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无招胜有招之道德篇 精选

已有 3618 次阅读 2021-5-10 08:49 |个人分类:追梦|系统分类:科研笔记

 

科学网上有关科学研究的境界妙文不断:王立新老师的科研的四种境界》、秦四清老师的科研的最高境界之我见》、大呆的《无招胜有招之猜想篇》、王立新老师的《无招胜有招思想对科学发展的危害性之探讨秦四清老师的《原创之四难》、王立新老师的《科研的六个层次。大呆非常赞赏王立新老师根据冯友兰先生的人生四种境界提出科研的四种境界:自然境界、功利境界、道德境界、天地境界。这有点象当年爱因斯坦对科学家的分类:利用科学谋取名利、利用科学谋生、从科学研究中获得乐趣、为了科学而献身(与之共存)。大呆有一个观点:我们作为一个人活在世俗的生活中,免不了要谋生、甚至随波逐流谋取名利,但是应该向着更高的境界提升自己,从科学研究中获得乐趣,甚至为了科学而献身(或者说奋斗一生)。四种不同的境界可以形象地比喻成四个能级,我们可以在四个能级间跃迁,我们应该尽量处于高能级的境界上。

王立新老师将中华文明没有产生科学(李约瑟之问)最重要原因归咎于中华文化。把中国科学界目前存在的一些问题甚至是乱象归咎于无招胜有招的思想。大呆不敢苟同。我认为,将科学发展的迟缓和原创成果的缺失归咎于中华文化是打错了板子,开错了药方。现在中国科学界存在的一些问题是科研制度设计的问题,例如,著名科学家从政后双肩挑垄断资源,科研绩效和收入与经费挂钩等。完全可以通过科学政策的制定、科研体制的改进来改善科研环境,从而改良出能够产生原创性成果的土壤。中华文明中有许多经典著作是古代哲人深邃思想的结晶。尽管其思想深奥难懂,我们应该努力学习。尽管其中不免存在一些糟粕,我们应该从中汲取精华。可以用古人的哲学思想(特别是道德经)指导我们的生活甚至是科学研究。

 老子的《道德经》是对自然现象的演化、人与自然的关系、社会的变迁等规律的认识,是人类文明的魁宝。在没有现代科学技术的研究积累和现代理论指导的前提下,老子面对茫茫苍穹,浩瀚繁星,全凭大脑的思维,对宇宙的演变和宇宙万物的起源进行深入的理解,并做出比较合理的解释。有一句话,当科学家攀登到顶峰时,发现哲学家在山顶等着他呢。也就是说,当科学家用科学的语言攻克一个科学难题时,发现其中的道理与哲学家的思考是相通的。我们逆向思维一下,在探索和解决科学难题的过程中我们为什么不可以从哲学家的思考中获得启发,从而推进科学研究的进程?实际上,西方的一些著名科学家非常注重从中国文化经典中获取养分,指导科学研究,著名的例子有:霍金的无中生有的宇宙模型,莱布尼兹受到八卦的启发发明二进制,玻尔以阴阳转换的哲学思想为指导提出波粒二象性(哥本哈根学派的会徽中有阴阳太极图)等。目前,老子的思想已经被越来越多的西方人接受,一些量子宇宙论、广义相对论等对宇宙起源的描述与老子的思想不无相通之处。

在博文《无招胜有招之猜想篇》中大呆结合求解三维伊辛模型精确解的过程,详细解读什么是无招胜有招。注意:大呆所说的无招,是无中生有之招,是蕴含无知之招,可能蕴含了许多不知道细节招式,有待以后进一步探究的招式。不是没有招,也不是不出招,也不是抢别人的招。下面,我结合求解三维伊辛模型精确解的过程,介绍如何从《道德经》中汲取思想,理解三维伊辛模型的相变过程以及不同的物理状态的(详细见我以前的博文《巧合-5》、《巧合-6》):

我在博文《巧合-5》列举了《道德经》中四章的今译意思以及古人的重点注译。我们可以尝试着去理解老子关于天地万物起源的思想。老子最重要的思想就是“无中生有,有为万物之母”。在天地形成以前就存在一个浑然一体的东西。听不见它的声音也看不着它的形体。它独立长存而永不衰竭,循环运行而生生不息,为天地万物的根源。是无极太极之大道。这两者具有同一来源而不同名称。无极与太极又并不是两件事物。无极即是太极。太极即是无极。两者共生,相互转化。以无而生有,有太极然后才有天地。有天地后才有万物。

我们研究三维伊辛模型的主要目的是理解有序-无序相变以及临界现象。通常仅仅关注在临界点上下的无序和有序两个相。为了求解三维伊辛模型的精确解,我引入两个猜想,引入高一维的旋转变换和权重因子。在两个猜想的基础上获得的三维伊辛模型在不同温度的(3+1) 维绘景表明出现如下六个不同的相:1) 第一相,在无限大温度,没有任何相互作用的状态,因为与无限大温度相比任何有限的相互作用均失去其作用。系统的自旋织构是完全随机和极端混沌的无形状的相。我们无法从这个完全随机的相区别出任何织构。代表“无”(无相互作用)的特殊状态。2) 第二相,在刚刚偏离无限大温度,系统开始经历非常极端地微弱的相互作用。从而产生从完全随机的偏离,所有的高温级数展开的自旋织构从完全随机的相中自发地同时地浮现。这时系统仍是一个非常随机的,带有强的量子波动,但比无限大温度时的系统少了一些随机性。它是一个随机的带有细节结构的有形状的相,代表“有”的特殊状态。3) 第三相,在居里温度Tc 之上的有限温度, 一个无序的相从随机中产生,称为无序相。4) 第四相,精确地在临界点,发生一个无限大关联长度的无序到有序的相变,并具有自由能、比热等的奇异性。称为临界相。5) 第五相,在临界点以下的有序相。6) 第六相,在绝对零度,系统变得完全有序。

为了理解临界点处及附近临界性质的目的,在猜想基础上成功地推定三维伊辛模型的精确解意外地帮助我们给出无限大温度处及附近的三维物理世界的绘景一个清晰图像。有限温度下的状态都是已知的,我只不过细分了一下。我推定的精确解揭示了无限大温度处和附近的状态的不同,揭示了在无序和/或随机状态下自然的本质!这两个相是一对奇异的孪生兄弟:第一相是空的,因为没有任何东西可以从中区分出来,而第二相是具有所有高温级数展开的织构的满相。第三相是从第二相的强量子波动中诞生的。无限大温度和无限大温度附近的状态分别为“无”和“有”。根据李-杨相变理论,在无限大温度系统有相变的可能。当然,这种相变与居里点的性质不尽相同。经过我后来的理解(在证明猜想的过程中),这个相变是一个拓扑相变,存在拓扑相因子的变化。

当时,如何理解无限大温度以及附近的两个状态,给我带来不小的困惑。我尝试从不同的经典著作中获得启示。一个偶然的机缘,我得到一本《太上道德经讲义》,发现其中对道德经的理解非常精妙,就觉悟到了无与有、无极与太极的区别,无中生有,有生万物的含义。发现我建立的三维伊辛模型的(3+1) 维体系绘景与老子的思想相通。当然,有人可能会争辩,老子的思想是不是与三维伊辛模型根本不相关。我的答复是:在最高的层次,哲学、科学、艺术以及甚至宗教都是相通的,相互关联的,因为我们所有人面对的是同一个大自然。哲学是科学的最高层次。我们应该尊重最伟大的哲学家和思想家老子的智慧。理解古代哲人的思想,理解“道”的道理。老子说,独一无偶的“道”禀负阴阳两气。我理解,他就是在描述一个无限大的世界里具有阴阳(或上下)两种可能状态的万物(或自旋)是如何相互作用而导致世界的起源和演变的。他就是在理解一个无限大(热力学极限下)的三维伊辛模型的变化,只不过他没有用数学公式和符号来描述罢了。某种程度上,可以把老子的思想看成是无招,我的数学物理描述看成是有招。由于英国《哲学杂志》的审稿人一字未改地原文接受了我近六万字的《三维简单正交伊辛模型精确解的猜想》论文,其中关于(3+1) 维体系绘景和老子思想的两段文字原封不动地向《哲学杂志》的读者隆重推出。这也表明西方的科学家(审稿人)也是能读懂和接受东方的哲学思想对现代物理模型的诠释的。能在西方的《哲学杂志》介绍东方老子的哲学思想也算是一个巧合吧。我能够用现代物理理论的语言和符号(有招)表述了一个与老子的思想(无招)相通的物理世界仍人生一大幸事。得天地之大道,其乐融融。

三维伊辛模型精确解研究相关论文链接:

  1. 提出两个猜想:Z.D. Zhang, Philosophical Magazine 87 (2007) 5309. https://doi.org/10.1080/14786430701646325

  2. 初探数学结构:Z.D. Zhang, Chinese Physics B 22 (2013) 030513.

    https://doi.org/10.1088/1674-1056/22/3/030513

  3. 证明两个猜想-克利福德代数方法:Z.D. Zhang, O. Suzuki and N.H. March, Advances in Applied Clifford Algebras 29 (2019) 12. https://doi.org/10.1007/s00006-018-0923-2

  4. 证明两个猜想-黎曼-希尔伯特问题方法:O. Suzuki and Z.D. Zhang, Mathematics, 9 (2021) 776. https://doi.org/10.3390/math9070776

    5,自旋玻璃三维伊辛模型计算复杂度: Z.D. Zhang, J. Mater. Sci. Tech. 44 (2020) 116.  https://doi.org/10.1016/j.jmst.2019.12.009 

   6, 二维横场伊辛模型的精确解:Z.D. Zhang, Physica E 128 (2021) 114632. https://doi.org/10.1016/j.physe.2021.114632

 



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