分享

数论的起源和发展

 科学发现 2023-03-16 发布于广西

摘要

本文旨在谨慎甄别并排除非源于物质实践经验事实的数论,以期重新认识或重新发现中国传统的以物质实践经验事实为根据的数论。形是数之根。实践导向的整数始于一,一的可分性是整数的最基本的性质或属性。

一、数论

  如所周知,数论是数学理论中最基础的部分(俗称学科),也是最严格或最精确的部分,其精微又确切地刻画下至微观世界,上至宏观宇宙。

  理论源于实践的经验事实,数学理论最基础的部分——数论也不例外。但当今数学界以康托尔的集合论为代表的西方的数论并非源于实践经验。例如,点被定义为没有大小的那种东西,而西方的数论认为几何学图形(简称)是点的集合,但从来没有人经验过绝对孤立点的存在。事实上,取个别实物一尺之直线的形,则可指出点只能依附于线而存在。例如,中国传统的“一尺”之线对折而实取其物中分,则可求得一尺之线的中心(点),为不争的经验事实。因此,几何学图形只能是一尺自身一次又一次不断取其物中分而万世不穷竭的残餘者——量子的集合。

  中国数学会微信号刊载的《数学学科专业发展战略研究报告》一文开篇的一段话中说:数学是忽略了物质的具体运动形态和属性,纯粹从数量关系和空间形式的角度来研究现实世界的。[1] 以色列科学家依莱·马奥尔说:我们必须认识到(而且康托尔也指出):我们在[康托尔的集合论]这里研究的主要是一个思想过程,借助我们心智的能力设想这种集合;这种集合是否(在物理意义上)实际存在,与我们的问题毫不相干。[2] 换言之,在当今数学界,数论的发展已脱离了物质世界,中国传统的源于物质实践经验的数论已经失传。

  所以,本文旨在谨慎甄别并排除非源于物质实践经验事实的数论,以期重新认识或重新发现中国传统的以物质实践经验事实为根据的数论。

  《数学各个研究方向简介》一文中说:数论这门学科最初是从研究整数开始的,所以叫做整数论。后来整数论又进一步发展,就叫做数论了。确切的说,数论就是一门研究整数性质的学科。[3] 整数的完整概念源于个别实物(物质)的整体。运动是物质的存在形式或属性。所以,要不具体操作研究个别的实物整体及其个别的运动形式,就根本不能认识整数。实践导向的整数始于一,一的可分性是整数的最基本的性质或属性。

  理论物理学家李政道教授说我们要立足新的基础科学前沿,一定要将小的与大的联系起来,这个方法可称为'整体统一。我认为,'整体统一的科学方法,应该是21世纪最重要的科学方法。[4] 

  数学家吴文俊在《数学概况及其发展》一文中说:数学是研究科学。数与形是有机联系而不是相互割裂的。远古时代,关于长度、面积、体积的量度,把形与数这两个概念沟通了起来。

二、现代科学中数论的发展概况

  何谓科学?吴国盛教授说:“科学是一个理论体系,它是要以系统化的方式来看待世界。”“人文清华”讲坛经典重温 | 吴国盛:我们对科学有多少误解?2019-08-08)

  爱因斯坦(Albert Einstein,1879—1955)说:“理论家的方法,在于应用那些作为基础的普遍假设或者'原理’,从而导出结论。他的工作于是可分为两部分:他必须首先发现原理,然后从这些原理推导出结论。”[5]a 又:“科学必须建立各种经验事实之间的联系,这种联系使我们能够根据那些已经经验到的事实去预见以后发生的事实。……我们在寻求一个能把观察到的事实联结在一起的思想体系,它将具有最大可能的简单性。我们所谓的简单性,并不是指学生在精通这种体系时产生的困难最小,而是指这体系所包含的彼此独立的假设或公理最少。”[5]b 即是说,公理无非是系统化理论体系演绎推导的出发点,又叫做理论体系的原理或初始假设。所谓公理最少,就是只有一条公理。如果公理不是建立在一定的经验事实的基础上,就不可能建立各种经验事实之间的可靠的联系。

  著名物理学家卢鹤绂(1914—1997)先生说:“二十世纪的物理学的最大成果,是量子物理学的发展。”他还说:“发现微观客体的物理量变化大都有着基本的不连续性,即某些物理量只能是其最小微量的倍数,这就是'量子’。”[6] 即:量子是物质的最小成分或最基本单元。中国科学院潘建伟院士说:“量子就是构成物质的最基本单元。”[7] 

  爱因斯坦说:“物理学统一基础的建立看来却的确很渺茫。而且这种情况又由于随后[爱因斯坦与以玻尔为首的哥本哈根学派之争]的发展而更加恶化起来。二十世纪的发展是由两个在本质上各自独立的理论体系来表征的,那就是[宏观的]相对论和[微观的]量子论。这两个体系彼此没有直接的矛盾;但是似乎很难融合成一个统一的理论。[5]c  其原因的确主要出在爱因斯坦的相对论理论,即爱因斯坦承认道:相对论这理论直到现在还未提出一个关于物质的原子论性结构的解释。这种失败,也许同它对理解量子现象至今尚无贡献的这一事实有关。[5]d 他还说:人们不止一次地提出过这样的意见,认为自然规律未必能用微分方程来描述。事实上,从量子论的观点来看,是否容许体系有这种状态呢?为了有可能回答这个问题,我们应当认为,体系运动的周期,全都只能按照量子规则形成。为了真正证明量子关系,显然需要新的数学语言。无论如何,用微分方程组和积分条件来记录自然规律,正如我们今天所做的那样,是同合理的想法矛盾的,理论物理学的基础重新受到震撼,实验要求我们能够在新的更高的水平上找到描述自然规律的方法。新思想要到什么时候才会出现呢?谁要是能够活到那个时候并且能够看到这一点,那该是多么幸福啊。[5]e 

  华罗庚《数学的用场与发展》:是否有一个统一的处理方法,把宏观世界和微观世界统一在一个理论之中,把四种作用力统一在一个理论之中,这是物理学家当前的重大问题之一。不管将来他们怎样解决这个问题,但是在处理这些问题的数学方法必须统一。必须有一套既可以解释宏观世界又可以解释微观世界的数学工具。数学一定和物理学刚开始的时候一样,是物理学的助手和工具。”

  理论物理学家海森堡说:哲学,不管自觉不自觉,总是支配着基本粒子物理学的发展方向。二千五百年以来,[西方的]哲学家和自然科学家一直在讨论这个问题:如果人们试图[几何地]把物质一次又一次地不断分割下去,将会出现什么情况?什么是物质的最小成分?不同的哲学家对这个问题作出了很不同的回答。所有这些回答都对自然科学的历史产生了影响。最著名的回答是哲学家德谟克利特、柏拉图、亚里士多德和他的中世纪的继承者,……所有这些哲学家有一点是共同的,他们不管怎样都想解决无穷小的二难推论,众所周知,康德对这个问题作了详尽的讨论。……康德的二难推论:一方面很难设想物质总是可以一次又一次不断分割下去,但是另一方面也很难设想,这种分割必然有朝一日到一个终点。[8]  

  度量是几何学的基本概念,其本质上涉及几何图形的可移动性问题。值得注意的是,能够移动的是物质。西方数学史的权威、美国的数学家莫里斯·克莱因教授在他的《古今数学思想》一书中指出:

“佩莱蒂耶在他的《欧几里得几何原本的证明》一书中,批评了欧几里得使用叠合法去证明全等方面的定理,甚至哲家学叔本华在1844年也说,他感到很奇怪的是,数学家们攻击欧几里得的平行公设,而不去攻击重合的图形是相等的这一条公理。他论述说,重合的图形自然是相等或恒等的,因而无需什么公理;或者,重合完全是一种经验性质的事情,不属于纯直觉知识,而是属于外部感官经验。另外,这条公理预先假设图形的可移动性;但是,在空间中能够移动的是物质,因此超出了欧几里得几何的范围。十九世纪已普遍认识到:叠合法或者是建立在一些未明确说明的公理的基础上,或者必须用另一种探讨全等的方法来代替。[9] 

  不幸的是,如学界所周知,西方数学至今仍没有以公理化的方式把实际经验事实上的物质的可移动性几何化,即西方数学至今仍没有解决物质与几何图形的可移动性在其公理上不相容(不统一)的问题[10] 

  莫里斯・克莱因教授说[9] 1930年以后[西方数学]的全部发展还留下来两个没有解决的大问题:去证明不加限制的经典分析与集合论的相容性,以及在严格直观[几何]根基上去[重新]建立数学,或者去确定这种途径的限度。在这两个问题中,困难的根源都在于无穷集合和无限程序中所用到的无限(infinity)。这个概念,即使对于希腊人也已经在无理数上造成了问题,而且他们在穷竭法中躲开它。从那以后,无限这个概念一直是争论的题目,并使外尔(Weyl)说道,数学是无限的科学。他还说:

[数学家]外尔对[西方的]数学的现状作了恰当的描述:'关于[西方的]数学最终基础最终意义的问题还是没有解决;我们[西方人]不知道向哪里去寻找它的最后解答’,或者根本就不能期望会有一个最后的客观回答。

三、中国古代的数论基础

  数的概念一开始就是从个别实物的实践经验中得来的。人类在实践中直接经验到物有形,再为形配以简单的记号,用来记录实践经验,最初的文字记号便是数字符号“一”,即数之始也。记号本身就借用了简单的形。随着记录粗大及精微细物质的量度经验的需要,逐步产生了数系(数字记号系统),称为“万”。《庄子·秋水》中说:“号物之数谓之万。”又:“夫精[细微小][大]者,期[量度求解]于有形者也。无形者,数之所不能分也。不可围[即无界]者,数之所不能穷也。可以言论者,物质粗[大者]也。可以意致[推理求解]者,物之精也[11][精气,微小至极者也]。”由此说可知,形是数之根,数系原本是用来记录那些肉体感官经验不到的精细微小之物的。就是说,数系(所谓“万”)原本是指理论演绎中精确刻画物质的文字或数码字记号系统。有经典研究史料记载,造字之初,先有数(数码字记号)而后有文。

《説文·一部》:“一,惟初太極,道立於一。造分天地,化生萬物。凡一之屬皆从一。”段注:“《漢書》曰:'元元本本,數始於一。’一之形,於六書爲指事。”徐灝《箋》:“造字之初,先有數而後有文。一二三亖,畫如其數,是爲指事,亦爲象事也。”(引自古联(北京)数字传媒科技有限公司的《中华经典古籍库(学习强国版)》:詩經異文彙考辨證-小雅-小旻之什-小宛)
《说文解字》:“文,错画也。”《康熙字典·错》:“《易·系辞》错综其数。《疏》错谓交错。”

图A 金文(钟鼎文)

  一之形,最简单最基本的就是一之尺,亦即数“一”与形“尺”统一(或相结合)定量刻画的几何学图形“一尺”(1尺)。指事,见《说文解字·叙》:“指事者,视而可识,察而见意,上下是也。”《说文解字注》:“事,职也。职,记微也。”记录一之形造分天地精微物质而化生万物的数,是直观地从“视而可识”的实物“一尺”(图1-a1)运动(图1-a2)的几何形式理论演绎推导出来的(图1-a3,……),这样就能根据理论性的演绎推导过程的承上启下关系察而见意。这就是古代学者的——记微也。理论推导之初的“一”即“一尺”,称为“太极”,经史太字俱作大。亦即假设“一尺”大极,表整个宇宙,就可求解得宇宙物质的几何算术整数意义。如图1及稍后的图2 

图1 几何分形及其张量态的等画物也(宇宙过程衰亡而终的定量几何形式表现)

图1详述之则为[12] 

  用一条可塑的物质量杆(如一段蓍草茎)的几何形式(图1-a1)表整个物质宇宙,对图1-a1施以一定形式操作的对折,则得整个物质宇宙内部的相对运动态(图1-a2)。经验地绳直图1-a2,则得标量态的图1-a3。将该标量态的图1-a3,变换成矢量态的图1-a4,是可能的。

  运动是整个宇宙的存在形式。表整个物质宇宙的图1-a4绕自身中心平旋两个直角,则得图1-a5;图1-a5绕自身中心平旋两个直角,则得图1-a6;这种无休止而永恒的整体自旋,即整个物质宇宙于虚空中的运动(绝对运动),但这整个过程却具有形、数结合左右内向的对称(图1-a6)。因为,宇宙整体自旋之绝对运动总是否定图1-a4和图1-a5的定量形式,而具有图1-a6的定量形式表现。

根据对称(图1-a6)演绎推导(证明)物质宇宙量子化过程如下:

  运动是物质宇宙的存在方式,整个物质宇宙(图1-a6)内部的相对性运动只能够首先是内耗的排斥,其几何形式表现只能够是形、数结合的“几何分形及其张量态”。即:对图1-a6施以实取损[或耗损]其半,则得图1-a7;接着对图1-a7实取损其半,则得图1-a8;对图1-a8施以通分,则得图1-a9;将图1-a9一般化,则得图1-a10

  对图1-a10行以几何物理方法(俗称“数学物理方法”)的张量运算,即将图1-a10扩大2ⁿ倍,以描述宇宙的暴胀运动,则得图1-a11;接着将图1-a11扩大2倍,以描述宇宙的膨胀运动,则得图1-a12,其张之入微而不可再张,即宇宙暴胀膨胀的量子化过程之终。将图1-a12展开,则得平面态的图1-a13

【证毕】[12] 

  《康熙字典· 十》:“十,《说文》十,数之具也[即图1-a13,数之共置也。《说文解字》:“具,共置也”]。一为东西,丨为南北,则四方中央[之数][共置]矣。易,数生于一,成于[图形]十。” 易,见《说文解字》:“守宫也。象形。《秘书》说:日月为易。象阴阳也。” 《说文解字注· 宫》:“则[《说文解字》:则,等画物也]居中谓之宫。五音宫商角徵羽[见于稍后的图C-a1。刘歆云:,中也,居中央。再见《易·系辞上》:易,无思也,无为也,寂然不动,感[即有为]而遂通天下之故。”

四、物质的集合论

  顾名思义,物质的集合论,其刻画物质聚集或集合的运动形式。这就首先需要解决怎样刻画宇宙内部物质耗散的排斥过程之终(图1-a12,即图2-a1)转变到凝聚过程开始的问题。事实上,这在古代经典中有很多记载。

  《庄子・秋水》中说道:“夫精,小之微也[量子也];垺,大之殷也[量子宇宙也,即图2-a1。故异便[变],此势之有也。“《庄子・徐无鬼》:“势物之徒乐变,遭时有所用,不能无为也。”不能无为也,即有为也,亦即图2-a2,其刻画物质量子集合(集聚)运动开始。

图2 终(a1)则有始(a2)或无为而无不为(相邻物质过程转变的无穷小量度)——几何整数微分(a2)是量子无穷集合(a2,a3,……)的初始条件或边界条件

  古代学者记录微观尺度物质过程转变——量子过程转变的方法,如《老子》(四十八章)说:“为学日益,为道日损,损之又损,以至于无为、无为而无不为。”在此说中:

  为学、为道,即为物质的几何学理论。为学日益,即为学实益,当实事求是或从实物(一尺)求解。其中:

  ① 学(學),见《说文解字》:“學,篆文斆省。”《书・说命下》:“惟斆,學半。”为学,即为学半。何谓半?《庄子・天下》:“一尺之捶,日取其半。...” 《说文解字》:“半,物中分也。”   ② 日,见《说文解字》:“日,实也。” 下句“为道日损”中同义。《说文解字・一》:“道立于一”,亦即道(物质的几何学理论)建立于“一尺”之实物取中分(实取损其半)的基础上。为学和为道完全统一在实践直接经验的物质的基础上。

  ③ 关于“无为”,《淮南子・诠言训》说:“夫无为,'则’得于一也。一也者,万物之本也,无敌之道也。”《说文解字》:“则,等画物也。”即几何学形式定量刻画的量子宇宙度量规则也。

  ④ 无为而无不为,即有为也。

  “学记曰:学然后知不足[图2-a2,即稍后的图C-a2,知不足然后能自反[图C–a2,a3,a4,……]”(见《说文解字注・學》)。《老子》(四十章):“反者道之动[图2-a2,《说文解字》:“之,出也”],弱者道之用。天下万物生于[有为也,图2-a2生于[有为(图2-a2)生于无为(图2-a1)]。” 因为物是动者,动者是物,《淮南子・诠言训》说:“故动而谓之生,死而谓之穷。”《庄子・知北游》说:“生也死之徒,死也生之始[图2-a2,孰知其纪[孰知其规律或来龙去脉]!” 譬如“人之生,气[精气态的物[11] 之聚也 [物]聚则为生[图2-a2[物]散则为死[图2-a1;若死[图2-a1,生为徒[图2-a2, 吾又何患?![根本无需担心物质过程无为(寂然不动)而永恒不变,也根本不存在宇宙之外的“第一推动者[13] 。因为物是动者,动者是物。物质不能不动(“势物之徒乐变,遭时有所用,不能无为也”),必无为而无不为或有为也,我们只需客观地记录精微物质过程及其运动形式的转变,则可察知其规律或来龙去脉。]故万物一也。

  前文中《庄子・秋水》所谓“夫精[细微小][大]者,期[量度求解]于有形者也。无形者,数之所不能分也;不可围[即无界]者,数之所不能穷也。可以言论者,物之粗也;可以意致[推理求解]者,物之精也[精气,微小至极者也]。”即按照《庄子・天道》所谓“一尺之捶,日取其半,万世不竭[即残餘、有餘、盈虚]”、以至于无为而终,终则有始或无为而无不为的几何物理方法——几何分形及其张量态的等画物也以描述宇宙暴胀膨胀(图1)、几何微分以描述物质微观尺度之精微过程转变(图2)等,俗称数学物理方法——可求解得的算术整数的数值无穷小的量度(形不竭者)——量子,是物之也。这就是中国传统的数学基础理论(数论)中的物质集合理论的起源。

  上述的等画物也——量子,由“一之形”演绎推导而得。一之形,即一尺,形数统一或相结合的几何学图形。尺,实物之形也。一,数之始也,见《说文解字注》:“一,惟初大极,道立于一,造分天地[《太一生水》:“下,土也,而谓之地;上,气也,而谓之天。”],化成万物。汉书曰,元元本本,数始于一,凡一之属皆从一,一之形,于六书为指事。”《说文解字·叙》:“指事者,视而可识,察而见意,上、下是也。” 《庄子·秋水》:“察乎盈虚[察乎 “消息盈虚,终则有始,是所以语大义之方,论万物之理也。”(《秋水》)],故得而不喜,失而不忧,知分之无常也[《天道》曰:以无为为常]”;《庄子·齐物论》:“有分,有辩。”《系辞传》(下):“辩是与非。”《庄子·至乐》:“无为可以定是非。”《淮南子·诠言训》:“夫无为,'则’得于一也。一也者,万物之本也,无敌之道也。”《说文解字》:“则,等画物也。”(即量子及其整数规则也。)《庄子·天道》曰:“以无为为常。无为也,则用天下而有餘;有为也,则为天下用而不足。故古之人贵夫无为也[按:古代学者认识到“无为”这个概念的重要性]。上无为也,下亦无为也,是下与上同德,下与上同德则不臣;下有为也,上亦有为也,是上与下同道,上与下同道则不主。上必无为而用天下,下必有为为天下用,此不易之道也。”其中,几何图形的“虚、实”,亦谓之“阴、阳”、“天、地”、“上、下”等等,作为“一尺”的几何学形式演绎过程中的刻画(标记符号),如图B之于图2。

图B “一尺”的几何学形式演绎过程中的刻画(标记符号)之于图2

  简单讲,所谓不易之道,即整个物质宇宙量子化过程之终则有始的形数结合几何学形式规律表现。在刻画其终始转变规律的方法上,由转变为不易,即不守宫,亦即不守中央(《说文解字》:“,守宫也。” 则[等画物也]居中谓之宫。五音“宫商角徵羽”标记如图C-a1,中也,居中央),而对图B-a1(即图C-a1)中标记为上下或天地的宇宙边界局域施以等值变换或几何微分,则得图B-a2(即图C-a2)。

  运动是物质的存在方式。宇宙物质量子化过程之终则有量子凝聚过程之始,其形数结合几何学形式表现只能是对图1-a12施以局域等值变换,即将图1-a12(即图2-a1)中的几何整数最小微量分出,则得图2-a2(称为几何整数微分)。上述宇宙物质量子化过程之终的精微物质运动形式转变,即是量子凝聚形式宇宙过程的初始条件(局域等值变换或几何整数微分)的定律,对此,《老子》(七十七章)以“天道损有馀而补不足有馀者[图2-a1,即图1–a2损之[则得图2-a2不足者[图2-a2,即图C-a2补之[则得图C-a3及图3-a4,……])”的方法来记录或描述。

图C 量子宇宙(等画物也)之局域等值变换(几何整数微分)及无穷集合(无穷积分)演绎过程中对称的标记符号之于图2

  《老子》(四十八章):“为学日益,为道日损,损之又损,以至于无为[以至于量子浑沌态的图1-a12而终][终则有始或]无为而无不为。取天下[图1-a12,《史记五帝本纪》:“天下谓之浑沌”]常以无事[“宫商角徵羽”刻画的图C-a1,即图1-a12,及其有事[“君臣民事物”刻画的图C-a2,不足以[《说文解子》:“以,用也。”]取天下”。“无事”(图C-a1)变换为“有事”(图C-a2),即《礼记·乐记》:“宫为君,商为臣,角为民,徵为事,羽为物”。《老子》(七十七章)说:“有餘者[图C-a1,损之[则得不足者图C-a2;不足者[图C-a2,补之[则得图C-a3及图C-a4。天之道损有餘而补不足。”图C中的各图皆可展开为平面态,如,将图C-a1即图1-a12展开,则得平面表示的图1-a13

  一之形为指事,见《说文解字·叙》:“指事者,视而可识,察而见意,上下是也。”即几何直观地发现或察知微观尺度的精微物质过程转变之承上启下的意义,亦即《庄子・秋水》所谓:察乎“消息盈虚[图2-a1,即图1-a12刻画的量子消息盈虚(有餘、残餘、不竭)而终]终则有始[图2-a2刻画的量子凝聚过程之始;即天道损有餘者图2-a1,则得不足者图2-a2……,是所以语大义之方,论万物之理也。

  以上皆佐证了古代经典中有很多关于微观尺度物质过程转变——量子过程转变的记载。

  恩格斯《自然辩证法》中说:“在自然界[图2–a1(即图1–a12)]中,质的变化[按:即“形”(物质的几何形式)的变化]——以对于每一个别场合[如过程转变的场合]都是严格地确定的[局域等值变换或几何微分(图2–a2,……)的]方式——只有通过物质或运动(所谓能)的量的增加或减少才能发生。[14] 又:“只有微分学才能使自然科学有可能用[纯]数学来不仅仅表明状态,而且也表明过程:运动。”[14] 此微分只能是物质的几何微分(图2–a2),因为运动是物质的存在方式,其与俗知的微分几何不是一回事;或者说,唯有几何微分方显直观的物质的集合(集聚或凝聚)迭代有序运动(图2–a2,……)。

  《庄子・天下》:“以有积为不足[图2-a2,即图3-a2”,图2-a2或图3-a2亦称为有序可积(可集)系统;而图2-a1或图3-a1称为混沌无序不可积系统。可积系统(图2-a2,……或图3-a2,……)的几何整数无穷积分(集合)是量子凝聚(收缩)形式宇宙过程的形数结合几何学形式表现。以几何微分(图2-a2或图3-a2)为条件,可导出整个宇宙的量子无穷凝聚过程的几何内向整数无穷积分(集合)有完整解,因为图3-a2几何直观表明2ⁿ可被2整除尽。即以有限多个演绎步骤的几何内向迭合代替(简称“迭代”)求得完整解——凝聚至极的整个宇宙(图3)。其迭代的第一步是图3-a3及图3-a4,迭代的第二步是图3-a5及图3-a6,迭代的第三步是图3-a7及图3-a8。上述三步迭代刻画了宇宙量子无穷凝聚(量子宇宙收缩和坍缩)至极。

图3 量子无穷集合(几何整数无穷积分)有完整解——量子凝聚形式宇宙过程的形数结合几何学形式表现

  几何直观表明,图3-a8是整个宇宙物质矢量内积态(即凝聚态)的几何最小单位。展开图3-a8,则得图3-a9,谓之“点为线之界的矢量内积平面单位1”(两相交直线决定一个平面)。根据公理:“宇宙只有一个”,可将图3-a9变换成“线为面之界的标量内积正方形面积单位1²=1”,即图3-a'9,称为整个宇宙的物质的基本粒子态。即(图3-a8)=(图3-a9)=(图3-a'9)为整个宇宙的基本粒子的几何结构形式表示。以此为基础,可进一步导出刻画整个宇宙内部物质基本粒子群态的粒子物动之于统一物质量子场的数论。

  上述图1和图3的演绎的物质耗散数论和物质集合论,刻画了整个宇宙“质化为量过程转变为量化为质和质守恒的规律”(简称量变质变规律),亦即——宇宙总能量之化为商过程转变为商化为能和宇宙总能量守恒定律。1974年5月30日,毛泽东同李政道讨论对称(图1-a6)时曾问道:“物理学家能否仅仅根据对称性[图1-a6……原理真正描述出普遍规律?[15] 

  可以说,中国古代的数学基础理论(数论)最高成就,是基于物质实践直接经验导向的公理“宇宙只有一个”一维流形[16] (图1-a1绝对动的几何形式)表示,定量探索和求解整个现实宇宙的各种运动,把宏观世界和微观世界统一在一个形数结合的量子数刻画的规范理论——所谓“大一统”量子数规范理论之中。

五、数论的出发点——理论基础假设或公理

  中国本土传统的数学基础理论(数论)从一开始就具有宇宙物质的动态几何算术意义,这种数学科学最终基础是实践直接经验存在的实物“一尺”绝对运动之几何形式导向的“惟初太极”——公理:“宇宙只有一个”。至此,问题仅在于,纯数学理论中表整个宇宙的简单的“一尺”(1尺)是怎样被认识或发现的呢?

  宇宙统一于物质,运动是物质的存在形式。无论何时何地,都没有也不可能有绝对不动的物质。人们在具体的物质实践中(图甲),首先可求得个别实物的抽象——直线AB(图甲-a1),即古代的学者可以取用一段蓍草茎的抽象——直线AB(图甲-a1)为个别实物。接着对图甲-a1施以一定形式操作的自我量度(即对折),则可求得不动的几何形式——图甲-a2;在图甲-2的基础上再对折,则可求得绝对动绝对不动的几何形式——图甲-a3

图甲 实物的形及开始定量

  宇宙这个概念(思想中完整宇宙的抽象),其(产生)于感性经验而认识的个别实物的绝对动的几何学形式(见于图甲)。往古来今,宇宙是个绝对运动着的东西。“故动而谓之生”(《淮南子・诠言训》)。《老子》所谓“道生一”就是从实物的运动形式产生的。换言之,在图甲-a3中可获得以下直接经验的感性认识:

① 绝对运动者AD是也只能是整个现实宇宙(现实世界)的抽象。

② 绝对不动者CB是也只能是虚空(没有物质存在)。

③ 与整个宇宙AD重合相等的不动者CD,是也只能是整个宇宙于虚空中的容身处所。

  接着,经验地绳直图甲-a3,则得图甲-a4。在图甲-a4中,整个宇宙AD呈现出唯一的物质态,即中国人的实践唯物论(毛泽东《实践论》:“离开实践的认识是不可能的。”)。于是,中国人的认识论在认识的低级阶段——感性认识的基础上,开始升华而发展到了认识的高级阶段——理性认识,从而提出了唯一的一个出发点——假设、原理或

公理:“宇宙只有一个”

以数与形结合定量刻画整个宇宙(图甲-a5),继而理性地全面探索和求解整个宇宙(图甲-a5中的实者“1尺”)的各种运动及其运动规律的下述两大方面:

一方面是探索和求解整个宇宙(图甲-a5中的实者“1尺”)的整体于虚空中的运动——绝对运动(图甲-a5,a6,……)及其运动规律。有关研究表明,古代的学者用图A中的金文数码字及其“九”字四态等将宇宙绝对运动三过程循环无限及其任一过程皆三阶段发展的规律记录下来[17] 

图A 金文(钟鼎文)

另一方面就是对图甲-a5中的实者“1尺”,即对图1-a1行以深入探索,探索和求解整个宇宙内部的各种运动——相对性运动(图1-a6,……)及其运动规律。

图1 现实宇宙(一尺)及其对称

  道立于一。就是说,宇宙几何学演绎的理论体系建立于实践直接经验存在的实物“一尺”绝对运动的几何学形式导向的公理“宇宙只有一个”的基础上,并以该公理为唯一的理论演绎根据,定量探索和求解我们人类的宇宙过程的来龙去脉。道(理性认识的宇宙几何学理论)中所谓的“一尺”(图甲-a5中的实者“1尺”,即图1-a1)是整个宇宙的抽象(称为太极或大极)。整个宇宙绝对运动的实质(图甲-a5,a6,……中的实者,亦即图1-a1)是其不同形式的相对性运动(图1-a6,……)。这就是实践辩证法(唯物辩证法)的实质。

  列宁《哲学笔记》:“统一物[图1-a1,宇宙统一于物质]之分为两部分[图1-a3以及对它的矛盾[图1-a6着的部分[的左侧或右侧的动向]的认识,是辩证法的实质。”

  道(辩证的理论或理性认识)中,数1首先是用于理论开始定量整个宇宙的。定量的刻画方法有两种,一种是标量态的刻画“1尺”(如图1-a1,a2,a3;或图甲-a5中的实者),再就是矢量(向量)态的刻画。标量态的“1尺”可变换成矢量态的 “0━━━━1”(图1-a4)或“0━━1/2━━0”(图1-a6)。所以,数0首先是太极“1尺”的标量和矢量态的等值变换中作为尺(形)上的分立界数(数点)而出现的(见于图1-a4)。绝对孤立的数0或者无形(脱离了形)的数事实上并不存在。而且,在图1和图3中,方向相反的数并不是所谓的“负数”,而是几何对称数。形是数之根。动的形是数论之根。“无形者,数之所不能分也;不可围[即无界]者,数之所不能穷也。”

六、结语

  事实上,中国本土的科学工作者已经发现,本文正文第二部分提及的西方数学的公理上不相容或不统一的叠合法问题,其解决的方法,必须是把叠合法建立在物质实践直接经验的(感性认识的)物有形、再为形配数(从而形有数)以定量几何形式直观明确地表述的公理的基础上,或者叠合法必须用可具体操作的物质量杆自我量度(即“对折”)这种探讨全等的方法来代替。并由此得出以下结果:

  基础物理理论本质上是各种度量存在性的证明。一切度量存在性证明的充要条件,是实践直接经验存在的实物“一尺”绝对运动之几何形式导向的公理:“宇宙只有一个”。

  简单讲,掌三易之法:一曰连山(宇宙物质量子化过程的几何整数连续统表现),二曰归藏(量子凝聚形式宇宙的几何无穷积分有完整解),三曰周易(宇宙绝对运动三过程循环无限及其任一过程皆三阶段发展——独立而不改,周行而不怠)。华罗庚《数学的用场与发展》:“对宇宙的认识还将有多么大的进展,我不知道,但可以说,每一步都是离不开数学这个工具的。”

☀️ 祝万事如意!

本文作者: 陈江(笔名:学半)

E-mail:  cjguilin@qq.com


参考

  1. 教育部高等学校数学与统计学教学指导委员会课题组. 数学学科专业发展战略研究报告[J/OL]. 中国大学数学,2005(3): 4; 中国数学会[微信号:CMS-1935], (2018-03-31)[2018-03-31].  http://mp.weixin.qq.com/s/1Ek8fpmcdYb7FfbCTC72tQ
  2. 〔以色列〕依莱·马奥尔. 无穷之旅——关于无穷大的文化史[M]. 王前等译. 上海教育出版社,2000: 88.
  3. 载于“中山大学数学学院”微信公众号.   https://mp.weixin.qq.com/s/NxoV4T1DDs1cnvwCNEA6jw
  4. 中科院高能所. 国际“暗物质日”北京站活动即将开启!. 中科院高能所[微信号: casihep], 2017-10-27. https://mp.weixin.qq.com/s/mBF3PzvMAj2Y-_JGzODpMA
  5. 许良英、范岱年 编译. 爱因斯坦文集( 第一卷)[M]. 北京: 商务印书馆, 1976:a175-176;b75;c298-299;d389;e391.  https://mp.weixin.qq.com/s/fqrUsCIddgmbuqcRsYormw
  6. 钱维华, 徐敏子. 当代物理学的发展——访著名物理学家卢鹤绂教授[N]. 文汇报, 1981-12-7(4). https://mp.weixin.qq.com/s/4lc9ys42nr9y91UUf9Lb-A
  7. 《潘建伟院士:新量子革命》. 未来论坛. 2019-05-02.  https://mp.weixin.qq.com/s/r1VEXowjVstMuICVelw9fw
  8. 海森堡 W. 基本粒子是什么?[G]. 范岱年译//中国科学技术大学《现代物理学参考资料》编辑组. 现代物理学参考资料(第三集). 北京:科学出版社,1978: 5. https://zhuanlan.zhihu.com/p/54000580
  9. 莫里斯·克莱因. 古今数学思想: 第三册[M]. 邓东皋、张恭庆 等译. 上海: 上海科学技术出版社, 2014:169-170;353.
  10. 见《百度百科》. 希尔伯特23个问题之“对数学起重要作用的物理学的公理化”.  https://baike.baidu.com/item/%E5%B8%8C%E5%B0%94%E4%BC%AF%E7%89%B923%E9%97%AE/8268330?fr=aladdin#3_18
  11. 《康熙字典· 精》:“精,……惟精惟一。又密也。精,犹精密也。又灵也,精气也。《易·系辞上》:'精气为物’;《疏》:'精气为物者,谓阴阳精灵之气[按:用虚实之形的动向刻画阴阳之气动态,今称精气为量子态物质]氤氲积聚而为万物也’。《庄二十五年·日有食之疏》:'日者[附图2中的形实者]阳精,月者[形虚者]阴精’。”《庄子·秋水》:“物有死、生”;《知北游》:“聚则为生,散则为死。若死,生为徒。吾又何患[运动是物质的存在方式。死、生无非是说物质运动形式的转变,何患物质不动]!故万物一也[世界统一于物质。即世界物质统一性原理。《淮南子·诠言训》:“一也者,万物之本也”]。)”  https://www.zdic.net/hans/%E7%B2%BE
  12. 曾炜锋.论物动学中公理化的形数结合几何学方法(2).科学之友,2010年04月(12):1-8.https://www./document/cbdda1caac6215c27b6629ded354cbcc318947a18e7f9386.html
  13. 恩格斯.自然辩证法(中译本)[M].北京: 人民出版社,1971:47;249. https://mp.weixin.qq.com/s/meEieUibsBKevxUZvcmj_g
  14. 毛泽东同李政道论“对称”[N].北京:人民日报,1988.09.11:第八版.  https://mp.weixin.qq.com/s/bDt7pANv9LXjMBtDqTnq-Q
  15. 物质的分布形式,即流布形式,简称“流形”。《康熙字典・物》:“《易・乾卦》品物流形[《疏》品类之物,流布成形(《康熙字典・品》)]。”又:“物,《说文》万物也。《玉篇》凡生天地之间,皆谓物也。”《说文解字注・物》:“物,万物也。牛为大物。牛为物之大者。故物从牛。与半同意[半,见《说文解字》:“半,物中分也。从八从牛。牛为物大,可以分也。凡半之属皆从半。”犹《庄子・天道》所谓“一尺之捶,日取其半,……”]。天地之数起于牵牛[《说文解字注》:“牛,事也,理也。”《郑注乐记》曰:“理者,分也。”事,见《说文解字注》:“事,职也。职,记微也。”又:“微,隐行也。”(夫精,小之微也)所以,在文言文中:事,几何直观地记录宇宙物质精微成分——量子的动向或来龙去脉也。]。”  https://mp.weixin.qq.com/s/pz5v4tuvvLAlBvh_ZOIJkg
  16. 曾炜锋.论物动学中公理化的形数结合几何学方法(1).科学之友,2009年11月(33):1-6. https://www./document/d941a8cf6405d679318947a18e7f9386.htm


    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多