高隆昌弦论梳理集锦
认识高隆昌教授,是经上海交通大学老师吴新忠博士的介绍,我们才联系上的。这是2014年的事,吴新忠博士是2003年我们就开始交往讨论超弦理论的学术朋友,他在介绍高隆昌教授的同时,还介绍学习弦论,国内要看薛晓舟教授的《量子真空物理导引》一书,国外要看英国彭罗斯教授的《通向实在之路----宇宙法则的完全指南》一书。当时《上帝略影》一书还没有出版,我们立马买来《量子真空物理导引》和《通往实在之路》两书开始学习。虽然以前我们读过介绍超弦理论的书籍和文章不少,但都不如这两本书系统、专业,和高等数学运用得多。彭罗斯的书把自然科学高端知识划分为32个阶梯,最后归结的才是超弦、圈量子、扭量等类似的理论。我国近80岁的老科学家薛晓舟教授出版的新书,把自然科学的高端知识最后归结为圈量子、超弦/M、量子宇宙(包括霍金的宇宙理论)等类似的理论。两书综合起来,也为超弦/M、圈量子、扭量、量子宇宙等。
2016年高隆昌教授的《上帝略影》一书出版后,他就立即给我们寄了一本来。所以我们能对照学习。四川大学很奇特,我们在武汉、重庆等外地读大学、工作,和在全国参加过学术会议很多年,认识全国很多大学毕业的人也多,但最感动我们的数理化三剑客,都在川大。如赵正旭、王国雄、李后强等先生。
高隆昌教授的《上帝略影》,使我们感受到过去那些年的特殊经历。他诉说的“大自然观”,我们从1956年青少年时期起就想理解,这没有任何报酬和收入。现在已经走过60多年,从1970年大学毕业分配到重庆,在重钢图书馆等看《科学美国人》中文版等杂志,结合国内外两方面的“大自然观”的书籍和论文,我们的认识也许是:物理学“熵”联系着“暗物质”,这一切又与“点内空间”大自然观联系。具体说:彭罗斯的熵论和里奇张量引力论宇宙轮回,兰德尔的额外维和暗物质原子论等认知中,都藏有真理的端倪:额外维空间或高维时空、暗物质、前夸克、熵等未知的隐秩序,是联系在一起的,这是一个“大海洋”。
而高隆昌教授的《上帝略影》,他介绍的总体特点是:在一套“本原方法论”下,对“大自然”做出的是完整/系统地描述;对其中任一具体事件的认识,也是从整体的“大自然观”出发给出的。“本原方法论”的关键是“元空间”概念的提出;元空间思想来自“空间层次”论的提出;空间层次论来自“无穷”和“实轴结构”理解的突破。在此”大自然观“下,作为应用给出”中国特色社会主义基础理论”。所以《上帝略影》的内涵是十分丰富,这与山西张崇安先生提出和研究的“空实二源观”内涵不同;虽然高隆昌与张崇安的虚实二元论有联系。
这使我们更想请高隆昌教授,帮助我们了解川大数学系1963年前“柯召-魏时珍猜想”这项重大科研的情况。因为这是1963年我们遇上从四川大学数学系毕业来盐亭县中学教书的赵正旭老师,他讲苏联亚历山德罗夫拓扑数学空间的研究,川大变为一道“空心圆球不撕破和不跳跃粘贴,能把内表面翻转成外表面” 请证明的类似古怪的奥数难题,让人终生难忘。因为结合三旋理论进行研究,发现这种翻转,属于彭罗斯讲的“零锥”问题,很重大,要占今后科学理论半边天。
但高隆昌教授给我们的回信是:“关于赵正旭问题,我未听说过;我晚他两届(我是65届的)。从数学上应该说,就是个反演变换问题。比如先将球映射成单位球,然后作反演变换即是。这些步骤都是拓扑的,只是这时需要在完备空间上,而这只须加点紧致即可,且也是拓扑学已有的结论了。因为从最远端的终极世界向近端看,若正确,应该与所有既定成果相恰,否则值得推敲。所以我也需要知道近期出现的成果,以做比对(远期所知道的,未发现矛盾)”。
其实认真读完《上帝略影》全书,已经让我们很欣慰。因为《上帝略影》可以梳理集锦成“高隆昌弦论”----这是我们读到书中《人性的本原认识》一节时升腾起的感觉。这就是高隆昌教授说:36亿年前当地球上的温度、空气、水份、矿元素等条件适度时,射入地表的种种宇宙射线高能粒子,使地球的物质分子产生了大量“微爆炸”,随机地产生了种种分子团,其中如氨基酸、蛋白质、多肽之类具有有机性的分子团。哪怕是小小概率的十分完美的分子团,具有对环境资源的“能动”的吐纳、代谢和繁殖、适应等内在机制的“原生细胞”,初始实行的是分裂繁殖。由于还没有足,随着环境中原生细胞的繁殖而密度的增大,产生了以其它有机分子团和淘汰了的原生细胞等为资源的资源紧缺,形成了竞争态势。作为竞争策略,有的长出进化出了根;有的长出进化出了腿;但是始终不可能根本性的回避“竞争”。原生生命正是在竞争环境中,把这种超物质信息记录在自己的DNA中,一代一代遗传下去,使之变得越来越强壮。
以“高隆昌弦论”的这个亮点,再去读书中《微观世界的“超弦”模式及其本质”》一节时,感到高隆昌教授对西方 “超弦”认识是到位的。例如他说: 上世纪60年代提出的“弦”模式比拟,“超弦”第一既是对物理学前沿如夸克、轻子、胶子、规范子等“基本粒子”的物质结构模式,又是对量子空间结构作出的统一描述。第二“超弦”理论能把宏、微观空间结合起来,有望完成“统一场”理论。第三“超弦”是对波函数思想的推广,视粒子为“弦”。第四“超弦”本质上是把“场”视为一种基本对象,把“统一场”的“场”视为由尺度趋于0的“子”和频率趋于的“波”构成。第五超弦把空间形式比喻成“弦”,寿命极短的所谓“子”概念,莫非弦的一次次“振动”所产生的一种现象罢了。第六超弦理论从数学上说,是“紧致”后获得的一种“高层次”的空间,具备数学的“非标准分析”中“单子”的空间性质,和偏向于“量子”的物理实在。也具备现代微分几何中“纤维丛”理论实质。其每一粒子对应一条“纤维”,该纤维表出了粒子的“内在空间”或叫“卷缩空间”,是个更高维、更抽象、更复杂的非线性的、非欧式的空间,已非介观意义下的空间。超弦理论对横跨纤维丛的“截痕”(族)作分析,超弦理论还应该纳入复域中去研究才能更加逼近真实;即超弦理论是至今最为先进的理论,但差距仍是清晰空间层次要有“点内空间”认知。
由此梳理集锦“高隆昌弦论”,我们举例提供以下四条作参考。一是最为精彩的“高隆昌宇宙射线微爆炸弦论”。这是一个“纲”。高隆昌教授在书中谈过《“分杵”定律再认识》,这里我们要提示的是,“杵”,《新华字典》解释为:“舂米或捶衣的木棒”。在四川方言中还有“杵路棒”、“打杵子”等说法,实际就是支撑重力的木棍。与“弦”联系,可丰富为“杵弦”;甚至是对“引力”虚像平衡的“补充”。“杵”作为捣谷工具“碓窝棒”舂米,“杵”一端的不停地捣击,下面堆积的谷子脱壳变白米。这一形象被高隆昌教授联系“大爆炸宇宙论”活学活用,实际是以“杵弦”为纲,统一全部“高隆昌弦论”方方面面。
“高隆昌宇宙射线微爆炸弦论”来自书中的《“微爆炸”猜测》一节,认为生命本原是什么?因为宇宙中从来都有大量宇宙射线(高能粒子)射到地球上,且愈在早期的射线愈密。每条射线射到土壤中,必然产生一种可谓“烙合”的效应。即会有大量的土壤中各种成分的分子被聚合、重组,成为一块“分子团”。这好似烧红的铁棒,插向沙堆时会立即在棒端 “烙合”出一个嗤嗤发响的泥块。
在“微爆炸”中生成的“分子团”都是随机聚合成的。宇宙射线能,还不足以打破分子而在量子层级上去重组,但毕竟是一种“爆炸”,结合到宇宙物质天体上的适当条件,它可能开辟出一条新的演化道路的生命之旅。当地球进入36亿年前,处于“适度”的温度、空气、气压、水和土壤,其中有各种微量元素如H, C, O, N, S, P及Fe, Mg, Ca等“物质”条件下时,射到地球上的射线,当其射到有水和空气的土壤中,这时所产生的“微爆炸”和“烙合”效应及其“高分子团”,情形会是十分复杂的。比如,会随机地产生所谓“有机”性物质。尽管说可能是小概率事件,但其量特别是累积量也会是大的,诸如种种高分子链、肽链、碱基、氨基酸乃至蛋白质等超越于无机世界的类型,即可能因此而小概率下的大量发生。随机地哪怕是小概率地产生了很多种“高级”分子团。它们是在原有的“无机世界”基础上“突变”升华成的一类可叫做“有机性”的物质。在这类“有机性”物质中,除了上述肽链、氨基酸、高分子之类“有机”产物外,更有一种特殊的“有机”高分子团,叫它做原生细胞。
在“微爆炸”中产生“原生细胞”的概率是十分低的,即使产生各种有机肽链的概率也不会高,但从高能射线密度之大及其昼夜持序性来看,汇集成的量也是不小的。在20世纪70年代生物学家M. 艾根(德)提出的“超循环论”,就说过“初创生物的自组织中,最重要的是‘信息空间’组织,而不仅仅是时空空间问题”。这里“细胞”作为复杂系统,上亿的“分子”只是其基本元素。真正起作用的,是由分子构成的已具有一定有机性的,诸如多种分子链、基因等。
分子链间具有非线性关系。能动基因能够直接“濒连”。“濒连”形成在物质分子,甚至涉及原子、量子属性,诸如量子纠缠等基础上经“再加工”微爆炸后得到的某些元素。如基因、分子链虽还不完整,或叫幼小、不成熟、处于某种“破缺”状态。这在系统宏观虚象,原始的本能上,会表现为一种“饥饿”状态。于是作为系统目标的“能动基因”,开始行使其调节机能,向环境吸引所需物质。这可以是无机分子或在其它“微爆炸”中生成的大分子团,抑或死亡细胞等。一般获得的物质,不一定完全符合需求条件,这时还需要作简单的“加工”消化雏形,然后才安放到相应位置上去。同时,还得把多余的物质“排放”到环境中去。这一过程体现的实际上就是系统的代谢机制,也就是“自组织”雏形。
在细胞深层次,则会产生非平衡特殊突变,可叫做“拟爆炸”,张成更大空间,表现为信息汇聚、重组而形成更为丰富、先进的新的信息空间。这可以理解为在大宇宙的“多爆炸”前提下,一个具有有机性的天体所在的宇宙若不同,可能其原生细胞也大为不同。当异性细胞结合后即不只是简单的遗传,而是会产生“微爆炸”以来的又一次突变“拟爆炸”,包括产生多细胞、多功能等,从而形成多细胞组织。然后则是在多细胞组织基础上,继续进化。这就是产生“能动基因”有机性的本质。它来自“微爆炸”造成的染色体类基因及其中的特有机能。
二是“高隆昌信息弦论”,书中212页有一幅“图2-13(b)”描绘宇宙从大爆炸到“大黑洞”终结的弦线演进图,其中“信息弦论”的关键是解释“关系”。如最初的三步走是:夸克+关系,进到量子+关系,再进到分子+关系,由此分叉进到晶体和微爆炸序列。“高隆昌信息弦论”重点在“生命信息”,存于基因。“生命信息弦学”是将信息科学的先进成果与技术,用之于基因工程、用之于人脑,与之“对接” 以产生新的更为高级的功能,甚至能遗传至后代。
信息能“信息”,在社会上的传播作用,十分类似于“无线电讯号”的传播。信息不是物质空间对象,直观上说,每个信息都将充满整个物质空间,但不占据物质空间。因此信息能的度量,不适用于那种以物质空间局部度量为特征的物质度量方式,而应以一条条充满空间的信息为单位的“信息弦”。每当一条“信息弦”发布后,全空间对其反响一般非均匀,表明该“信息弦”的能量背景空间亦非均匀。对每条“信息弦”在所布空间内产生的物质反应总体作出度量,是对该信息能对应的物质能作出度量。这需要创造性处理,方能产生适用的度量方式。
三是“高隆昌竖弦”,指书中《人类社会的“通天塔”》一节,讲的五种社会发展的抽象化特征。(1)商品市场→货币市场→金融市场→人工智能、互联网、扫码支付。(2)商品货币→汇票→发票→票据。(3)机械产品电器产品→机电一体化产品→机电智一体化产品(机器人)→机电智网一体化产品。(4)基础产业→加工产业→服务产业。(5)产业经济→虚拟经济信息经济→知识经济。“高隆昌竖弦”十分繁杂,也很尖锐。比如,货币市场的商品是货币,其价格是利率,其中介是专业银行。这还可能有进一步的抽象层次吗?有。遗憾的是“高隆昌竖弦”这类宏观理论,至今尚未明晰但引人关注,例如“弦论与股市”。
何建华教授是上海社科院研究员,2018年1月7日他在上海《观察者》网发表的文章:《邓小平当年开股市,不是为了贾跃亭们》中说:股市的健康良性可持续发展,一定要坚决地进行自我规范与行业自律。中国开股市,使股票在黄浦江上空飞舞,无疑是改变中国经济单一所有制模式、培育并影响亿万股民命运情感的历史性大事件。股票这个“怪物”在中国经济改革伟大历史进程中恰如原子核裂变,蓦然间升腾起一朵耀眼炫目的蘑菇云,全球凝视着这朵神秘莫测、绚丽多彩的金融云状,瞪大眼睛关注中国发生的变化:乐视旗下互联网技术生态有6个子生态:内容、体育、电视、手机、汽车、互联网金融,这一盘大棋当中的子生态可以发生化学反应。历史总是在“变或不变”的“弦道”上艰难抉择和沉重实践中蹒跚前行,牛熊转换、起伏跌宕,顶风冒雨。其中一个不容置疑的内在逻辑,就是不断与人致命弱点进行着顽强抗争。有多少曾经在资本市场运筹帷幄、翻云覆雨,执掌乾坤、号令天下的所谓“金融精英、股票高手、超级大佬”们浮沉谢幕,没能善终如始,以其不可抗拒神奇魅力撩拨着亿万中国民众的投资心弦。
“证券、股市”等类东西究竟好不好,有没有危险,是不是资本主义独有的东西,社会主义能不能用?亿万投资者参与的中国证券市场,当年开股市的初心,至少有这么几点:一是解放思想,推进经济和金融改革;二是促进开放,吸引海外资金来华投资;三是把金融作为现代经济的核心,支持经济社会发展,有效满足百姓金融需求等。当今世界,“创新”是热词,“创业”是梦想,“创造”是贡献。创业创造源自于创新,何谓创新?学术化表达是指,以现有思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为导向,利用现有知识和物质,在特定环境中,本着理想化需要或为满足社会需求,而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境,并能获得一定有益效果的行为。时至今天,人们的观念一次次被颠覆性创新所震撼,内心推崇与敬仰的是“从0到1”的创业神话,由此带来另一个困惑:如果有人假创新创业创造之名,大众难辨真伪。人设为“科技精英、创业先锋”,并没有给大众看到实实在在的创新成果。这是因为所谓的创新创业创造故事,大都是围绕着资本市场,以融资与炒作在展开。
四是“高隆昌医学弦论”,这可看出与“柯召-魏时珍猜想”的内外翻转的联系----这与一般循环、周期不同,类似新陈代谢、阳泄阴收的内外翻转整体观,含有非线性和熵流等性质。内外翻转的“高隆昌医学弦论”指书中《中医药的大自然观》一节讲:“中医药观”是充分利用包括人体系统和人体与大自然的大系统的内在调节机制。这可以看出中西医间是存在“互通”希望的,中西医间必然“互通”。如中医药的大自然观符合当今人类诸如加强绿色保健、减少人为污染等内外有害的“翻转”。中医学和中药学虽然面对的、侧重的对象是人,但其建立的理论依据和背景,是“天、地、人”这一大自然观。“人”类似“点内空间”,是融入大自然的,包括人体内外的很多菌类,都是人体与其微观环境中的相互依存者。人与大自然的大小微环境,本是共生的、互补的、和谐的。内在的调整,必然涉及到大自然(大系统)的环境内在,需要利用大自然环境中既有的条件,如中、草药等,对症下药地输入(吃进)病人的体内,使之内在地(自然地)恢复原有健康状态。这是一种“柯召-魏时珍猜想”的非线性和熵流翻转的博弈。
无疑这也为中医药学的发展注入了现代动力。“高隆昌医学弦论”有一个“沟通”的观点是,“中医属虚象,西医靠技术”,特别能说明“弦理论”是文明进步的产物,有前期后期之分。即“弦理论”是可以升级的,不存在“一个打倒一个”,而是可以“沟通、互通”的。“高隆昌医学弦论”涉及“精神医学”、“精神生理学”。这不是说医弦学是“虚世界”理论,更为抽象,而是指“精神生理学”观念,“翻转”攻取意识会得到强化。这也突出现代“弦理论”是现代文明进步的产物,“沟通、互通”是主客观条件不够,是过去因发展滞后的需要。如气功的生理研究和精神生理、针灸病理、经络原理等研究,应自然隶属于它的范畴。所以更具深度和特色的“医弦学”,在现代弦理论的指引下熠熠生辉。
例如,2018年2月8日国际著名期刊《科学(Science)·转化医学》的封面文章报道,前后历经约10年,上海中医药大学杨永清教授,带领科研团队在抗哮喘靶标和针灸效应物质的基础研究中,基于针灸临床发现全新的有效靶标,明确了体内一系列蛋白质反应,还找到能够模拟针刺效应的活性小分子,可转化为具有广阔应用前景的“针灸药”。这也类似以前屠呦呦发现青蒿素,并成功研制出抗疟新药,2015年成为我国本土第一位获诺贝尔生理学或医学奖的得主。
“医弦学”胜利的证明,是岑少宇教授在上海《观察者》网发表的《针灸机理新突破,是中医还是西医的胜利?》文章说:虽然在漫长的发展过程中,中国传统医学也在不断地演进、修正,产生各种流派,但时代限制无法摆脱。除了统计学上的局限,另一方面则是无法深入微观层面,只能在宏观层面摸索,形成的理论自然也留有对时代的“妥协”因素,虽然统一、自洽,是各文明传统医学的顶峰之一,但对人体的认识依然有局限性。由于整个微观层面的缺失,这种局限性可以说是极大的。正是囿于传统医学“自洽”的“理论”,试图用生物电、自由基等“实”概念去解释穴位与经0络,没有“复数量子纠缠论”往往不成功。
只要理解古人在当时技术条件下的艰辛、难处、无奈,与精妙的妥协、提炼,就不难发现“高隆昌医学弦论”不是说:不知道生理化学机理,不发现那些小分子的功效,中医针灸照样能用得很好;也不是说:像青蒿素是用西医的方法在研究中医。弦医学论文的成果全世界都能共享,而成为现代中国医学能发展得好,而且能更快更好地为中国患者服务。中国传统医学可以用现代诊疗手段,只要接受了正规医学教育、按说明书使用仪器设备,不会有多大难度。西方的现代医生也不需要自己造机器,只要会用就行。在沟通、互通“中医”“西医”的路上,“高隆昌医学弦论”希望的是中国能够抢占制高点。类似目前对穴位的有效性研究结合量子纠缠,还没有充分展开,并非所有穴位的效果都得到了充分的证明。当代医学对疗效的认定,也会有偏误,但现代统计弦学至少提供了一条发展的路径,升级“传统医学弦论”的手段,可以发展出闪耀的“现代中国医学”弦论。
这不是像“本原论”、“二象论”、“元间元能论”类似“石头、剪刀、布” ,推广的停留在具有数学上非递移性(当A>B,且B>C,则可推知A>C)的哲学式探讨。当然这也是基于前期弦论的基础探讨,而且国际上有著名的学者也这样。例如,巴西著名的哲学家昂格尔,和美国著名的理论物理学家斯莫林,2017年出版他们合著的《奇异宇宙与时间现实》的新书中,提出的“宇宙的奇异存在性、时间的包容真实性、数学的选择现实性”,也有这种非递移性“石头、剪刀、布” 集合论推广的倾向。但昂格尔和斯莫林,是事先就“明说”,他们的目的是要“向多元宇宙论、平行宇宙论发起挑战,质疑弦理论、人择原理,批判奇点起源说、循环演替说的片面性”。那么他们这种主要基于科学哲学和自然哲学猜想,而不是靠现代科学实验文明的进步、现代高等数学文明的进步搞的“颠覆、挑战、质疑、批评、造反”,会促进现代超弦理论的发展吗?能,也许这类“哲学竞争”的弦论特色,本身也像“弦”,是“左、右”振动使波、粒前进的一样。
现代前沿科学的发现,实验难做;特别是微观和宇观的事物,即使高精尖的设备投入,实验观察到的事实也是间接的。其次,现代前沿科学的发现,特别需要有现代高等数学的进步。1968年在欧洲原子核实验室的韦内齐亚诺和铃木真彦,发现现代弦理论的欧拉数学β函数公式,虽是200多年欧拉做出的,但这是属于现代高等数学推证的范畴,证明很难懂。这个欧拉的公式,[日]大栗博司的《超弦理论》书中列举有“中学水平和大学水平两种推导方法”。但书中也说,他弄的“中学水平的推导方法”是不够严谨的,要用“大学水平的推导方法”证明后,用此开拓再进行的解释,才能说明“中学水平”的数学推导也正确。
这类似高隆昌教授的“本原论”、“二象论”、“元间元能论”,也能走进“现代超弦理论”。因为本身“前期弦理论”要走向“后期”。昂格尔和斯莫林的“宇宙的奇异存在性、时间的包容真实性、数学的选择现实性”也一样。虽然他们是现代人,但他们使用的是前期弦理论的“无奈与精妙妥协”类似的推论方法。特别是斯莫林,他先前推出的“圈量子引力理论”,本身就与超弦理论的“闭弦”有联系。2017年第8期《科学世界》发表[日]福田伊佐央的文章《超弦理论:最有希望成为统一解释中各种物质与力的终极理论》,开篇写的现代高等数学公式,就说是超弦理论最有希望解决的“描述整个世界的公式”数学。
怎么来历?福田伊佐央说,是现代物理学“集大成之作”。但又说这个公式并不完整,要增加新的项,而超弦理论则是最有可能实现这一目标的理论。现在再回到高隆昌教授说的关于“赵正旭问题”,也就是我们说的“柯召-魏时珍猜想”上来。我们说“柯召-魏时珍猜想”是属于现代高等数学的进步,而不是“中学水平的推导方法”;虽然柯召和魏时珍是50多年前的人,也不欧拉。类似的争论,是我们与吴新忠博士讨论拓扑学上的球面与环面不同伦问题。吴新忠博士说,以人手掌的大拇指和食指为例,大拇指和食指伸开为“开弦”----等价于球面;大拇指和食指闭合为“闭弦”----等价于环面;如此方便,可见拓扑学上的球面与环面不同伦是错的。高隆昌教授对“赵正旭问题”的回答也类此。这里不准备再争论,和解释“柯召-魏时珍猜想”为啥能引导现代超弦理论的认识。
科学与哲学有一个明确分界线,这类似1953年的基因双螺旋结构的DAN,以及大量微观粒子、基本粒子等发现,是基于高精尖的科学实验和大型科学设备等条件为基础的。“柯召-魏时珍猜想”也是1953年后基于现代科学实验的进步,和国内外现代高等数学研究成果的进步才产生的。我们理解巨著《上帝略影》,“厉害了”,如果“高隆昌弦论”和“柯召-魏时珍猜想”合流,就太完美。
参考文献
[1][日]大栗博司,超弦理论:探究时间、空间及宇宙的本质,人民邮电出版社,逸宁译,2017年2月;
[2][日]福田伊佐央,超弦理论:最有希望成为统一解释中各种物质与力的终极理论,科学世界,2017年第8期,魏俊霞等译;
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[5]王德奎,解读《时间简史》,天津古籍出版社,2003年9月;
[6]刘月生、王德奎等,“信息范型与观控相对界”研究专集,河池学院学报2008年增刊第一期,2008年5月;
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[8] [日]山村齐,隐匿的宇宙:用基本粒子揭开宇宙之谜,人民邮电出版社,逸宁译,2017年7月;
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[10]陈超,量子引力研究简史,环球科学,2012年第7期;
[11][英]布莱恩•克莱格,量子纠缠,重庆出版社,刘先珍译,2017年2月。 |