[原创]科学与人学纠缠解答统一生态之谜

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[watermark]三、科学与人学纠缠解答统一生态之谜
1、自组织自手术时代
1）为什么会有宇宙大爆炸？我们说，这是一种宇宙“自手术”现象，因此很自然。这里首先要说，须把前面的受限扩散凝聚模型(DLA)，变换改说为“自组织”模型；把电介质击穿模型(DBM)，变换改说为“自手术”模型。人类把宇宙的起源，最先看成是神创。科学的出现，把“神创”的这种“他组织”，改为是自然的“自组织”现象，推动了人类社会与建设的文明。这里牛学、麦学、爱学、薛学等虽功不可没，但都难以解释质量的起源。E＝M2h2+Ah4希学，把它解释为类似直接从事生产的劳动力加上管理人员的生产力，得以统一。
按理说，“管理”也是一种组织。但与时俱进，希学类似与计算机联系，把“管理”深化为“点内空间”，再与类似空心圆球内外表面翻转熵流的庞加莱猜想外定理的数学联系起来。但丘成桐先生在《世纪的数学展望》一文中说，单靠程序和计算的数学即使有短暂的生长力量，但不会有深远的影响。在微分方程或微分几何遇到奇异点或在研究渐近分析时，炸开（blowing up）分析是一个很重要的工具，而这种炸开的工具亦是代数几何中最有效的工具。因此理想的应用数学家，应有数学家的根基，有物理学家和工程学家的眼光和触角。
数学概念的“炸开”等价于类似“手术（surgery）”的数学概念。
在里奇张量协变效应的演化过程中会经常性地出现奇点、需要预测奇点、手工解决问题。在拓扑学中，当想象中的手干预物体在想象中的转换时，这种干预就称之为手术。佩雷尔曼证明庞加莱猜想的第一篇论文，整篇讨论的都是里奇（Ricci）流；Ricci流是哈密顿创立的。第二篇论文讨论的是手术后的Ricci流，也是哈密顿原创的。在佩雷尔曼的这些处理中，他将手术后的Ricci流和亚历山德罗夫空间以及他与格罗莫夫、布拉戈所做的工作融合在了一起。
葛森的书《完美的证明》中讲，灵魂猜想来自研究发现一个非紧非负曲率的黎曼流形的拓扑，所有的拓扑信息都包含在一个紧集合上，这个集合被取名为soul（灵魂）。对“灵魂”更直白的定义是：“针对某类特定的数学对象，可从这类数学对象的一些小区域将性质推广到整体。这些小区域称之为数学对象的灵魂”。前苏联从其著名数学家亚历山德罗夫的亚历山德罗夫空间的研究，也引出过“灵魂定理和灵魂猜想”。但按汉语“灵魂”是迷信。然而在上世纪50年代开始，我国却到处都在讲“政治是灵魂，政治是统帅”的论断，这是怎么回事？这是一场科学的“暗战”。说白了，从科学的优势和发展的观点看，科学就是政治，是灵魂，是统帅。1953年毛泽东主席就谈：“墨子在公元前5世纪，就提出‘端’是组成物质的最小成分，比外国人提得早。”他还反复提及《庄子》一书中“一尺之棰，日取其半，万世不竭”这句话。
其实这里在两千多年中华民族的先贤，讲的物质无限可分就是对物质结构的“手术”。然而这道“手术”难题太难。例如墨子和庄子两者结合已经指向“奇点”，现代对奇点有两层理解，一是奇点表达的环面与球面不同伦，即环面自旋范围是虚与实两种空间共存，环面的实体部分对应实数，是无限可分的，这近乎“万世不竭”的意思；而微分几何、拓扑学的“连通”也是判别环面与球面不同伦的根据。二是反其意，环面实体以外包围的中心虚空部分，对应自然数0，不是无限可分的。即无限可分的还是等于0。这类似一个不可穿透的球，所以把离开环面的中心虚空部分，也可等价看成“奇点”。即它是不容易分割下去的东西，这近乎墨子的“端”的意思。这种奇点来源于环又不说是环的智慧，微分几何、拓扑学没有讲，也没有定义。但霍金、彭罗斯说的裸黑洞、黑洞裸点，就关联这类“奇点”。如果说古代墨子弦学的奇点是包含旋转运动的环面，或类似实数的无限可分的环面部分和有一个相连的不可穿透的球面的智慧，还是隐蔽的，那么中国古代的阴阳，五行、天人合一，其环圈及循环运动的智慧，则是明显的。这与古西方的四元素说相比更突显，即阴阳五行是相生相克自转循环无边的环圈论，是中国古代的“奇点”说。
这里的“阴阳”也包含了环圈旋转，以及类似实部是无限可分的环面和有一个相连的不可穿透的虚球面等意思。但是无论无限不可分“端”的奇点还是“阴阳五行”的奇点论，都毕竟不是现代版的“奇点”论。自旋有一种整体的协变效应，把自旋看成是里奇张量的灵魂，那么灵魂是一种整体的协变效应，也是一种“自手术”现象。在两千多年后的1958年大跃进“向科学进军”的年代，聪明的四川大学的数学家们把这道“手术”难题，推进到改编为一道数学难题：“不撕破和不跳跃粘贴，能把空心圆球内表面翻转成外表面”。这是一个了不起数学成就，它推进了三旋理论的成长。
因为证明川大“空心圆球内表面翻转成外表面”的难题，属于丘成桐、哈密顿、佩雷尔曼等领军研究类似卡拉比-丘空间、Ricci流“手术”的空心圆球内外表面翻转熵流庞加莱猜想外定理。由此在中国点燃了第三次超弦革命，也助推了中国的世界科学工厂、世界科学工业。即使川大的数学死了，它已放射出光芒。例如著名科学家特霍夫特的全息原理，就与类此的庞加莱猜想翻转问题联系，萨斯坎德已写入《黑洞战争》书中：信息守恒、维数守恒、能量守恒等不变量和量子绝热，要求把持球跑进通道的视界推到一维的极端普朗克尺度时，所有的信息都用普朗克比特精确地编码；跟一般的全息图的情况一样，通过一维电线联结电脑，以通过来回类似庞加莱猜想的翻转，在远处的边界上编码的信息，也就是这里多维原始物体的信息“持球跑进”的表示。《求衡论---庞加莱猜想应用》一书已能证明，其转点交换就是三旋化的量子模型机制。
A、自组织（Self-organization）理论是20世纪60年代末期才出现的。我们说宇宙大爆炸是一种宇宙的“自手术”现象，不是从爱因斯坦的广义相对论推导来的。当然，如果把牛顿力学F＝ma到爱因斯坦相对论E＝mc2等大科学，看成类似受限扩散凝聚模型(DLA)在二维表面上的纵横向组织运动，那这类自组织理论已经统治了我们科学300多年。而且从系统论到混沌学也是把电介质击穿模型(DBM)和DLA模型一起当成自组织理论，采用分形、分维的方法在使用。但我们仅是取电介质击穿，类似空心圆球内外表面翻转的竖穿向，来比喻手术的。与时俱进，这里我们要说自组织理论的不足之处。
自组织被说成是宇宙演化，从轻元素到重元素，从分子到生物大分子和生命现象，其基础自然科学研究的分支，反映的都是它在各个层次过程的不同侧面。因此“自组织”是现代非线性科学和非平衡态热力学的最令人惊异的系统演化理论发现之一。自组织囊括了耗散结构理论、协同学、突变论、超循环理论、混沌理论和分形理论等成果。李曙华教授说，自组织理论重点解决的是系统诞“生”的问题，参考系可以从“以有观有”转到“以无观有”，其突出成就在对随机多重分形中，如DLA和DBM模型揭示的“空隙”对于生长的重要性，它向科学敞开了一个全新的“无”，即潜在存在和潜在发展的世界，这超越了科学仅限于“实”、“有”的眼界。如DLA巨集团生长实际包括两大区域：已经生成的部分和分形生长的空隙。后者是孕育分形生长的生命源泉，是充满生机、信息、可能，对未来开发的空间区域。
多重分形揭示空隙与正在生长的物体是不可分割的统一体，这与牛顿力学大异其趣。即使爱因斯坦的相对论揭示空间与物质不可分，但物质仍是基本的，时空的弯曲是派生的、静态的。空隙对这些以往科学而言不过是“无”，但对于生长，它更基本、更重要，因为类似“无”的空集与负维数，富含信息的潜在的存在似乎一切新生源源不断从“空”中涌出。然而李曙华教授的解读，在批评“无”被以往科学忽视时，也揭示出自组织自身对空隙与空穴、空隙与空穴和点内空间的区别不清。众所周知，植物的生长，有明显的点外的生长；但也有类似种子的“点内”生长，就像未出生的婴儿在妈妈肚子的孕育一样。类此，空隙一般指点外空着的地方；空穴一般指洞穴，与点内空间较接近，但也是点外能发现的地方。点内却完全不占点外。如正、反粒子对撞湮灭到点内空间，量子波函数塌缩到点内空间。
但狄拉克对E2＝p2c2+m2c4方程负值能的解释，为反粒子的正电子，是负能态海洋留下的空穴，是可见的，有空空为实，真空乃无限之有的空之意。其次，量子力学波动方程虽有虚、实两部分组成，虚数进入了量子力学，但由于没有“自手术”模型的“点内空间”概念，与自然数、实数和虚数及复数的对应，也仅能表现在想象的点外坐标的图像上。古言“大盈若冲”，也没有“自手术”意识。“空集和负维数”并不代表点内空间。普里高津的耗散结构理论类似贝纳德对流，有内外翻转之像，也没有联系庞加莱猜想外定理。艾根的超循环理论虽有“信息空间”的概念，也没有联想到会有不占实数时空的点内空间。
B、手术传统是指医学上外科的主要治疗方法，俗称“开刀”；指医生用医疗器械在病人的身体上进行的切除、缝合等治疗。动手术，有大手术、小手术。
随着外科学的发展，手术领域不断扩大，应用的器械也不断更新，有的手术操作也不一定要进行切割来破坏组织，如经各种内窥镜取出胆道、尿路或胃肠道内的结石或异物；用激光使闭塞的血管再通等，因此手术也有更广泛的含义。
把“手术”概念与“组织”概念并立或对立，意思也明显。组织是指系统内的有序结构或这种有序结构的形成过程；“组织”可分为两类：他组织和自组织。类此我们也把“手术”分为两类：他手术和自手术。
但这就怪了。把一个系统靠外部指令而形成组织，叫他组织；不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调地自动地形成有序结构，叫自组织，这容易理解。其次说西医分内科和外科，中医也可分内科和外科，这也容易理解。但说西医、中医外科的大手术都类似他组织、他手术，难道病人自己能在自己身体上进行开腔、开颅等大的开刀切除、缝合等手术治疗吗？这当然没有。但像任何一种“组织”都必须具备自组织的这个基本要素，否则就失去了存在的基础和发展的动力一样，自组织无论在自然界还是人类社会中都普遍存在。同理自手术现象无论在自然界还是人类社会中也是普遍存在的，否则也会失去存在的基础和发展的动力。
例如，在旧社会有穷人家的妇女生娃娃时无人在身旁，就自己用剪刀或牙齿把脐带弄断，自己接生，这类似一种自手术现象。类似的在战争中，也有肠子被打出来还没有死的人，在无人救护时自己把肠子装回肚里，作简单包扎后等待或爬行去找人的情况。其次人体里的细胞、基因，也有部分自修复功能。这都可以看成部分自手术的例子。再说科学的发展，有先是限制手术，后又放开手术的典型，例子就是拓扑学。拓扑学被称为橡皮薄膜的几何学，即拓扑性质可以想象成在橡皮薄膜的塑性形变下仍然保持不变的性质。比如有一个洞的一块橡皮薄膜，可以任意改变它的形状，只要不把它剪开或者把它的两点粘在一起，这块橡皮薄膜有一个洞的性质不会改变。因此“洞”是一种典型的拓扑性质的区别。其次在橡皮薄膜的塑性形变下，通常熟悉的距离、朝向、大小等性质会改变，但它们都不是拓扑性质而是局部性质。
这就是说允许橡皮泥X在不允许隔断的情况下可以捏成Y，这种形变可以非常剧烈，足使几何图形的所有度量以及射影性质全部消失，但仍能保持原先的性质；这形变的光怪陆离、引人入胜、丰富多彩，就像自组织囊括的耗散结构理论、协同学、突变论、超循环理论、混沌理论和分形理论等成果一样。但拓扑学后来还是发展出“轨形拓扑”。这类似把两个喇叭小的一端的对接，再翻转到两个喇叭大的一端的对接的内部成一个环面一样。这种几何操作，称为轨形拓扑。轨形拓扑包含拓扑学的手术和自手术。说白了，自组织理论之外之所以需要“自手术理论”，因为像西医、中医分内科和外科一样，耗散结构理论、协同学、突变论、超循环理论、混沌理论和分形理论等自组织理论只能等价对应于类似西医、中医的内科。可以说基础自然科学从轻元素到重元素，从分子到生物大分子和生命现象在各个层次过程的不同侧面的研究，直到第一、第二次超弦革命，都还处在类似西医、中医的内科的手法层次。
C、而类似西医、中医的外科的手法层次的分水岭，出现在1958年大跃进时期川大的数学精英制定对拓扑难题“空心圆不撕破和不跳跃粘贴，球内表面可翻转成外表面”的攻题战略。中美俄暗战直到21世纪初，丘成桐、田刚、哈密顿、佩雷尔曼等一批属于顶尖科学精英手拉手使庞加莱猜想得证，川大挑起的暗战终于有了在中国点燃起第三次超弦革命的回报，由此自手术理论也才被正式地确立起来。反之第三次超弦革命的标志，就是自手术理论。由此来看希格斯场公式E=M2h2+Ah4，右边第一项类似自组织，第二项就类似自手术。
从“自手术理论”来解读卡拉比-丘流形微分拓扑的尖端收缩“炸开”理论，一般我们肉眼看上去的现实物体图形，都是固定形状的静态图像。这些看上去固定的图形，如果是规则的，我们用的是几何，有的用拓扑矩阵等。除了固定静态图形，其他的有立体图像，还有动态的图像，例如水流、爆炸等等形状。实际上这些动态已经被应用到了现代宇宙学当中，用在了解释超弦中的问题。就是说，现实当中的物质有规则的，也有不规则图形的；有动态变化的,有相对静止的。所以图像也有相应的静止状态,也有变化中的动态图像。如果条件允许，可以通过放大物质，获得物质不同尺度的图像可进行对比；或者通过跟踪动态变化过程，进行对比，来发现事实的真相。弦论走到了丘成桐的卡-丘空间和炸开理论，以自手术理论垫底的三旋理论，已经把“轨形拓扑”运用得有声有色，如三旋理论已能结合霍金的黑洞辐射和希格斯的希格斯粒子生成思路。
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