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产生新型磁性材料的可能元素
热度 2 zlyang 2018-9-20 22:41
汉语是联合国官方正式使用的 6种同等有效语言之一。请不要歧视汉语! Chinese is one of the six equally effective official languages of the United Nations. Not to discriminate against Chinese, please! 以下是一时心血来潮的直观猜测,作为一种思考贴出。感谢您的指教! 产生新型磁性材料的可能元素 不久之前,化学元素钌( Ru,ruthenium )已经被确认室温下具有独特磁性的第四个单一元素 。铁( Fe )、钴( Co )、镍( Ni ),是三种已知的在室温下具有磁性的元素。以前发现稀土元素钆( Gd )几乎在 8 摄氏度以下也有磁性。 去年有报道称 :向二维合金中添加铼( Re ),发现意料之外的磁性特征。大部分情况下,铼元素并不是磁性材料,在原子尺度上的某些特定组合下,它也能具有磁性。 由于电子、质子、中子都具有磁性,所以几乎所有的原子、分子等也具有磁性或瞬时磁性、瞬时电性。当这种微观的磁性、电性以一定的方式大量组织起来时,材料就会表现出宏观的磁性、电性。磁畴 ,是自然界自身存在的一种这样的集体性现象。但产生宏观永久磁性的方式,应该不止磁畴一种。因此,不难想象,不仅固体可以出现永久磁性,气体、液体、等离子体等,也可以出现宏观的永久磁性。只是在目前的条件下,由于人类没有充分的进行原子、分子水平的集体操作控制能力,所以只有少量的材料,才能表现出宏观永久磁性。铁、钴、镍等固体材料,是在目前条件下进行少量的人工操作控制就能显出宏观永久磁性的材料。 通过微观操作,如比纳米还细微的操作,完全有可能使得越来越多的材料出现宏观磁性。操作控制的核心:使原子、分子自身具有的磁性,得到大量的集体性的统一。只要能够维持这种操作控制,固体、气体、液体、等离子体等,都可能表现出宏观的永久磁性。 在目前的科技条件下,固体的这种操作最容易实现。所以,除了单一元素的磁性外,借助微观操作,可以使铁( Fe )、钴( Co )、镍( Ni )、钌( Ru )、铼( Re )以外的材料出现宏观磁性。 联想起半导体固体电子器件的发展历史,不难猜想,在铁、钴、镍、钌周围的元素,是易于被人工操作控制出现宏观永久磁性的材料。一般地,原子量越大,金属往往越活泼。所以,铁、钴、镍下方原子量偏小的元素,是首先考虑的新型磁性材料候选元素:但既要保持类似铁、钴、镍的原子结构,又要适度降低原子量以降低活泼性(以便人工操作控制的简单性)。 除了单一元素外,通过化合物、纳米或更细微的操作控制,都可能使得许多材料产生宏观永久磁性。这些铁、钴、镍、钌周围的元素,以一定的方式掺杂到塑料、陶瓷、合金等固体材料里,有可能首先找到新型的磁性材料。 新型的线性磁性材料(磁化曲线具有很宽的线性区),且具有高绝缘性(非导体),重量轻等特征的磁体,对于电力、信息等工业,具有重要的价值。无论是软磁、硬磁或矩磁新型材料。 导电塑料已经获得 2000 诺贝尔化学奖 ( for the discovery and development of conductive polymers ) 。因此在研制新型磁性塑料,是很有前景的。非导电的塑料,具有绝缘性好、重量轻等特点。 随便地,类似的人工操作控制,还可以是许多材料出现宏观电性,类似晶体的压电效应( Piezoelectricity ) 。 相关资料: Mangalorean.com, 2018-05-27, Scientists identify new magnetic element http://www.mangalorean.com/scientists-identify-new-magnetic-element/ 新材料在线, 2018-05-29 , Nature 子刊:研究发现钌在室温下具有独特的铁磁性 http://www.xincailiao.com/news/news_detail.aspx?id=191036 ScienceDaily, 2017-10-11, Ultraflat magnets: Atom-thick alloys with unanticipated magnetic properties https://www.sciencedaily.com/releases/2017/10/171011144822.htm 磁畴,百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E7%A3%81%E7%95%B4 Magnetic domain, From Wikipedia, the free encyclopedia https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_domain The Nobel Prize in Chemistry 2000 https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2000/ 压电效应,百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E5%8E%8B%E7%94%B5%E6%95%88%E5%BA%94 Piezoelectricity, From Wikipedia, the free encyclopedia https://en.wikipedia.org/wiki/Piezoelectricity 感谢您的指教! 感谢您指正以上任何错误! 感谢您提供更多的相关资料!
个人分类: 代表性个人学术观点|4538 次阅读|9 个评论
随想:过度“评比/评价”可能产生危害
热度 6 zlyang 2018-8-23 13:29
随想:过度“评比/评价”可能产生危害 (1) 破坏了单位人员内部之间的协作,强化了内部隔离 (类似民国时期的“军阀混战”): 用个人最优,代替了单位最优。 结果从整体上损害了单位的利益。 民国时期军阀混战、天下大乱,是“各个军阀自身追求最优,同时破坏社会最优”的直接表现。是过度“评比/评价”的一种变形的具体表现。 “自由资本主义竞争,造成了经济危机”,就是过度强化“个人/公司”的局部利益,破坏了人类社会整体健康的直接表现。在美国,由两个罗斯福总统通过政府的干预,(至少部分)消除了这种破坏。 “人类社会的整体最优”,是共产主义的特征之一。“国家整体优化”,是社会主义的目标之一。 (2) 钱穆制度陷阱的直接表现。 过于复杂的管理,自身也会消耗社会创造的财富。 感谢您的指教! 感谢您指正以上任何错误! 感谢您提供更多的相关资料!
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民族主义的产生
热度 1 rongqiaohe 2016-6-25 13:22
“民族主义”的产生,源于“家庭”意志的延伸。 比如, 对于一 个叫喊“非民族化”的 人来说, 只要外来者能够触犯他(她)的家庭利益到一定程度,他(她)立刻就会转变成为一个“民族主义”者。
个人分类: 浅谈|2174 次阅读|1 个评论
《数学辩证法》9.1 复数的产生
fanxshan 2015-9-21 04:46
   9.1 复数的产生   虚轴具有天然与实轴垂直的特点,因此,虚数以及虚轴的出现,将数学从一维线性空间带入了二维平面空间。   通过实轴x和相对虚轴i的平面,就是复平面。   实轴与相对虚轴将复平面分为4个部分,分别称为“第1象限”、“第2象限”、“第3象限”、“第4象限”。   在观察者看来,复平面看起来似乎就是实轴x——如果不发挥大脑的想象力,观察者就无法觉察到复平面与实轴之间在外形上的区别。如果让观察者的眼睛稍微抬高或降低并且维持复平面不动,马上就能发现,实轴x原来不是一条线,而是一个平面!   可惜的是,复平面总是同时通过观察者双眼和观察对象。因此,观察者永远不会看到真正的复平面,只能用心体会它的存在。换言之,复平面是侧向观察者眼睛的一张“纸”,虽然纸上画有精美的图形,但观察者却无法直接欣赏。   有了复平面的定义后,对无理数、正数、负数和虚数的内在关系可以理解为:   正虚轴是无理轴沿复平面向纸面内旋转90°的结果;   负轴是无理轴沿复平面向纸面内旋转180°的结果;   负虚轴是无理轴沿复平面向纸面内旋转270°的结果;   正轴是无理轴沿复平面向纸面内旋转360°的结果。   有了复平面以后,三角形、矩形、圆、多边形等图形就有了一个“容器”。角、平行、相交、垂直、内切、外切的概念同时产生了,几何进入了数学。   复平面上的任意一点a+bi,都是复数。   复数是相对于单数而言的。在描述事物时,复数所含的信息比单数所含的信息多一倍。因此,复数具有更强的表现力。   一个整体,对观察者而言,总是能够分成可见与不可见的两部分。这是复数的基本含义,可称其为“狭义复数”。
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《数学辩证法》7.2 虚数的产生和性质
fanxshan 2015-9-20 22:04
      7.2 虚数的产生和性质   正如对无理数进行“复制”和“镜像”操作产生了正数和负数一样,虚数是通过对无理数进行一种叫作“隐藏”的操作产生的。   对无理轴进行隐藏操作可以产生“虚轴”。其步骤是:在一张纸上水平地画一个无理轴,左端为0,右端为∞(见图5-1),此无理轴在纸面上是完全可见的。固定无理轴的0点,令轴右端向纸面内旋转90°后停止,此时数轴变成了一个点,其右端指向纸面以内无限远处。再假定该数轴的直径为0,则此新数轴就是完全不可见的,这就是虚轴。当然,虚轴继承了无理轴的特性,当用于确定的、静止的物体时,它是量子化的、不连续的。   虚轴有一个重要特征: 存在但不可见 。对具体的观察者来说,虚轴永远是不可见的。   如果用符号“i”来表示对一个无理数进行隐藏操作,则无理数系和虚数系具有形式上的一一对应关系:   i(1)=i,i(2)=2i,i(3)=3i,……   根据无理轴和虚轴上几何点的一一对应关系,很容易得出一般规律:i(a)=ai,即对无理轴上的a点进行隐藏操作时,其结果将落到虚轴的ai这一点上。   无理数表示物质的绝对数量,以无理数为基础产生的虚数也表示物质的绝对数量。这类虚数具有绝对性,称为绝对虚数。绝对虚数的全体可用数轴表示,称为绝对虚轴,其定义域是[0i,∞i)。   仿照正数、负数的产生办法,对绝对虚轴分别做“复制”、“镜像”操作可以得到相对虚数。   负虚数、正虚数的定义域分别是(-∞i,-0i]以及[+0i,+∞i),与正数、负数一样,正虚数与负虚数也要联合起来使用才具有实际意义。   直接对实轴做隐藏操作,也可以得到同样的效果,此时的虚轴也分正、负两部分并且垂直于实轴。   对实数“+1”连续做多次隐藏操作时,其取值周期性地等于+i(正虚1),-1,-i(负虚1),+1,这与现代数学的结论完全一致。   通过实轴和虚轴的平面,就是复平面——在现代数学中,复平面与纸面是重合的,但在数学唯物主义理论体系中,复平面与纸面是垂直的。对一个数做隐藏操作,其结果相当于将此数在复平面上内旋90°。特别是,当对虚轴上的i点做隐藏操作时,在形式上存在着i(i) = ii = i 2 ,在几何关系上将与负轴上的-1点重合,因此产生了关系式i 2 = -1,亦称为“虚虚得负”。   虚数是数学家们在长期的数学运算中经过多次反复认识并经实践检验而形成的正确概念,是人类发挥主观能动性认识世界的又一个光辉范例。   有了虚数,意识进入了数学。   由于意识是哲学的基本概念,因此哲学也随之进入数学。从此,数学与哲学像一对连体婴儿一样,有着共同的领地并且密不可分。在哲学上,意识是物质的反映,意识不能脱离物质而独立存在。同样,在数学上,虚数也一定是物质的某种特殊反映。
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自然美论
zhiguangkong 2014-9-22 02:33
自然美论 一、自然美的产生 红霞飞涌、金光四射的日出景象,给人带来朝气蓬勃的生命力量和对美好生活的憧憬;银光融融、如烟如波、朦朦胧胧的月夜景观,又能给人一种宁静温馨的心境和诗意的享受;巍峨险峻、高耸入云的崇山大岭,波翻浪涌、奔流不息的滔滔江河,让人们精神焕发,胸怀开阔,充满浩然正气;而那些用绚丽异常的色彩点缀着浩荡春风的鲜花,那些以生命的绿色唤醒沉睡大地的芳草,又让人们感受到多少勃勃生机!古往今来,大自然赋予人类的那些气势磅礴的、神奇壮丽的景观,那些轻柔美丽、清雅高洁、小巧玲珑的事物,真是看也看不尽,数也数不清。这些自然美现象,人人都能感受得到。可是若从理论上讲清什么是自然美?它是怎样形成的?它有哪些特征?就不是一件容易事了。自然美问题,多年来一直为我国美学理论界所关注,曾经就此展开过热烈讨论,虽然取得不少研究成果,但许多学者对自然美问题的看法,至今仍然处于见仁见智各有不同的状态。 前面论述美的根源时已经谈到,在人类社会实践历史发展过程中,由于人的本质力量的对象化,自然被人化而成为人化的自然,主客体结成和谐自由的理想关系,主体能够在对象世界直观自身诸问题。自然美作为存在于自然领域中的一种蕴含着主客体对立统一的和谐自由的理想关系的具体形态,同样是在人类社会实践活动过程中产生的。从原始发生的角度看,它与原始工具美的产生几乎是同步的。李泽厚先生认为在美的创造历程中社会美的出现早于自然美,直到宋元时代人们才发现了自然美。这是把人们对自然美的自觉感知能力的形成时期,当成了自然美本身出现的时期造成的。原始时代的神秘美虽然是由自然美、社会美、艺术美等多种美的成分构成的,它象“太极”一样处于原始混沌状态,主体因素与客体因素、人的因素与天的因素,就象阴阳二气一样,共存于由这些自然美、社会美、艺术美的成分组合而成的“太极”型原始神秘美之中,可是从整体上看在这种原始神秘美中居于主导地位的最初却是自然美,而非社会美和艺术美。这是因为,在原始社会中,人与自然的关系是一种基本矛盾关系,人与社会的矛盾关系还处于从属的地位。直到距今约八千多年到五六千年时,随着母权社会向父权社会的转换,原始先民的人文精神日益增强,人与社会的矛盾才逐步上升到主导地位。在漫长的原始社会中,由于人与自然、天与人的矛盾关系基本上是处于主导地位,所以人的本质力量的对象化活动主要是在认识自然、选择自然、变革自然的领域中进行的,从整体上看自然美的出现早于社会美也就不足为奇了。这从世界各地原始岩画和洞穴壁画中千千万万的动物形象以及相关植物形象的塑造即可看出。岩画和洞穴壁画属于艺术美,先民之所以将这些原始时代的动物如大角鹿、糜鹿、野牛、野象、北山羊、犀牛、鸵鸟等作为艺术表现的题材,是因为它们在先民眼中是善的对象,即可以用来解决生活之需的对象,同时也是美的对象,是让他们感到精神愉悦的对象。许慎的《说文》从训诂学角度把“美”解释为“羊大为美”,就是从“美”字的原初意义上界定的。当时,由于社会生产力的低下,先民的生活极为艰难,如果能猎获较大一些的动物,就能解决衣食之虞,这对他们来说就是善的,就是美的。在许许多多岩画中人物形象画得很小,动物的形象却画得很大,就是因为先民想借此画达到一种巫术文化效应,希望猎取到大一些的动物。在他们看来,这些大些的动物真是太好了,太美了。由数以万计的原始岩画艺术创作活动,可以看出自然美在当时社会生活中所占有的重要位置。 二、自然美的性质 1 、自然美具有美的普遍本质。 自然美在人类创美活动发展史上是较早出现的一种美的形态。作为现实美领域中的一种具体形态,它是人类在漫长的社会实践过程中将以理想为核心的本质力量对象化,从而使自然人化,变成人化自然的结果,是真与善、规律与目的、主体与客体高度统一的理想关系在自然领域中的呈现。最初,原始先民处于大自然的压抑和包围之中,盲目自发的桀骜不驯的自然力环绕着人,仇视着人,压抑着人。随着人类社会实践的推进,自然界逐步被改造,由“异已”的存在变成“为人”的存在,“属人”的存在,从与人类的疏远、疏离变成与人类亲近,向人生成。现在,除了那些高寒地带如人迹罕至的雪山区域和寒气逼人的极地一带,以及象某些被称为“死亡之海”的沙漠地带,整个地球基本上已经被人化了。就是上述高寒地区和沙漠地带,目前也正处于被改造之中。人类并不满足对于所居地球的认识、选择和变革,随着现当代高新尖科学技术突飞猛进地发展,开始对宇宙空间、微观世界、自身世界充满兴趣,并展开了相应的现代化实践活动。阿波罗飞船飞上月球,取回了月亮土;火星探测器观测到火星表层积聚着干冰; 2002 年 4 月 12 日报载“新华社莫斯科 4 月 10 日 电”,称“俄美欧计划联合派出 6 名宇航员十二年后登陆火星”;旅行者二号正在向冥王星、海王星飞去 …… 大约三百万年以来,人类在认识、选择和变革自然征程中不断奋进,经过一代又一代人的努力,终于赢得社会实践活动的辉煌成就,使人类能力所及的自然对象被人化,从而具有了美的属性。当然,肯定人类变革自然的成就,并不意味着人类社会实践已经到了大功告成,可以收兵回营的时候了。与地球 46 亿年的历史相比,人类的社会实践活动才三百多万年,只不过是短暂一瞬。地球上的地震、火山、海啸等天灾,目前尚无更有效的办法治理;某些被称为“绝症”疾病现在也尚无有效办法根除;太阳系、银河系中的万千星辰虽然可以借助类似哈勃望远镜之类的天文仪器去观测,可是要想做更多实地勘察,那还是比较遥远的事情 …… 更何况在人类所居处的宇宙之外,不知还有多少个宇宙的情况对于我们来说还是未知数。正因为大自然总是处于千变万化之中,人类对自然的认识和变革才永无竟时,自然美的创造活动才是一种永远也没有终点的实践活动。同其它类型的美一样,自然美内部也蕴含着美的普遍本质,即真与善、客观规律与长远目的高度统一的和谐自由的理想关系。与其它类型美的不同在于它是以自然的感性形式去肯定这种和谐自由的理想关系,而不是以其它的感性形式去显现这种关系。 2 、自然美是理想的自然形式 自然美蕴含着美的普遍本质即客观规律与长远目的和谐统一的理想关系,可是它又具有不同于社会美、艺术美的特殊本质。这种特殊本质表现在它是自然形式与人化内容即理想化内容的统一,是客体化了的天人合一境界。在漫长的社会实践活动过程中,人与自然的关系发生了前所未有的深刻变革。人类社会出现之前的自然渐渐失去其独立自足性,正在日益被人化,并逐步变成人类无机的躯体,成为符合人类理想要求的生活环境。对于人类来说,把自然界由异己状态变成为己、属己、娱己的状态,是千万年来的理想追求。远在距今约八千多年的伏羲时代,原始八卦的创生就注意到远取诸物,近取诸身的问题,将八种自然物质或者是自然事物的性质、品格、特征等与人事联系在一起把握;距今三千多年,即殷末周初时产生的我国传统文化母书《周易》,继承并发展了原始八卦的这种天人合一观念,并在巫术文化的神秘氛围中大力张扬着这种文化观念。汉代董仲舒借具有神秘性的谶纬之学巩固和发展儒学,虽然为原始儒学增加了带有消极性的神学目的论色彩,可是汉儒对儒学经典的解释却在观念领域强化了天人合一的关系,它把天人格化、意志化、目的化了。即是说,天在观念中已经成为具有人的精神、意志和目的的存在,在一定的意义上可以说这种天就是存在于观念中的“人化自然”。长期以来存在于人们头脑中的这种“天人合一”观念,虽然往往夹杂着某些神秘的唯心的成分,但是其深层的精神意蕴则是人类通过社会实践活动变革自然,使之成为自己的无机躯体,成为“人化自然”,成为“为人”、“属人”、怡人的存在的理想追求。客观存在着的自然美则是这种“天人合一”理想的对象化、客体化,是以自然感性形式对主客体和谐自由的理想关系的肯定,是理想的自然形式。 三、自然美的特征 1 、自然美在形式与内容的辩证关系上重在形式 自然美以自然感性形式肯定理想关系的本质定性使它的感性形式特别鲜明,它的线条、块面、形状、体积、音响、色彩、节奏、韵律等形式特点非常突出,能给审美主体带来种种不同的感受。自然美作为一种内蕴着理想关系的自然存在,是在自然感性形式的理想化过程中产生的,所以它的理想内涵凝聚于感性形式之中,已经成为理想化形式。比如,泰山天下雄,黄山天下奇,华山天下险,峨嵋天下秀,青城天下幽等等,就是对这些名山胜水最突出感性特征的高度概括,就是把这些自然感性形式理想化的成果。自然物之所以能产生强烈的吸引效应,还因为它们具有不同于众的鲜明个性。这些个性或者是借拟人的方式、或者是借拟物的方式,或者是借象征的方式显现出来。桂林山水甲天下,阳朔山水甲桂林。天公造物,奇特无比的喀斯特地形成就了桂林拔地而起、孤峰挺秀、圆润多姿的青山,碧绿如玉、明丽似镜、清彻见底的漓江,钟乳倒挂、怪石林立、神秘幽深的奇洞。这样的山山水水很容易唤起人们的联想和想象活动,所以自然而然地便会产生歌仙刘三姐的传说。黄山上到处都是奇松、怪石、云海,莲花峰出没于云海间,若隐若现,恰似出水芙蓉;鲫鱼背孤峰独立,中间是游客必经的羊肠山路,两侧云来雾去,是无底深渊,山风吹来,活象一条鲫鱼的脊背在云水中游荡;梦笔生花、猴子探海、仙人桥 …… 都能让人产生无穷遐想。更不用说那发源于中国西部山区,穿山越岭,穿云破雾,奔流到海不复回的黄河长江,那顶天立地,雄踞东方的泰山,它们气势磅礴、雄奇伟岸的大美景象已经成为中华民族的象征。另外,自然美在真与善、规律与目的的关系上重在真,重在规律,其感性形式也大多符合形式美法则,如整齐一律、平衡对称、均衡、对比、节奏、韵律、多样统一等。如在高山顶峰俯视松涛阵阵、绿波翻滚的千里林海,放目眺望远到天边、金涛滚滚的万顷麦田,整齐一律的美感会迎面扑来;到了泰山上的对松岭,环视四周,两侧高山峻岭上的苍松相对生长,遥相呼应,又会萌发平衡对称的形式美感;长江三峡的夔门号称天下雄,两岸险峰陡立,直插云天,湍急的江水夺门而出,奔腾呼啸,一泻千里,水声震耳,确实让人惊心动魄地感受到大自然的伟力和它雄浑的节奏;到了青城山这一道家文化胜地,鸟鸣山幽,蝉噪林静,遍地竹篁,泉水叮咚,又能让人真切地感受到大自然美妙的韵律。 2 、与鲜明突出的感性形式特征相比较,自然美的社会历史文化内涵往往比较潜在、宽泛、模糊、朦胧,不易觉察,大多需要借助审美主体的颖悟、体味才能有所把握。由于自然美本质上是一种人化自然,理想化自然,其深层蕴含着主客体对立统一的和谐自由的理想关系,所以它们的美绝非是一种纯粹的形式美,尽管它们的形式美特征格外突出。许多名山大川都有悠久的历史文化背景,它们的美实质上是一种自然景观与人文景观相统一的美。比如,闻名世界的的泰山,作为中华民族的象征,就具有悠久的社会历史文化内涵。据古史传说和文献记载,从伏羲开始就视泰山为天梯,进行卦禅活动,登帝位称太昊,泰山上现在还有青帝庙,是祭祀伏羲之所。后世许多帝王在登基前先到泰山举行封禅大典,多以燎祭方式祭天,同时进行禅地典礼,以求神人以和,帝业长存。许多历史名人也曾登临泰山,文献上就有孔子登泰山而小天下的记载。泰山沿途都是文人墨客的名篇佳作,书画名家的手迹碑刻,琳琅满目,让人应接不暇。“岱宗夫如何?齐鲁青末了。造化锺神秀,阴阳割昏晓。荡胸生层云,决眥入归鸟。会当凌绝顶,一览众山小。”杜甫的这首雄浑壮阔,气势磅礴的《望岳》,至今让人有身临其境的荡气回肠之感。诸多名山胜水还是佛教文化的宝地。佛教文化自汉明帝时开始由印度传入我国,经过与儒家文化、道家文化的互渗融合,后来已经成为与原始佛教有一定差别的中国式佛教。中国式佛教文化主张远离尘嚣,明心见性的教旨,与中国传统的山水文化互相渗透,使它多在名山胜地设置道场。如四川峨嵋山是菩贤菩萨的道场,山西五台山是文殊菩萨的道场,安徽九华山是地藏菩萨的道场,浙江舟山群岛附近的普陀山是观音菩萨的道场,就是如此。这些名山胜地,林木苍翠,溪水鸣响,白云深处,传来古刹钟声,别有一番令人神气清爽的韵味,让人真有些分不清这里是天文,是地文,还是人文。进入长江三峡也是这样,不只是神奇壮美的风光能让人醉入如梦似幻的天地,那些长期以来活在民间的神话故事和历史传说,也让人对这一神秘世界产生难以忘怀的眷恋。 四、某些未经劳动实践直接改造过的自然物 具有美的属性问题 自然美是在社会实践中产生的,是以理想为核心的主体本质力量对象化的结果。那么,太阳、月亮、星星等自然物未经劳动实践直接改造,为什么会具有美的属性呢?这也是学术界早有争论,尚需进一步研究的问题。我们认为,这些自然物之所以具有美的属性,仍然与主体实践活动有关。 首先,人类社会实践从根本上改变了人与整个自然界的关系。在人类社会出现之前,大自然按照其自身固有的规律在运动和发展,经过人类社会实践的改造,它才变成“属人”、“为人”的存在。自然与人类关系的这种根本变化,当然也包括太阳、月亮、星星等尚未经过劳动实践直接改造过的自然物在内。这是因为,它们已经被纳入科学研究范围之中,成为认识性社会实践的对象,与人类的关系正在发生相应变化。如人类正在通过天文台、气象站、航空航天设备等对宇宙、天体、气象等进行深入研究,已经基本揭开太阳黑子、太阳耀斑、日蚀、月蚀、流星雨、慧星、新星等天文现象的秘密。可以说,太阳、月亮、星星等虽然目前尚未经过劳动实践直接改造,但已处于人类社会实践的掌握之中,正在被人类所认识和理解。与那些已经被社会实践直接改造过的自然物相比较,它们正处于被人化的初始阶段,所以同样会具有审美属性。 其次,未经劳动实践直接改造过的自然物具有美的属性,与人类社会生活对它们的需要是分不开的。人类是自然界的一部分,不能离开自然环境而独立存在。人类生命活动所需要的一切无不来自自然。万物生长靠太阳。太阳是生命之源,它的光和热为人类带来了光明、温暖、幸福和希望;月亮以其如烟似水的银光普照环宇,为人类夜间的户外生活驱走黑暗,带来依稀的光亮和朦胧的向往;星光灿烂,繁星万点,犹如万家灯火,可以激发人类丰富的联想和想象。可见,它们都是与人类社会生活有密切联系的事物,是人类生命活动特别需要的自然环境的一部分。人类社会生活本质是实践的。与人类社会生活具有密切关系的自然事物,往往或直接或间接、或明显或潜在、或强或弱地对生活实践产生种种肯定性影响,从而使自身具有“属人”、“为人”、怡人的审美属性。当然,这一点与前面所说这些自然物正被认识性实践所掌握的情况具有内在联系。 与此相似,还有一些刚刚被发现,尚未经过人工改造过的自然风景区,如名闻中外的张家界、九寨沟等自然景观,为何也具有美的价值和属性?我们认为,人类社会实践活动并不是单一的,可以区分为认识性实践、选择性实践、变革性实践几种基本方式。认识性实践,选择性实践,都是变革性实践的准备阶段。在人类社会实践活动历史发展的初期,与变革性实践活动并存的还有相当数量的认识性实践活动和选择性实践活动。比如,原始时代的巫术文化活动就是一种认识性实践活动,就是说它具有认识与实践的双重品格。从其认识性方面来看,它包括哲学性认识因素、科学性认识因素、宗教性认识因素、艺术性认识因素等。从其实践性来看,它并不只是停留在认识层面,它还要求人们将这种以混融状态出现的认识变成实践活动。与这种巫术文化形态的认识性实践活动相联系,先民们一边进行变革性实践活动,如制作石器、标枪、弓箭等劳作工具,进行狩猎、捕捞等实践活动,一边进行选择性实践活动,如为了躲避天灾,或者为了选择良好的猎场、牧场,他们不断迁徙流动,居无定所。合于理想要求的猎场或牧场的发现和选择,同样是一种必不可少的实践活动。农耕时代开始后,人类大多数逐渐定居下来,形成村落,变革性社会实践活动逐渐成为基本的实践活动方式,而选择性实践活动大多存在于那些继续从事游牧生活的民族生活中。选择性实践活动虽然没有直接改造对象,同样是一种人的本质力量对象化活动。正是由于人们按照自己的理想要求去进行选择,将自己的本质力量对象化到被择定的对象之中,被选择的对象才会因为既符合自身运动发展的规律又符合主体之理想要求而具有美的属性。张家界、九寨沟等著名风景胜地本来就是人类生活最理想的地方,只是过去没有被发现和选择而已。一经发现和被选择,它就因自身既符合形式美的规律,又符合人类的理想要求而具有了美的属性。 再次,某些未经劳动实践直接改造过的自然物所以具有美的属性,与其感性形式符合形式美法则有关。形式美是实践主体对自然美、社会美、艺术美的形式进行抽象概括的产物,具有相对独立性和历史稳定性。形式美法则一经形成,实践主体便把它运用到一切实践对象上去。有些自然物虽然并未经过实践活动的改造,但它的感性形式却符合着人类已经掌握的某些形式美法则的要求。比如,长期以来,由于大多数人类实践活动是在白天进行,夜晚一般是休息时间,所以人们对光形式特别敏感,一见到光亮就精神,看不到光亮就没精神。太阳、月亮、星星都是发光体,特别容易引人兴奋。它们的光形式本身就是一种形式美。尽管它们并未经过人类实践直接改造,但它们的光形式与人类已经掌握的形式美是一致的。还有,太阳、月亮、星星等天体,都是圆形的。圆形同样属于抽象形式美范畴,它能给人以圆融、圆满、充满生命活力的精神享受。远古时代,先民就有浓重的太阳崇拜、月亮崇拜以及其它天体崇拜的文化观念,就有卵生崇拜的文化观念。不论是天体崇拜还是卵生崇拜,都具有强烈而又神秘的生命意识充盈其中。在漫长岁月中,这样一种生命意识便积淀在圆的形式中,使圆形式成为象征生命、象征圆融的符号形式。所以看到太阳、月亮、星星等圆形天体便会产生美感。比如,把朝气蓬勃的少年儿童比作初升的太阳,把繁荣富强的祖国比成光芒万丈的太阳,以中秋的明月象征家庭团圆的美好,以圆圆的月亮象征美满的爱情等,就是这样。人类社会生活中所以会出现这些现象,是因为太阳、月亮、星星等的圆形式本身就符合形式美的规律,就凝聚着特定的社会历史文化内涵。 ( 节选自孔智光著《理想美学》,山东大学出版社 2002 年第一版。)
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美国的一项法律的产生及其他——读书偶录(13)
热度 1 cswen 2014-4-18 17:19
美国一项法律的产生及其他 ——读书偶录( 13 ) 温景嵩 ( 2014年4月18日写于南开园 ) 资中筠《美国十讲》里第九讲的题目是《回顾与展望》。这一讲又分四小节。第一小节的小标题是“精神资源”;第二小节的小标题是“制度”;第三小节的小标题是“今后发展的内部制约因素”;最后第四小节的小标题是“对外关系”。 这第一小节“精神资源”讲的都是前面讲过的东西,没什么意思。我们就从第二小节“制度”说起。而这一小节又分以下四点: 其一,完备的法制; 其二,民主的实践; 其三,媒体的监督; 其四,渐进的改良。 这四点都很有意思,本文就先从第一点讲起。第一点不长,我们且全文引用在下面: “其一,完备的法制。一项法律的通过的过程比较复杂而缓慢,要经过多方反复争论,各种利弊的权衡。但是一旦通过之后,一定得遵守。立法程序长、而司法的成本就比较低。” (以上引自资中筠《美国十讲》《第九讲》“第二小节”之第一点) 好了。虽然在此点里资中筠着墨不多,然而仅就一项法律的产生:“复杂而缓慢”、“反覆地争论”、(反覆地)“权衡各种利弊”这十几个字来看,其实际过程即使不可能完全像当年美国人1787年之制宪会议上那样:制定了一套充分实行民主,充分尊重个别人的不同意见,充分保护个别人的不同意见,因而使那部美国的宪法产生过程空前的缓慢而复杂,然而该宪法一旦产生就成为美国的至高无上的权威,致使任何个人、任何政党都必须无条件地遵守;此处的某一项法律的产生过程也不可能太过简单,至少会是与之类似。因而会使得该项法律一旦通过就一样地必须遵守,同样地是任何个人、任何政党都必须遵照执行。 这才法治社会!这才是法治国家! 对比我国几千年来封建社会传下来的遗毒:国家是人治国家,法律是皇帝们的金口玉言,所谓君叫臣死,臣不得不死;社会则是人情社会,关系社会,一切靠人情、靠关系来解决,毫无法治可言,法律则不起作用。拿这些我国几千年封建社会的流毒,和美国那一套法制社会相比较,其差距就实在是太大了。 很凑巧,我们刚才在网上查到了一个例子,说明我国的人情社会,碰到了美国的法治社会时,会发生怎样可悲的事情。 说的是我国在美国的一位21岁的留学生唐某。他强奸了一位美国女孩,然后还拍下来这位女孩的裸体照,以威胁这女孩不要声张,否则这位留学生就要把此照片在网上传下去,“把她搞臭”。然而,适得其反,此女孩不但声张,而且把这位留学生告到了美国的法庭;于是远在我国的这位留学生的父母着了急,两位老人就拿了一大笔钱,行色匆匆地跑到美国要塞给这位美国女孩,请她高抬贵手,放过他们的宝贝儿子。却不料又是适得其反,这位美国女孩不但没有高抬贵手,反而又把这两位老人送上了美国的法庭。原来,求情恕罪,在美国叫做“妨碍司法”,而“妨碍司法”在美国又是一罪,而且是重罪。两位老人拿了我国的人情社会的办法去应付美国的法治社会,结果就这样碰了一个大钉子。有知情者认为,如果老人们不是拿这笔钱去贿赂那位受害的女孩,而是去请一位高水平的律师到法庭上去为自己的儿子辩护,以求得减刑,这原来是可能的事。然而两位老人由于不懂美国的法,只懂我国的人情世故,结果就造成了一场悲剧:留学生唐某,和他的父母都要为此付出代价,在异国他乡坐牢服刑。此事实在是教训深刻,发人深省啊! 附录 从美国法律反观美国的道德观念 (2014年4月18日引自《百度文库》网站) 从美国法律反观美国社 会 的道德观念 昨天看到淘宝网弹出的时空对话栏目 《潜规则为什么会在美国丢人现眼? 雅虎文化》 。 议论的缘起是“美国爱荷华州 21 岁中国留学生因涉嫌强奸女生被捕,而他的父母闻讯赶 到美国后,试图贿赂受害女生,却把自己也卷进了官司。 “有钱摆平一切” ,这套在中国大行 其道的潜规则,为何到美国却丢人现眼了呢?究竟是美国人太死心眼,还是我们的法律太懂得“随机应变”?在金钱和权力的操纵下,现如今的法律体系还剩下些什么? 栏目中刊述了 以下的 声音: 唐家父母遇到这事后,正确的做法是委托律师出面,尽可能减轻唐鹏的罪责。不把钱花在律师身上而是用于贿赂被害人,这就触犯了美国司法与美国社会的大忌。唐氏一家对美国国情不甚了解,这可一点不假。那唐鹏还拍摄了受害人的裸照,声称如果她打电话报警就将照片公布到网上,以为这样就可以阻止被害人报警,此举与其说低估了 被害人的胆量,不如说低估了美国社会的文化理性。在一个理性社会中,被强奸的女性,在 被侵犯信息透露后,并无“身败名裂”之忧,不会因被侵犯而招来社会歧视。整件事最令人好奇的是这两位爱子心切的老人是怎么想的,大概是中国的某些现实误导 了他们,开始用自己惯常的思维来替美国人思考,甚至用自己的逻辑考察了一下美国的逻 辑 。咱这里只要一出事,很多人首先想到的不是走正常的途径,而是去翻找自己的记忆以 及手机通讯录,看看能够有什么社会关系可以利用,哪怕是走上法庭,也会千方百计地寻找其他途径解决问题。这种定式思维到了美国后估计是举目无亲,看来也是联系不到奥巴马,就只好联系一下受害人,打算把这个刑事案件弄成人民内部矛盾了。不过,他们可能不知道的是,妨碍司法在美国不是小事,是法律所规定的重罪。 我们中国是人情社会,人情你懂吗?我们讲究法外开恩,讲究得饶人处且饶人,你们美国人难道都是冷血动物?穷人得到一笔钱后放弃司法追究,不也是为了更好的活着吗?这有什么错?难道为了惩罚犯罪者自己今后就不活了?你们太死板了! 这两位老者依照“常理”赴美企求“法外开恩” ,可没想到“妨碍司法在美国不是小事, 是法律所规定的重罪” ,他们可能大惑不解, “美国人难道都是冷血动物?”我不大了解法律,不知道我们有没有妨碍司法罪?有没有求情恕罪就是犯罪的条款?不 管有没有,印象中人们是普遍没有这种意识的。人们企图走后门开脱罪责,路走不通,至多 想的是法院执法严明,或者是自己无能,没有人会有犯罪意识的,更没有人会因此获罪。 求情恕罪就是犯罪,其实是十分合乎道德合乎情理的法律条款。恕罪就是纵容犯罪,原谅了一个人的罪行,不仅是罪犯本人得不到惩处,受不到教育,更重要的是这个案例产生的社会示范效应带来的危害是十分巨大的,连锁反应造成社会不稳,甚至会引起社会动乱。美国人可能深明此理,他们制定了细密的法律条款防止犯罪,这也是美国社会两百多年来一直保持相对稳定状态的原因吧。 法律应当是在道德的基础上建立起来的。道德、法律是社会的产物,是维系社会群体稳 定的要素。从某种意义讲, 道德法律是与社会相伴而生的,就象原子分子一样没有固定的运行轨道,就没有原子分子的固有形态 。 道德观念是一个社会群体中人们的共识,是维 系社会群体存延的必要条件。社会群体中个体的认识是会有差异的,为了有一个共同的行为准则,就产生了法律性质的约定,强制社会群体全体成员共同遵守。在初级的社会群体中, 如村落、集体等,都会有村民公约、集体公约之类的条款约束全体成员,以维系本群体的存在和稳定。当然,这些约定,有的成文,有的不成文,但只要是社会群体,一定都是会这类约定的。这种约定,其实就是最初始的法律。俗话说,家有家规,国有国法,帮派还有帮规 呢,其实人们很早就有了这种认识。 法律来源于道德,原本是一个很大众的东西,但人们往往习惯于理论化,一经“理论” , 一系统规范,来龙去脉一笼统,就形成了一个庞大的理论体系,无形中形成了一道堤坝,把 常识与大众隔离开来了,形成了垄断,成了小众有闲的人的专利。这里并不是否定理论的作用,只是感到有些所谓的理论脱离实际,成了无源之水了。 在网上搜索了一下法律与道德的概念,大多好像是这样说的:法律与道德都是人类社会特定经济关系的产物,法律属于社会制度范畴,道德属于意识形态范畴。两者都是调控社会关系和人们行为的重要机制。法律是由国家制定并强制实施的行为规范,道德是依靠人们的内心信念、传统习惯和思想教育调整行为的规范。 是不是说得玄乎了一些?这对现实社会有什么指导意义呢?我们回过头来,从美国法律反观一下美国的道德观念吧。我们常常把美国社会称为资本主义社会,甚至更称为腐朽没落的帝国主义社会,这个题目太大,不是一句两句说得清楚的。我们只看看美国社会中合乎情理的部分吧。其实前面已经说得很清楚了,美国的严法是维护 了大多数人的利益,是非常人性化的,是一种大德;美国的严法维系了社会的稳定,也是非 常理性化的。反视我们的所谓人性,维护的是个人的感情,却伤害了大多数人的感情,实在是一种狭隘封闭的小人情结,严重说,是带有小农尾巴的封建意识。我不大了解我国的法律现状,但至少国民法律意识比较淡薄吧。 多年前接待一位从小在美国长大的亲戚,有两件事映像深刻。一次是我们在街上吃冰淇淋,吃完后他把冰淇淋盒一 直拿在手中,老远看见一个垃圾桶,走过去才扔进去,看上去非常自然。还有一次谈到避税 的问题,他十分认真地说:那是犯法的呀。 我们现在确实需要加紧普法教育,但最根本的,还是意识形态的改造。中国几千年的封 建中央集权制度,统治方术世界一流,封建意识形态根深蒂固。新中国成立后,长时间阶级 斗争为纲,传统的好的东西没有继承,落后的封建意识形态也没有来得及系统清理。改革开放以来,也是力保稳定,一门心思经济建设,也没有认真向封建意识形态开战。目前阶段,确实到了要巩固改革开放成果,就必须改造封建意识形态的时刻了。 (武汉·皓叟 2012.4.20 )
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为什么现代科学不在中国产生?——读史偶记(67)
热度 11 cswen 2013-11-28 15:29
为什么现代科学不在中国产生? ——读史偶记( 67 ) 温景嵩 ( 2013 年 11 月 27 — 28 日写于南开园) 这问题我们在今年夏天出版的一部著作:《谈古论今,古为今用》里曾经讨论过。不过那时是作为我国社会里的一个独立的问题来研究的。现在在研究我国历史发展过程时,又进一步看到了这问题的严重性,原来这问题正是使我国在鸦片战后的百年来,受尽西方列强凌辱的一个总根源: 没有在 17 世纪里英国科学家牛顿的伟大发现,就没有 18 世纪里英国的工业革命; 没有英国人在 18 世纪里实现了他们的工业革命,就不会有 19 世纪里的鸦片战争,以及随后百年来我国被西方列强侵略,掠夺和凌辱的历史。 因此,我就感到很有必要对本问题再来做一番更加深入的研究,亦即:为什么现代科学不在中国产生? 在上一次讨论此问题时我们曾经提到了五个方面的原因。现在随着学习我国政治和科技历史的进展,我们对这五方面的原因又有了新的认识。更为重要的是:我们又发现了一个新的原因。 啊!原来这问题是如此之复杂,以至于它的产生不只有五个原因,而是有六条原因,这六条原因我们现在把它们分列如下: 1, 几千年来我国在政治上实行的是封建皇权专制制度,这个制度会扼杀一切现代科学萌生的幼芽; 2, 自汉武帝开始又实行了“独尊儒术”的学术垄断制度; 3, 从“儒术”研究里,不可能产生现代科学; 4, 在古代有限的几项还算得上是科学研究里,又实行了只搞应用研究,不搞基础研究的科学政策; 5, 我国历代实行的是“重农抑商”和轻视工商业的产业政策,此政策不利于现代科学的产生; 6, 汉语和汉字汉文里又包含了若干妨碍现代科学产生的固有缺陷。 这六条原因其中的第 4 条,是这次在对我国政治和科技发展历史研究里新的发现;而对第 1 条,我们现在也有了更新的认识。所以本文这次在重新讨论此问题时,我们就只讲一下这两条。 首先我们应该讲对第 1 条的新认识。 现代科学产生的关键要素是: 要使科学家们拥有最大限度的学术自由。用剑桥大学应用数学和理论物理系创始人,不久前逝世的国际流体力学大师 Batchelor 教授的原话讲就是: “ Maximum Freedom in the hands of Good People! ” ( 给优秀的人才以最大限度的学术自由! ) 这正是从剑桥大学里能够造就出自牛顿开始,然后是麦克斯维尔,然后是卢瑟福,然后就是众多的诺贝尔科学奖获得者,还有众多其他学科的国际公认的学术大师之根本原因。 Batchelor 教授本人只是在第二次世界大战结束之后,才从澳大利亚来到剑桥留学,到了剑桥后他就师从当时的国际流体力学大师 G.I.Taylor 教授。然后没有几年,那是在 1953 年他就发表了一本著作:《均匀各向同性的湍流理论》,这本著作后来就成为国际湍流研究里的一部经典, Batchelor 教授也就成为二十世纪下半叶的国际公认的流体力学大师。 1959 年 Batchelor 教授在剑桥又创办了一个崭新的应用数学和理论物理系,十年之后那是在 60 年代,他这个系就又培养出一位国际公认的理论物理大师:霍金教授。 以上这两个例子,就充分地说明学术自由在一个学术单位里是多么地重要。当然作为一个学术单位的领导者,在实行这个学术自由的政策时,并不意味着领导者本人要无所作为,放任自流。 Batchelor 教授曾经指出一个学术单位的领导者的基本职责有以下两条: 一是要以正确的标准来选拔人才。这个标准不能是以此人发表了多少篇论文,论文又是发表在什么级别的刊物上为标准。 Batchelor 教授认为正确的标准只有一条,那就是此人是否具有原始创新的能力( originality ) , 否则他绝不会选用此人; 二是作为一个学术单位的领导者,他每周必须能组织一次高水平高质量的 Seminar 活动,这类活动才能使所属研究人员扩大视野,增进知识,提高水平;另一方面,这种活动才是一个学术单位的领导者,检查所属研究人员工作是否努力,研究是否有水平,成果是否正确的唯一正确的办法。 总之,组织高水平高频率的 Seminar 活动,是一个学术单位的领导者,推动本单位的学术工作向前发展的基本职责。 反观在我国古代皇权专制的制度下,以皇帝为首的统治集团管制着一切:所谓“普天之下莫非王土,率土之滨莫非王臣”。 皇帝对他的臣民们的要求是:要绝对的顺从和服从:皇帝的话就是绝对的真理,所谓的“金口玉言”;皇帝的指令就是高于一切的权威,亦即所谓的“圣旨”,普天之下必须绝对地执行和服从。有胆敢反对者,有胆敢谈自由者,则杀无赦,文字狱的出现就成为了家常便饭。 在这种皇权高于一切的情况下,“最大限度的自由”便成为一种禁忌。在此种禁忌之下,现代科学当然就无从产生,现代科学无法在我国这块的土地上诞生,就是很自然的事了。 现在再来谈谈我们在此次研究我国科技历史发展过程中的一个新发现。亦即本问题的第 4 条原因:只做应用研究,不搞基础研究的科技政策。这确实是使现代科学不可能在我国产生的另一个重要原因。 还是先从剑桥大学的牛顿的开启现代科学革命的伟大发现:万有引力定律的发现讲起。 牛顿的伟大发现,是人类把天文学作为一项基础科学来研究,探索天体运行规律长达一千五百多年以后,才在牛顿那里结出来的丰硕果实。 先是出生在古埃及的古希腊人托勒密( 90 — 168 ),他率先提出了天体运动的地心说; 然后是波兰人哥白尼( 1473 — 1543 ),他推翻了托勒密的地心说,从而创造出他的日心说; 再后是德国人开普勒( 1571 — 1630 ),他在哥白尼日心说的基础上,又发现了行星运动的三大定律; 再往后则是意大利人伽利略( 1564 — 1642 ),他发现了地球的重力,从而把天体运动的研究,从运动学的初级阶段引向动力学的高级阶段; 最后才是剑桥人牛顿来收获果实了。他在开普勒行星运动的三大定律,以及伽利略的地球重力理论的基础上,牛顿在 1687 年则导出了他的万有引力定律,并由此还创造出微积分,把初等数学也提升到高等数学阶段,从而为人类开启了一扇现代科学的大门。 也许那个落在牛顿头上的苹果,确实启发出牛顿的灵感,然而若没有这从托勒密开始的,人类探索天体运动秘密长达一千五百年的研究成果积累,那么再聪明的牛顿,也无法从那个打在他头上的苹果感悟出来万有引力定律。这就是基础科学研究的艰难之处,更是基础科学研究的伟大之处。 回过头来再看一看我国的情形。我国自古代开始也有天文学的研究。我国的天文学家们也研究了几千年,但是却始终把它作为一项应用科学来研究。原因是我国不可一世的古代皇帝对天文学非常重视,历代王朝都设有钦天监的官职,并把天文学家们招来任此官职,以为皇帝为首的统治集团服务。天文学家能为他们做些什么服务呢?那就是研究历法。这正是天文学在应用方面的一项极为重要的工作。 皇帝和他的大臣们不能糊里糊涂地过日子,他们需要知道今天是哪年哪月哪一天?还需要知道什么时候是春天来了,好播种;什么时候夏天到了,好锄地;什么时候秋天到了,好收获;什么时候冬天到了,好冬藏。所以,在这方面我国历代的天文学家们也做得十分尽力,成果也十分可观。 根据我们这次在研究我国科技历史时的发现,在历法的精确度方面,我国的天文学家们始终走在世界同行的前列,我国历代的历法精确度世界第一。然而十分可惜的是:几千年来我国的历代天文学家们,就没有一个人曾经提出过天体运行的规律问题。其原因很简单,因为究竟是太阳围绕地球转,还是地球在围绕太阳转?对这类基础问题,历来皇帝们都不感兴趣。所以在这一类基本问题方面,没有来自皇帝们的任何圣旨,那些钦天监们也就乐得不去探讨这类非比一般艰难的基础问题了。 然而在西方的天文学家们,却从来没有在探索天文学的基本问题——天体运行的规律问题上停下脚步。虽然在天文学的应用方面,即历法的精确度方面暂时比我国略差一下,但却无关大局。等到牛顿在天体运行规律方面有所突破,大局就一下子改变过来了——现代科学终于在西方手里诞生,在这方面西方就一下子把我国远远地抛在后面。落后就要挨打,的确如此。我国此后备受西方列强凌辱的一个灾难的世纪就开始了。 前事不忘后事之师:这个只重应用研究,而忽视基础研究之惨痛的历史教训,我们确实应该永远记取,铭刻在心。决不可使这一段悲惨的历史重演,这才是生活在现代的我国的科学家们,所应该尽到的历史责任。 最后,本文的以上各点,仅仅是个人所见,不知朋友们以为如何?欢迎批评指正,欢迎不吝赐教,谢谢。
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从东西方天文学研究的发展历史看现代科学产生在西方的必然性
热度 4 cswen 2013-9-24 15:48
从东西方天文学发展历史看现代科学 产生在西方的必然性 ——读史偶记( 43 ) 温景嵩 ( 2013 年 9 月 24 日写于南开园) 昨天, 2013 年 9 月 23 日拙作 《 隋唐两代著名的科学家和桥梁工程师以及中国的四大发明》一文在科学网我的博客上发表后,网友 zhuwanlihn 对这篇文章发表了一个评论,这评论对我国古代科学家们的研究方向提出了一个批评。由此引起我对东西方各自科学的研究,尤其是天文学研究的发展历史,进行了一些较为深入的探讨。结果竟得出了一个为何现代科学产生自西方的一些新理解。现在先把 zhuwanlihn 先生的那个评论引在下面。然后再谈我自已的研究新得。 在科学网我的博客上 Zhuwanlihn 先生的评论是: zhuwanlihn 2013-9-23 21:04 中国古代科技成就中以技术为主,科学成就少之又少。数学是以算法为主,同样也是数学中的一种技术。 隋唐时期对应的是中世纪。这个时期中国是领先,但在古典时期,古希腊文明成就最杰出。 博主回复 (2013-9-23 22:47) : 你说得很对,我国古代的科学只重视实用性的科学,而基础性的科学问题却没人过问,看来,这也是造成后来科学落后的一个原因。 现在再谈一下我自己的研究新得 从前面的引文里我们已经知道,自汉到唐两代天文学家的研究兴趣都是集中在历法问题,这和西方的天文学家有着根本的不同。这是一个很有意思的问题, 很值得我们 做深入地探讨。为此,作为第一步我们先把汉唐以后的宋,元,明,清各代天文学家研究的大致情况搜集整理一下,以此为根据,然后再来进行一些更为深入的研究。以下就是宋,元,明,清各代天文学的研究情况。 宋代的天文学研究 宋朝的历法一共更改了十九次,是 中国历史 上历法改革非常频繁的时代。在神宗之前,使用的是楚衍所编制的崇天历。神宗到徽宗期间,改采以姚舜辅编制的纪元历。南宋的历法是以杨忠辅编制的统天历为主。它定一回归年的长度为 365.2425 日,比实际周期仅差廿六秒。与目前所用的西历格里历完全一致。但比格里历要早四百年。在天文仪器上,燕肃在天圣八年( 1030 年)发明的莲花漏首次使用了漫流系统,记时的精准性因此获得了大幅度的提高。苏颂在元祐七年( 1092 年)研制成功的 水运仪象台 实现了浑仪、浑象和报时的三位一体,并且具有了近世天文台的开启式圆顶等工具。景德三年( 1006 年)对豺狼座超新星的观察记录和至和元年( 1054 年)的天关客星观察记录是宝贵的天文资料。 元代的天文学研究 元朝时,回族 天文学家 将西域和阿拉伯天文学介绍到中国,为元朝中国天文历算的发展作出了重大贡献。 公元 1267 年,以杰出的回族 天文学家 扎马鲁丁为代表的中国 天文学家 在北京建立了观象台,他们从西域带回了大批的 “ 回回书籍 ” 和阿拉伯天文仪器加以研究,不断地吸取阿拉伯天文仪器,亲身实践,创造了许多新颖的中国天文仪器,制造了混天议、方位议、斜纬仪、平纬仪、天球仪、地球仪和观象仪等 7 种天文仪器,用来观测 天象 ,观测昼夜时刻,确定季节。 这些仪器大都设计新奇精良、观测精密准确,规模宏大,其科学研究的程度和仪器的技术都达到了当时世界先进水平,特别是扎马鲁丁制造的地球仪,填补了我国天文学方面的空白,使我国第一次有了自己制造的地球仪,为中国人否定 “ 天贺地方 ” 的传统观念,真正树立环球思想观念起到了启蒙作用,提供了坚实的科学依据。 1271 年元朝政府正式在内蒙古 正蓝旗 建立了回回司天台,任命扎马鲁丁为台长( 提点 ),主要通过运用科学的天文仪器观测 天象 ,编制回回历。扎马鲁丁及其回族天文学家通过自己的科学研究,不但在中国第一次建立了中国研究天文学的中心,同时,他们在天文学方面的工作和成就对中国天文学的发展产生了深远的影响,受到了众多科学家和思想家的称赞。英国著名科学史家李约瑟博士对扎马鲁丁制造的地球仪评价说: “ 除公元前 2 世纪马洛斯的克拉特斯古地球仪(已失传)外,没有比马迁 . 贝海姆 1492 年的纪录更早的了。但是,扎马鲁丁的地球仪却诞生于 1267 年,比马迁 . 贝海姆的记录整整早了 225 年! ” 中国著名气象科学家竺可桢明确指出: “ 元朝的时候,我们的天文学和 历法 ,从西域各国吸收了不少经验。 ” 而这些经验的吸收,正是在通过像扎马鲁丁这样的天文学家的努力下完成的。 在 历法 方面的成就 最早的回族历算可以追溯到唐朝,据《 新唐书 》记载: “ 《九执历》度法六十,周天三百六古度,无余分。 ” 这与 中国历法 中贮存器天三百六十五度有出入,根据明清两代天学文学家的考证,《九执历》就是回回 历法 。因此,可以说,《九执历》是唐朝来华的 穆斯林 对中国历算的首次贡献。 到了公元 961 年的宋朝时期,安徽回族马氏的先祖、天文学家马依泽应宋朝皇帝的邀请从西域来到中国,编修新历法,以纠正中国原有历法,并将阿拉伯 占星术 中 黄道十二宫 的方位及太阳入宫日期的推算方法引进中国天文学,经过两年多的时间,于 963 年四月修成《应天历》。《应天历》包括历经、算经、五更中星历成、昼夜日出入立成、晷影立成等六卷,这是第一次系统地将阿拉伯历法引进中国的尝试。元朝时期,曾一度使用金朝的《大明历》,但该历法与实际 天象 多有误差。扎马鲁丁在至元四年,参照阿拉伯历法与编制了《万年历》进献元政府, 元世祖 批准颁行,该历在中国社会通用了 14 年。 1313 年元仁宗皇庆二年,回族各国 穆斯林 通用的阿拉伯太阴历,即伊斯兰教历,在中国 穆斯林 中流传通用。在明代,马沙亦黑与马哈麻兄弟二人翻译阿拉伯天文学著作《回回历法》与《明译天方书》,这两部书使阿拉伯的许多天文要领首次传入中国,对中国天文学的发展产生了重要影响,后来成为中国天文名著。明朝上层统治者十分重视回回 天文历法 ,回回天文学和回回历法仍有重要地位。 明洪武元年即 1368 年,明政府正式设置回回司天监,将元时上都司天台的工作归轩司天监,回族天文学家黑的儿、马德鲁丁、马哈麻父子等人都到司天监工作。洪武三年,改司天监为 钦天监 ,下高天文笠、汛刻笠、大统历笠、回回历笠,马沙亦黑、马哈麻兄弟二人从事观测和研究,还制造过 浑天仪 ,他们多次出使西域,不仅为促进中阿文化的交流作出了贡献,还利用出访时机,考察积累了大量的天文资料,正是靠他们的勤奋观测、知识积累,为后来译著回回历法打下了坚实的基础。 明洪武十五年,明太祖召马沙亦黑、马哈麻等回族天文学家译回回历书,马哈麻于洪武十六年译出《天文书》,马沙亦黑于洪武十八年译出《回回历法》。《天文书》系波斯天文学著作,这部书的翻译,第一次将西方有关星的要领以及 20 个西方星座名称介绍到中国。〈回回历法〉根据阿拉伯天文学的计算方法,充分利用马沙亦黑等天文学家的观测结果以及元朝时搜集的资料加以综合编译而成。〈回回历法中〉中所运用的许多天文数字都有达到了当时世界先进水平,成为明朝天文学的一部重要著作。〈回回历法〉的参用达 270 余年,这是马沙亦黑等天文学家对 中国历法 的重大贡献。 回族在历法方面的成就直接影响了 中国历法 的发展,元朝科学家 郭守敬 编制〈 授时历 〉,就直接参照了回回历法,并参考了由回回人引入中国的〈积尺诸家历〉 48 部、〈速瓦里可乞必星纂〉 4 部、〈 海牙 剔穷历法段数〉 7 部等众多的 天文历法 资料。为此,后人曾评价说: “ 郭守敬 所凭的实测,大部分是回回的遗产,实集中回历之大成 ” ,正是由于吸收了回放天文学家引进和创造的历法成果,〈 授时历 〉能够实用 360 多年,这其中也包含着回族天文学家的心血。 明清两代的天文学研究 (以下文字为中国科学院自然科学史研究所编写) 西方天文学传入影响明清两朝历法 历法在古代中国占有重要的位置,上至王公贵族下至普通百姓都用历书来确定吉利和不吉利的日子,并据此安排社会生活和经济生活中的各种事情。另外,历法在国际关系中还具有特殊意义,如当一个国家承认了中国的历法,它同时也就承认了中国为宗主国。因此,历法准确与否对当时的统治者来说非常重要。 《崇祯历书》是新法改历之理论基础 明朝历法由于从无改进,至明末时因误差过大,预测天象往往不准。万历年间有关历法的争论不断,朱载堉、邢云路等人曾试图按照传统天文学的思路进行历法改革,但收效不大。此时,正值西方传教士来华传教屡受挫折之际,利玛窦注意到历法在中国社会中的特殊地位,建议教会派遣精习天算的传教士为中国修订历法,希望凭借天算之长间接传教。此策略得到教会认同,先后选派精通历算的熊三拔、邓玉函、汤若望等来华。 自 1610 年始,传教士涉足明朝历法改革,但并不顺利。最初,钦天监五官正周子愚推荐熊三拔等人,说他们携有的彼国历法多为明朝所未备,建议召集知历儒臣率同监官翻译这些典籍。礼部十分重视这一意见,曾上疏推荐徐光启、熊三拔等共同翻译西法,邢云路等参订。然而,万历帝并未采纳礼部意见,直至 1629 年才出现重大转机。当年在预测五月的一次日食中,西法预测精度再次高于传统历法。于是,礼部奏开局修历,乃以徐光启督修历法,是年 11 月 6 日成立历局,开始请传教士参与修历。历局的主要工作包括制器、测验、演算、翻译、制历等,最终编译完成《崇祯历书》,该书是之后新法改历的理论基础。 自修历以来,徐光启等创建的历局就陷入与保守派士人的纷争。尤其是李天经掌管历局后,历局与魏文魁执掌的东局(政府设立的民间历法机构)之间纷争尤为激烈。在中西历法之争中,望远镜曾作为“要器”观测交食,使得观测精度和公开性大大提升,确立了西法在交食预测方面的优越地位。 1638 年崇祯帝下诏,“如交食经纬、晦朔弦望,因年远有差者,旁求参考新法与回回科并存”。这可以说是西法争取合法地位过程中的重要突破。另一个重要进展发生在 1642 年,崇祯帝下旨“另立新法一科,专门教习,严加申斥,俟测验大定,徐商更改”,可见他已下定决心启用新法。最终在 1643 年,崇祯帝下诏,“改西法为大统历法,通行天下”。但不久国变,新法未在明末施行。尽管如此,新法的影响并未消减。清朝建立之初,在汤若望等人的努力下,新法迅速得以正统化。 清代岁次历书以定气注历 清初,汤若望将《崇祯历书》改编为《西洋新法历书》,自顺治二年( 1645 )起,清朝岁次时宪历依《西洋新法历书》推算。 1664 年,杨光先掀起“历狱”,从汤若望手中夺回钦天监控制权,岁次时宪历依大统历推算。但自 1668 年起,南怀仁等凭借康熙亲政政治局势丕变之机为历狱翻案。最终,西方传教士凭借赌测日影获胜,新法在清钦天监中长期居于主导地位。 与传统历书采用平气注历不同,清代岁次历书以定气注历。明代采用的平气法规定:节气长度固定,为回归年长度的 1/24 ,每积累 32 — 33 个阴历月出现一次无中气月,为使中气相对固定于某月,此月置闰。而清初颁行的新法则根据日行位置计算节气,以冬至点为起点将黄道均分为十二份,每一份为一宫,规定:太阳交宫时刻为中气,交宫中点为节气。节气时刻的计算大体分为三步:先求天正冬至时刻,然后求本年节气日率,进而以节气日率逐一加天正冬至日干支及时刻,求出每一个节气的干支及时刻。而天正冬至时刻和节气日率的计算均以入宫和入宫中点为依据。 相较平气注历,采用定气注历使得节气及闰月的推算变得复杂,容易导致一月有两中气之日、一岁有两可闰之月的情况。杨光先曾在 1660 年上疏抨击汤若望所制顺治十八年民历,称其十二月有节气而无中气,且在一岁中出现两闰月的异常安排。岁次历书的主要功能为敬授民时,改用定气注历其实并不必要。事实上,传教士天文学家改定气注历主要是出于传教的考虑。采用新法定气注历,计算难度无疑增加,因此需长期借助他们的力量编算历法,这在一定程度上将有利于传教工作。 清初历算家王锡阐、梅文鼎对定气注历也持反对态度,与杨光先相比,他们的讨论更具说服力。他们认为中国传统历法并非不知定气,只是出于置闰的考虑不以定气注历,认为强行采用定气会产生闰月安排混乱的结果。他们指出,传统平气注历符合历法为敬授民时的功用,而采用定气则会导致“置闰之理不明,民乃惑矣”的结果。尽管他们的论断得到后人的赞同,却并未影响当时清代岁次历书的编算。 清初历算家改进西方天文学理论 清初历算家对朝廷依新法推算的历书持有异议,对传入的西方天文学理论也进行了调整和改造。下面我们以五星运动模型为例讨论这一问题。 中西方天文学的传统不同,主要体现在对行星运动问题的处理上。古代西方天文学非常重视行星运动理论的建构,设计本轮—均轮模型解释行星视运动,并将此模型纳入到天球宇宙论中。而中国天文学家则主要用代数手段处理行星的视运动,其最终目的是准确计算行星位置。中国古代天文学一直没有自主地发展出一套行星运动的几何模型,以至于尽管其测算精度很高,但解释力远不如西方。明清之际中国天文学家意识到这一点,认为西法之长在于其能给出所以然。 当时欧洲正值天文学革命之际,涌现出许多行星运动模型,天文学界对此莫衷一是。另外,由于传教士译介西法时又过于讲求实效,致使译著中的行星运动模型和算法之间存在矛盾。这一特点尤其体现在《崇祯历书》中的“五纬历指”部分。此书首章介绍了两个七政次序图, 古图是亚里士多德的水晶同心球体系,新图即第谷的地心—日心体系。新图中,日、月以地心为圆心运动,而五星运动则以日为心。编者认为第谷体系更优,但在具体介绍五星推步时,只有火星行度按此模型推算,水、金、木、土推步模型中本天仍以地为心。 为解决以前行星理论中宇宙论与计算之间存在的矛盾,清初历算家王锡阐在《五星行度解》中构建了一个类似第谷体系的宇宙论模型。《五纬历指》所述的第谷模型中五星皆沿本天右旋。为解释外行星运行的“行高则疾,行卑则迟”的“反常”现象,王锡阐改上三星本天右旋为左旋。尽管王锡阐的宇宙论模型更自洽、统一,与计算方法之间的关系更加紧密,此理论中还是存在着一些矛盾:其一是内、外行星沿本天运动方向不统一;其二是五星本天以日为心运动与整个九重天宇宙模型相冲突。在王锡阐的基础上,梅文鼎提出“围日圆象”说,以为五星运行于以本天为心的岁轮之上,其轨迹遂成围日之圆象。但是,梅文鼎所论主要集中在行星运动模型、算法以及相应的观测等技术方面,对此模型的物理实在等问题却研究不深。 可见,清初历算家并非简单地接受传入的西方天文学理论,而是对这些理论进行调整,旨在使理论更为自洽和统一。由于西方传教士的最终目的是传教而非传播西方天文学知识,加上其天文学水平也有限,致使清初历算家对西方理论的接受与改造仍十分有限。 (以上文字作者单位是:中国科学院自然科学史研究所) 我们的进一步探讨 从上面我们搜索到的汉,唐,宋,元,明,清各代天文学的研究看,我国古代几千年来天文学的研究都集中在以下两个方向上: 一是关于历法研究问题, 二是关于天文观测仪器的研制。 这两者固然都很重要,而且也很复杂,它们都花费了我国几千年来历代天文学家们毕生的心血,是很值得我们珍惜和尊敬的。 然而和西方的天文学研究对比起来看,就可看出东西方两者之重大的不同,从而就可以进一步看出两者之间的研究方向上的差距。 的确,在西方他们的天文学家们对历法,对天文观测仪器的研究也很重视,也都花了很大力气来研究。但是,他们并不满足于此。除了这些实用性的研究以外,他们更花费了大量的精力来探讨天体运动的根本,即研究其运动的规律。 远自公元 2 世纪托勒密开创的地心说开始,一千多年来西方的科学家们就不断地沿此方向继续深入研究下去; 下一个就是哥白尼,他批判了托勒密的地心说,而建立起他正确的日心说; 再往后则是开普勒的行星运动三大定律的发现; 再到下面就是伽利略的重力学说; 最后则是伟大的牛顿的万有引力定律以及他的力学上三大定律的发现,现代科学遂终于在牛顿手里诞生了。 与此相对照的是在另一方面,我们却很遗憾地看到,我国的天文学家们几千年来虽然也花费了大量心血,也做出了极为大量的努力,可就没有一个人能够离开这具有很强实用性的历法研究方向,从而也能往这个更为长远更为根本的天体运行的基本规律问题上想一想。结果同样的花费了几千年的精力,我国的科学家们却坐失良机,没有能够夺取这个创造现代科学无比宝贵的桂冠,从而使我国在各方面都落后于西方达几百年。落后就要挨打,在近代我国就被世界列强欺凌侵略竟然长达一百多年之久,直到 1949 年中国人民在中国共产党的领导下建立了中华人民共和国,才结束了这段被列强羞辱的历史,开始了中华民族伟大的复兴。这是多么值得牢记在胸的一件事啊! 回顾这段历史,我觉得这个重大的失利的历史教训,应该永远为我们的后代所记取,在科学研究问题上再不要只顾眼前,不顾长远;再不要只重实用,而不问根本了。 以上拙见不知朋友们以为如何?欢迎朋友们批评指正,欢迎朋友们不吝赐教,谢谢。
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美利坚合众国宪法的产生(1992)PDF版
黄安年 2012-10-17 06:37
美利坚合众国宪法的产生(1992)PDF版
美利坚合众国宪法的产生( 1992 ) PDF 版 黄安年文 黄安年的博客 /2012 年 10 月 17 日 发布 本文是笔者 20 年所著《美国的崛起》一书的第四章(第 112-140 页),该书由中国社会科学出版社 1992 年出版。没有在学术交流网和我的博客上发布过。 美国和我国对于这个问题的研究有了长足的进展,笔者的论述反映了 20 年前自己的认识水平。 现在发布的是这一章的 PDF 版共 29 页。
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时空观念的产生、发展,及其意义与作用
热度 2 可变系时空多线矢主人 2012-7-3 11:24
时空观念的产生、发展,及其意义与作用 中国科学院 力学研究所 吴中祥 提 要 相对论基于实验事实,突破经典力学所谓“绝对时间”的概念,把参考系从 3 维空间扩展成为 4 维时空,并计及引力条件下的时空弯曲,而能统一表达并研讨包括实物粒子 , 光子和电磁场等更加广泛得多的,各种形态的物质运动特性。 现有的各种数学工具都不能确切地进行 4 维时空各类多线矢和矢量场间统一的,连续演绎的代数和解析矢算。 更未能把时空位置矢的概念,全面推广到建立时空引力场和时空电磁场,以及求得各高次、线的时空力。 因而,不能得出和区分,近程和远程的力,无法具体研讨各基本粒子的转化与演变,更不能得出统一 4 种自然力的统一场论。甚至形成高能物理和宇宙学中许多错误论点。 没能建立时空多线矢“相宇”进行的统计求得的相应最可几分布函数,直接用作波函数,而排除本身就不能自圆其说的,单个粒子有所谓:“波、粒 2 象性”的观点,对通常量子力学、量子场论进行改造和发展。以致 仍然不能满意地阐释其基础和本质,不能有力批驳其中的错误哲学观点。 时空可变系多线矢物理学创建了任意牵引运动的,时空可变系“多线矢”,及其连续演绎的代数和解析“矢算”,相应的广义协变物理学,和由时空多线矢“相宇”建立的统计力学,因而能解决以上问题,取得进展。 关键词: 时空 多线矢 相对论 量子力学 场论 1 ,经典力学的时空观 经典力学已经注意到运动的相对性和方向性,研究物体的运动就要确定相应的参考系和矢量。 经典力学把时间看作与参考系无关的绝对参量 ( 即所谓“绝对时间” ) ,仅 对空间采用 3 个彼此线性无关的 ( 对于正交系,为彼此正交的 ) 轴矢组成的轴矢系,表达空间位置矢量。而其各分量的“模长”又都是时间的函数。 一切物理矢量也就都可采用相应的 3 维矢量全面具体地表达。 3 维的代数和解析矢算就成为经典力学必不可少的重要工具。 不同参考系间的相互变换就是“伽利略变换”。 不同参考系间有“牵引运动”,并以此定义该参考系是惯性(相对静止或等速直线运动)或非惯性(加速运动)的性质。 这样,就已可统一表达、研讨,并演绎推导出从苹果落地到天体运行的,广泛的,物质运动规律。 2 .经典力学根本不能解决的问题 经典力学始终无法解释一些重要实验所显示的,“在任何惯性牵引运动参考系,真空中 3 维空间光速不随参考系的运动而改变”。 特别是,迈克尔 逊光学实验 ,乃至一切高速 ( 其运动速度与光速相比,不可忽略 ) 运动 所显示的 ,不同参考系间的“伽利略变换”不适用。 对于非惯性牵引运动,大时空(例如光年尺度)范围内,粒子运动的规律必须计及时空弯曲特性的重要事实(甚至并不太大的时空范围,例如:长期不能正确计算水星近日点的进动 等 )。 3 .洛仑兹的解释及其矛盾 为了解释迈克尔逊实验发现,光子的运动不符合“伽利略变换”的事实, 洛仑兹 (Lorentz) 沿用“以太”的观点,仍按经典力学的伽利略变换,而提出所谓“长度收缩、时钟变慢”,而能适应相应的观测结果。即:仍按伽利略变换,由两个 3 维空间正交坐标系,仅以沿 X ,以恒速 V ,牵引运动 t 、 t’ 时间,并设长度收缩, 又已知真空中光速为常数 c, 的条件 下, 而得到的 3 维矢量在此两坐标系的变换。而且,也相应地有时钟变慢的结果。 它符合了“ V=c 时, 迈克尔逊 实验观测不到光程差”的结果,而且,表明:当 Vc ,才蜕化为伽利略变换。 这样, 就得到: 洛仑兹变换,而似乎能够 解释迈克尔逊实验的结果 。但是: 所谓“以太”,却始终无法证实它的客观存在。 所谓“长度收缩、时钟变慢”又带来例如:所谓孪生子等等佯 谬或 悖论,即:设有孪生兄弟两人,如果哥哥以一定速度运动, 弚弚 在原地静止,那么,按 时钟变慢的论点,哥哥所在的系统会因时间慢于 弚弚 所在的系统,当哥哥回到原地与 弚弚 再会合时,岂不是反而会出现比 弚弚 年龄更小了的不合实际的 悖论吗? 因而,仍然存在严重矛盾,而不能自圆其说。 4 .狭义相对论的创建 ( 高速运动须采用 4 维时空参考系 ) 狭义相对论打破经典力学“绝对时间” 的错误观点,采用欧基里得 (Euclid) 4 维时空的闵可夫斯基 (Minkowski) 矢量表达客体的时空位置,即由 4 个彼此线性无关的 ( 对于正交系,为彼此正交的 ) 轴矢组成的轴矢系,表达时空位置矢量, 其中,时间不仅是各 3 维空间分量“模长”的重要参量,而且还是另外的与 3 维空间分量彼此线性无关的 ( 对于正交系,为彼此正交的 ) “时轴”分量的主角。而“时轴”分量的“模长”由 ict (i 是虚数符,即 -1 的平方根, c 是惯性牵引运动参考系真空中 3 维空间光速, t 是时间 ) 表达,把参考系从 3 维空间扩展成为 4 维时空。 就无须 所谓“以太”和“长度收缩、时钟变慢”,而能演绎导出, 各参考系间,以 (Lorentz) 变换取代 (Galilean) 变换,才圆满地解决了经典力学始终无法解释的重要问题。 并从而建立起相对论性力学。能适用于包括光子在内的高速运动物体的运动规律。能设计和分析各种高能实验。 应用于 通常 ( 惯性牵引运动系 ) 的电动力学,还更能反映其实质意义,并使其方程更加规格化和美化。 从而能统一表达并研讨包括实物粒子 , 光子和电磁场等更加广泛得多的,各种形态的物质运动特性。 而经典物理学就只是其在 3 维空间的低速 ( 其在 3 维空间的运动速度与惯性的牵引运动系真空中光速相比可以忽略 ) 的近似。 但是,它仅适用于惯性的牵引运动。 5 .广义相对论的创建 ( 非惯性牵引运动系的时空弯曲 ) 广义相对论进而指明:由于非惯性牵引运动系 ( 各牵引运动系之间有相互作用 ) 中时空的弯曲特性,通常欧基里得平直时空的闵可夫斯基矢量已不适用于时空中的各点。 通常就不得不放弃使用矢量,而采用曲线坐标直接表达时空各点的位置。 广义相对论再利用黎曼时空“度规张量”的各“元”作为参量,类比由库伦 (Coulomb) 静电定律转变到马克斯威尔 (Maxwell) 方程组的变换规律,建立相应的运动方程。而由牛顿 (Newton) 引力定律转变为爱因斯坦 (Einstein) 引力场方程。用以处理一些按牛顿理论与实测结果显著偏离而长期未能解决的 ( 例如;水星近日 点的进动 ) ;或者分别按两种理论,其结果有显著差异且可提出实测检验比较的,精细天体运动引力问题 ( 例如;光子在引力作用下频率的红移和运动方向的偏折 ) 。 后经实测检验,都表明:即使计及狭义相对论的效应,如果不计及时空的弯曲特性,是都不能正确求得大时空范围内非惯性牵引运动系的运动规律。 只有广义相对论,因计及了时空弯曲特性的结果,才都能与实测很好地相符。 而以上 3 个问题的实测验证都证明了广义相对论的正确性。它们也就成为广义相对论的“ 3 大验证”。 最近还由实验卫星 (LAGEOS 1 and 2), 直接观测到地球引力在其附近空间造成的弯曲。 从而,充分证实了它的正确性,并使人们对时空特性有了更加全面深入的认识。还为发展天体物理和宇宙学奠定了基础。 表明:对于非惯性牵引运动系,狭义相对论都只是在时空弯曲特性可以忽略的近似。而经典力学更只是狭义相对论在 3 维空间的低速近似。 6 .相对论在认识和处理时空方面的不足和问题 实践表明 , 相对论,虽然解决了从 3 维空间向 4 维时空观测系的重要转变,但是: 狭义相对论所给出的以牵引运动速度表达的洛仑兹变换,却只是适用于惯性的牵引运动,并且不能导出相应的加速度,不能与非惯性的牵引运动统一、联系。 尚未能解决由此而必然产生的,各种时空多线矢的具体表达与相应的矢算。 广义相对论虽然解决了通常引力产生的时空弯曲问题,却不得不采用曲线坐标表达各点的位置,而放弃使用矢量这一有力工具。 由于没有相应的矢量表达和矢算工具,特别是,非惯性牵引运动系各类多线矢的微分、偏微分还都与时空联络系数 ( 黎曼 - 克利斯托夫 (Riemann-Christoffel) 符号 ) 有关,且各有确定的不同取向的相应组分。 未能建立能反映时空弯曲特性的矢量运算,不能演绎矢算地处理有关问题。 现有的各种数学工具都不能确切地进行 4 维时空各类多线矢和矢量场间统一的,连续演绎的代数和解析矢算。 以致,甚至作为广义相对论重要基础的爱因斯坦场方程,也只能带有猜测性地由分析度规张量的特性而得到,并不能演绎地导出。且迄今仍仅限于在“引力”这唯一的领域内应用。 并使得处理惯性与非惯性牵引运动,欧基里得与黎曼时空,狭义相对论与广义相对论的问题,从基本逻辑结构开始就采用完全不同的两套方法。造成它们彼此孤立,割裂的错误印象。 这也正是“引力”尚不能与自然界的其他各种力作统一研讨的原因之一。 而且,这种处理方法, 又是被表达成在单独坐标系的一堆繁复、难解,而又必须求解,的偏微分方程。人们曾经只注重寻找其解,而忽略研讨其物理意义,造成很难理解的印象。甚至有所谓“全世界仅 有几百人懂得 ”的说法,致使其长期受到冷落。 更未能把时空位置矢的概念,全面推广到建立时空引力场和时空电磁场,以及求得各高次、线的时空力。 因而,不能得出和区分,近程和远程的力,更不能得出统一 4 种自然力的统一场论。 7 . 罗杰 彭罗斯,史蒂芬 霍金所谓“全局方法”及其存在 的问题 罗杰 彭罗斯 (R. Penrose) ,史蒂芬 霍金 (S. Hawking) 针对人们曾只注重寻找爱因斯坦场方程的解,而忽略研讨其物理意义,致使其长期受到冷落的问题,先后引进和采用不必准确地解方程,而利用已得解的度规特性,推断、研讨其一般特别性,物理地分析一些宇宙学问题。特别是对“奇性”和黑洞的研究,这种新概念的全局方法,使广义相对论展现出新的活力。 霍金得出的两项预言: (1) 在暴涨期“小微扰”的发展, (2) 黑洞应有热辐射,还分别可为最近观察到的微波背景起伏所证实和在原则上可以检验,而名声大噪。 但是,这种对时空大尺度因果性结构进行物理分析,和进而用围绕由爱因斯坦引力场方程的一些经典解 ( 例如将史瓦西 (Schwarzschild) 、克尔 (Kerr)) 的度规作 通常场论的“微扰” 处理,研讨引力场自身相互作用的方法,都显得非常间接和带有猜测性。 特别是,其关键技巧是建立在爱因斯坦引力场方程对坍缩尘埃云的解里有一个被“事界”包围的奇点,并将它一般化的基础之上的。 人们熟知,虽然引力场在 r=0 处确实有一奇点,但它却是相互作用的两物体的质心重合于该点,这是不可能的,因而,并无实际意义,而须在其单连通区域内从相应的 Green 函数积分中扣除。 显然,这种研究也还存在一些原则上 的缺陷。 因此,必须创建新的有效方法,解决有关问题。 8 . 量子力学及其 场论也因认识和处理时空的不足而存在诸多问题 量子力学及其 场论 ,虽 给所有科学技术提供了关键的工具,但是,从它们创建,直到今天,仍然不能满意地阐释其基础和本质。 特别是,所谓“波、粒 2 象性”所认为的,“单个粒子既是粒子又是波”这种观点本身, 就是自相矛盾的, 不能自圆其说。 而且,把由位置和动量矢量相应各分量“模长”的均方差不能同时为零的统计效应的所谓“测不准关系”,当作单个物质粒子具有“不确定性”,而产生诸如:“颠覆认知哲学”,“不确定的世界”等,否定“因果论”、“决定论”等的一系列引起争论的错误哲学观点。 能量和质量集中于其内的单个粒子,怎能同时又是能量和质量在时空分布、传播的波呢?实际上,所有的波,都是大量粒子的集体表现(例如:水波、振动波)或时空统计结果(例如:光波)。 虽然早有将微观粒子的波函数解释为:“在已知时间和地点找到该粒子的几率”,提出了应是对大量微观粒子作统计描述,解释微观粒子的波函数,的正确观点,但是,通常的统计力学只是从 3 维空间的位置 1- 线矢和动量 1- 线矢组成的“相宇”出发建立的,通常的量子统计力学也还是以通常量子力学解得的各量子态,在 3 维空间的统计,仍然不能对此 給 出具体的说明。 显然,解决这些问题,也都须正确认识和处理有关的时空问题。 9. 时空可变系多线矢物理学对有关问题的解决与发展 将 3 维空间各种 1- 线矢物理量扩展为 4 维时空的各相应 1- 线矢物理量。由扩展定义的叉、点乘积以及旋度、散度,使各种 4 维时空 1- 线矢物理量形成各种更高次、线的 n 维多线矢物理量。 按相对论反映时空的弯曲特性,创建以牵引位置 1 线矢各方向余弦表达的变换矩阵表达的可变系基矢。 对于非惯性牵引运动系, 具体导出黎曼弯曲时空的各次、线多线矢的表达式,和它们的微分、时间导数、偏微分,和相应各种积分,度规张量、曲率张量等表达式。以及各矢量场的梯度、散度、旋度等等物理量。并具体证明、判定:牵引运动系是惯性 ( 欧几里德平直时空 ) 的 或非惯性 ( 黎曼弯曲时空 ) 的。 将力学和电动力学扩展到能演绎矢算地研讨包括非惯性的黎曼弯曲时空各种物体(包括带电物体)的运动。 而经典的物理学只是其低速 ( 其 3 维空间速度,与真空中光速相比,可以忽略 ) ,和在非惯性系 3 维空间的时空小范围 ( 其弯曲特性的影响可以忽略 ) 的近似。 由此,不仅导出 4 维的引力和电磁力 1 线矢,还有现有理论,因没有 4 维时空矢算,而不能正确给出的, 12 维的自旋力和电磁力 22, 1 线矢,等高次、线力多线矢。 就能具体表明:各种高次、线矢量的客观实际地形成,而无需 引进那些 无实际意义的所谓量子数参量 。而所谓 禁闭成团的“夸克”可很好地解释为只是: 相应的高维矢量的各复合分量。 而当 4 维时空的位置矢的“时轴”分量远小于 3 维空间分量,就是远程;当 4 维时空的位置矢的“时轴”分量远大于 3 维空间分量,就是近程。 于是,以上各力就依远程和近程的不同,而分别表现为 4 种自然力。例如: 远程引力 ( 吸力 )1- 线矢就是通常的引力。 远程电磁力 ( 同性为吸力;异性为斥力 ) 就是通常的电磁力。 近程引力 ( 斥力 )1- 线矢以及电荷符号相同粒子的近程电磁力 ( 斥力 )22,1- 线矢 , 近程自旋力 ( 斥力 )(22,22)2,1- 线矢 ,…, 等都相当于通常所谓“弱力”。 近程自旋力 ( 吸力 )22,1- 线矢以及电荷符号相反粒子的近程电磁力 ( 吸力 )22,1-,(22,22)1- 线矢 ,…, 等都相当于通常所谓“强力”。 现有理论就给不出这样的统一场论。 所谓弱作用下宇称不守恒和强作用下有对称守恒量的所谓“自发破缺”也可解释为:它们都是高维条件下的对称性,若当作 4 维条件下的对称量处理 , 当然就不能守恒。 所谓“哈勃定理”的观测结果,实际上,只能是在一定范围内,星体发光频率的红移量是与观测的距离成正比的。 但是,星体发光频率的红移量与星体运动速度成正比的通常“都普勒公式”,却只适用于惯性的星体运动。 因而,星体运动的 速度与 距离成正比的结论,就只能适用于惯性的星体运动。 但是宇宙中各星体并非都彼此惯性运动,因而,所谓宇宙大爆炸的基本根据就不能成立。 更得不出宇宙加速膨胀,乃至设想存在所谓“反引力”的“暗能量”。 而且,也不至于因如此所得对周围星体运动状态的错误结果,而不能正确求得其中心黑洞质量,而仍不能完全弥补所谓宇宙“质量缺失。 而基本粒子 的转化和演变 是决定于 近程作用力。 在 相应的 各近程 高次、线强力多线矢作用下,非激发态的粒子结合为激发态的新粒子,又会在相应的 各近程 高次、线弱力多线矢作用下,辐射出光子,成为非激发态的粒子,或分裂为另两个非激发态的新粒子 因而,都能符合各基本粒子在乳胶照片上的“径迹”的分析结果,具体分析它们的产生、转化、演变。 由此就可以 逐次研 討 得出: 由 電 子、正 電 子到 形成 中微子,到 形成 各 種 介子,到 形成 各 種 超子,到 形成 質 子,到 形成 中子,到 形成 各 種 原子, … … … ,等等各 種 基本粒子的 轉 化 變換規 律,都能 與實際觀測結 果相符。 電 子、正 電 子 就是现有能量条件下最基本的粒子。 并已具体表明: 所谓 3 种类型的 中微子,实际上,就都是唯一的一种! 所谓 3 种类型 中微子 的两两间振荡 ,实际上, 都是唯一的一种 中微子,在不 同的情况下, 交替地与相应的其它粒子同时出现 。 许多能产生正和反粒子的作用中,产生正粒子的作用半径大于产生反粒子的因而,产生正粒子的几率大于产生反粒子的。正、反粒子作用并不彼此湮灭或仅成为光子,而是结合为新的激发态粒子,然后辐射出相应的光子,成为非或低激发态粒子,而最终辐射出相应的光子,成为非激发态粒子。 由时空多线矢“相宇”进行的统计求得的相应最可几分布函数,就是相应的明显含时的,时空几率分布,即相当于相应的波函数。可直接用作波函数,而排除本身就不能自圆其说的,单个粒子有所谓:“波、粒 2 象性”的观点,对通常量子力学、量子场论进行改造和发展。 具体证明:一切“波”都只是大量微观粒子集体或统计的表现;并非单个粒子的特性。 干涉、绕射、衍射等“波”的特性,都只是大量粒子集体或统计的表现。 量子力学、量子场论,实际上, 就确实都是大量粒子的时空统计力学, 是大量粒子的统计结果,并非单个粒子的特性。 从而使由此产生的一些错误的哲学观点不攻自破。 综合以上: 适用于任意牵引运动的,时空可变系“多线矢”,及其代数和解析“矢算”的,连续演绎运算建立的广义协变力物理学,和由时空多线矢“相宇”建立的统计力学,形成的时空可变系多线矢物理学 ,已克服、弥补了已经发现的认识和处理时空特性的困难和不足,而能解决现有理论存在的以上各种问题,以及尚未、或不能、或错误的诸如:统一场论、基本粒子、宇宙学,等等问题。 10 .参考文献: 《时空可变系多线矢世界》吴中祥 博士菀出版社 2004 年 11 月 http://www.sciencenet.cn/u/ 可变系时空多线矢主人 /
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分形几何的产生、应用与发展
热度 1 可变系时空多线矢主人 2012-6-24 22:24
分形几何的产生、应用与发展 1 .测量的尺度 任何测量,都有一定的“误差”和“有效数字”。提高测量精度可适当缩小“误差”范围或增加“有效数字”个数。但也都有一定的限制。 用尺,测量万里长城,嫌太短;测量微生物,又嫌太长。从而产生了特征长度(或者叫尺度、标度)。 实际上, 客观事物都各有它自己的特征长度,都要用其恰当的尺度去测量。 2 . 分形几何的产生 在二十世纪七十年代,法国数学家曼德尔勃罗 (B.B.Mandelbrot) 在他的著作中探讨了 “ 英国的海岸线有多长 ” 这个问题。 如果用公里作测量单位,从几米到几十米的一些曲折会被忽略;改用米来做单位,测得的总长度会增加,而且,一些厘米量级以下的,还不能反映出来。由于涨潮落潮使海岸线的水陆分界线具有各种层次的不规则性。海岸线在大小两个方向都有自然的限制,取不列颠岛外缘上几个突出的点,用直线把它们连起来,得到海岸线长度的一种下界。使用比这更长的尺度,就是没有意义的。虽然,海沙石的最小尺度是原子和分子,但是,使用更小的尺度,也是没有意义的。在这两个自然限度之间,存在着可以变化的许多个数量级的 “ 无标度 ” 区,这依赖于测量时所使用的尺度。 又例如:一块磁铁中的每一部分都像整体一样具有南北两极,不断分割下去,每一部分都具有和整体磁铁相同的磁场。这种自相似的层次结构,适当的放大或缩小几何尺寸,整个结构不变。 再例如: 物理学 中的 湍流 ,是自然界中普遍现象,小至静室中缭绕的轻烟,大到木星大气中的涡流,都是十分紊乱的流体运动。流体宏观运动,经过大、中、小、微等许许多度尺度,最后转化成分子尺度上的漩涡的热运动,同时涉及大量不同尺度上的运动状态,湍流中高漩涡区域,就要借助 “ 无标度性 ” 解决问题: 而且,自然界中还有许多客观事物,具有自相似的 “ 层次 ” 结构,局部与整体在形态、功能、信息、时间、空间等方面具有统计意义上的相似性。适当的放大或缩小几何尺寸,整个结构并不改变(如图), 在理想情况下,甚至具有无穷层次成为自相似性。 必须同时考虑从小到大的许许多多尺度,没有特征尺度,这也就叫做 “ 无标度性 ” 的问题。 这些就都须要联系到观测条件和实际问题所可能的各个数量级 “ 无标度 ” 区,统计确定采用怎样恰当的尺度。 这是最近十几年来,几何学的新突破,产生了新兴的分形几何学,分形几何学的基本思想,引起了 数学家 和自然科学者的极大关注。 3 . 线的曲折的影 瑞典人科赫于 1904 年提出了著名的 “ 雪花 ” 曲线,突出夸大说明:线的曲折所产生的影响。 这种曲线的作法是,例如:从一个正三角形开始,把它的每条边分成三等份,以各边的中间长度为底边,分别向外作正三角形,再把 “ 底边 ” 线段抹掉,这样就得到一个有六个突出的“角”,共有 12 条“边”的形状。再把每条边,三等分,以各中间部分的长度为底边,向外作正三角形后,抹掉底边线段。数次后,就得到如图的 “ 雪花 ” 样子的曲线: 这曲线叫做科赫曲线或雪花曲线。 如此反复进行这一作图过程,得到的曲线越来越精细。 若如此地无限进行,就不但它的周长为无限大,而且曲线上任两点之间的距离也是无限大,它所包围着的面积却是有限的。 设正三角形每边长 =a ,周长 =3a , 按此,作 1 次折线, 周长 =3a 乘 4/3 , 按此,作 n 次折线, 周长 =3a 乘 (4/3)^n , 当 n 趋于无穷大, 周长 =3a 乘 (4/3)^ 无穷大 。但是,其在该平面所围的面积,却始终小于以其重心为中心,的外接圆的面积。 对于类似的其它平面多边形,类似的做法,也有类似的结果。 4 .空间的维数 维数是几何对象的一个重要特征量,它是几何对象中一个点的位置所需的独立坐标数目。 通常的空间是 3 维的,平面或球面是 2 维,直线或曲线是 1 维。也可推广为点是 0 维的。 还有更高维的空间有更高的维数,例如。 4 维时空, 1 线矢有 4 维,多线矢 有相应的更多维数。但通常都是整数的维数。 分形理论在需要计及数个数量级的长度时,实际上,就也需要同时计及相应的不同维度,例如:太阳系各行星都是在同一平面上绕日运行,但是,各行星的各卫星,例如:地球的月球,就是在另一平面上绕地球运行,等等。而维数就会因统计,而也可以成为分数。 这类分数维数是物理学家在研究混沌吸引子等理论时需要引入的重要概念。 1919 年,数学家从测度的角度引入了维数概念,将维数从整数扩大到包括分数,从而突破了一般拓扑集,维数为整数的界限。 5 .“分维”的概念 “分维”和测量有着密切的关系,例如: 对一根直线,如果用 0 维的点来量它,其结果为无穷大,因为直线中包含无穷多个点;如果用一块平面来量它,其结果是 0 ,因为直线中不包含平面。那么,用怎样的尺度来量它才会得到有限值呢?就只有用与其维数适当的线来量才会得到有限值,而这线的维数为 1 ,就介于 0 与 2 之间。 数学家柯赫 (Koch) 从一个正方形的 “ 岛 ” 出发,始终保持面积不变,把它的 “ 海岸线 ” 变成,其长度也不断增加,并趋向于无穷大的无限曲线。其整体是一条无限长的线折叠而成,显然,用小直线段量,其结果是无穷大,而用平面量,其结果是 0( 此曲线中不包含平面 ) ,那么只有找一个与 “ 寇赫岛 ” 曲线维数相同的尺子量它才会得到有限值,而这个维数显然大于 1 、小于 2 ,那么只能是小数了,所以存在分维。经过计算 “ 寇赫岛 ” 曲线的维数是 1.2618…… 。 可以看到,其海岸线的分维,介于 1 到 2 之间,即分维才是 “Koch 岛 ” 海岸线的确切特征量。 因而,分形维数被定义为如下的计算公式: d=lim(ε 趋于 0) , 式中 ε 是小立方空间一边的长度, N(ε) 是用此小立方空间覆盖被测空间所得的数目,分形维数公式是用边长为 ε 的小立方空间覆盖被测空间确定其维数。 对于通常的 1 维线段, N(ε)=1/ε , 2 维面积, N(ε)=(1/ε)^2 , 3 维体积, N(ε)=(1/ε)^3 。 由此可见,分形维数公式也可对应于通常维数的含义。利用分形维数公式可算得科赫曲线的相应维数 d=1.2618 ,谢尔宾斯基海绵的分形维数 d= 2.7268 。对于各类分形,可用此方法计算,也可用一定的适当方法予以测定。 因而,“分维” 是联系到空间一边的长度,反映了各复杂形体占有空间的特性,它是复杂形体不规则性的量度。 6 .客观世界出现分形的原因 任何物体 C 如果主要仅受 唯一的另一物体 A 的引力作用,而其它物体对它的作用都可忽略,那么当 C 与 A 间的距离不致彼此碰撞的条件下,则 C 的质量中心 c 对 A 的质量中心 a 的运动轨迹,就依 c 在以 a 为原点的坐标系的位置矢与速度矢以及 A 对 C 的引力变化规律而确定。对于 c 与 a 的不同初始位置矢与速度矢, c 对 a 的运动轨迹分别可以是:抛物线、椭圆、双曲线的一支,特殊条件下,还可以是直线和圆。 这就是宇宙间各星体间的运动都是这类轨迹的原因。 一切固体的晶体结构,也都因 相应各原子的核与电子间相互作用和运动状态所组成。 相互作用有 4 种自然力,远近程力的不同。 原子的核与电子间 不同的相互作用和初始状态,决定所形成物体的特性和运动状态。 还有化学、生物的高级运动特性。 4 维时空各多线矢相应的更多维数。 这些也就是 客观世界出现分形的原因。
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卷积在实践中产生、应用、发展,但基本特性不变
热度 2 可变系时空多线矢主人 2012-6-22 11:31
卷积在实践中产生、应用、发展,但基本特性不变 卷积是分析数学中一种重要的运算。 设 : f ( t ), g ( t ) 是 R1 上的两个可积函数,以其积为核作积分: 积分区间取决于 f 与 g 的 定义域 。 可以证明:关于几乎所有的 ,这种积分都是存在的。 这样,随着 t 的不同取值的这个积分就定义了一个新函数 h(t) ,称为函数 f 与 g 的卷积,记为 h(t) = (f*g)(t) 。 容易验证, (f * g)(t) = (g * f)(t) ,并且 (f * g)(t) 仍为可积函数。 这就是说,卷积相当于 L1 ( R1 )空间代数,甚至是巴拿赫代数,的一个乘法。 卷积的德文 Faltung 和英文 convolution ,都表明:它有卷、摺,的意思。 卷积,实际上,是在各种实际问题的实践中,例如: 统计学 中加权的滑动平均; 物理学 中任何一个线性系统(符合 叠加原理 ); 声学 中 回声 由源声与各种反射效应表达; 电子工程 与信号处理中线性系统的输出由输入信号与系统的 冲激响应 表达; 概率论 中两个统计独立的概率密度,等等 的需要而产生,并在相应的实践中应用的。 因有, 卷积定理 :函数卷积的 傅里叶变换 是函数傅里叶变换的乘积。 任何卷积都可表达为:含有傅里叶函数(函数傅里叶变换)为因子。 这一定理对 拉普拉斯变换 、 双边拉普拉斯变换 、 Z 变换 、 Mellin 变换 和 Hartley 变换 (参见 Mellin inversion theorem )等各种傅里叶变换的变体同样成立。在 调和分析 中还可以推广到在局部紧致的 阿贝尔群 上定义的傅里叶变换。 这些都表明: 傅里叶函数与卷积的重要关系与作用。 人们熟知:傅里叶函数是由正弦函数与余弦函数组成的级数,而正弦函数与余弦函数都是周期函数,傅里叶函数也有相应的周期性。 因而,卷积就必有周期循环或周期衰减循环的特性。 这也就更具体的从时空都表明:卷积必有卷的特性!卷积不会不卷。 特别是,当 h(t) 变成 h(t-τ) ,而 τ 为相应的常量时, τ 就相当于它的 周期! 利用卷积定理可以简化卷积的运算量。对于长度为 n 的序列,按照卷积的定义进行计算,需要做 2n-1 组对位乘法,其 计算复杂度 为 O(n^2) ;而利用 傅里叶变换 将序列变换到频域上后,只需要一组对位乘法,利用傅里叶变换的 快速算法 之后,总的计算复杂度为 O(nlogn) 。 因而,这一结果就又使卷积应用到快速乘法的计算。 卷积中,两个函数的乘积,按乘积的一般规则,可以分别是任意相同或不同性质的量,但是,在实际的应用中,就必须由卷积及其两个函数的性质分别具体地确定,而不能随意。 在实践中, 卷积中两个函数乘积的积分, 还被进而扩展为 数列卷积的 两个 数列 乘积的求和, a*b=( a*b)n={ ( i= 负无穷大到正无穷大求和 }a(i,n)b(i) ) (n=0,+-1,+-2,…) α={ α n }, b ={ b n }( n =0,±1,±2,…) 为两个数列 甚至 在概率论中 扩展为 随机变量的点集,例如,已知独立随机变量 ξ 和 η 的概率分布为 P ξ ( A )和 P η ( A ) ,随机变量 ξ +η 的分布 由下式给出 : , 式中 A - y 表示点集 { x | x + y ∈ A }; A 为直线上任意的波莱尔集。 这就使得其中的连续函数发展为离散的数列,甚至随机变量的点集。 但是, 卷积定理 仍能成立, 傅里叶函数与卷积的重要关系与作用仍然存在,卷积就仍然必有周期循环或周期衰减循环的特性。 卷积,作为运算,还具有十分重要的所谓平移不变性。例如以 τα 表示平移算子 , 即 (τα ƒ )( x )= ƒ ( x - α ), 那么就有 利用这性质,可以刻画出 l ( R ) 到 有界的平移不变算子的特征,即当作用在施瓦兹函数类 ( 记为 S ( R )) 时 , 这种算子一定是某个缓增广义函数 u 与函数 φ ∈ S 的卷积 u * φ 还可以推广到矢量场函数的卷积, 按照翻转、平移、积分的定义,类似地定义多元函数上的积分: (f*g)(t1,t2,…,tn) =(n 重积分 )f( τ1, τ2,…, τn)g(t1-τ1,t2-τ2,…,tn-τn)dτ1dτ2…dτn) 而且,两个函数还可以是不同 τ 的多元,例如:其一为标量的 1 元函数;另一为 3 维矢量场的 3 元函数,的 3 个卷积,组成 3 维矢量场的卷积。其一为标量的 1 元函数;另一为 4 维矢量场的 4 元函数,的 4 个卷积,组成 4 维矢量场的卷积。 还可以有,例如:两个 n 维矢量场点乘的卷积应是其各分量卷积的平方和。两个 n 维矢量场点乘的卷积应是其各分量卷积的平方和,两个 n 维矢量场叉乘的卷积应是其各分量两两交叉乘积卷积之差的矢量和,等等。 但是,卷积的这些发展、变化,作为卷积如上的基本特性也不会改变。
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电子对的产生与湮灭
zjzhang 2011-12-7 23:05
一个高能光子与一个重原子核作用时,该光子可转化为一个正电子和一个负电子,这是 电子对的产生 ; 而一个正电子与一个负电子在一定条件下相遇,又会同时消失而产生两个或三个光子,这是 电子对的湮灭 。
个人分类: 数学|2999 次阅读|0 个评论
从信息的产生、存在、关系、过程和功用五方面的特殊性来认识信息
热度 2 hongkunhui 2011-8-8 15:55
信息的存在是一个复杂的现象,它的产生、存在、过程和功用涉及多种存在对象及关系,不可能用一种单一的存在,单一的关系、单一的过程,单一的词汇来描述和定义信息。我想;可以从五个方面的特殊的规定性来认识信息的本质。 ( 1 )从信息的产生角度看的特殊性 信息不是从来就有的而是产生出来的。 信息是被决定的对象,从产生信息的对象开始,产生信息的对象可能是一个物理对象,一个化学对象、一个生命对象、一个心理对象、一个社会对象,从此对象开始,通过物理层次的四种相互作用为媒介,(可能还可以发现更多的相互作用)将对象的结构和功能外泄、反射、发散、传递到时间和空间中,或加载于四种相互作用媒介中。于是,信息的载体发生转移,信息从信源对象转移到信道对象载体,信息从潜在到显在,从关系存在中被产生出来了。这是自然编码的信息的产生情况,人工编码的符号信息的产生比较复杂,涉及主客体关系和信息的捆绑,比较复杂(另文阐述)所以,被产生出来的信息的内容被信源对象的内容决定,过程被载体决定,发挥作用靠信宿与信道共同作用决定。信息为它者而生,为他者而死,消灭了载体或载体的结构,信息就被消灭了, 这一点是信息与物质能量存在本质的区别。物质能量不灭,信息可灭。 ( 2 )从信息存在角度看的特殊性 信息与物质、能量等存在不是一回事,维纳已经讲的比较清楚了。信息不是物质,不是能量。信息不是实体性存在、不是事物的直接存在,是事物的可以被转载的对象,是功能性的对象。 ( 3 )从关系角度看的特殊性 信息存在不是单独的独立存在的对象,信息在关系存在中产生,在关系存在中存在,在关系存在中发挥作用,信息与物质、能量有扯不完的关系,信息好像是不可能离开物质、能量等实体性存在而单独存在的。(关系太多不一一举例) ( 4 )从过程角度看的特殊性 信息不能离开载体而存在。但可以在不同载体中流转。不能在不同载体中流转的不是信息。信息在不同的流转过程中在不同的环节似乎有不同的特征如,守恒、不守恒等,如,实有信息数量和语义的守恒,实在信息语义守恒,数量的不守恒,实得信息语义和数量的不守恒等。 ( 5 )从信息的功用角度看的特殊性 信息的功能实际是信源对象的间接功能,(指实有和实在的客观信息)发挥的作用是它者的作用,为他者的功用而在生,为完成它者功能而发挥作用。 我认为,信息以上五个方面的特殊的规定性,就是目前已经可以达成的对信息属的规定性的认识。 概括地说: 所谓信息就是指 “ 通过特定载体对存在者及存在者之间的关系存在的状态、变化过程的映射、显示或反映,(内涵)是存在者的可以被转载的、间接的、非实体性的、功能性的存在方式 ”( 外延)
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学术思想是如何产生的
热度 18 stone1971111 2011-6-25 08:00
记得有一次被答辩,一位德高望重的老师问了我一句,你简单的说说你的学术思想,我当时一愣,草草的回答了,回来一想,依然不明白我的思想是什么。最近有读者也不断的问,怎么才能产生学术思想。于是对这个问题就稍微做了点功课,查了资料,才发现这是哲学上还没有得到真正解决的问题,甚至是系统的阐述都找不到。跟思想有关的认识论的书倒是有一大堆,但是显然认识和思想的差别还是有的。对于一个做点学术的人来说,人类的思想的产生超出了我的范围,但是讨论一下学术思想的产生不算是超越了我的身份。要搞清楚学术思想的产生方法,需要回答几个问题,什么是思想和学术思想,思想的特点是什么,然后才是如何产生学术思想。 什么是思想?似乎没有公认的严格的定义。从百度百科上查到,说文解字说:“思”者,上为“田”,下为“心”,“心之田”;“想”者,上为“相”,下为“心”,“心之相”。从英语里,也有两种说法,一个是thought,一个是idea。我想这两个似乎正是思想的两种不同的看法。我以为思想可以这么来解释。 首先,思想是人的一种意识活动,这种意识活动包括两种行为,一种是对外界信息的加工,由外而内所谓思,一种是以意识去影响外界,由内而外所谓想。其次,思想应该是一系列具有共性的意识点构成的意识流。 idea是点子,很多共同性质的点子放在一起形成了某种具有结构性的意识,就是thought,所谓思想。所谓的学术思想,就是把思想限制在学术活动中的狭隘定义。 那么思想具有什么样的特点呢?从思想的解释来看,思想具有如下特点: 首先, 思想具有抽象性。 思想不是一种有形的物质,而是意识,并且是一种具有高度抽象的意识。比如,易经的64卦所阐述的就是事物的发生、兴起、高潮以及衰落的循环往复的基本思想。而孔子则是把这种思想解读到了人身上。比如,笛卡尔的哲学思想就具有分析还原的思想。这些都是高度抽象的意识,并不是自然界的简单组合结果。 其二, 思想具有系统性。 思想是一系列的点子的有机组合,形成了一定的结构,才成为思想。许多孤立的点子还不能成为思想,必须具备了系统性和结构性,才能成为思想。孔子如果只说了一句话,尽管很正确,但是我们不会说他有思想,老子尽管说了5000字,也不算多,但是构成了体系,他有思想。 其三, 思想具有主观性。 思想是人的意识,是主观的产物,虽然是客观世界的反应,但是其主观性非常的明显。老子的思想的解读是千差万别的,有时候一个字的差别就导致解读的重大差别。王阳明的亲传弟子也有互相矛盾之处。这说明,一个人的思想具有它的主观特点,并不能轻易的传递下去。所谓,道可道,非常道。就是强调思想的主观性。释迦摩尼也说,他的教义1000年之后可能不再存在,这就是对思想的主观性有深刻的认识。这里主要原因在于思想的载体在于人,表达出来的仅仅是思想在语言上的投影,由于语言的局限性,思想不可能被完整的表达。而且由于每个人对于语言的掌握能力的不同,也会得到不同的感受。 其四, 思想具有新颖性。 这个新颖有两种,一种是绝对的新颖,一种是相对的新颖。一个思想之所以称之为思想,是因为提出了有别于他人的独到的见解和看法,就是需要具备新颖性。人所共知并且人所共行的说法,还不能说是思想。 其五, 思想具有环境局限性。 人对外界的意识反应依赖于外界环境。不同历史时期,不同的地域,不同的年龄,都导致不同的思想。这和外界提供的信息量有紧密的关系。有人就说,孔子的论语并不是在同一时间说的,孔子自己也说,40不惑,70才随心所欲,显然,70岁的认识和40岁的认识会有较大的差别。 其六, 思想具有惯性。 一个人形成了一个思想之后,会很长时间乃至终身奉行之,需要强烈的刺激才可能有所改变。我们见到不少很固执的人,就是因为具备了一定的思想而不变。其主要原因在于人的精力的有限性,有比无好,但是有思想本身就很难,所以大多数人抓住了一个之后,就不再考虑新的思想。这在梁漱溟的哲学中可见论述。 其七, 思想具有一定的天赋性。 在认识论的领域,西方一直有天赋论的说法。其实在中国,在东方,这种说法也不鲜见。比如,道德经就有: 上士闻道,勤而行之;中士闻道,若存若亡;下士闻道,大笑之。不笑,不足以为道。 这是认为人的人格虽然都是平等的,但是人和人对于外界的认识是不一样的。佛家也有三乘之说,所谓菩萨、缘觉和声闻,可以对应上中下三种人。这是客观的表现。去除了教育不公平的因素之后,人和人之间的天生的大脑差异也会给思想带来差别。大脑好比加工信息的计算机,既然是计算机,就有存储能力、计算速度、通信能力、体系结构等方面的差异,这些差异使得有些思想可以被一部分人所理解和发现,而对另一些人,则可能穷其一生也无从所知。西方还有一些学者试图从实验医学的角度来证明,虽然都还没有明确的结论,但是个人以为,承认人和人的差别并不是否定人的平等性。 我想思想应该还有很多特点,但是仅就上述特点给我们的启发,也可以尝试回答思想是如何产生的。 其一, 思想从环境来。 人天生不会遗传来思想,思想都是后天的。人从零开始认识外界,就是个不断学习的过程,学习中就不断需要对学习的东西进行归纳总结,这些归纳总结的结果就是对思想的消化吸收并且自我化。善于从周边的环境带来的信息中得到思想是很重要的来源。古人没什么书本可看,但是只是观察自然,就得到了令人敬畏的思想。因为自然也是最好的老师和书本。从周围的他人的行为也可以得到很多的思想,因为有些人不管是有意还是无意,做的正确,自然就有正确的道理,观察并且解释其合理性,得到的就是思想。 其二, 思想从书本来。 读书是学习的最有效率的方式。人的精力是有限的,时间也是有限的,只能通过书本来学习前人的知识,并从知识中得到思想。看学术论文的一个要点就是不要只看其技术部分和理论部分,而是要还原其思想。要多问几个为什么,比如为什么他/她会想到这个问题,为什么会想到这个技术路线,为什么会想到某些技巧。这些问题的回答对于学术思想的提高是非常有帮助的。简单的记住论文的结论甚至过程,只是增加了知识存储,没有经过高度的加工,是没有思想的。好比和面,需要反复的揉面,面才有筋骨,洗去面粉,得到的是面筋,可视为思想。 其三, 思想从压力来。 一个没有需求要解决的人是不会产生思想的。思想是人内在需求和外在需求相结合的结果。毛泽东灵活的战术战役思想并没有直接来自孙子兵法,是他自己从战争实践中不断地思考问题并且解决问题中提炼出来的。综合起来就是,实事求是、灵活机动。所谓兵法,在于一念之间。一个整天忙于简单事务的人不会产生思想,因为根本没有产生的动机。假如毛泽东一直在太平的环境中成长,他并不一定能够产生后来的思想。我们做科研,有时候为了解决问题,殚精竭虑,走进问题,再走出问题,不断地锻炼,这才有可能产生学术思想。一个整天游手好闲无所事事的人,是不会产生思想的。无论是内在的需求,如释迦摩尼,还是外在的需求,都是思想的重要来源。但是由于人的天生的好逸恶劳性,思想的产生并不是自然的,而是主观能动性的表现。我们之所以欣赏思想,正是因为思想的来之不易。 其四, 思想从方法来 。由于思想具有新颖性的特点,那么有些确定性的方法是可以产生思想的,虽然未必很高明。比如,刻意的否定有时候会有很好的效果。顺从和跟踪都不会产生自己的思想。因为自然是丰富的,多角度的,看到一个角度的道理,刻意从反方面多看看,也许就能看到不同的道理,也就可能得到不同的思想。刻意的总结归纳也会带来思想。很多人做对了很多事,但是没有主观的归纳一样没有思想,只是个幸运儿。但是,刻意的归纳总结对于学术来说是必不可少的。看了一段时间书或者论文,要强迫自己进行高度的抽象归纳,这是产生自己的思想的有效手段。 其五, 思想从潜意识来 。思想具有主观性,因此发挥主观能动性就很重要,而主观能动性的最有效的部分就是潜意识思考。这在庞加莱的哲学中具有重要的地位。我们不断地给自己创造潜意识工作的好条件,也许就能得到更多的启发,最终可能会形成更多的思想。 其六, 思想从举手投足来。 儒家最高的境界在于吃饭睡觉皆学问。虽然我们在谈学术思想的问题,但是思想具有一定的普适性和相通性,看似无关的事务,其内在可能具有很强的相关性。这需要我们具有很好的洞察力和联想能力。举手投足,都是我们思想的体现,或者是思想的重要来源。 总的来说,什么是思想,思想是如何产生的,依然是个未解的人类难题。上面仅仅是比较粗略的思考。 后记:本文本来是应约写的,但是要求先投稿。想想就算了,这个问题太复杂,没有彻底搞清楚之前还是慎重正式发表。研究哲学不是我的专业。这里是个很好的交流平台。
个人分类: 科研随想|29179 次阅读|28 个评论
石油是从哪里来的
flrcnsc 2011-1-3 09:08
当然可能是从生物的化石产生的 但是,有没有这样的可能,在地球冷却过程中,氢和碳直接形成了碳氢化合物 而且地球冷却的时候,大气中的氧含量还不是那么高,或者局部地区不是那么高,应该有这个条件
个人分类: 未分类|594 次阅读|0 个评论

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