石崇鑫 宇宙在诞生前处于混沌状态,混沌在我国民间传说中指盘古开天辟地之前天地元气未分、模糊一团的状态 。《老子》《道德经》第四十二章首句书:“ 人法地,地法天,天法道,道法自然”。这是中国远古学者对宇宙起源的一种探索和认识,其含义是说宇宙最初有道,“有物混成,先天地生”。又说“道生一,一生二、二生三,三生万物”。混沌生无极,无极生太极,太极生两仪,两仪生四象,四象生八卦!总而言之,宇宙中一切的一切,是按照自然规律由“无”而生成“有”的。 宇宙由“无”演绎成“有”后,并没有停止其演绎变化的过程,它还要继续演绎发展和变化,那么它是按照什么样的规律在演绎发展和变化的呢?这就是我们要在本文里探讨的问题。 宇宙演绎的多样化 宇宙按照自然规律演绎,就是“道法自然”,其中道讲的就是规律,法就是依据。“道生一”就是宇宙依照一定的规律由无生成有的过程。这个理论用现代数学也可以讲通。我们在《“无即是有,有即是无”的数学证明》和《“无即是有,有即是无”的数学揭秘》两篇文章中用了一个数学式已经讨论了这个问题。这个数学式即是“0!=1”,换着文字表示就是“无!=有”。0在几何学中表示一个点,当这个点不动时,这个点还是0,即它还是零维,当这个点开始连续移动时,它就会生出一维的几何线来。因此阶乘符号!表示动点的一种连续,于是数学式“0!=1”即“无!=有”能够成立。 当宇宙由“无”生成“有”后,它就会按照数学递加的规律继续演绎变化,由一生成二,二又生成三,三继续演绎下去,生成四,生成五,以至于生成出万物来。当然,这里讲的是一种数学的数量关系,事实上宇宙演绎成万物,还不仅仅是一种数量的变化,它在演绎发展和变化时,还要按照多样化的规律进行。 一是物质形态的多样化。宇宙演绎从无到有,主要通过物质的产生体现出来。而物质的形态,按大类分,可以分为两大类,一类为明物质,另一类为暗物质。我们在《对暗物质的初探》一文中曾经对两大类物质进行定义。两大类物质再继续细分,明物质可以分出离子态、气态、液态、固态和超固态(中子态);暗物质可以分出可视态、可听态、可嗅态、可感态和可测态。当然这么多形态的物质还可以混合或化合,形成更多的各种各样形态的物质。这就是物质形态的多样化。 二是物质颜色的多样化。宇宙的物质诞生后,发展演绎变化到现在,其色彩也是多种多样的,赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫、黑、白、以及这些颜色混合调配后形成的粉红、天蓝、玫瑰、雪青、赭色、灰色等等,再加上这些颜色的亮、暗、浓、淡、深、浅、透明形成的不同层次,使宇宙的物质世界呈现出五光十色、五彩缤纷和气象万千的变化。 三是物质组织结构的多样化。物质组织结构的多样化既表现在明暗两大类物质方面,也表现在微观、中观和宏观各个方面。就明物质而言,从微观方面看,目前我们认知的最小物质微粒有夸克;由若干夸克又组成质子、中子和电子;由若干质子和中子又组成原子核;由原子核和电子又组成原子;由若干原子又组成分子。明物质演绎成分子后,又组成了单质,混合物,化合物;而化合物又向着无机类和有机类发展;其中,有机类有的又演绎成细胞,细胞又生成纤维组织,并进一步演绎成生命体;生命体进一步演绎成不同的物种,目前已经科学家探明的物种就有200万种之多。据美国国家科学基金会“生命之树”项目的统计,包括没有发现的在内,目前可能有500万~1亿种生物生存在地球上,但科学家们能够确定的却只有200万种左右。以上统计还只是在中观领域,微观领域的细菌、病毒还难以进行统计,另外宏观领域肯定还有更大的生命体存在,只是因为他们的体积太大,以人类现有的技术条件,尚不具备观察它们的手段。就像蚂蚁遇到大象,蚂蚁是无法观察到大象的全貌的。况且,宏观领域的生命体运动的一举一动,其时间是以光年为单位进行计算的,人类短暂的生命时间是难以观察到宏观生命体运动的具体变化形态的。换句话说,由于宏观生命体处在慢感时间区,而人类处在中观时间区,(关于慢感时间区与中观时间区的讨论,请参见《宇宙时间的区域》一文)一个宏观生命体的一次运动时间,包括走一步路,吃一顿饭,极有可能就是中观领域的几百年,甚至上千年上万年,人类短暂的几十年生命时间要想观察如此长久时间的生命体的运动现象,是十分困难的。 宇宙演绎的优胜劣汰 宇宙演绎的多样化导致了生命的诞生和物种的多样化,同时也决定了生命和物种演绎的优胜劣汰规律。宇宙演绎自从诞生生命和各种物种以后,它的发展演绎不会停留,还会继续下去。由于各种生命和物种面临着不断变化的时空条件和复杂的自然环境,因此它们必须适应各种各样的时空变化和复杂的自然环境,然而在这样的过程中,总会出现一些差异的现象:一些生命和物种的适应能力更强一些,而另一些生命和物种的适应能力更弱一些。适应能力强一些的,其生命力也表现得更强一些,它们会继续繁衍和生存下去;适应能力弱一些的其生命力也表现得更弱一些,它们会逐渐地被宇宙的时空环境所淘汰。这就是宇宙在演绎发展过程中还会遵循优胜劣汰,适者生存竞争的规律。 适者生存,生存者必须适应生存的时空环境,而要适应生存的时空环境,生存者必须优化自身的生存条件。从目前地球上生物竞争的规律来看,优化自身主要有三个显著的特点: 一是在优化过程中体魄得到优化,变得无比强大、强壮。自然界的生物虽然呈现各种各样的形态,但是那些弱小的生物往往成为那些强大、强壮的生物的牺牲品。动物界就常常存在弱肉强食的现象。在强大,强壮这两个方面,强壮某些时候又比强大显得格外重要。例如一头体态高大的野牛常常成为比它体态稍逊的老虎的猎物。 二是在优化过程中生命的延续性特别地强,生命的繁殖率特别地高。自然界的生物虽然有弱有强,但弱小的一方并不一定注定就被淘汰,它们往往以另一种方式优化自己,使自己适应自然,适应这个宇宙的时空环境,那就是它们以多生多育的方式繁衍自己的后代,使自己的同类以绝对数量优胜的方式生存下去。在同比自己强大的敌人战斗的过程中,它们往往也采取以多胜少的方式与对方进行搏击。从而达到牺牲部分,保护同类,战胜对方的目的。例如,蚂蚁看起来是一种十分弱小的生物,但是南美洲有一种蚂蚁,它们常常成群结队,遍山遍野地集体行动,所经过之处,那些体形远比它们大出无数倍的动物例如老虎豹子之类都只有闻声而逃,不然统统都会成为蚂蚁大军的口中之食。 三是在优化过程中大脑也得到优化,智慧更加突出,最典型的就是人类。宇宙的生物进化到人类这个物种,完全就是优化演绎的最了不起的产物。直到现在,人类还在进化,还在优化的过程中。 据【美国趣味科学网站2012年4月30日报道】题:“研究发现人类确实仍在进化”。研究人员调查了农业是如何影响人类生活的四个方面的——即能否活至成年、获得配偶的难易、求偶成功与否以及生育率。研究结果表明芬兰农夫和渔民与其它物种一样仍在继续进化。这表明人类在改造世界的同时,环境也在改造人类。 另据【英国《每日电讯报》网站2012年5月1日报道】题:“懒人之所以不思进取是由大脑决定的”。科学家通过利用正电子成像术对受试者的大脑进行的扫描显示,“积极能干者”其脑部的两个区域纹状体和大脑正中前额叶皮层会分泌更多的神经传导化学物质多巴胺。而那些“不思进取者”其脑部前脑岛的多巴胺水平较高。多巴胺是一种“神经递质”,负责帮助神经相互“交谈”,即在被称为突触的连接点之间传递化学信号。……这项研究提供了新的信息,表明多巴胺如何决定了人类谋求报酬行为的个体差异。……这个例子充分说明,随着人类的进化演绎,大脑的结构也在向着积极进取的优化方向演绎变化。 宇宙的最佳演绎定律 宇宙演绎从无到有,从有到多样化,从多样化到优胜劣汰,在优胜劣汰的过程中,宇宙的物质体系包括生物和物种逐步得到进化。宇宙就是这样,在进化之中实现了在多样化中优化和在优化中多样化的无数次地反复地循环,每一次循环后又进入了更高的层次。宇宙从而使其自身趋向于朝着最佳演绎的方向发展。这就是宇宙在演绎过程中遵循着最佳演绎的定律。 宇宙的最佳演绎定律的特征就是数学中的黄金分割现象。宇宙的黄金分割现象在自然界中也是比比皆是。许多植物的花蕾在生长过程中呈椭圆形状,其长轴与短轴之比与黄金分割有关;许多植物的茎上的叶片呈螺旋状排列,而相邻两片叶片的排列的夹角是137.5°,由于137.5°+222.5°=360°,而这三个度数的比例正好是0.381…与0.618…和1三个数的关系。即: 360°×0.618…=222.5° 222.5°×0.618…=137.5° 1×0.618…=0.618… 0.618…×0.618…=0.381… 就是说,植物的叶片在茎上的排列是按照黄金分割的原理排列的,据研究发现:这样的排列角度对植物通风和采光效果最佳。 另外,葵花籽在向日葵的花盘上的弧线状的排列和松果的螺线与斐波那契数有关,即它们在排列时常常是34、55、89、144这类数的组合,而斐波那契这类数也与黄金分割有关。 植物界是如此,动物界也是如此。有学者发现,将世界上任何一个蜂巢里的雄蜂和雌蜂分开数,你将得到一个相同的比率PHI.鹦鹉螺身上每圈罗纹的直径与相邻罗纹直径之比也是PHI。PHI是希腊字母,小写为φ,代表黄金分割数,即0.618033988…,许多昆虫身上的分节竟然也符合黄金分割的规律。 自从达芬奇发现人体的总体比例与黄金分割数0.618033988…有关以来,人们还发现人体的许多局部比例也与黄金分割数0.618033988…有关。有学者研究后统计,人类在进化优化过程中,其体态体型的按黄金分割比演绎,主要表现四个方面: ①18个“黄金点”,如脐为头顶至脚底之分割点;喉结为头顶至脐分割点;眉间点为发缘点至颏下的分割点;眉间距与内眦间距之比;在躯干部分,乳房位置的上下长度比;膝盖到脚后跟和至肚脐之比;膝关节是肚脐到脚的黄金分割点,肘关节是手指到肩部的黄金分割点;头顶到举手指端的距离与脐部到头顶距离之比等。②15个“黄金矩形”,如躯干轮廓、头部轮廓、面部轮廓、口唇轮廓、前牙的轮廓、人的双眼视野等;③6个“黄金指数”,如鼻唇指数是指鼻翼宽度与口裂长之比、唇目指数是指口裂长度与两眼外眦间距之比、唇高指数是指面部中线上下唇红高度之比等。④3个“黄金三角”,如外鼻正面观三角、外鼻侧面观三角、鼻根点至两侧口角点组成的三角等。(转摘自 山大二附中 房俊望, http://blog./61614/484319.aspx)由于,人体有如此之多的比例符合黄金分割的比例,因此,人体不愧是世界上最美丽的物体。 黄金分割现象不仅体现在人体的形体上,有人统计人体的组织成分含量最多的物质是水,它占成年人体重的百分之六十几到百分之七十,其比值与黄金分割十分相似。而最神秘的巧合是我们生命中的DNA,它的每个双螺旋结构中都包含有黄金分割,因为每个螺旋结构都是由长34个埃与宽21个埃之比组成,而它们的比率为0.6176,非常接近黄金分割比的0.618。 其实,宇宙的最佳演绎定律由于以其数学中黄金分割理论为基础,所以它还不仅仅表现在自然界,它已经成为各门学科的最重要的定律。 我们知道,在美术界,按黄金分割比绘出的图画往往能达到最佳最完美的效果,其中著名画家达?芬奇曾挖掘出人的尸体来测量人体骨骼结构的确切比例,他是宣称人体的结构比例完全符合黄金分割率的第一人; 在音乐界,2500年前的一天,古希臘哲學家畢達哥拉斯外出散步,經過一家鐵匠鋪,發現里面傳出的打鐵聲響,要比別的鐵匠鋪更加協調、悅耳。他走進鋪子,量了又量鐵錘和鐵砧的大小,發現了一個規律,音響的和諧與發聲體體積的一定比例有關。爾后,他又在琴弦上做試驗,進一步發現只要按比例劃分一根振動著的弦,就可以產生悅耳的音程:如1:2產生八度,2:3產生五度,3:4產生四度等等。就這樣,畢達哥拉斯在世界上第一次發現了音樂和黄金分割比的聯系。此后按黄金分割比填写的曲律,如贝多芬、 莫扎特、 巴赫、巴托克、德彪西、舒伯特等在他们的音乐里流淌着黄金分割的完美和谐.在乐章、节中、乐曲中的大小高潮大都处在乐曲的5:8的交叉点上。 在建筑与艺术领域,世界上最有名的建筑物中几乎都与“黄金分割比”有关。例如,古希腊帕特农神庙,中国古代的兵马俑,它们的垂直线与水平线之间竟然完全符合1比0.618的比例。还有古埃及的金字塔、古埃及胡佛金字塔、印度泰姬陵、中国故宫、法国巴黎圣母院这些著名的古代建筑,还是遍布全球的众多优秀近现代建筑, 尽管其风格各异,但在构图布局设计方面, 都有意无意地运用了黄金分割的法则, 给人以整体上的和谐与悦目之美。例如,法国巴黎圣母院的正面高度和宽度的比例是8∶5,它的每一扇窗户长宽比例也是如此。另外我们还会发现,在晚会上凡是有经验的报幕员,一般都不会站在舞台的正中间,而是站在舞台一侧的0.618处。只有这样看起来,才会显得更加和谐悦目。 在军事领域,一些兵器的制造,也符合黄金分割现象,在冷兵器时代,虽然人们还根本不知道黄金分割率这个概念,但人们在制造宝剑、大刀、长矛等武器时,黄金分割率的法则却早已处处体现了出来,因为按这样的比例制造出来的兵器,用起来会更加得心应手。当发射子弹的步枪刚刚制造出来的时候,它的枪把和枪身的长度比例很不科学合理,很不方便于抓握和瞄准。到了1918年,一个名叫阿尔文?约克的美远征军下士,对这种步枪进行了改造,改进后的枪型枪身和枪把的比例恰恰符合0.618的比例。 另外,在战术布阵方面,许多出色的战例无不与黄金分割问题有关,其中把黄金分割率体现得最为出色的军事行动,还应首推成吉思汗所指挥的一系列战事。数百年来,人们对成吉思汗的蒙古骑兵,为什么能像飓风扫落叶般地席卷欧亚大陆颇感费解,因为仅用游牧民族的剽悍勇猛、残忍诡谲、善于骑射以及骑兵的机动性这些理由,都还不足以对此做出令人完全信服的解释。仔细研究之后,果然从中发现了黄金分割率的伟大作用。蒙古骑兵的战斗队形与西方传统的方阵大不相同,在它的5排制阵型中,人盔马甲的重骑兵和快捷灵动轻骑兵的比例为2:3,这又是一个黄金分割!(转引至百度提问者: 孤城傲血 回答者: 838581485) 在社会管理方面,数学家们还将最优化方法(也称做运筹学方法)推广到各个管理部门,包括公共管理、经济管理,国防建设等各个领域。这表明,人类已经进入自觉掌握和运用宇宙的最佳演绎定律。所谓最优化方法就是用数学的方法研究各种系统的优化途径及方案,为决策者提供科学决策的依据。最优化方法的目的在于针对所研究的系统,求得一个合理运用人力、物力和财力的最佳方案,发挥和提高系统的效能及效益,最终达到系统的最优目标。实践表明,随着科学技术的日益进步和生产经营的日益发展,最优化方法已成为现代管理科学的重要理论基础和不可缺少的方法,并将发挥着越来越重要的作用。 特别是在生产加工领域,人们更是自觉地运用最优化方法,在线性规划,整数规划,非线性规划,智能优化,变分法和动态规划诸多方面都自觉地运用最优化方法,以求使加工生产达到最佳的效果。 另外,宇宙的整个物质体系的演绎发展变化都与最佳演绎定律有关,我们将在宇宙演绎的黄金分割模式里深入探讨这个问题。 综上所述,宇宙演绎发展变化到今天,其最佳演绎定律已经成为各门学科最重要的定律。也就是说,它还是哲学领域的一条最重要的定律。
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