牛顿躲瘟疫发现牛顿定律,我们躲疫灾能发现什么?

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  1.缘起

  1665年,一场瘟疫席卷全英国。当时的英国,情景并不比我们今天的情况好,一时间人心惶惶。当时的医疗条件很差,很多人回到乡村躲避。为了躲瘟疫,牛顿离开剑桥大学,回到了家乡沃尔索普进行自我隔离,不串门、不逛街、不参加聚会。著名的苹果砸到牛顿头上的故事,就在这段时间发生的。

  就在这段独处的清静岁月,1666年后来成为历史上的物理学奇迹年。牛顿确立了牛顿第一、牛顿第二定律和引力定律的基本思想,一举奠定了经典力学的基础。

  现在全国人民都在家躲武汉肺炎,清静独处的日子,也可以静心梳理一点东西。

  我梳理的东西,当然要与牛顿有点关系,牛顿的经典力学和爱因斯坦的相对论,他们研究的实质都是事物间的相互作用关系,只有揭示出事物间的相互关系,我们才能更深刻地认识这个世界。

  2、规律场

  客观世界是怎样存在的或者说宇宙是怎样运动演化的?以前都说是受自然规律支配的,好像是自然规律就有普适性,实际上大自然不是受哪一单一规律支配的,而是受一系列客观规律支配的,这一系列客观规律我们现在可能还不能全部了解和把握,但我们可以抽象综合出这一系列客观规律的共性,客观规律的共同性质呈场态存在,表现形式就是“规律场”。简单的说,“规律场”就是宇宙中客观规律的共同性质,就是规律的规律。越是综合的东西,共性就越少,支配宇宙中一切的规律场,其实也很简单,就那么三条基本原理,但这三条原理要能包罗宇宙中的一切,不能与任何具体规律有冲突,如果出现了冲突,那就说明,不是“规律场”理论有问题,就是“具体规律”有问题,它们可以相互促进和印证,所以“规律场”理论不是既成的,而是不断完善的。就是“规律场”要做到自洽、他恰和续恰。但规律场是既成的,它与客观存在融为一体,也可以说就是客观存在本身,“规律场论”是规律场的抽象综合,是对规律场的认识。

  “规律场论”的哲学基础就是事物的存在属性,万事万物都有保持存在的本性,一个物质粒子要保持存在,多个物质粒子也要保持存在,粒子间就有了既独立又联系的关系,就是这种关系促使了事物及宇宙的演化发展。

  规律场理论肯定了规律场自身的普适性,却否定了一般具体规律的普适性,看到了规律的统摄性质。否定规律的普适性,是人类对规律本身认识的一大进步,这个观点对认知的冲击,犹如进化论对人本身认识的冲击。观点一变,奇迹自现。以前认为具有普适性的东西才是规律,普适性是规律的基本特征。这个观念主导了我们的思维,让我们落入了规律普适性陷阱,疆化了我们的思维,使我们在很多问题上长时间没有大的突破。科学理论都有严谨性,物理作为最基础的科学,其理论犹为严谨,每一定理都指明了适用范围,并要求在同等条件下普适,以便于重复验证,这是科学实证的基础。但是,这种普适是以世界是扁平化为假设前提的,而真实的世界是有层次统摄结构的,不同物理层次的规律,也有统摄结构,上面所说的一般规律不普适,是指规律的统摄结构性质,实际上就是从规律内在的逻辑出发,把一般规律纳入分层结构的逻辑自洽体系,以代替规律普适。一般规律逻辑自洽体系的最终极状态,就是规律场。

  3、 规律场三大定理

  第一定理,客观实在性与普遍联系性的统一,简称实在联系性;第二定理,各向全息性与逻辑自洽性的统一,简称全息自洽性;第三定理,系统层次性与统摄性的统一,简称层次统摄性。

  规律场是宇宙中所有规律总和的综合,它支配着宇宙中的一切,是宇宙中唯一具有普适性的存在,它统摄万物。大千世界,规律亿万,世界作为一个统一的存在体系,不是受那一单一的法则所支配,而是受一系列法则所支配,这一系列法则的综合存在状态,就是规律场。给规律场一个定义就是:规律场是宇宙中所有规律的综合存在状态,它支配着宇宙中的一切,是宇宙中唯一的普适性存在。

  3.1 客观实在性

  规律的客观实在性几乎不用证明,客观实在性是规律存在的前提。宇宙之存在就是一种存在,它不依赖外界的任何事物,当然也不依赖人及人的意识了,更不论鬼神上帝,鬼神上帝之预设只是人心灵寄托及心理稳恒态的精神需要。客观实在性是宇宙的基础,否定了这一点,就很难对宇宙有全面的认识和把握。

  3.2 普遍联系性

  宇宙的客观实在性与普遍联系性统一为一体,使宇宙中的一切既有独立完整性又有相互联系性,要独立又要联系的特性,促成了宇宙的演化。宇宙演化、生物进化、社会发展的内在动力是一样的,都是规律场的普遍联系性。

  3.3 逻辑自洽性

  逻辑自洽性也是规律的基本特征,规律做不到逻辑自洽,他就不是规律。但要注意的是,我们人类所说的规律,其实指的是我们对客观规律的认识,它并不是客观规律本身,这是人类认识事物的特点决定的,即人类认识事物是对事物的抽象概念化,不管“概念”能多么精准反映事物,它也不是事物本身。这一点极为重要,把“概念”与事物本身等同,是思维的基本存在和运作方式,正是认知的这一基本特点,使我们走入了不少误区,这也是我们正确认识世界的关键点,我们认识到的世界不是世界本身,而只是世界的“相”,而且还只是世界众多“相”之一。

  不以人类意识为转移的客观规律一定是逻辑自洽的,这种逻辑自洽性统一于客观实在性之中,是合二为一的。这也是规律场的基本特征,实在自洽性。

  规律场是规律的规律,它能解释宇宙中的一切,它不但自洽,而且还要做到他洽和续洽,要能解释现在的一切理论,也能解释以后出现的新理论。规律场不是否定现在的理论,规律场能说明世界为什么是这样,而不是要证明世界是什么样。实际上,有些看似相互矛盾的理论,千万不要认为只有一个正确,很多时候它们都正确,但也都有局限。因为人认知的特点,一个规律,可能映射反映总结为多个理论,一个规律呈现为多个“相”。一个观察或者实验事实,往往有多个理论解释,就是这个道理。

  3.4 各向全息性

  各向全息性是指规律场在各方向的性质是完全一样的,毫无二致。各向全息性使规律场始终是一个完整的整体而又可以无限分割,不管怎样分割规律场始终保持完整性。规律场是对宇宙及事物的抽象把握,它与事物密不可分。规律场的全息性就是事物的全息性。就是说,整个宇宙及其间的任何事物,既是独立完整的又可无限细分及分割、分解,而整体与部分都受完整的规律场所支配。从规律场的角度看,整体与部分是等同的。各向全息性是规律场及宇宙的重要性质,是理解宇宙的重要法门,规律场可以无限分割,整体与局部完全等同。支配宇宙整体及局部的规律可能很不同,但支配它们的规律场却完全相同。从致大无极到致小无极,从无穷大到无穷小,从星系到夸克,宇宙中的一切包括宇宙本身,都是按规律场运动、存在的,这一特性决定了宇宙中的一切是普遍联系的,宇宙中没有绝对孤立不与外界发生联系的系统或者事物,而宇宙本身却是孤立不与外界发生联系的系统或存在,若宇宙之外还有其它存在,因规律场的各向全息性,这种存在也必定是宇宙的一部分。宇宙之外无物,宇宙是唯一的、自洽的,他自身就是圆满的,宇宙中没有上帝的安身之处。

  3.5 系统层次性

  系统层次性是指规律场的内在结构。规律场不是扁平的,其内在结构是呈层次分明的系统,它们统一在客观实在之中。系统层次性是规律场的基本属性,我们考察宇宙中的一切乃至宇宙本身,都必须从这一基本属性出发。

  规律场的系统层次性是呈一定顺序展开的,而使宇宙中的一切包括宇宙本身都井然有序。统摄性是指规律场的有序层次系统的分级结构性质,也就是宇宙中的一切都呈等级结构,从低级到高级分n级结构,n是不确定的数,具体的事物有具体的级数,每一等级有适应该等级的规律表现形式,且该规律表现形式也作用于该等级以上的所有等级,而不作用于该等级以下的所有等级,也就是宇宙演化呈等级统摄结构。根据现代物理学、化学、生物学等的研究成果,从博物学的整体来考查,宇宙演化呈现如下的层级等级结构:

  空间存态→弦子存态→基本粒子存态→原子存态→无机分子存态→有机分子存态→细胞生命存态→人类社会存态

  以上层级等级结构是一级一级统摄的,下面的级数统摄其上的所有级,而上面的却不能统摄其下所有级。规律场的统摄性,使得宇宙具有时间性,也使得物演具有方向性。以上层级结构也可简约为:物理学→化学→生物学→社会学等的学科结构。

  因规律场的各向全息性与普遍联系性,规律场可以无限细分而始终具有完整性,宇宙及其中的一切也可以无限细分,宇宙可分为n级结构,而其中每一级又可细分为n级,理论上可以这样无限分割下去,而不管怎样细分,支配它们的规模场对每一级都是一样的完整的,而支配它们的具体规律就大不一样,每一层级一定有适应该层级的特定规律,各层级的规律间存在统摄性,基层的影响到其上所有层级,而上一层级的规律不适用于其下所有层级,呈顺序层级统摄结构。规律场各层级间的统摄性,表现出来的状态或者存在形式就是存在度递减、复杂性和能动性递增。

  这里引入存在度和复杂度以及能动度的概念。存在度是指事物的存在效力、存在时间、存在的持恒稳定状态的程度。复杂度指事物在纵横两个方向的繁复程度。能动度指事物的能动程度。

  因为规律场的统摄结构,决定了宇宙中下一层级的存在度一定大于上一层级的存在度,而且上一层级的存在度必定要依赖下一层级的存在而存在,表现形式就是存在效力和存在时间,这决定了上一层级的存在必须依赖下一层级的存在而存在。

  因为规律场的普遍联系性,存在的事物间就会相互作用,当某一层级的存在达到了一定规模,存在间的相互作用就会破坏本层级的存在度,导致两个方向,如果是减弱本层级的存在度,一旦突破本级存在的稳恒态,就会退缩为下一层级的存在,如果是增强本层级的存在度,一旦突破本级存在的稳恒态,就会跃迁为上一层级的存在,这就是物演、进化、发展。上一层级的存在是下一层级演进而来的,它的复杂度就要大于下一层级存在的复杂度,而且一级大过一级,一级比一级变得复杂,越复杂的存在在普遍联系性的作用下,就有变动增强的趋势,这种变动增强的趋势,就是能动性。层级越高的事物,能动性就越强,宇宙演化如此,生物进化如此,人类发展亦如此。人是宇宙演化的最顶级形式或存在,人是宇宙中能动性最强的生物,他能动到可以认识宇宙本身。能动性也呈现出一种时间性质,能动性越低的事物,时间就越古老,变化性就越慢,反之亦然。所以,从人的角度观察宇宙,宇宙一定就是这样的,这是人择原理[4]的根源,只不过人择原理搞反了因果关系。宇宙演化、生物进化、社会发展的根本内在动力,是事物的普遍联系性,而且基本呈现形式(运动特性)就是加速性。

  可见,宇宙中越高级的东西的存在度越低,复杂度越大,能动性越强,这导致了物演的加速性,宇宙越膨胀越快,星系越演化越快,生物越进化越快,人类越进步越快,社会越发展越快,加速运动是宇宙的基本运动形式。而决定这一切的,是规律场的统摄性和普遍联系性。普遍联系性是动力,统摄性是方向。而物演的总方向就是增加事物的联系性,事物一定要向加强联系性的方向发展。加强联系性是生物进化、人类进步、社会发展最根本的内在动力。作用→感应→感性→知性→理性,就是普遍联系性的统摄结构。生物的神经系统是专司与外界联系的核心系统,生物从低级向高级进化,就是围绕神经系统的完善而展开进行的,神经系统的完善是生物进化的主线,其它系统都是围绕给神经系统配套而进行的,宇宙演化和生物进化都是有方向性的,深层次的机制就是规律场的普遍联系性,当然不是什么适者生存及基因突变等因素,物竞天择适者生存只是生物进化宏观的外在表象,基因突变只是生物进化微观的内在表象,决不是生物进化的决定因素。同样的道理,人类的进步就是不断增强人与人之间联系性的过程,社会发展就是不断增强社会间联系性的过程,增强人与人之间、社会与社会间的联系性,就是当下及未来科技及文明的发展方向。

  爱因斯坦曾经感叹,宇宙最不可理解之处是它是可理解的。为什么人比宇宙更复杂?从事物的存在度、复杂性和能动性三个方面,就可以科学的回答。

  3.6 统摄性

  统摄性原理是理解宇宙的关键,它规定了宇宙的有序结构和各具体规律的适用范围,使我们面对宇宙中的局部或整体时不致于那么茫然,使得各具体规律都能各得其所、各司其职。

  系统层次性与统摄性统一为一体,它便于我们对宇宙从细节到整体的理解。

  4、经典力学、相对论、规律场论的内在逻辑性

  计算机技术是在开和关两种逻辑关系的基础上建立起来的,计算机几乎可以模拟宇宙中的一切。同样的道理,极为复杂的宇宙,其构成基础也是非常简单的,所谓大道至简是也,道即规律场。规律场与计算机的逻辑结构有相似性。计算机的计算逻辑结构都是分层搭建的,爱德华•阿什福德•李在《柏拉图和技术呆子:人与科技的创造性伙伴关系》一书中,把计算机技术分为九层:1.半导体物理学,2.晶体管数字开关,3.逻辑门,4.运算器代表的逻辑图,5.CPU代表的数字机,6.汇编语言、指令集,7.编程语言,8.各种可供调用的公共库函数,9.云计算。所有分层自下而上建立,每一层都建立在前一层的基础之上,而不提供它上面一层的功能。每一层的程序员完全不用考虑前面一层的事儿,这样就给了各层的工程师最大的自由度。各层之间的关系,就类似规律场的关系,其思想精华就是层级统摄结构。难道我们不能得到一些启发,把宇宙中所有规律,用类似计算机的逻辑结构关系整合在一起,我们对宇宙的认识,就会大大推进一步。

  4.1 经典力学、相对论、规律场论的基本定理

  4.1.1 经典力学是指牛顿建立的力学三大定律和万有引力定律。其中,第一定律为惯性定律,说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律为加速度定律,指出了力的作用效果:力是使物体获得加速度的原因;第三定律为作用力与反作用力定律,揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。在三大定律的基础上,得到了万有引力定律。

  4.1.2 爱因斯坦的相对论分狭义相对论和广义相对论,综合其原理,也是三条基本原理。一、相对性原理:物理定律的形式在一切参考系都是不变的。一切坐标系(包括非惯性系)都是平权的,即客观的真实的物理规律,应该在任意坐标系下均有效。二、光速不变原理:真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。三、等效原理:引力与惯性力等效,在处于均匀的恒定引力场影响下的惯性系,所发生的一切物理现象,可以和一个不受引力场影响的,但以恒定加速度运动的非惯性系内的物理现象完全相同。

  4.1.3 规律场三大定理:第一定理 ,客观实在性与普遍联系性的统一,简称实在联系性;第二定理,各向全息性与逻辑自洽性的统一,简称全息自洽性;第三定理,系统层次性与统摄性的统一,简称层次统摄性。

  我们可以把经典力学、相对论、规律场论各定理、原理进行对比分析,看看它们有什么内在逻辑联系。

  4.2 各第一定理对比。牛顿第一定律为惯性定律,力是物体联系的原因。相对论的相对性原理,指出参考系的平权,规律的普适性。规律场第一定理以客观实在性与普遍联系性相统一,指出世界的一体性。从上述对比可以看出,各第一定理反映的是事物的联系性,但它们有范围和层次的区别。牛顿第一定律限定在物体间以力联系,范围和层次最小。相对论的相对性原理以参考系平权和规律普适,把联系扩大到一切参考系,但规律普适实际上把联系限制在了一定的同层次的范围内。规律场的实在联系性,把联系扩展到了所有的客观存在的一切事物。上述对比可以看出事物联系的层次和范围。

  4.3 各第二定理对比。牛顿第二定律为加速度定律,力是运动变化的原因。相对论的光速不变原理,把光做为标尺,时空也是变化的。规律场的全息自洽性定理,一切变化都有自洽性。上述对比可以看出事物变化的层次和范围。

  4.4 各第三定理对比。牛顿第三定律为作用力与反作用力定律,说明力的平衡、守恒性。相对论的等效原理指引力、质量、空间等的跨界的平衡、守恒性。规律场的层次统摄性,指出时空平衡、守恒的条件及结构。守恒性就是联系的自洽性。上述对比可以看出事物守恒的层次和范围。

  4.5 应用对比。经典力学的应用得到了万有引力定律,解释太阳系的运动很成功,但不能解释水星进动、光线在引力场的偏折等问题。相对论的应用导出了四维时空,在星系间应用都很成功,但不能解释暗能量、暗物质,以及四种基本作用力的统一等问题。规律场的应用导出了五维时空,相对论遇到的所有问题基本都能解释。

  4.6 对时间的理解。经典力学导出了绝对时间观,相对论导出了相对时间观,规律场论导出了统摄时间观。对时间的认识反映的是我们对世界的认识,反映的是人类认知的高度。

  4.7内在逻辑性。从古至今,人类的认知有个发展过程,首先从神学认知发展为哲学认知,再从哲学认知发展为科学认知,科学认知是最高级的认知,科学认知也是一点点积累拓展的,从经典力学、相对论和规律场论的对比中,我们可以清晰的看到人们认识世界的范围、层次、深度、广度的内在逻辑性进化,人类认知本身,也是有统摄结构的,只有一步一个脚印,站在前人的肩膀上,才可能看得更远,科学认知不存在越层飞跃。

  经典力学、相对论和规律场论的内在逻辑性是统一的一以贯之的,不过都是从事物的联系性、变化性、平衡性三个方面去认识事物、把握事物,只是在范围、层次、深度、广度上有所不同。

  4.8 数学表达与难题。定理、原理虽然是根本,真正的难题是怎样用数学的方式把它们表达和阐述出来。牛顿为了科学的描述经典力学,创立了微积分;爱因斯坦为了建立广义相对论,运用了非欧几何等一系列高深的数学方法;规律场的全息自洽、层次统摄等原理,不知道能用怎样的数学方法描述,从这个角度来说,规律场论还是一个未完成的理论,还面临着艰巨的数学化过程。

  4.9 实验验证。实践是检验真理的唯一标准。经典力学、相对论都经过一系列的实验验证才确立了他们的科学地位。规律场论,当然有许多预言,需要实验验证。比如在不同空间密度中,光速是不一样的,引力受空间密度影响,解释水星进动就比相对论的解释更好,从水星进动的成因就更能理解产生暗物质的成因等等。黑洞的空间效应也急需观测验证,如果实验观测到了,暗物质、暗能量这些难题就都解决了。弦力的检测,对物质空间转化及宇宙演化的认识都将更进一步。

  4.10 保守性。“在实验哲学中,我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的,或者是非常接近于正确的;虽然可以想象出任何与之相反的假说,但是没有出现其他现象足以使之更为正确或者出现例外以前,仍然应当给与如此的对待。”这段话出自牛顿《自然哲学的数学原理》第三篇,牛顿反对在没有足够的证据的情况下,必须坚持原有的理论。牛顿的绝对时间、绝对空间等观念,充满了静态、守恒的保守性。爱因斯坦的“上帝不会掷骰子”,在广义相对论引力场方程中引入宇宙常数,也反映了爱因斯坦内心坚持的静态、守恒的保守性。我的规律场论,主张宇宙动态守恒,主张宇宙的自洽圆满,也是一种保守性。我们的思想都有一种骨子里的保守性,我想这不会是巧合,而有一种内在的逻辑联系。我想我们的内心都认为宇宙是一个精巧的可以实证把握的逻辑自洽系统,我们可以认识宇宙,心中有种作为万物之灵的人的骄傲!

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