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发表于 2016-1-23 08:21
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世界三
本帖最后由 非常数1 于 2016-1-25 01:27 编辑
系统数组块学 Systemic Numblocology
第一章世界三,
逐个而谈 ,远古人的智力活动,汉代司马迁的考据推理,牛顿解释太阳系的运作法则,超对称学者利用卡拉比–丘流形(Calabi–Yau manifold)等应该被无区别地对待,这样人类才既显得伟大也度过了时光。
1. 人文学
“人文学”(humenities)这个名称,容易引人望文生义,以为是用的跟天文学、水文学一样的命名方法,是研究人的学问。实际上人文学研究的不光是人,它是基础研究中科学之外的多个学科,跟科学不同的地方主要是方法。人文学在古代(直到四百多年前现代自然科学兴起为止)发展程度高于科学,是现代科学的来源之一。
人文学可以分为三类。第一类是考据(如文献学和史料学),考证单个现象的具体属性。考据早就有过一些很高的成就。例如西汉史学家司马迁的《史记》“殷本纪”中的殷商君主世系表。他没有见过殷商的甲骨文献,只是利用当时的其他文献资料和访诸野老,排出了那个世系表。清末王国维等人通过对出土的殷商甲骨文献的考证研究,发现司马迁的殷商世系表错误很少。由此可知,考据的目的是搞清楚单个现象本身的具体属性。考据主要利用文献资料,也有人兼做田野调查。
人文学的第二类是纯思辨概括(如哲学和文学批评),对现象进行纯思辨的概括。例如古代史学家在对社会变化的追记里,往往表现了对其原因的探讨。再如春秋时代的孔子,认为当时的社会弊病,原因是人们不再遵守周礼。由此可知,纯思辨概括的目的,是发现制约现象之间关系的规则或倾向性。概括出的规则是充分必要条件式,例如:当且仅当有现象A(或ABC……),就有现象X(或XYZ……)。概括出的倾向性如:如果有现象A(或ABC……),倾向于有现象X(或XYZ……)。纯思辨概括主要依靠假设-演绎、归纳、类比、顿悟等思辨方法。概括的结果就是所谓理论。理论听上去是个吓人的大字眼,其实不过就是概括。日常生活中,人人都要做概括,所以人人都是理论家。:)有效理论概括的现象越多,覆盖的面越大,其价值就越高。人文学理论容易过度概括,即概括的现象过多。所概括的现象,有些是无法重复的历史现象,有些是难以观察的心理现象,有些掺杂了见仁见智的价值判断(如利害、善恶、美丑),因而观察现象及之间关系的过程时常难以重复,验证理论失效的可能性(这被奥地利哲学家波普尔称作可证伪性)时常难以找到。
人文学的第三类是综合研究(如历史学),兼作考据和纯思辨概括。
2. 科学
科学是什么呢?有两类不同的看法:一类是民俗看法,另一类是专家看法。在多数人看来,科学就是正确的、可靠的、有用的、好的以及拥有其它正面属性的知识。这种看法由来已久。在伽利略以来的四百多年时间里,自然科学事业获得了此前智力探索者从未梦想到的巨大成功,简直是创造了令人难以置信的奇迹。自然科学知识的可靠性令人信服,部分自然科学知识的实用性更令人惊讶。自然科学的进展引发了工业革命和新技术革命,开发出了似乎无穷无尽的财富,已经而且继续惠及大多数人,并且影响到每一个人生活的各个方面。多数人没有考察或从事过科学研究,看到的只是它辉煌的结果,看不到它跟其它智力活动有同有异的具体过程。在他们看来,科学家就是某个领域的权威,掌握着某个领域的正确知识(也就是科学)。这种对于科学家和科学形象的大众主观塑造,是众神和神谕形象在这个时代的翻版。这种科学的神谕隐喻,导致了“科学”和“科学的”这两个词的泛滥成灾
人文学是学术之祖,分化出科学。科学中采集数据和对数据概括出倾向性或规则是一般程序,但人文学因为剩下的对象太大太复杂,还是延续考据学(如搜集考证的史料学)和哲学(如思辨猜测历史倾向性或规则的历史哲学)的分裂,现代人在一段时间的里的倾向是会变动的,或研究时尚的钟摆在两端之间摆动。
中国人文学的现状是考据学为主,但新一代学者的要超考据学声音越来越大,钟摆正在从考据学那一端向哲学那一端摆动。就是思考历史哲学的人多了,也是发现或猜测其中规律的学者开始发表看法了。稍细地看猜测倾向的内容,可见
模式、自发秩序,通过博弈来自发演变,这种演化论的模式跟达尔文的进化论有一定的相似之处,而且它可以抽离具体学科,也就是说,它不一定要用在经济学,或者是社会学或者是历史的具体项目有关,实际上他可以跨学科用到很多不同的项目上。而如果说这种东西要有一个思想根源的话,那么苏格兰启蒙运动就是他们共同的思想根源。
规则和倾向性是哲学类人文学和科学研究追求的结果。规则是例外很少的,倾向性是例外较多的。哲学类人文学研究的是变量很多的对象,结果以倾向性为主。科学研究的是变量较少的对象,结果以规则为主。
规则和倾向性存在于何处,有两种说法。第一种是实在论,说规则和倾向性是客观实体,存在于先验世界(柏拉图主义)或神那儿(神意或天意)。在历史哲学中,实在论就是历史决定论了,历史是被先验世界或神的规则和倾向性预先决定的,人力无法改变。众贤之一的马克思主义的经济发展决定社会发展的历史客观规律也是一种历史决定论。
第二种是概念论,说规则和倾向性是心理上的,是人们对对象的认识。历史哲学猜测制约现象的倾向性和规则(不是先验世界的、神的或客观的),据此作出预测。
波普尔的可证伪性,就是针对象狭义相对论这样的难以验证的理论。这种理论要获得科学身份,必须提供验证的可能性,必须有判决性的实验或证据来检验它是对是错。
数学和逻辑学等公理系统,是不可验证的。公理系统只是从假设的公理开始没有内部矛盾地推导出一个系统,并不要求每一步结果都能接受经验证据的验证。欧氏几何学从包含“平行线永不相交”的五条公理推导出来,可满足一般需要。两种非欧几何学(黎曼几何学和罗巴切夫斯基几何学),一种将上述平行线公理改为“平行线最终相交”,另一种将其改为“平行线之间的距离逐渐增大”。后来发现,前者可用于描述大圆球面(如地球表面,其三角和大于180度),后者可用于描述马鞍性的天体。
人文学中的哲学、文学批评等学科,一般也是不可验证的。哲学的对象都是已有研究条件下无法进行经验研究、只能进行思辨研究的。
狭义自然科学和人文学纯思辨概括要对现象做出概括,需要先观察现象,获得数据(资料)。在观察现象的方式上,狭义自然科学与人文学纯思辨概括差异巨大,却相对接近于人文学考据。人文学纯思辨概括学者观察现象,不限定范围,不需要观察较多事例(数据)。人文学考据学者专注于单个现象本身,观察现象限定了范围,需要观察较多事例。观察方式有如前文所说的研读文献资料和田野调查等。狭义自然科学学者观察现象也限定了范围,也需要观察较多事例。观察方式最典型的是实验,以一个现象为主要观察对象。对于可能相关的多个现象,控制住它们的变化,只让其中一个现象(如温度)发生变化,看看是否引起主要观察对象的变化。如果受控变化现象引起主要观察对象的变化,那么就观察变化相关性。其他观察方式那么逐一其它现象的变化是否和怎样引起主要对象的变化。
科学研究的对象,是明确限定的范围之中的现象之间的关系。一项科学研究,以一个现象为主要对象,逐一考察其它现象的变化是否和怎样引起主要对象的变化。科学研究的对象明确限定,这同考证的人文学的对象明确限定是相同的,同纯思辨概括的人文学的对象不明确限定是不同的。
科学研究当然需要思辨,但不限于思辨,还要通过实验、调查等实证方式探究现象之间的关系。这样思辨和实证结合的概括研究,是可以让别人重复的;而得到的规则或倾向性,是可以验证的。科学研究的思辨和实证方式,综合了纯思辨概括的人文学的思辨方式和考证的人文学的实证方式。
3. 社会科学
社会科学往往同人文学混为一谈,同自然科学相比,社会科学给人的感觉是不够硬。这有多方面的原因。首先,社会科学的积累和发展时间(两百多年)比现代自然科学(四百多年)短得多。其次,一个社会现象背后的因素太多,一般只能概括出倾向性,如同背后因素太多的自然现象(如气象)。再次,对多数社会现象的探究不能用自然科学中最有效的实验方法(控制住某个因素之外的其它因素,让它们保持不变,只让一个因素变化,看它的变化是否和怎样引起主要对象的变化)。还有,有些社会现象(如心理现象),处于黑箱之中,只能根据输出来构拟其内部变化。
因为社会科学其实也谈不出一个所以然,因此下面我们开始 世界三( world three, World III)的探讨。
4.世界三( world three, World III)
世界三只有在两个前提被知识界了解的情况下,才显得有意义。否则谈世界三和将被群氓攻击是一回事。
世界三的两个前提就是意义的解达范围的:举例来说,如果说发现了养畜可改变人和人接触的关系,发现蒸汽机可改变人和人之间的关系,大建铁路可以改变人和人接触的关系,互联网可以
改变人和人连结的机制,等等,那么其实是在让互联网的革命性的意义得到解达。同样,世界三也是为了得到某种解达,而且世界三对一切思辨和实证的研究都有超乎寻常的意义。
世界三的两前提之一是,基础研究和实用性研究早就脱节,比如黎曼几何创立50年后才在广义相对论中找到应用,而象黎曼几何那样开初阶段毫无实际应用的东西,如果人都不去研究,其实人就不会有大的成就,那将是人类的悲剧。
人类号称智慧之子,所以这个脱节性前提是知识界公认的必需。就是基础研究就是不依赖是否实用为特征的。世界三的两前提之二,则
更简单却更深刻。世界一就是客观世界,不管其是自然对象还是人类社会之客观部分,还是人文学的对象,它们属于客观的方面。所以世界一也叫不做作的客观世界。于此可短暂分割的对立面就是世界二,是有主观特征和精神依赖的。
所以世界二也可简单粗略称为纯精神世界。于此相反,没有世界一和世界二那样简明特征的世界就是大世界三。在这个大世界三里分出一部分就是我们要的世界三,因为世界三的确不好简单定义。
所以本书暂时用例子代替:牛顿著作《自然哲学的数学原理》提出的万有引力公式的思想属于世界三,莱布尼兹的微积分运算符号(客观
但毕竟也是人发明的)也属于世界三,中国古书《周易》画的卦图也是属于世界三的,群论的思想最后写成了群论的书,这也是人为造的,也是属于世界三,甚至一切有客观道理的数学都是属于世界三,虽然这些数学中的一小部分可以
用来做成物理学定律,而这些定律描述了世界一,同时它也是思想故也归入世界二。但综合而言,数学有自己的规律,却未必和客观世界
对的上号,所以应当归入世界三。世界三有其高贵性,因为不是疯子脑子里的无根据。本书的对称研究和产品确实有客观性但是不强调
其属于世界一,而强调其属于世界三。总之数组块学(Numblocology)的规律性内容属于世界三。有其独立性。
前面提到对无任何应用的科学或学问,如果人都不去研究,则害了人类的潜力。另一方面,从人类数万年的历史长河看,象牛顿发现的体系那样很
明快地有个应用的反而是十分罕见的,这里为节省篇幅,我们只提三件事,第一是三万年前的早期人类洞穴壁画,第二是牛顿的物理学体系,
第三就是更象数学而不想物理学的 弦论( string theory)。
第一,法国拉斯科(Lascaux)洞窟,洞窟绝大多数的岩画作品绘于约公元前15000年。(注:类似的洞穴也有三万年前绘制的)洞窟壁画的马中,最令人嘱目的是所谓的“中国马”,其因形体颇似中国的蒙古马种而得名。画中的马正处于怀孕期,这与祈求增殖的观念有关;马的造型轮廓分明,线条流畅,比例造当;制作时巧妙地利用岩石的高低变化而与雕画结合,尽管是采用单色平涂,却取得了立体效果,有一定的体积感;在色彩的处理方面也有其独到之处,大面积的马身着明亮的黄色,马鬃涂黑色,形成明快的对比。就艺术上的成就而论,把该画列为杰作应是没有异议的。
就是一个现代的平常人要拿起画笔来画也达不到这个水平,因为平常人未接受画画技能训练,这倒过来证明了远古人的聪明和这些古艺术人的素质。可以说和现代人在一个档次。
第二,很年轻的剑桥教授牛顿在被问到那些行星是按什么轨迹运行时,马上回答是椭圆形,当来访者追问为什么时,牛顿却找不到起先的手稿了,来者要求其再解释,这样牛顿就
写出了《自然哲学的数学原理》Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica ("Mathematical Principles of Natural Philosophy"), 初版 1687年
牛顿就这样锋利地用带数学的物理定律描述了物理世界,包括身边的和天上的行星。而这在人类历史上其实是一个罕见的实例,大部分时候。
物理学家,原始拉斯科洞穴的艺术家,还有弦论,大统一论理论家和大部分数学家。他们的产品都是暂时藏在世界三(World III)。
第三 弦论:这是研究物理的,因为没被最后证实,而更象数学。弦理论是理论物理的一个分支学科,弦论的一个基本观点是,自然界的基本单元不是电子、光子、中微子和夸克之类的点状粒子,而是很小很小的线状的“弦”(包括有端点的“开弦”和圈状的“闭弦”或闭合弦)。弦的不同振动和运动就产生出各种不同的基本粒子,能量与物质是可以转化的,故弦理论并非证明物质不存在。弦论中的弦尺度非常小,操控它们性质的基本原理预言,存在着几种尺度较大的薄膜状物体,后者被简称为“膜”。直观的说,我们所处的宇宙空间可能是9+1维时空中的D3膜。弦论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论。
弦理论是一门理论物理学上的学说。理论里的物理模型认为组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”,大至星际银河,小至电子,质子,夸克一类的基本粒子都是由这占有二维时空的“能量线”所组成。
虽然弦理论最开始是要解出强相互作用力的作用模式,但是后来的研究则发现了所有的最基本粒子,包含正反夸克,正反电子,正反中微子等等,以及四种基本作用力“粒子”(强、弱作用力粒子,电磁力粒子,以及重力粒子),都是由一小段的不停抖动的能量弦线所构成,而各种粒子彼此之间的差异只是这弦线抖动的方式和形状的不同而已。
超弦理论(英语:Superstring Theory),属于弦理论的一种,有五個不同的超弦理論,也指狭义的弦理论。是一種引進了超對稱的弦論。
若納入對偶性以及超重力,則可統一出M理論的框架,常見的對偶有T對偶、S對偶、U對偶。
弦理论是我们知道的唯一能融合广义相对论和量子力学的方式,但只有超对称的弦理论才能避免快子问题,才能包括费米子振动模式从而才能说明组成我们世界的物质粒子。为了实现引力的量子力学,也为了一切力和物质的大统一,超对称性与弦理论手拉手地走来了。假如弦理论是对的,物理学家希望超对称性也是对的。
SA记者采访 物理学家 Green的记录:
弦论的一个弱点是所谓的背景依赖(background-dependent)。我们必须假定一个弦赖以运动的时空。也许人们希望从真正的量子引力论的基本方程中能导出这样一个时空。他们(环量子引力研究者)的理论中的确有一种“背景独立”的数学结构,从中可以自然地推导出时空的存在。从另一方面讲,我们(弦论研究者)可以在大尺度的结构上,直接和爱因斯坦广义相对论连接起来。我们可以从方程式看到这一点,而他们要和普通的引力相连接就很困难。这样很自然地,我们希望把两边的长处结合起来。
研究进展。
SA:在这方面有什么进展吗?
格林:很缓慢。很少有人同时精通两边的理论。两个体系都太庞大,就算你单在你的理论上花一辈子时间,竭尽你的每一分每一秒,也仍然无法知道这个体系的所有进展。但是现在已经有不少人在沿着这个方向走,思考着这方面的问题,相互间的讨论也已经开始。
SA:如果真的存在这种“背景依赖”,那么要如何才能真正深刻地理解时间和空间呢?
格林:嗯,我们可以逐步解决这个难题。比如说,虽然我们还不能脱离背景依赖,我们还是发现了镜像对称性这样的性质,也说是说两种时空可以有相同的一套物理定律。我们还发现了时空的拓扑变化:空间以传统上不可置信的方式演化。我们还发现微观世界中起决定作用的可能是非对易几何,在那里坐标不再是实数,坐标之间的乘积取决于乘操作的顺序。这就是说,我们可以获得许多关于空间的暗示。你会隐约在这时看见一点,那里又看见一点,还有它们底下到底是怎么一回事。但是我认为,如果没有“背景独立”的数学结构,将很难把这些点点滴滴凑成一个整体。
SA:镜像对称性真是太深奥了,它居然把时空几何学和物理定律隔离开来,可过去我们一直认为这二者的联系就是爱因斯坦说的那样。
格林:你说的没错。但是我们并没有把二者完全分割开来。镜像对称只是告诉你遗漏了事情的另一半。几何学和物理定律是紧密相连的,但它就像是一副对折开的地图。我们不应该使用物理定律和几何学这个说法。真正的应该是物理-几何与几何-几何,至于你愿意使用哪一种几何是你自己的事情。有时候使用某一种几何能让你看到更多深入的东西。这里我们又一次看到,可以用不同的方式来看同一个物理系统:两套几何学对应同一套物理定律。对于某些物理和几何系统来说,人们已经发现只使用一种几何学无法回答很多数学上的问题。在引入镜像对称之后,我们突然发现,那些深奥无比的问题一下子变得很简单了。
理论上可以导出许多不同的宇宙,其中我们的宇宙似乎是唯一适合我们生存的。
虽然历史上,弦理论是物理学的分支之一,但仍有一些人主张,弦理论目前不可实验的情况,意味着弦理论基本不归物理(注:归物理的就是世界一)。
或者,弦理论应该(严格地说)被更多地归为一个数学框架而非科学。一个有效的理论,必须通过实验与观察,并被经验地证明。不少物理学家们主张要通过一些实验途径去证实弦理论。一些科学家希望借助欧洲核子研究组织(CERN,Conseil European Pour Recherches Nucleaires)的大型强子对撞机,以获得相应的实验数据——尽管许多人相信,任何关于量子引力的理论都需要更高数量级的能量来直接探查。此外,弦理论虽然被普遍认同,但它拥有非常多的等可能性的解决方案。因此,一些科学家主张弦理论或许不是可证伪的,并且没有预言的力量。
由于任何弦理论所作出的那些与其他理论都不同的预测都未经实验证实的,该理论的正确与否尚待验证。为了看清微粒中弦的本性所需要的能量级,要比目前实验可达到的高出许多。弦理论具有很多数学兴趣的特性(features of mathematical interest)并自然地包含了标准模型的大多数特性,比如非阿贝尔群与手性费米子(chiral fermions)。因为弦理论在可预知的未来可能难以被实验证明,一些科学家问,弦理论甚至是否应该被叫做一个科学理论。它现在还不能在波普尔的意识(the sense of Karl Popper)中被证伪。
总之在人类数万年的历史中,世界三扮演文明传递的核心角色,也是现代科学腾飞的基础。而本书的重要内容需要通过世界三才能说得清其本有的价值。世界三的两前提之二显然就是指上述三件事例其实是平等的,而牛顿的那种明快是可遇不可硬要的,世界三的打造本身就有功绩,这是我们需要的
价值观。这一切的一切就在于读者能弄懂世界三 这个思想的深刻。
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下面是
256元素的 或256阶群的第一出发序列  |
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