力场电磁相互作用理论模型,并自洽的引入排斥分量和合理扩充哈密顿量,得到确定性的轨道方程和动量方程的实数解,并根据系统的收敛条件得到由系统的总磁荷数、总能量数、总质量数这三大无量纲参数组成的代数式,由此可确定系统稳定周期运动的有界的多值解,可分别表述为不同系统方位角下的8组方程——这就是宇宙物质大统一方程,其中的三大无量纲参数就是量子数。令人惊奇的是,8组宇宙大统一方程竟然同易经的八卦次序图和方位图一一对应,其中卦象的三爻正对应着系统的总磁荷、总能量和总质量这三大无量纲参数。其确切的物理意义、确定的有界有序的数量特征和易传的说辞充分表明,易经八卦就是宇宙大统一数学物理方程的图符模式,卦爻表述的就三大无量纲参数的量子数,是现代科学尚未达到的认识层次。现代宇宙大统一理论的建立和易经科学本质的确证,必将对21世纪科技革命和中华民族的复兴起到推动作用。

关键词:数学物理分析,哈密顿系统,大统一方程,易经,八卦

 

前言

自去年春天以来,关于东方科学文化和中华民族复兴以及易经对中华文化的影响等问题,成为科学文化界激烈争论的热点。这次争论的观点更鲜明,问题也越来越集中到对易经本质及其历史作用的认识和定位方面,十分具体。通过目前这场观点鲜明的争论,包括这次研讨会在内,只能使真理越辩越明,对发展科学和技术,推进中华民族历史复兴和人类文明的进步,有着重要的现实意义和深远的历史意义。

今天,在这里讨论中华文化与21世纪新文明这个主题,我要交流的是用现代数学物理分析的方法来研究易经的结果,这是我已故老师王锡玉先生的研究成果的深入和发展:他是通过对易经象数的领悟来分析处理现代科学问题的,实际上已经取得了实质性的突破,只不过目前尚未被接受认可。而我是用西方科学使用的数理分析方法,同时根据易经的阴阳辩证思维自洽地引入排斥分量,也得到了同样的结果。我们是在以不同的方式探索自然的本质,殊途同归,得到了对自然的更深层次的认识,证明了易经的科学性基础,同时也在一定程度和范围内找到了东西方科学和文化的相通之处。这将会引发很多科学文化和社会问题的思考。

王锡玉用易经思维分析处理现代科学问题的成果

王锡玉老师作为一个热爱科学并认同中华传统文化的普通中国人,一生都在研究易经,深偕其道。他以独特的思维方式,破解了易经的象数规律,并用来处理现代科学问题:他认为,易经卦象表示的具有阴阳属性的物质间相互作用在不同方位上所具有的互易交变的物理的和数量的特征,有其特殊结构和变化规律。并以大量翔实的图表展示并阐述这种规律。他认为,这一规律实际上就是拉普拉斯200年前提出的能够描述万物运动的“那一个单独的公式”,也是爱因斯坦研究大半生而未有结果的“统一场论”的图像。他在彻底破解易经卦象结构的物理数学特征的基础上,结合西方现代科学成果,建立了自然科学的全新理论体系。他首先对世界公认的现行元素周期表作了修正并提出宇宙元素全周期新表,对宇宙元素周期变化的整体规律性和周期终点予以确认,对未发现元素的电子层结构提出预见,这是用易经思维处理现代科学问题的一个成功的有说服力的范例。接着,他提出了宇宙元素基态核子全周期表和基态介核子全周期表,这是现代科学尚未形成系统的领域。进而,他对包括宏观天体和微观粒子在内的宇宙物质总体的演化模式给出全新的描述;对中子星、彗星、太阳、月球、地球的结构,以及地球大气和潮汐的物理过程、生态环境、气象和地质灾害的形成机理等也都给出全新的描述;对减灾防灾、能源和资源的开发利用提出了一些全新的建设性独创性的建议。 [注1]

这些统一性的全新观点更具科学合理性,很多已经被新近科学观测所证实。这些全新的应用方向,是直接应对人类所面临的现实危机,对实现可持续发展意义重大。可以说,王锡玉老师的研究结果已经达到了目前西方科学尚未达到的层次和深度广度,已经解决了物理学的基本问题,也找回了人类失去的文明。其重大意义和深远影响应是不言而喻的。

但是,现实的情况是,一般人习惯于西方科学思维方式,总觉得唯有西方那一套ABC才算得上是科学,而对于中华传统文化的独特的思维方式所领悟到的东西,尽管其结果更具科学合理性,但一般都很难接受,更何况还是远远超出西方的东西,更是难以置信。

那么,能不能将对易经的这些认识结果也表述为西方现代科学所用的数学物理分析形式呢?

从道理上讲,这应该是有可能的。

一方面,大家知道,西方科学研究是以逻辑推论和实验观测为基础手段,在微积分和分析力学建立之后,这种逻辑推理发展为数学物理分析的高级形式,(现在又称之为理论模型)用这种方法,成功地简化了对牛顿力学的表述,发展了经典力学;进而成功地建立了经典电磁学、经典热力学和相对论力学。在量子力学的新表述和现代场论的研究中也都不同程度的使用这种方法。西方科学尽管目前在更深入的层面上面临着严重的困难,但是它在一定的层次面上所取得的巨大成就应是不争的事实,这说明西方科学所使用的方法在一定程度和范围内还是相当成功有效的。

另一方面,大家知道,中华文明渊源流长。前几年搞的夏商周断代工程初步考证在4000年以上,而越来越多的考古新发现表明;中华文明至少应在近万年。中华文化是当今世界现存唯一的连续性文化;中华民族是最有顽强生命力的民族,曾几经危难而得以生存延续;中华民族更是智慧的民族,仅据李约瑟的考证,从15世纪中叶一直上推至公元前2世纪,中国在科学技术方面长期领先于世界…。为什么会是这样,这其中必然存在有丰厚的文化底蕴和深刻的科学内涵。

如果说,以逻辑推理或数学物理分析和实验观测为基础手段的西方近现代科学可以在一定程度和范围内正确地反映了自然的规律;而同样,如果以易经为代表的中华传统文化的内涵也可以反映出同一个自然的规律的话,那么,在两者之间必然有相通之处。寻找这个相通之处是我师从王锡玉先生10年来所做工作中最主要的一项,并已取得了肯定的积极性的结果,借此次研讨会的机会向与会的学者乃至整个科学界和文化界作一简单介绍。

一个新理论模型对物理学基本问题的统一解释

1.数学物理分析的结果

这里,按照西方科学所用数学物理分析方法,以能量守恒与转换定律以及库仑定律为基础,建立了一个可称之为“宇宙物质多层次有心力场电磁相互作用理论模型”。其中,电磁力统一表述为磁荷作用下由库仑定律所确定的平方反比力,在势能中自洽地引人了排斥成分,这是根据易经阴阳之道所做的关键性处理。所建立的哈密顿─雅可比方程是可积分的,有确定的轨道和动量(角动量)的实数解。其轨道方程解的结构由形位空间两个相互正交的第一类勒让德椭圆积分式组成,其收敛条件的数学结构极其简单,可表示为由3个常数组成的代数不等式。这3个常数分别是:

常数A= 2 G g

其中,G、g分别为力场中心和相互作用的轨道运动粒子所具磁荷绝对值。由于其原始的极性已体现在哈密顿量算式中了,剩下的是同方位的关系。这里的常数的符号由方位确定,在形位空间的第一象限为+,第二象限为-。这里可把常数A称之为总磁荷数。

常数B=E R

其中,E为系统总能量,系第一积分常数,R为中心核粒子半径。常数B的符号与总能量E相同,在原始的哈密顿原理已经把E限定为+,故B的符号为+。这里可把常数B称之为总能量数。

常数C=α/2mR

其中,α为第二积分常数,m为轨道粒子质量。常数C的符号与α相同并同粒子所处的方位有关。这里可把常数C称之为总质量数。

以上对符号的处理规定是为了在实数的范围内运算求解,这样可以得到清晰的物理图像。

这样,由勒让德椭圆积分所确定的收歛条件可写成代数式A+B+C≥0。它具有极其简洁的数学结构形式,决定了运动的形态规律性。可以分别在形位空间的4个方位上给出。由于每个常数的正负号可以确定,故收敛条件可以直接表示为算术式。

这3个常数由于具有相同的量纲,可以约化,构成表达式中的无量纲参数。

这里的哈密顿系统形位空间实际上就是同内核自转速度同步的旋转坐标系,应符合伽利略变换原则。

进一步的分析标明,这3个无量纲参数间存在着一定的数量制约关系,而且这种比例关系是有一个界限的,对应着运动的形式及其转换。其物理意义是:对应着特定磁荷极性的物质,当系统的总能量为正时,动能大于势能,(均为绝对值)动能向势能转换,使系统的势能增加,伴随着系统内秉磁荷和质量(即所俘获轨道粒子数)的变化,系统的收敛条件也在变化,直至破坏,致使系统的动能与势能之差值(即系统总能量)保持一定。这就是出现量子关系的本质,也是系统总能量守恒的本质。(不仅总能量有量子性质,质量和磁荷或电荷也相应有量子性质)这种表现出量子关系的守恒的本质,是同属机械能的动能和势能之间转换,同时也伴随着能量同质量之间以及机械能同电磁能之间的转换,体现了机械运动和电磁运动之间有着内在的统一性。物质运动的形式,归根到底,是磁荷、能量和质量这三大要素相互之间的转换。由于能量中所包括的势能同磁荷相关,因此物质运动形式的三大要素又可说成是质量能量转换,简称质能转换。物质运动是确定的,包括在能级转换过渡过程的运动参数也是可以计算的,转换轨道是确定的。也就是说,包括微观在内,运动在总体上也是连续性的,方程发散点对应着能级的转换或层面的转换。

进一步的分析还表明,当A+B+C=0时,两正交分量均对应着最小哈密顿作用量。在这种情况下,椭圆积分退化,最终都可以得到三角函数形式的解,两个分量分别转化为圆周率π和自然数e的关系式。两个分量共同决定了轨道的形态,(是否具有周期性而闭合,是向外扩展,还有向内收缩)决定了系统是聚合还是分裂。在得到周期运动的情况下,根据轨道的连接和转换条件,可以确定这三个无量纲参数的比值和极限值(可取基数的绝对值均为1);而且,无量纲参数还具有特定的奇偶特征和有界特征,为奇数1—3—5—7—9,最大数9;为偶数2—4—6—8—10,最大数10。方程的解由这三组具有奇偶性质的1——10的无量纲參数决定,是确定的,多值的,有界的,是有转换终点的。每组无量纲参数所对应的轨道参数和动量(角动量)、速度(角速度)、以及同总磁荷、能量、质量等有关的所有无量纲常数的也都是可确定的。每个层面都是如此,具有相似性并相互衔接。以上的结果充分体现了大自然规律的简洁和谐之美。

这样,新理论模型以能量守恒和转换定律和库仑定律为基础,自洽地引入排斥分量,通过用现代数学物理分析方法第一次严格地证明了运动的确定性和总体上的连续性以及运动在能级或层面转换过程中出现的发散条件,对量子、光速以及引力的本质给出了严格的数学证明和物理意义说明。由此,可以对西方近现代物理学的一些基本问题或基本概念给出一个统一的本质性的解释,包括普朗克常数、玻尔和索末菲的轨道理论、光谱的各级结构、德布罗意物质波、薛定锷方程及其波函数和狄拉克方程、相对论等等。这是在解决物质运动的确定性和连续性原则的基础上对西方近现代物理学的一个更深层次的认识。 [注2]

2.证明物质运动的确定性原则的科学意义

这里要强调的是证明运动的确定性原则的科学意义。这个问题是西方科学至今没有解决并使其发展受阻的一个重要基础性问题,从上个世纪初发现量子以来就凸现出来了。最先是玻尔在他提出的原子的轨道模型中引入量子化假设,极其成功的解释了光谱的不连续结构,但由此也误导出微观世界粒子运动是不连续的认识。由于对量子特征的本质认识有限,以至于又出现了对量子力学基本方程中的波函数解释的激烈争论,争论焦点是确定性原则,实际上同对运动的连续性和量子的本质的认识紧密相关。从上个世纪20年代后期以来爱因斯坦等同玻尔为首的哥本哈根学派就量子力学的一些基本问题展开激烈的争论,至今也没有结果。两位科学大师都声名显赫,前者创建了相对论,对早期量子论的发展也有很大贡献,后者主导了量子力学的建立。他们创建的相对论和量子力学至今仍被认为是现代物理学的两大支柱,但前者坚持的确定性原则同后者的非确定性的几率解释又是水火不相容,这不能不使人怀疑现代物理学的基础。[注5]

正是因为这个问题太关键太重要了,在当前物理学面临困境的时候,在世纪之交的2000年,美国一批看好超弦理论的物理学家提出了“困扰世界的10大物理学难题”,其中的第一个问题就是:“表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算,或者是否存在一些仅仅取于历史或量子力学偶发事件,因而也是无法推算的参数?”这是由超弦会议组织者之一,因夸克渐进自由研究后来获得2004年诺贝尔物理学奖的戴维.格罗斯所命题的。《纽约时报》知名的科学记者乔治.约翰逊在报道中对这第一个问题进一步作了展开说明:“爱因斯坦的表述更为清楚:上帝在创造宇宙时是否有选择?想象上帝坐在控制台前,准备引发宇宙大爆炸。‘我该把光速定在多少?’‘我该让这种叫电子的小粒子带多少电荷?’ ‘我该把决定量子大小的普朗克常数定在多大?’‘上帝是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字?抑或这些数值必须如此,因为其中深蕴着某种逻辑?”[注6]

我认为,上面的理论模型自洽地引入排斥分量的关键性处理结果,如果推导计算正确无误的话,这第一个也是最根本的问题已经解决了。由于对量子、光速、引力的本质和运动的确定性原则问题解决了,可以在原有理论的基础上更深入地认识处理原子核外电子和太阳系内宏观宇宙的问题了,但仍然不能很好地处理核内和更广范的宇宙学问题。看来,牛顿力学和与其等效的原始哈密顿方法的表述可能还有局限性,还有需要深入分析研究的必要。

3.对哈密顿系统扩充的依据和结果

以上应用的原始哈密顿系统规定系统的总能量为正,也就是动能大于势能的情况。这是最初建立分析动力学的基本方法时就规定的,这是同牛顿在总结开普勒、伽利略等前人对太阳系行星的观测事实的经验基础上所建立的运动三大定律和万有引力定律的结果相对应。但实际上,总能量既然是动能同势能之差,也应当是可以为负的,即势能大于动能的情况。且不说从哲学的观点看是合理的,在物理意义上也应是可能成立的:在引入排斥分量后,当磁荷极性倒转就可以使势能大于动能,总能量就为负,也可以表述为哈密顿量的形式。这实际上就是狄拉克的相对论性电子方程所出现的负能态解的情况,所对应的电子是具有反极性磁荷的电子——即正电子。反物质的存在及其所具有的反极性磁荷特征早以为大量实验所证实。既然反物质是客观存在,有实验基础,并且也可以表述为哈密顿量的形式,那么,就理应在哈密顿方法中占有位置。而且,从数学意义上看,既然总能量是作为积分常数得到的,那么也就应当可正可负。由此可见,牛顿力学及其原始哈密顿方法做等效处理中对总能量为正的限定并不具有普适性;而且,哈密顿方法使用能量积分,可排除约束量,可使方程降阶,可使计算简化。但原始哈密顿方法也有缺陷,表现在速度或动量的符号不易确定,开平方运算有可能丢根,所丢失的很可能就是反物质所具有的反向磁荷和总能量为负值时的解。

因此,完全有理由在原始哈密顿系统中做反向磁荷和总能量为负值的扩充。总能量为负时对应的是势能(绝对值)大于动能的情况,加上对反极性磁荷的反物质粒子的运动的描述,可以得到分别有对偶关系的8组方程解。进一步的分析表明,总能量为负和磁荷为负的4组方程可以更合理地描述和处理核内和更广泛的宇宙学问题。以核内问题为例,不但可以对核力的强力、非中心力和具有排斥分量的性质做出极其简洁明了的解释,给出清晰的物理图像,而且还可以对原子核内的层次结构组成和各级的亚核粒子的性质给出统一的解释,并都有一定的实验基础,比现有的原子核物理和粒子物理的唯象表述要简洁合理和深刻得多,现代物理学的核内的一些概念,都需要重新认识。

4.由8组方程解构成宇宙大统一方程

总磁荷为正值的4组方程解,可以描述正物质的一半宇宙;总磁荷为负值的4组方程解,可以描述反物质的另一半宇宙;而正反物质的耦合又会形成新的物质层次,并伴随着质量能量转换。这样,由正负总磁荷下的8组方程解,以及正反物质耦合形成的物质新层次,才能全面完整系统的描述整个宇宙,才可以统一宇宙物质结构和运动的两维平面问题;再附加上磁荷的轴向作用后可扩展到三维立体空间。如果再继续附加上哈密顿系统的含有时间参量的拉格朗日方程解,就可以处理三维空间一维时间的所有问题。其中,8组方程表述的是物质结构和运动的数学原理,可以把4种基本力、质量能量和电磁、宏观和微观、经典和现代这四大方面在新的基础上统一起来,这实际就是宇宙大统一理论的现代解析形式,既可以描述由微分方程解的双曲函数表达式描述运动的全过程,又可以由微分方程在一定条件下退化的三角函数表达式来描述运动的稳态周期运动过程。稳态的周期运动由收敛条件所确定的3个无量纲参数可以表述为代数或算术式的更为简洁的数量关系。新理论模型最终由这8组方程解组成宇宙大统一的新理论体系。

这个新理论体系的理论模型是通过哈密顿系统建立的,而哈密顿系统是以能量守恒和转换定律为基础的,在本质上是同牛顿力学等效的。在通过引入排斥分量和对系统做总能量为负值的扩充后,系统仍然是守恒的,且自洽的表现出量子特征。因此,新理论模型表述物质结构和运动的数学原理是建立在广义能量守恒和转换规律之上的。

数学物理分析结果 同易经卦象的对应关系分析

以上介绍的新理论模型是由此来看组方程结对宇宙结构和运动作统一描述,最终的周期性稳态结果是由3个无量纲参数的简单代数式或算术式来确定。发现这3个数字同易经先天太极八卦图的卦象符号和方位有着一一的对应关系,吻合得相当好。由于这3个无量纲参数是通过数理分析严格推导出来的,有着极其明确清晰的数学物理意义,这就找到了一个分析认识易经科学本质和东西方科学文化相通的实实在在的切入点。通过这种对应关系,再结合易经典籍的说明,易经的卦象的数学物理本质规律也就清楚了。

关于易经,从历史到现在,各种典籍著作浩如烟海,学派林立,取材不一。这里是依据朱熹《周易本义》和传为孔子所作的《易传》。这很可能是流传下来的相对比较完整系统的易经典籍了。

1.卦象符号同新理论模型无量纲参数的对应关系及其数学物理意义

易经八卦图由次序图和方位组成。顾名思义,次序图和方位图应能体现出运动的时间和空间特征的。新理论模型所描述正是时空特性而别无其他。这种时空特性的具体变化规律性需要将无量纲参数及其所对应的形位空间方位同卦象符号和卦象的方位从局部到整体进行对照比较和分析。

易经的卦象符号用“爻”符号组成,阳爻画为“—” ,阴爻画为“――”;由三爻重叠,表示三个阴阳数。在八卦次序图更清楚地反映出这三个阴阳数是按着两仪、四象、八卦的转换次序,各自具有的不同跨度。而在八卦方位图上进一步表明了卦象的方位。将方位图和次序图一起同由数学物理分析得到的3个无量纲参数进行对照比较,可以确认:两仪上的阴阳数对应着数理分析结果的系统总磁荷数A的正反;四象上的阴阳数对应着系统总能量数B的正负;而在八卦上的阴阳数对应着系统总质量(粒子)数C的增减。在卦象符号上,两仪阴阳数在下爻位,四象阴阳数在中爻位,而八卦阴阳数在上爻位。这就明显看出由画爻组成的卦象符号所对应的物理学意义:在卦象符号中,总磁荷数和极性为本,是基础,故画爻位于底位;总能量数是粒子的另一本质特征,故画爻处于中位;而总质量数受制于总磁荷数和总能量数,处于被动从属地位,故画爻处于上位。

由此可确认:易经卦象三画爻符号的每一个画爻同新理论模型的无量纲参数的一一对应关系。而无量纲参数是确定的,多值的,有转换终点的,具有量子特征的。卦象符号表示的就是物质运动的三大物理要素,即磁荷、能量、质量的量子特征。

卦象的画爻符号还需要同方位结合起来,才能够反映出在这个具体方位的卦象所表示的数学物理特征。通过对照比较,可以确认:八卦方位图中的方位角对应的是哈密顿系统的形位空间方位角的半值。在数学物理解析式中,这个形位空间方位的半角比全角更有明显的数学物理特征,八卦图卦象的方位中取形位空间方位角的半值,并将正反磁荷卦象的各四个卦象对称地布置在整个圆周上,是很有科学和艺术的深刻内涵。

以下进一步说明八卦方位图中的具体卦象同无量纲参数的对应关系及其数学物理意义。

2.方位图上卦象同理论模型无量纲参数(系统量子数)的对应关系及其数理意义

乾卦:三爻均为阳,即+A+B+C。系统的总磁荷数为正;系统的总能量数为正;系统的总质量数为正;系统量子数或象数为1(基数);卦象方位角和形位空间方位角均为0度,起定位作用。

坤卦:三爻均为阴,即―A―B―C。系统的总磁荷数为负;系统的总能量数为负;系统的总质量数为负;系统量子数或象数最大为2;卦象方位角和形位空间方位角均为180度,起定位作用。

兑卦:两阳一阴,即+A+B-C。系统的总磁荷数为正;系统的总能量数为正;系统的总质量数为负;系统量子数或象数最大为3;卦象方位角在0→45度,对应的形位空间方位角0→90度。

离卦:两阳夹一阴,即+A-B+C。系统的总磁荷数为正;系统的总能量数为负;系统的总质量数为正;系统量子数或象数最大为9;卦象方位角45→90度,对应的形位空间方位角90→180度。

震卦:一阳两阴,即+A-B-C。系统的总能量数为正;系统的总能量数为负;总质量数为负;系统量子数或象数最大为7;卦象方位角180→135度,对应的形位空间方位角90→180度。

巽卦:一阴两阳,即-A+B+C。系统的总磁荷数为负;系统的总能量数为正;系统的总质量数为正;系统量子数或象数为最大6;卦象方位角同兑卦对称,而形位空间方位角同兑卦重合。

坎卦:两阴夹一阳,即-A+B-C。系统的总磁荷数为负;系统的总能量数为正;系统的总质量数为负;系统量子数或象数最大为8;卦象方位角同离卦对称,形位空间方位角同离卦重合。

艮卦:两阴一阳,即-A-B+C。系统的总磁荷数为负;系统的总能量数为负;系统的总质量数为正;系统量子数或象数最大为4;卦象方位角同震卦对称,形位空间方位角同震卦重合。

以上阳仪中的乾兑离震四卦,系统的总磁荷数为正,即正物质;阴仪中的巽坎艮坤四卦,系统的总磁荷数为负,即反物质;两仪中的总能量数为正,即对应着系统的动能大于势能(绝对值),总能量数为负,即对应着势能(绝对值)大于动能,构成了四象;在四象中总质量数为正,即质量增加,为负即质量减少,构成了八卦。八卦卦象反映的是物质的磁荷、能量、质量的状态和质能转换的数量和方位关系,这种数量关系就是所谓象数,是量子(数量)特征;而方位关系是这种质能转换的方位角。由量子和方位构成了物质结构和运动的本质性特征。具体将在后面的注释和点评中做进一步说明。

注意,八卦反映的是一个层次上面的物质的特征。实际上,随着量子数的变化,正反物质相合要发生聚合和分解,又分别向内向外延伸出两个层面,形成了河图的“十面”(量子数为5和10)和洛书的“九宫”(量子数为5)。而在河图和洛书中,同一方位上的阴阳量子数(象数)相列构成河图洛书的黑白点阵数图形,分别表述四方位的量子数1-6,2-7,3-8,4-9和“中宫”(九宫)量子数5-10,包含着更深刻的物理内涵。八卦和河图洛书的“十面”或“九宫”量子数结合起来才是全面完整地表述多层次宇宙。河图洛书的数理意义将另文详述。

最后还需要说明的是,以上的卦象和方位是先天八卦图的情况。而文王的所谓后天八卦的卦象方位同数理分析结果并不相符,已经从根本上失去了先天八卦图的科学普适意义。关于文王八卦的形式和作用的问题比较复杂,在此暂且不作说明。

数学物理分析结果对易经文字论述的注释和评论

这八个卦象具有的个体和相互作用的性质及其科学意义,可引用《易传》的“系辞”和“说卦传”的文字论述,并用数理分析的结果重新注释和评论,从中进一步领悟和体会。

1. “一阴一阳之谓道,继之者善也,成之者性也。” (——系辞)

注释:宇宙中的事物,都是由“阴”和“阳”的发展变化,这就是宇宙的大道理,叫做“道”,这个大道理就可以使得大自然有规律可循,可以造就万生万物。

评论:这一段说的是宇宙一阴一阳是造就宇宙万生万物的大道理是宇宙的核心问题。对阴阳的认识,西方哲学说成对立统一相互依存的事物。而在西方现代科学中,虽然发现了正负电荷和磁荷,但对物质运动规律的认识限于正物质的局部规律,而对反物质的属性和运动规律,特别是正反物质相互作用下的物质结构认识还差的很远。

“一阴一阳之谓道”这个宇宙核心问题已经得到现代空间观测的充分证实。这要首推以旅美中国学者丁肇中为首席科学家的阿尔法磁谱仪(AMS)在近地轨道上观测发现的高能电子、高能正电子和高能质子的整个分布特征以及正负电子碰撞后最终生成质子的核合成特征,为我们认识天地间质量能量转换过程及其对地球大气和地质活动以及生态的巨大影响提供了强有力的证据。还有其它多种空间探测器ISEE-3、ACE等对太阳风和太阳物质喷射(CME)进行长期的观测研究,证实了太阳喷发到空间的粒子流包含着正反粒子,这应该就是AMS在地球空间轨道上确切发现的正反粒子的来源。以上空间观测是天地间分布着正反物质粒子的佐证,也是“一阴一阳之谓道”的精彩图象。

2. “是故,易有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦,八卦定吉凶,吉凶生大业。” (——系辞)

注释:因此,“易”有阴阳两极,称为太极,太极生两仪,两仪生四象,四象生八卦。八卦决定了自然或人事的吉凶,吉凶造就了自然的形势。

评论:这一段说的是“道”的发展演变,也即为“易”。“易”与“道”是一体的,“易”从无极到太极、两仪、四象、八卦的发展演变同“道生一,一生二,二生三,三生万物”是一脉相承的。孔子作“易”,没见有图,(也可能当时有,没流传下来)直到宋时朱熹的《周易本义》才有一套5幅完整的易图面世。结合八卦次序图,再对照方位图,就很清楚卦象阴阳变易的脉络以及同新理论模型的无量纲参数的对应关系:“仪”对应着总磁荷数A,“象”对应着总能量数B,“卦”对应着总质量数C,它们各有阴阳之分和不同的转换跨度,构成了“阴中有阳,阳中有阴,阴阳互易交变”的整体构架。由A、B、C所表示的无量纲参数是确定性的,是多值的,都有正负变化和转换终点。这在易经中全部都得到体现,其核心和灵魂是太极的阴阳之道。而反观西方科学,缺少的正是阴阳之道的核心和灵魂。这突出表现在两个方面:第一,是对总能量限定为正的一半,而丢失为负的另一半,这在前面讨论原始哈密顿方程时已分析过了。第二,是对反物质本质认识的局限,在磁荷的极性上又丢失了一半。可见易经八卦表现的是包括正反物质的统一完整的物质结构和运动的数学物理规律。我们中华民族的先哲是站在更广阔的时空中来看宇宙的,用一个阴阳之道就把所有问题的本质全点破了。

3. “乾,键也;坤,顺也;震,动也;巽,入也;坎,陷也;离,丽也;艮,止也;兑,说也。” (——说卦)

注释:乾为天,是天地间质能转换的主导方面,故谓“健”;坤为地,它顺应于天,接受来自天的质量和能量,故为“顺”;震是阳仪向阴仪进行天地间发生质能转换,会引发大气雷电和大地的动荡(地震和火山爆发),故谓“动”;巽是阴仪的起点,开始接受来自阳仪的质量能量导入大地,故为“入”;坎是阴仪中反物质在最大能级条件下运动轨道向内下陷形成海盆或湖盆,故谓“陷”。离是阳仪中的正物质在最大能级条件下轨道向外扩展,风和日丽,故谓“丽”。艮为阴仪的终点,接受阳仪的质量能量转换到此打住,故谓“止”。兑为阳仪的始点,大地开始复苏,万物皆大欢喜,故谓“说”(“悦”)。

评论:这一段说的是卦象同天地自然事物特征的联系。乾为天,地球的“天”就是太阳,它向地球空间辐射大量光和热以及高能粒子流,后者已为AMS和ISEE-3、ACE等大量现代科学观测所发现。还有,IMAGE等探测器进一步观测到非洲大陆上空的电子流比起热带太平洋上空的电子流的高度要大得多,这正是离卦和坎卦的轨道特征。

4. “雷以动之,风以散之,雨以润之,日以暄之,艮以止之,兑以说之,乾以君之,坤以藏之。” (——说卦)

注释:震为雷,震动大地,扰动大气,激励风云,故谓“动”之;巽为风,同震卦进行质能转换,重新建立平衡,相互作用之势减弱,故谓“散”之;坎为水,生成地下水和大气水(地表水),最终以降雨的形式滋润着大地,维系着芸芸众生,使大地成为万生万物的母亲,故谓“润”之;离为火,使天空和大地温暖,风和日丽,故谓“暄”之;艮为天地间质能转换的终点,故谓“止”之;兑为转换的起点,大地回春,万物欢喜,故谓“悦”之;乾为天为阳,主宰大地,如君临天下,故谓“君”之;坤为地为阴,接受来自天的动能最终转换为势能(磁荷)储藏起来,故谓“藏”之。

评论:这一段涉及到地球上气象和地质活动、水的生成、四季变化、能源矿藏的物理成因等当代科学的前沿问题。关于震巽两卦间的大气运动,用新统一理论解释既是电磁力作用下在很大空间跨度上的质能转换,在卫星云图上往往形成了一个跨越数千公里S形或倒S形曲线运动轨迹。地震、火山、大气活动、气象和地质变化,都可看作是雷电的驱动,属电磁相互作用性质的;台风、龙卷、气旋的螺旋形运动轨迹只有在电磁场中才能形成,用电磁理论解释是最简单明了不过的了。而当代气象学和大气物理学是一味地在那些温度、压力、速度、动量、流量等机械参量上找关系,还不得不引进各种所谓偶合系数加以修正,既便是使用当代世界最大容量最大速度的计算机来处理数据,其结果也难免差强人意;当代地震学也是在似是而非的所谓板块挤压和应力能释放上做文章,其结果同实际往往相距甚远。当代气象学和地震学研究必须吸收电磁学、高能物理和空间物理的成果和方法,在新的大统一理论指导下进行根本性的改造。关于水的物理成因问题,对生命活动至关重要,包括地球在内的任何天体上的水都不是与生俱来的,也不是一成不变的,而是在天体演化的一定阶段,在具有一定的磁荷、能量的条件下,在坎卦的状态下,由天地阴阳质能转换合成的,这也决定了天然水分子必然具有不同能级的组合结构。在目前的地球上,每时每刻都在进行着水的合成和分解,在一定程度上维持着平衡,营造着得天独厚的生态环境条件。而一旦这种平衡受到来自太阳和宇宙空间的质能转换所扰动而被破坏,就会引起气象、气候和生态环境的变化甚至造成灾难。而当代科学对水的认识是长期抱守着陈旧的两氢一氧的分子结构模式和三相态转换理论,只是在最近几年才发现天然水竟然还有那么复杂的分子结构和能级结构。这比起我们中华民族先哲来可谓差矣。关于我们所熟知的核能就是这样从天地形成开始起就不断地储藏在原子核内部了,只不过在常规条件下除大部分的重核外一般很难释放出来而已;天然碳氢化合物的能量也是这样储藏在氢原子中的。可见我们先哲对能源和成矿机理的认识水平比起西方科学的还原论来是相当之高。

5. “天地定位,山泽通气,雷风相薄,水火不相射,八卦相错,数往者顺,知来者逆;是故,易逆数也。” (——说卦)

注释:天地即乾坤,处于全阳或全阴,孤阴不生,独阳不长,只起定位作用;山是艮,为阴卦,是阳仪向阴仪质能转换的终点;泽是兑,为阳卦,是阳仪开始质能转换的起点,最终到阴仪的终点,两卦间有质能转换的物质流相通;雷是震,为阳仪终点;风是巽,为阴仪的起点,两卦阴阳大碰橦,会在大地和大气中引发激烈振荡,随着质能转换达到新的平衡,两卦相互激励作用之势趋于平缓,故谓“相薄”;水是坎,生水,为阴仪中的质能转换;火是离,生火,为阳仪中的质能转换。两卦各在自己所在的仪区中转换,相互间不直接发生影响,故谓“不相射”;八卦不是孤立的,而是相互交错,即:在坎离间没有直接的质能转换,阴阳两仪间的质能转换是在震巽卦间或在兑艮间进行的,故谓“相错”;要想知道事物过去的状态,就顺着八卦的方向后推,要想知道未来,就逆着八卦方向往前推。易学是可以通过顺向和逆向的推断来追溯过去的预测未来的。

评论:这一段说的是各卦象及其相互间运动特征,也是大自然各种变化的物理成因。关于“天地定位”,数理分析表明,阴阳两卦分别位于形位空间180度和0度方位,确系起定位作用。两卦位实际上处于暂时的平衡状态,能量再大也不能运转进行质能转换。但这个平衡是不稳定的,稍有扰动就失去平衡,开始起动运转。这里我们的先哲表述得是何等准确无误。关于“山泽通气”的“气”同现代物理学中的“场”和“流”的概念接近。由兑卦开始地气上升,大地回春转暖,这是天地间质能转换发生新粒子的合成和分解以及热辐射的结果,是导致地球表面温升变化的一个重要因素。而现代科学把地球温升变化的原因全部归结为来自太阳的光和热的直接辐射,把当前地球变暖的原因全部归结为人类活动的影响,这是很不全面的。在这一点上,我们先哲的认识要比当代西方科学要全面深刻得多。关于“雷风相薄”,这是另一类向地球内部的质能转换,最终还是在艮兑卦使地气上升,地表升温。关于“八卦相错”,八卦的每一卦象都对应着自身的磁荷能量、质量和量子特征和方向特征,只有每两卦相互重迭成六画爻且相互交错成六十四卦,才能全面完整地表述相互作用的物质结构和运动的所有形式,如原子核、原子、分子的合成或分解。其中,特别是所包含的量子特征和方向特征对处理有机大分子结构问题,要比现代西方科学的核合成理论和价键理论要简便、系统和优越得多。易经八卦象数的现代数学物理意义已经被破解,以此为理论指导,通过同西方现代科学的技术手段相结合,可首先突破原子核内和有机大分子直至DNA与RNA的完整结构规律,进而得以叩开生命科学的大门,而宇宙的总体模式也就尽在其中了。关于“数往者顺,知来者逆”,“顺“和”逆“是对应着哈密顿形位空间方位角的增减方向的。知道了方位角的变化,就可以确定了该方位的卦象,也就知道了所处的数学物理状态。这是因为,物质的聚裂合分变化的趋向是由卦象的顺逆变化的方向所决定的。这实际上就是对卦象方向特征和量子特征的表述,也是易学预测的科学基础。可以通过人道服从天道的从属关系延伸到对人事和世事的预测,但这只是易经功能的一个部分而非全部和本质基础,而且由于历史的原因一些本质性的东西逐渐失传,需要正本清源。

小结:由以上显而易见,易传的以上文字论述,是用极其简洁明了的语言,以人们所熟悉并与人类生活和生产紧密相关的自然界事物为范例,通过卦象的符号的量子特征和方向特征来表示宇宙物质聚裂合分的质能转换规律,既有整体系统的把握(八卦到六十四卦),又有局部的剖析(三爻,六爻,直到284爻)。进一步说明了易经的本质和基础是科学的,所表达的对宇宙物质认识的层次和深度,要远远超过目前西方科学的水平。而且,易经仅用一个太极八卦图形,就把物质世界的本质规律(阴阳之道,阴中有阳,阳中有阴,阴阳互易交变,顺逆有序,聚裂合分有数,等等)表现的淋漓尽致,形象生动,充分表现了科学和艺术的完美结合。如此高度系统的科学文化水准,只能是超出西方科学思维的更高级思维的结果。看来,人类科学和文明的发展历史需要重新改写了。

补充说明几个重要问题

以上对新理论模型的数理分析和对易经八卦象数意义的对照分析已经可以证明易经的科学性基础了,至于河图洛书、大衍之数、阴阳五行以及五运六气等,都是同易经八卦一脉相承的,它们的科学意义也得到了现代数学物理方法的严格证明。还有,中国古代天文历法、中医和十进位值制筹算等都是与易经同宗同源,共同构成中国古代科技的四大辉煌成就。

近年来大量文物考古发现,如安徽凌家滩出土的八卦玉片,甘肃马家窑和辽宁小河沿等地出土的彩陶器等,还有一直流传至今的“二龙戏珠”图画等都是以科学和艺术完美结合的形式来表现易经的科学主题的,也是易经科学性基础和历史真实存在的强有力证据。

易经的人文社会意义应是易经科学性基础意义的合理延伸,“天人合一”应是人和社会同自然和谐的先进思想。易经文化无疑应是中华民族历史悠久的优秀先进文化。

易学研究必须以更深层次的自然科学研究为突破口,在人文社会科学的圈子里是永远也不会真正认识易经本质的。

这些问题,留在以后做进一步的论述不迟。

21世纪发展科学技术和弘扬传统文化宣言

以上用现代科学的数理分析方法建立新物理模型,由于融入了易经的阴阳之道的辩证思维,自洽地引入了排斥分量,得到的结果可以对物理学基本问题给出更深层次的统一的解释,也同易经卦象一一对应,从而证实了易经的科学性基础。这对认识东西方科学文化的地位,对认识中华民族实现科学文化复兴的可能性和历史必然性,对认识以中为体中西融合互补的现实性可行性,提供了确切充分的科学依据。

易经科学性基础的证明,使得与其同宗同源的传统天文历法、传统中医和传统筹算这四项中国古代科技的最高成就重新得到理性回归并发扬光大。

易经科学性基础的证明,促进了科学的返朴归真和新的自然科学理论体系的建立以及人与自然和谐关系的确立,在能源、资源、生态环境、防治自然灾害等方面具有重大的应用意义。在即将到来的21世纪世界科学技术大革命中,理应能首先对加速我国的科技发展并在短时期内重新确立世界科技领先地位起到积极推动作用。

易经科学性基础的证明,可以为深入研究易经的人文意义和全面弘扬传统文化的精髓提供了科学依据。特别是“天人合一”是人与社会同自然和谐的先进思想的确认,会对当前深入认识科学发展观和建设和谐社会有重要现实意义。

[注解暂略]

*本稿原为首届中华文化与21世纪新文明研讨会交流用,以后做了多次充实修改。

2005年6月15日 初稿

2005年9月14日 七稿

2006年12月 八稿 (重要修改)

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。如发现有害或侵权内容,请点击这里 或 拨打24小时举报电话:4000070609 与我们联系。

    猜你喜欢

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章
    喜欢该文的人也喜欢 更多