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基础科学研究新探

(2012-09-29 18:46:03)
标签:

自量

他量

单位数

对称

实践唯物论

分类: 数学物理

基础科学研究新探

曾炜锋

(广西桂林市崇善路湾塘二巷5号2-4-2 邮编541002) 

  诺贝尔奖得主、物理学家丁肇中教授说:“基础研究是社会发展的原动力。”见《中国科学报》2012年9月20日:4显然,科学家谈基础研究,即言基础科学研究。

  众所周知,对于任何一个人来讲,其获取基础科学知识的一般途径,是从接受基础教育开始的。何为基础教育?

  我国现行权威的大型综合知识工具书《辞海》中说:“基础教育 一般指中小学教育或义务教育。有时也指初等教育。”

  事实上,算术是小学教育中一门重要的学科,初等几何是中学教育的主要学科之一。因此不难设想,若算术、初等几何的理论基础都不可靠,将是不可想像的事。

 

  一、算术

  《辞海》中说:“算术 ①数学中最基础与最初等的部分。是讨论自然数和它们在加、减、乘、除、乘方、开方运算下产生的数的性质、运算法则,以及在日常生活中应用的数学分科。”

 

  1.数学

  何为数学?《辞海》中说:“数学 研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。”

  但是,何为现实世界或现实宇宙?历来的数学家们中却无任何一位有能力对这个问题作答,本文于后将给出现实宇宙或现实世界的公理化的形、数结合几何学形式表现。  

 

  2.自然数

  《辞海》中说:“自然数 在人类历史发展的最初阶段,由于计量的需要,用以表示个数的数目。首先有数目一,以后逐次加一,即得二、三、四等等,统称‘自然数’。”但是,何为“首先有数目一”?

  林家翘教授说:“宇宙只有一个”(见,《大自然探索》(自然科学学术季刊)1984年第一期,第1页)

  张沁源先生说:“宇宙只有一个”(见,《自然科学史研究》(季刊)1997年第16卷第4期,第341页)

  西方的数学史权威M.克莱因指出:“Lagrnege有一次曾经发牢骚说,Newton是一个最侥幸的人,因为宇宙只有一个而Newton已经发现了它的数学规律。”(〔美〕M.克莱因.北京大学数学系数学史翻译组译.古今数学思想(第二册)[M].上海:上海科学技术出版社,1979年6月,第228页

 

  3.单位数

  在算术中,自然数或整数是有单位的,即自然数或整数的单位是一、一个,亦即整数一是用以定量(读作ding liàng)整个宇宙的。

  华罗庚《数学的用场与发展》一文中说:“数(读作shù)起源于数(读作shǔ),如一、二、三、四、五……,一个、两个、三个……。量(读作liàng)起源于量(读作liáng)先取一个单位作标准,然后再一个单位一个单位地量。

  但是,量(读作liáng)这个概念是几何学的,而量(读作liáng)的几何学至少有两种,即物的他量(读作tā liáng和物的自量(读作zì liáng)这两种。

  事实上,所谓“他量”(读作tā liáng即是“用刻度尺度量一条线段的长度”的方法(人民教育出版社中学数学室 编著.九年义务教学三年制初级中学教科书《几何》(第一册)[M].北京:人民教育出版社,2001年第2版:第18页)

  另一方面,关于物的“自量”(读作zì liáng),则是常规科学共同体任一成员所不知的一门新的几何学,即科学革命的形式几何学。

 

  二、新几何学

  所谓新几何学,即源于物质实践——物的“自量”(读作 zì liáng)或对折,而产生的以假设或公理“宇宙只有一个”为唯一出发点的形、数统一或相结合的几何学。

  恩格斯说:“实物、物质无非是各种实物的总和,而这个概念就是从这一总和中抽象出来的;运动无非是一切可以从感觉上感知的运动形式的总和;象‘物质’和‘运动’这样的名词无非是简称,我们就用这种简称,把许多不同的、可以从感觉上感知的事物,依照其共同的属性把握住。因此,要不研究个别的实物和个别的运动形式,就根本不能认识物质和运动;而由于认识个别的实物和个别的运动形式,我们也才认识物质和运动本身。”恩格斯.自然辩证法中译本[M].北京:人民出版社,1971第214页。)基础科学研究新探 

  现在,我们取用直的草茎——蓍草茎为个别的实物,将其抽象为直线(线段)AB(图1-

a1)进行研究,即对该线段AB施以某种一定形式的自量(读作zì liáng)对折,则得图1-a2。在图1-a2的基础上又施以对折的实践中,我们便获得了以下的实践经验有效的感性认识,即在图1-a3中:

  1.绝对动的物(AD),是而且只能够是整个现实宇宙(又称“现实世界”)的抽象。

  2.识者则知,能够同整个现实世界(AD)重合相等者(DC),是而且只能够是整个现实世界于虚空中的容身处所。

  3.绝对不动者(CB),是而且只能够是整个现实宇宙(AD)行以绝对运动的场所——虚空。

  在具备了以上实践经验感性认识的基础上,中国人便经验地绳直图1-a3,而得图1-a4。在图1-a4中,整个现实宇宙(AD)显现出唯一的物质态,即中国人的实践唯物论。于是,中国人便从认识的低级阶段——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条假设或

公理:“宇宙只有一个”,

数值定量地刻画整个现实宇宙,作为探索和求解其绝对运动及运动规律的唯一的出发点。这样,中国人就开创了为形配数或形、数结合以数值定量地表示图1-a4,则得图1-a5(公理:宇宙只有一个)。进而开创了公理化的形、数结合的几何学演绎法。换言之,根据图1-a5,则得图1-a6及……(略)。

  虽说,图1的研究对象是整个现实世界或现实宇宙整体的运动(绝对运动),及其形、数结合几何形式表现的“三过程循环无限的规律的绝对运动”曾炜锋.论物动学中公理化的形数结合几何学方法(1)[J].科学之友,2009.11(33):2~3.,但是,整个现实宇宙内部的运动(相对性运动),亦源于图1-a5中的实者,即源于图2-a1基础科学研究新探

  将表整个宇宙的图2-a1当作实验对象,即将其按一定的形式对折,则得整个宇宙内部的相对运动态的图2-a2。经验地绳直图2-a2,则得左右对称标量态的图2-a3。将左右对称标量态的图2-a3变换成矢量态的图2-a4,是可能的。

  运动是整个宇宙的存在形式。表整个现实宇宙的图2-a4绕自身中心平旋两个直角,则得图2-a5;图2-a5绕自身中心平旋两个直角,则得图2-a4;这种无休止而永恒的整体自旋,即整个现实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2-a6)。

  这样一来,我们就把宇宙整体的运动(绝对运动)的问题,变换成为形、数结合几何形式用以求解整个现实宇宙内部左右内向对称的运动(相对性运动),即“新的对称性和新的物理学”江向东等译.量子宇宙——21世纪粒子物理学的革命[J].现代物理知识(双月刊),17卷2期·总98期(2005.2:3).问题上来了。

  显然,对于新的物理学而言,犹理论物理学家、1957年诺贝尔物理学奖获得者杨振宁之见,他说:“物理学中对称的概念直接取自我们的日常见解。在动力学问题中,按照对称来考虑,可以得到重要的结论。”(杨振宁著.基本粒子发现简史[M].杨振玉等译.上海:上海科学技术出版社,1963:52.)

  其实,整个现实宇宙(图2-a6)内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”(曾炜锋.论物动学中公理化的形数结合几何学方法(2)[J].科学之友,2010.04(下旬):2.)

  简言之,所谓宇宙的演化或宇宙内部的运动(相对性运动),无非逐一为形、数结合几何形式表现的张量态,及其过程转化为凝聚态和依次出现的所谓强相互作用、弱相互作用、粒子万有吸引相互作用、电磁相互作用完备的统一场论。

  一言以蔽之,基础科学研究,即研究华罗庚猜想,亦即华罗庚《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。不管他们将来怎样解决这个问题,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,是物理科学的助手和工具”之说,是可以证明的,不过这种证明是非常规的,即是革命的,亦即以公理“宇宙只有一个”为唯一出发点的数学科学或理论物理学革命。

 

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