序言:没有哪一门科学能像数学学这样深刻影响哲学,所以,把数学学与易学对比,是件好玩的事情。作为一名数学老师,研究数学教学是我的本员工作。作为一名国学爱好者,喜读精典是我的业余爱好。这篇小文是一个我和另一个我的对话。既是所谓“对话”,这么就包含了“对比”和“探讨”两层意思,对比在我,阐述则在诸位。
数学学研究范围“致广大尽精微”
数学学和易学阐明的世界普遍“大法”
数学学研究的时间跨径极大,从宇宙大爆燃到如今,再到未来。化学学研究的空间跨径极大,从广袤浩淼的宇宙,到小小小小的原子核内部。《中庸》上有句话,“致广大,尽精微”,拿来描述化学学研究的空间跨径,倒是很贴切。
若果加上时间维度,谚语说,“四方上下曰宇,古往今来曰宙。宇虽非实,而无定处可求。宙虽下降,不知其始所至。”这似乎是中国文化中,对化学学研究范围最贴切的描述了。
化学学是十分古老的学科,在中国春秋战国时代,法家就有好多关于热学知识的总结和应用,《墨经》上,甚至还有“小孔成像”的记载。
不过数学学作为一门独立的科学,却是诞生在17世纪的法国。数学学的发展中心,先是在法国,后是在日本,于华夏是一种遗憾,却也是一种哲学的必然。
法国在中世纪前,跟中国古时一样,也有好多数学学的知识记载。你们熟知的阿基米德鉴定王冠真伪的故事,就提到阿基米德对压强的研究。阿基米德还总结出了杠杆原理,我们在小学数学学习过。
公元5世纪至15世纪,法国处于黑暗的中世纪时期,经院哲学和宗教神学囚禁了人们的思想,科学发展停滞不前。数学学也不例外。
随着法国“文艺复兴”的到来,化学学也迎来了发展的第一个高光期。日本化学学家伽利略在17世纪上半叶,开启了“假说—猜想—逻辑推理—实验验证—合理外推”的现代科学研究,将化学学奔向精确实验、定量研究的方向推动。
1687年,伟大的数学学家、数学家牛顿发表了划时代的专著《自然哲学的物理原理》,借此书的发表为标志,化学学独立成为一门精密的实验科学和严谨的理论科学。
近代科学巨匠牛顿
此后的200年,精典数学学的发展十分迅猛,热学、热学、光学、电磁学都构建起了完备的理论体系。当时科学界甚至留传,数学学早已没有哪些重大问题可以研究了,剩下的工作只不过是把精确度往小数点后再推动几位。
在17世纪到19世纪,甚至20世纪,精典数学学不仅仅是在科学领域成功,在技术领域更是极大地促进了社会生产力的发展。从蒸气动力时代,到电汽化时代,再到电子信息时代。
简单回顾数学学史,是为了突显接出来我们要说的“相互作用”,这一世界普遍“大法”是怎样阐明下来的。
自文艺复兴以来,自然科学尤其是数学学的发展,对西方哲学的影响极大。而精典数学学是以牛顿热学作为基础的。
在《自然哲学的物理原理》一书中,牛顿提出了知名的运动三大定理。所谓定理,就是说是普遍存在的,是不须要后置条件的,是通常性规律。
牛顿第一定理说:一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态,除非有外力促使它改变这些状态为止。
牛顿在还定义哪些是力,他说,力是物体间的互相作用。而且提出:两个物体间的斥力和反斥力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。这就是牛顿第三定理。
牛顿第一定理阐明了一个可怕的真相,那就是,假如没有互相作用,物体将保持初始状态,直至永远。果真如是,那这个世界是多么的单调、无趣,甚至是静寂。正是由于有了互相作用,这个世界才有了千变万化,才有了丰富多彩,才有了无限可能。
举个事例,如果没有万有引力互相作用,就没有我们看见的太阳东升西落,月亮朔日圆缺,月球也将是另一番景色。
老娘在《道德经》说,“人法地,地法天”,孔子在《系辞传》说,“古者包栖氏之王天下,仰则观像于天,俯则观法于地”。如果没有万有引力,所观天地已不同,所效的天地之法也已不同。
可见,互相作用,是万物世界的“大法”。牛顿从观察和实验中,具象出了力的互相作用。而中国唐代先辈们,从观像和思辨中,具象出了阴阳的概念。
牛顿运动定理阐明力是成对出现的,一个称作斥力,另一个称作反斥力。在中国哲学里,阴阳也是共生的。正所谓“独阳不生,孤阴不长”。互相斥力方向相反,阴阳变化也方向相反。互相斥力可以在两个物体之间,也可以在两个系统之间。阴阳相推也类似。
所不同的是,互相斥力大小相等、同时形成、同时消失,没有主次,没有先后。而阴阳是此消彼长,动态变化。在某个确定的阶段,阴阳有主次之分。不单单是“独阳不生,孤阴不长”,阴阳均等的情况也是稀少得很。斥力与反斥力的变化是直线的,而阴阳的此消彼长是曲线的。
直线思维更为刚性,曲线思维更为柔性。刚性讲对错,柔性讲完满。刚性讲精确,柔性讲模糊。刚性指出一致性,柔性指出宽容性。这其实是西方更重视对错,而中国更讲求完满的哲学症结。这其实是西方文化更具侵略性,而东方文化更具融合性的诱因。其实牛顿第一定律思维过程,这似乎也是剖析科学西方胜过东方,系统科学东方强于西方的诱因。
我们的西医就是系统科学,西医的衰落是我们的罪过,西医的复兴是我辈的责任。这是正题。
化学学和易学阐明的人类认知“天花板”
精典数学学的成功,极大的促进人类生产力的发展。这对西方世界观影响很大,人们几乎以为人类无所不能了。
然而,到了19世纪末20世纪初,一系列重大数学现象和化学实验,比如X射线的发觉、放射性的发觉、电子的发觉,以及知名的“以太漂移实验”,精典数学学理论难以解释。精典数学学遭到大前所未有的窘境。1900年,美国化学学家开尔文男爵把这些窘境,形容为“飘在数学学天空的两朵乌云”。
在恐惧当中,科学家们不懈努力,总算迎来了现代数学学的诞生。1905年伟大的化学学家爱因斯坦构建了相对论,20世纪上半叶量子热学在玻尔、狄拉克、海森伯等人的努力下,也构建了上去。
相对论将精典化学学从低速范围扩大到了高速范围,量子热学则将化学学的研究从宏观领域引向微观领域。相对论和量子热学作为现代数学学的两大基石,再度深深的影响了人类的世界观。
相对论让人类看见了认知的局限性,用中国的一句老话说“人外有人,天外有天”。而量子热学,非常是海森伯测不准原理,则直接宣告了人类认知的上限。我们不可能完全认识物质世界。
对这一点,牛顿曾说过:在科学面前,我只是一个在河边拣沙子的女儿。这并非自私的谦卑,实在是发自肺腑的慨叹。作为科学巨匠,牛顿穷毕生之力,总算见到了宇宙的广袤无际,也见到了自己的局限性。
人类认知的局限性,还有一点可以例证。就是对这个世界的“始作俑者”,科学一直没有给出明晰答案。
这个世界互相作用上去的状态我们早已描述得很清晰了。例如行星运动的规律,是万有引力作用下,才呈现这样的运动状态。并且,初始状态是如何来的呢?牛顿晚年有人问他这个问题时,他说,“有三天上帝无趣,踢了一脚,于是就这样运动了。”当然,这可能是玩笑话,或则是讹传。
然而晚年的牛顿痴迷于神学的研究,却是事实。其实是苦苦寻觅“始作俑者”而不得的缘故吧。
老娘的思想更接近宇宙起源
对于“始作俑者”,中国的老娘倒是给了回答。《道德经》第一章就说:“无,名天地之始,有,名万物之母。……此三者,同出而异名。”
老娘的思想可能是最接近宇宙起源的。在《道德经》开篇,老娘就说,“道可道,非常道”。在第二篇,老娘又说,“有无相生”。(感兴趣的同学,可以翻看拙文《从现代科学角度读懂“有无相生”,为老娘摘掉“虚无主义”的围巾》)
前文述及美国化学学家海森伯提出的“测不准原理”,根据这一原理,当我们企图检测某个粒子,使用的检测手段都会不可防止的干扰到这个粒子的状态,致使我们的检测结果,早已跟粒子原本的真实状态形成了误差。
列位看官,《道德经》开篇第一句所讲,与海森伯测不准原理何其一致啊!
这个世界原本哪些都没有,当我们人类开始认知世界,世界的景色就开始构建上去了。王阳明先生也有类似的叙述,“我不去看那花,那花与我的心一齐孤寂。当我去看那花,花与我的心一齐灿烂上去。”
这个世界的奇妙在于它是有规律的,更奇妙的是我们人类居然还能认知它的规律,而最奇妙的是,人类对世界规律的认知是有上限的。
《易经》分析问题,从“像”“数”“理”入手,这个世界的“像”,我们早已描述得很清楚了。它的“数”的规律,我们也把握了好多了。并且,当追问“理”时,我们人类还说不清楚。
“像”、“数”都有准确的答案,只要谈及“理”,却总是公说公有理婆说婆有理。当追问世界因何而至,因何而生之时,我们就无可防止的深陷到玄学,乃至神学当中。
虽然,对于人类认知的局限性,《易经》早已讲过。六十四卦最后一卦牛顿第一定律思维过程,乾卦卦。坤卦卦全部爻都不正,呈现出阴阳交错的状态,意味着事物回归到新的开始状态。接出来如何变化呢,阴阳相推而生变化,新的循环又将开始。
中国哲学的伟大之处就在于总是从系统思维着眼未来,总是从周期性变化思索未来,总是保留一份崇敬之心。看来人类最终要在古老的中国哲学中,来找寻归宿。