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发表于 2009-8-9 16:25
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[原创]球绕流与马约拉纳--克利福德绘景
3、2006年由中国农业大学出版社出版的《维变----连续阶次微积分》一书的作者饶钢先生,针对“小人国,大人国” 常识性概念的“圈”与“点”的幻想故事,给出的结构实在论及量子物理哲学的意见是:
(1) 数学中有“公理”,那是人们没或不能证明的“定理”。而所谓“公设”,说白了是自“定义”,它根本不能当“定理”使用!如:“圈比点简单”,这是自己的定义!这一点无论在数学上还是在物理上都是人为的,也说明不了问题的真实所在。在数学上,点是最基本的!而“圈”可由“点”组成;如果说“圈比点简单”,饶刚同样可以说“球比点简单”, “正方型比点简单”等等;在数学上,特别是在微积分领域,“点”是空间的“标志”位,任何其它形状(如“圈”)都是由“点”所在的“邻域”(非0维空间)形成的!所以“圈比点简单”本身就是不对的定义!如果了解微分几何,那一定应知道一个“圈体”(作为一个“流形”)是由“点”的“邻域”组成的;由此,无论是“简单”还是“基本”,“点”都比“圈”来得简单和“基本”!这点应该没有质疑吧?
(2)数学和物理不同。数学只是数量之间的关系,它看不到物质内部所包含的“内在本质”!同样相同的方程,能用于不同的物理的数量关系上;如被使用的微分方程,可同时去解钟摆的摆动问题和电子能级问题。它(方程)的基本参数来自于物理的定义和数量,而这些数量来源于定义后的物质属性(如质量)。所以不是先有数学才有物理;更不是先有数学定义才有物理结果!这种方式不是“愚蠢”就是“唯心”的方法,如果是思维的先导“试探”,那还可以理解;如当成“真理”,并告知于他人,那就有“欺骗”的嫌疑了!
(3)不知三旋理论是否愿意将“抽象”改为“想象”? 如饶刚真的认同"大爆炸",那也用不着“环量子”,一个“点”就可以了,也不用去讨论什么“同伦、同胚”之类,这样起码不用什么(不同维的)“奇点”之类的了,何必走老大的弯路哪?为什么说“弦论”荒唐呢?就是因为它将数学的概念硬扯到物理中去,而其数学理念也很有限(源自于量子力学);如一根一维的弦,在数学上再简单不过了,它的拓扑结构可以是多样的;按“圈比点简单”的理解它可生“万物”了;但是,一个最基本的问题这个“理论”都没能说清----这“圈”的材质是什么? 如此的问题还有:“圈有收缩”的属性,为什么?又是“公设”。如此这般,且不是说所有物理属性都可以人为“公设”了吗?饶刚想再提醒三旋理论一点,“圈比点简单”所有的“想法”,没有一点跳出“相对论”的思维方式,应该说这是给“广义相对论”画上又一道彩虹。然而,物理学不是“空想”,不是类比和“抽象”。人的认识是要有根基的。当然“想象”也挺好,幻想小说不是也很着人看吗?
(4)饶刚来给三旋理论解释一下,三旋理论应这么说:“圈”作为度量空间拓扑结构的一种“测量”工具,它(圈)被使用起来比用“点”来的有效。是这个意思吧?如“旋”,是环(圈)来的容易,还是“点”来的容易?饶刚可以跟三旋理论说:“点”来的更容易!因为“点”的“邻域”可以是任意维的,即任意维的自由度!汤川秀树虽说有名气,但他认为的“旋”要有外力,这是没有任何道理的!旋是一种相对运动。在现在并不是“教授”、“院士”比我们“高明”,在对待自然规律的权利方面,我们是平等的,并且并不一定“他们”就会有比别人更好的“高见”。以他们说事,显得底气不足!
与吴新忠博士不同,饶钢说他不会看三旋理论的专著。他的底气实足的是,据《维变----连续阶次微积分》一书的作者简介,饶钢1959年生于北京,文革期间家庭受到冲击,随父母到安徽一军垦农场劳动,后回到北京,1976年高中毕业,参军。当兵期间对微积分、傅立叶变换和天文学感兴趣,1979年由部队考入南京通信工程学院有线载波专业。学习期间(1981年)发现非整数阶数积分,取名“维变”,并创建符号。1983年大学毕业,随后考入清华大学无线电系读硕士研究生,从事信号检测与处理专业学习。1986年工学硕士毕业后,到中科院自动化所从事计算机及人工神经网络实现研究;期间独立主持国家青年自然科学基金和863项目各一项,参与多项科学基金研究;任高级工程师。1995年到一家通信公司工作至今。饶钢理科兴趣广泛,善于设计和完成物理实验(工匠型),现研究兴趣为宇宙宏观结构(平坦观点)和“万有引力”模型,并持有“万无引力”观点。
编辑推荐《维变----连续阶次微积分》一书说,作者以函数的维数及其变化的思想理解微积分,并使用独自发明的中文名称“维变”和符号对这一领域进行开拓,书中还特别提出复数空间维数的概念和理解方法,以此将“维变"真正理解为可将函数进行几何维数变化的方法。书中讨论了无理级数的展开及提出连续幂谱的概念和方法,描述了一些在实际中有代表性的实例。作者认为有关的数学领域十分开阔,有征兆反映出有关的研究不光对数学,而且对物理学具有巨大的推动作用。
王守义先生也和饶刚观点相同---反对大爆炸宇宙论、弦论;但王守义是从在Naviar-Stokes方程和湍流问题上创新的“宇宙统一场方程”推论的。饶刚反对三旋理论“圈比点基本”的言论,显然与他的“维变”类似的一贯观点不符。文革对他家庭及他的冲击,饶刚的实际数学基础,好像停留在还是常识的平面几何类似观点,并且就这一点来说,他的底气还不如古人。例如彭罗斯在《通往实在之路》第3章“物理世界里数的种类”的“实数系”一节中说:古希腊人不得不接受这样一个事实:如果欧几里得几何概念要得以健康发展,有理数显然是不足的。古希腊人不知道十进制展开,但他们有他们自己的办法来对付无理数。一个连分数就是一个有限和无限的表达式。在欧几里得几何原本的第10卷里,就已经考虑了形如“二次无理数”这样的数。虽然这种数的完全令人满意的定义要等到19世纪戴德金、康托尔和其他人的工作才出现。
如果说类似的意思:母亲比儿子谁基本?母亲比儿子谁简单?饶刚是用他的“圈比点简单”偷换“圈比点基本”的概念,然后指责说:如果说“圈比点简单”,饶刚同样可以说“球比点简单”, “正方型比点简单”等等,这难道不是反19世纪戴德金、康托尔和其他人的工作吗?其实,如果说饶刚“维变”是创新,未尝不可。但如果学饶刚的先破后立、大破大立,那么也可以说一个连分数或“二次无理数”这样的一个有限和无限的表达式,也类似饶刚说的“维变”的观点。特别是现代类似傅里叶级数、傅里叶变换,到包括目前的分形分维数学表达,也类似映射饶刚说的是一种“维变”。因此,早于饶刚的刘绍光先生,他的《一元数理论初探》也可以说是我们中国人,开创“维变”研究的先河。但王德奎先生说,我们不能这样看饶刚先生。经历过文革的人都知道,参加文革激进文斗和武斗的人有一个类似著名的逻辑,叫做世界的逻辑千条万绪,归根结底就是一条,先破后立、大破大立有理。但十年文革的实践证明“先破后立、大破大立”有成立的一面,也有复杂性的一面。有可以“大胆设想”的一面,也有需要“小心求证”的一面。这里关键是要找准“求衡”。文革影响不管是正是负,不管参加过没有参加过,已经潜移默化作为了我们民族的、政治的、历史的因素,成为了类似第一届国际结构实在论及物理哲学研讨会能在我国召开的社会基础。在国际主流科学和我国非国际主流科学之间引导“求衡”,应该是类似国际结构实在论及物理哲学研讨会的归宿,而不是一味先破后立、大破大立有理的继续。
二、马约拉纳—克利福德绘景的通用性
现在回到吴新忠博士批评三旋理论的立场上来。不管说她是推测、抽象、想象、公设、想法、空想、假设也好,类圈体的三旋实际是一种已被萌生的客观的数学的实在结构。吴新忠指责她“缺少数学”说得也对。比起球谐函数的自旋研究来,类圈体三旋实在结构除了在三旋规范夸克立方周期全表的编码应用上得心应手外,50年来虽作了种种努力,例如推导出了三旋时空坐标与直角坐标之间的关系,甚至联系到了场的三旋纽结理论的解法,但这类数学的进一步深化,都如纽结数学的进一步深化非常困难一样,无大部队跟了上来。然而和具有千多年历史的球谐函数研究自旋,进一步深化也都非常缓慢相比,萌生只有50年历史的三旋理论,就算不了什么。重要的是,王德奎先生通过这些努力,认识到马约拉纳—克利福德绘景,在类圈体三旋的描述上也具有通用性。
早在1990年延边大学出版社出版的《中国气功思维学》一书,类圈体的三旋就开始用克利福德平行线描述。该书59页上说,克利福德平行线像一组互相环绕的圆,圆以扭转的形式位于一组“套装”的环面上,“套装”的意思是这些环面,依次穿入另一环面。这种构形也是彭罗斯扭量概念产生的基础。
据有关介绍,克利福德(1845~1879),英国数学家。1845年生于英格兰。15岁入伦敦国王学院,1863年入剑桥大学三一学院,1868年任伦敦大学学院应用数学教授,1874年当选为皇家学会会员。克利福德在非欧几里得几何与射影几何方面有许多贡献。1870年他发表的《物质的空间理论》发展了B.黎曼的空间观念。他所定义的一类二阶直纹曲面,后经F.克莱因等人进一步研究而以克利福德--克莱因空间著称。在代数方面,他继W.R.哈密顿之后引进了新型超复数----八元数(又称复四元数),后又推广为更一般的克利福德代数,并将其成功地应用于非欧几里得空间中运动的研究。而埃托雷•马约拉纳(Ettore Majorana),意大利物理学者,1906 年诞生于西西里,以中子质量的研究闻名全球,1938年神秘地死在一条海船上。
费米曾说,马约拉纳可以和阿基米德、牛顿并驾齐驱。道理是有人说,在1928年,狄拉克得到的四分量旋量是一个复函数,四个狄拉克矩阵也是复的。狄拉克猜想,负能量电子海已经充满了,那么如果负能量电子海里的电子被激发为正能量电子,类似空穴而缺少一个负能量带负电荷的电子,相当于多了一个正能量带正电荷电子——狄拉克把这个空穴理解为反粒子。马约拉纳作为学习非常刻苦的罗马学派的年轻人,崇拜意大利学术界的大师费米-----当时,马约拉纳脑子里有两个命题:a、存在不存在一个整数Z,这个整数的相反数是它本身。b、存在不存在一个整数Z,这个整数的倒数是它本身。马约拉纳发现,对于以上两个命题,整数Z都存在,答案分别是0和1。马约拉纳于是决定十年磨一剑把这个思想应用到新生的量子力学里去。1937年马约拉纳告诉费米说:“我能找到四个实矩阵来表示狄拉克代数。我找的四分量旋量也是实数形式的----换句话说,存在一个没有电荷的旋量粒子,它的反粒子是它本身”。 物理学历史上,比如泡利猜想,狄拉克猜想,一个好的猜想可以扼住命运的咽喉。马约拉纳发表的猜想----“自然界存在一种有质量无电荷的自旋为1/2的粒子,它的反粒子就是它本身”----弄得很多人睡不着觉。其实,早在1929年数学家韦尔,就已经描述了一种带自旋但没有质量的粒子,被称为韦尔旋量。而马约拉纳的猜想表面上看,似乎象是一种数学游戏,简单的说:A、没有电荷----马约拉纳旋量;B、没有质量-----韦尔旋量;C、没有电荷没有质量----马约拉纳--韦尔旋量。马约拉纳所要求的这种旋量,会在一些特定维度的时空中被找到-----实际上这意味着人们面对的量子世界,可以有更多出人意料的结果,比如超对称理论中,引力子的超对称伴侣就是一种自旋为3/2的带质量的马约拉纳旋量。
《通往实在之路》一书第22章“量子代数、几何和自旋旋量”说明马约拉纳旋量的故事既然已经展开,旋量的故事将越来越扑朔迷离。马约拉纳—克利福德绘景联系类圈体的三旋,主要就在对“转座子”描述的借鉴上。
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