數學建模或數學擬合與數理建模或數理擬合的異同
最近一年多的連載文章,實際都在糾結一個問題,西方現代的數學與中國古代的數理的異同。
數理、數學的發展數學實際是古代數理文化的一個發展分支,其產生的目的,實際就是要簡化的解釋一些理。例如中國古代伏羲八卦的這個階段。
數,實際是幾何、代數的統稱,古代稱為象、數(術數、算術)。后來數理文化中象的功能被弱化,也就被簡稱為古代數理文化,象字被省略了。
但是隨著古代數學的成長,數學自負起來,變得不想被動的解釋理了,而是要用數學的模式主宰理、指導理、規定理。這樣,真正意義的古代數理文化或者說古代哲學、古代宗教也就產生了。
這種情況,在中國古代自文王八卦的《周易》的產生,也就意味著數理文化系統性的確定意義的形成。而伏羲八卦是數理文化產生的基礎和萌芽。這種文化方式,成為中國古代的文化主流,影響接近3000年。
西方的這種數理文化的形成的標志是畢達哥拉斯學派的產生,言稱萬物皆數。但是,西方的數理文化在古希臘、古羅馬之后便成為文化的暗流,受到抑制,被宗教文化所取代。宗教文化的影響達2000年。直到牛頓、笛卡爾、歐拉、愛因斯坦等人,再次讓數理文化逐漸成為西方主流的文化之一。
無論先天八卦、后天八卦、還是64卦,中國古人使用了一種圖符的方式,兼容表達代數幾何的意義。這方面有關數的發展,后來形成了術數。而術數又被分支,一方面傾向于數學方面兼容一統的研究,例如來之德、陳摶等人研究的方向;另一方面成為古代迷信文化的一個數理基礎。
就像十二生肖算命,這是數理文化中的迷信;和西方十二星座算命是數理同理。干掉封建迷信文化,十二生肖算命被歷史性的否定了!如今,都用十二星座算命了,僅僅是因為這是外國的和尚念的經,那就不算封建迷信了?
而中國古代的另外一個文化分支,傾向于現代意義的數學,被稱為算術。唐朝的《算術十書》基本表達了當時的數學水平。更早的《周脾算經》,盡管成書時間還有爭議,但是,至少代表了西漢時期的數學水平。
數理對數學的影響數理,直接表達,就是用象數(代數、幾何)的方法說理。而數學,在古代就是代數、幾何。當然,現在隨著數學的發展,被細分為很多分支。
中國古代的代數,稱為算術,由于受到數理文化的影響,特別是受到數理大一統文化的影響,將所有維度的思考都用象、數兼容的卦爻來表達,幾何的問題被轉化為算術的方式表達,這樣導致的結果就是中國古代的幾何的可視化表達、特別是三維幾何的可視化表達的發展受到抑制,所有的數學思想都要折算成算術、卦爻或者二維平面的表達。
這種表達方式,使中國古代的代數、幾何從未真正的分道揚鑣,而是被攙和在一起發展,人文性的表達。
而西方,自古希臘、古羅馬之后,代數、幾何由于不能全部兼容一統,被分別的發展了。形成的最典型的數學問題就是所謂的尺規數學三大難題,現在已經都解決了,被證偽。直到笛卡爾的解析幾何的形成,才使代數、幾何再次一起發展。而且由于幾何的直觀化、可視化表達的優勢,幾何發展迅速。
而到了上世紀初,數學界開始攻關數理界的歷史問題--四維的問題。代數、幾何不得不又“分道揚鑣”了。三維及三維以下的幾何描述,利用解析幾何的方法,是可以唯一性的代數、幾何一統式樣的表達的,而到了四維、多維,這種幾何的表達變得不唯一、不直線性、虛數坐標軸不易表達、虛數具有的邏輯抽象性,這樣,代數又超前發展了。
物理理論產生的方法的微妙變化而近代成形的現代物理,是基于數學發展形成的對自然界的理的解讀方式。它實際也是數理文化的一個分支。用數學模型、數學規律來描述自然界的現象。由于其在軍事上的巨大用途,發展迅猛。
經典的物理是基于試驗和統計數據產生的統計學意義的規律的發現,但隨著相對論的產生,這種物理也在悄然的“變味”。
相對論的產生過程很奇妙,是悶在屋里,用數學解決當時還沒看清楚的宇宙天體的運行問題。不過它很成功,近一百年的天文學驗證,驗證了一部分的相對論的推理。
還有就是基本粒子模型的標準圖表,也是根據各種因素的排列組合的數學方式,形成了一個數學圖表,結果大型對撞機的試驗,將這個圖表填滿了。
這種物理理論的產生模式,形成了一種不經驗證、等不及驗證的物理理論形成方式--理論物理假說。
數理、數學、物理與哲學糾纏不清的關系古代的數理文化一直與古代哲學有糾纏不清的關系,中國古人稱其為“格物致知”,西方稱為哲學。因為哲學這個詞是從西方近代引進進來的,并不是中國古代沒有哲學,而是中國古代的哲學就是數理文化的一部分而已,不叫哲學而已。
那麼近代的物理,是數理文化的一個分支。是否也研究哲學呢?
中國的文化是區分數理與物理的區別的,這樣才有物理這個自然科學的學科和數理這個古代文化研究的學科。數理這是哲學、文化的社會科學的研究范疇。
而西方的文化方式,從未明確區分數理與物理的界限。西方近代的數學家,例如笛卡爾、歐拉、牛頓,實際又都是數理學家,他們也在研究哲學。至愛因斯坦、霍金,這更明顯,物理是他們的專業,但是,他們的大部分言論卻是在研究數理文化、宗教文化、哲學的范疇內。上帝是否扔色子的問題,已經不簡簡單單的是一個物理的問題,而是文化、哲學問題了。
學不懂相對論的,最后被玄學化解讀相對論的影響,也便唯心地探討起來奇點之前是什麼了,只管猜就是了,有水平的用數學的方法猜而已。這,唯物的物理肯定不知道。學不懂霍金解釋的多維就是放大鏡的,最后就開始研究霍金的現代換版的末世論了。
現代中國的一些頂尖的物理學家,由于受西方這種思維方式的影響,也開始討論科學的盡頭是上帝還是佛祖的問題,這雖然是物理性的、比喻性的表達,但是對于學物理的、不懂物理的、又不懂哲學的,造成的影響卻是唯心哲學、唯心文化意義的,跨出物理界了。
物理是用數學方法解釋自然界的理,那麼這種不經驗證、等不及驗證的,基于數學模型的猜想,也是數理文化的一種。古人稱這種東西為玄學,也就是當時還不是很清楚的一些東西。那麼現代這種玄學,有多少是未來的科學呢?物理學家的言之鑿鑿的保證也是沒有用的,只能等待物理驗證了。
但是,在沒驗證之前,其中的部分內容就會被現代的數理玄學文化借題發揮,例如用量子解釋靈魂,用平行空間解釋上帝,用玄幻代替科幻等等。這些并不是物理,可是對于不懂的,很難分清,而且還樂此不疲。玩玄學玩的開心,還以為在學科學,這就麻煩了。
現在就說說奇點到底是什麼?奇點是數學?數理?物理?哲學?還是文化?物理的奇點,暫時也就是基于相對論的數學的奇點利用相對論的彎曲時空的原理,我們可以數學性的推理出我們所處的總時空的一個原始的奇點。
這個奇點很奇妙,物理界的理論界產生了一大堆的解釋。也就是理論物理假說。并且由此產生了奇點大爆炸理論物理假說--“BIG BANG”。.
而物理界的天文學界的觀測結果是:在距離推測計算奇點幾億年的位置,我們看到了總時空的第一道曙光,也就是產生的“第一顆”恒星的影像。這個第一顆的時間記錄,這幾十年不斷被刷新。但是,這第一顆恒星的曙光之前,天文學界就沒有辦法了。也就是奇點觀測不到。
物理現在的解釋是:宇宙背景輻射以及星系間普遍存在的紅移現象就是間接的可能的證據。這并不讓人信服!
原因在于:背景輻射可以是霍金輻射的方式產生,盡管這種霍金輻射由于能量很小至今也并未被驗證,但是如果輻射個幾百億年或者更長時間,同樣可以達到大爆炸的效果。也就是背景輻射存在其他可能性的獲得方式。這也是霍金說總時空無需大爆炸,宇宙的產生無需原動力的原因。
而紅移現象,被稱為這個總時空擴展的證據,間接證實大爆炸的運動結果的繼續。但是,如果這個總時空是坍塌的,我們也會觀測到紅移現象,這用數學可以推理!僅僅是通常人都不想是這樣的情況。
因此,西方對于我們這個總時空還有其他理論物理假說,例如我們就生存在總時空的黑洞(或者蟲洞)里等等。僅僅是認可大爆炸理論假說的物理學家據說更多些。
也就是現在物理的奇點,僅僅是數理的奇點我們至今無法觀測到奇點,以現在的觀測方式以及觀測設備的精度、雜波的影響等因素,天文學觀測到奇點暫時是不可能的。
那麼,這種基于數學的推理的解釋,實際就是數理的方法。我們在推理一個并不了解、并不知道、并未看到的東西。
古人在這方面解決的方式也是數理文化方式的,例如用無極生太極,來解釋這種從無到最小的有的過程。這是人文性的或者說古代哲學性的解釋。
實際即便物理觀測到了奇點,也跳不出這種人文解釋;物理如果證實這個總時空的奇點不曾存在,那麼就得考慮重新找一個無極生太極的過程,一樣跳不出這句話。
這就是古代數理人文解讀的厲害。
奇點是哲學嗎?對于古代的數理文化,即然這東西沒法證實,但是又感覺應該有,可以有,似乎有,那麼也就成了一種唯心哲學的數理基礎。
唯心哲學關注的第一個唯心主題就是我們從哪里來。現在這演變為我們的總時空從哪里來的問題而已。唯心哲學需要這麼一個終極的出處。也就是奇點現在可以作為唯心哲學的一個基礎。
而唯物哲學這方面的解讀就很簡單,基于現實,我們會不斷的探索真相。這才是文化的發展思路。
奇點是文化嗎?是什麼樣的文化?宗教文化?歷史上,宗教文化產生的基礎,是數理文化的一部分。也就是數理文化的一個分支產生了宗教文化。現代幾大宗教都有數理模型以及神秘數字之類的內容。
基督教的《創世紀》中,上帝造這個世界的第一句話、第一件事情就是要有光。
盤古開天辟地干的第一件事情就是先解決空間大小的問題,把混沌這個雞蛋撐成“巨大”。
那麼大爆炸理論假說,解決了以上這兩個傳說的解釋。
奇點爆炸這就是光的來源,而奇點大爆炸之初,時空據說以超光速擴展。
超光速至今還是科幻小說的內容,這也被利用到理論物理假說中了?
西方的文化,至今還是有宗教文化的背景或者說影響的。那麼,物理假說給《創世紀》找到了一個證據?宗教界還是很感謝物理界的。中國古代的關于盤古的傳說看來也是真的了。物理界干了什麼?
西方物理的產生,有一段并不掩蓋的尷尬的歷史。在幾百年前,也就是牛頓前后的時代,西方物理的作用是為了證明上帝的存在和萬能的,這才有萬有引力這種說法。現在不叫萬有引力了,叫引力或者引力波、引力場了。這種命名,文化上,是有變化的。
物理很尷尬,這個問題實在沒有辦法證明出來,也就產生了現代意義的物理。先找能證實的解決吧。可是理論物理假說,又把物理逼到了現在不能證實的境地!
這麼一說以后,奇點是宗教文化?還是傳說?到底還是不是物理呢?
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