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互补原理看中华族群生存与个体生存

已有 416 次阅读 2019-5-9 07:53 |系统分类:科研笔记

互补原理看族群生存与个体生存

——对称中的不对称

 

 

我们在《几何模型看中华族群的生存演化》中研究族群整体竞争生存过程中物质的运行规律时,采用物理守恒定律和希尔伯特向量空间模型,模型与现实的物质运行之间是分离的,如牛顿的万有引力规律与天体的运动现实之间的模型和现实是分离的一样。而在介绍族群个体——行业或单个公司的时候,采用的量子概率模型,模型与现实的物质运行之间就是不分离的,人的思维对现实的认知,即人对现实市场中行业或公司的运行规律的认识会影响行业或公司的运行,如同量子力学中双缝实验过程中,人类对量子的测量会影响量子的运动规律一样,模型和现实之间的关系是不分离的。就是说,人类族群的运行符合经典的决定论模型,而公司或行业的运行遵循量子概率模型,看似冲突的模型却统一在人类族群和个体生存的现实中。这就是玻尔提出的互补原理的含义。

下面我们就以互补原理理解中华族群与个体生存的规律,理解模型与现实的分离与不分离,理解对称中的不对称,最终达到理解族群生存规律的确定性与公司生存的不确定性的目标。

 

互补原理

 

互补原理(complimentarity principle),又称互补性原理、并协性原理,是量子力学基本原理之一。N.玻尔在1928年提出:原子现象不能用经典力学所要求的完备性来描述。在构成完备的经典描述的某些互相补充的元素,在这里实际上是相互排除的,这些互补的元素对描述原子现象的不同面貌都是需要的。他称这个原理为互补性原理。
    玻尔的原话是:“一些经典概念的应用不可避免的排除另一些经典概念的应用,而这‘另一些经典概念’在另一条件下又是描述现象不可或缺的;必须而且只需将所有这些既互斥又互补的概念汇集在一起,才能而且定能形成对现象的详尽无遗的描述”。
    玻尔的互补原理首先来自对波粒二象性的看法。波和粒子在同一时刻是互斥的,但它们在更高层次上统一。光和粒子都有波粒二象性,而波动性与粒子性又不会在同一次测量中出现,那么,二者在描述微观粒子时就是互斥的;另一方面,二者不同时出现就说明二者不会在实验中直接冲突。同时二者在描述微观现象,解释实验时又是缺一不可的。因此二者是“互补的”,或者“并协的”。【互补原理.百度百科】

 

从模型-现实的关系看互补原理

 

模型与现实

 

“我相信人类具有追求理论的动力。人的大脑是个拣选机器,来自外界的刺激在这个机器中得到存储和整理归类,并加工成世界的模型。”【《数学概观》P7】爱因斯坦也指出:“在原则上,试图单靠可观测去建立理论那是完全错误的,实际上正好相反,是理论决定我们能够观测到什么东西”【《量子力学创立的历史概要:写于第五届索尔维物理学会议90年》2018.1.25百度百科.TA说】。“为了理解周围的世界,人们总是把自己观察及思想组织成概念的体系,我们把这些概念的体系称为模型。把逻辑应用于模型的概念而得到的见解就称为理论。...为了方便起见可以把模型与理论合二为一,...这一对概念在人类思想中起着及其重要的作用。譬如说,我们自然而然会把进化论看作地球上生命演化的模型。由于进化论的内在的一贯性以及它与观察十分符合,这就是非常令人信服的。”【《数学概观》P6

   

从模型-现实的之间的关系看,模型-现实可以分为两种类型,第一类是模型-现实之间是相互独立、分离的情况,第二是模型-现实之间是不独立、不分离的情况。

 

模型-现实相互独立的情况

 

索罗斯说,知识表现为真实的表述。根据真理符应论,表述之所以真实是因为他们与事实相符。要建立起符应关系,事实和表述所指代的事物之间必须是互相独立的。当我们的思维成为我们所思考的对象的一部分,这个要求便得不到满足。现实的其他方面则不存在这一复杂的情形。天体的运动和蛋类的孵化都不以我们的意识为转移,它们是认知的客体。【《这个时代的无知与傲慢》】

天体的运动现实和知识的表现的关系,就是牛顿的万有引力定律与天体运行的现实之间是相互独立的,就是说模型-现实是分离的。

 

模型-现实不分离的情况

 

摩根大通(JPMorgan Chase)执行董事和高级经理 Steven Li在题为《贝叶斯理论投资应用学会了吗?》中解读量子贝叶斯模型【《概率的烦恼》】说:“在这一理论框架之下,对量子系统的测量值分布的概率反映了作为观测者的主体对于被观测系统状态分布的一种认知程度。这一理论的革命性在于它不再将观测主体,也就是我们自己的意识和认知与被观测的客体也就是物理系统割裂开来,而是充分考虑了二者的相关作用,即承认了我们的主观意识对于量子系统测量结果的影响,也就是承认了意识在物理系统观测结果的影响。这是物理学理论第一次承认人的意识在物理学中占有一席之地,这种看似及其离经叛道的理论似乎是在肯定唯心主义,而否定唯物主义。但事实并非如此简单。我们必须重新认识和定义物理实在与我们的认知之间的关系。前者是客观存在的,符合物理规律的存在,它或许的确是独立于我们的意识而存在的,而后者则是客观世界作用于我们的意识,促使我们形成知识,创造理论的唯一途径。我们不可否认的是,一切对物理世界的认识和测量过程都是通过我们的主观感知来获取和形成的,因此在这一过程中,我们根本无法否定意识与物理实在的观测之间的关系。任何一种物理实在,如果不能被我们所感知,就不可能影响我们对于世界的认识,也就不可能成为我们的知识和理论的一部分。

 

量子概率是对模型-现实关系不分离引起的交互不确定性的描述

 

文章《上帝如何抛骰子——量子概率及其跨学科思考》说,量子概率是对交互不确定性运动物质的描述。

交互不确定性的特点有:

观察过程对被观察系统造成影响,如代表量子力学的典型实验——双缝干涉,观察会对量子的运动造成影响;

观察者实际上也是参与者,是个参与者的宇宙;

交互不确定性就是由观察者的测量所引发的不确定性;

量子概率实际上是对交互不确定性的刻画。

文章还说,宏观世界中有很多事存在着交互不确定性的系统。【《上帝如何抛骰子——量子概率及其跨学科思考》.Jake.集智俱乐部.百度文库】

 

互补原理看中华族群的生存与个体的生存

 

互补原理的推广。玻尔认为,互补原理是作为一个更加宽广的思维框架,是一个普遍适用的哲学原理,因此他试图用互补原理去解决生物学、心理学、数学、化学、人类学、语言学、民族文化等方面的问题,并试图揭示其他形式的互补关系。比如人类在理解生物学方面的互补原理——

生物学

生物学既包括分子层次的理化性质,又包括细胞、组织、器官层次的生命特征。在研究生物的分子特性时,就不会涉及到生命的部分,在对生物的生命特性进行研究时,就会忽视其分子层面的理化特性。同时,在用仪器对生命体进行研究的过程中,就会不可避免的对细胞、组织造成损害,甚至杀死整个生命体。因此,生物学研究的这两个方面既是互补,有时互斥的。【互补原理.百度百科】
    

族群生存与个体生存

 

就如“生物学既包括分子层次的理化性质,又包括细胞、组织、器官层次的生命特征”一样,中华族群的生存既包含族群整体的生存,又包括不同行业公司的生存。在研究中华族群的生存时,未涉及到行业或公司生存的不确定性;在研究行业或公司的兴衰命运时,我们忽视了族群层面的生存。同时我们在对行业或公司研究时,我们对行业市场前景的判断,对公司的兴衰预测,不可避免的影响我们对某个行业的投资决策,就是我们的思维不可避免的影响了现实。因此人类学对族群-个体两个方面的研究既是互补的,又是互斥的。

 

族群生存的物质运行规律

——模型-现实的关系是独立、分离,对称性和确定性

 

在《几何模型看中华族群的生存演化》中,我们把资源放在组织或生态系统的框架中研究,从经济学的极值原理、物理学的守恒定律和几何学的对称等相应的概念模型,对中华族群三级组织之间的资源运行规律进行了分析,得出了劳动单位开发资源、资源在三级聚落组织之间的分配及聚落公共组织资源使用的几何规律,诠释了“几何是自然界的组织原理”在人类社会资源运行方面的含义。

第一、生产力的函数曲线满足微分方程,说明生产力的函数曲线是个二次曲线,即圆锥曲线。

《禹贡》描述的夏商周中华族群的生存环境可以看作曲率为0的时空,任何在该惯性系时空生存的氏族,其劳动生产过程就是沿曲率为0的测地线做惯性运动,为匀速直线运动方程——。同样的道理,《明代的漕运》描述的秦-清中华族群的生存环境可以看作作曲率为0的时空,任何在该惯性系时空中生存的家庭,其劳动生产过程就是沿曲率为0的测地线做惯性运动,为匀速直线运动方程——。再同理,《中国的经济制度》描述的现代社会中华族群的生存环境可以看作曲率为的弯曲时空,任何在该惯性系时空中生存的公司,劳动生产的过程就是沿曲率为测地线做惯性运动,生产函数满足微分方程,其中

    从黎曼几何的角度看,欧氏空间的平坦空间,曲率为零,只是黎曼空间的一种特殊情形。因此,从农业社会的平坦空间,到现在工商业社会的弯曲空间,从进化的角度看也是一种进化,因为后者的适应范围更广。

 

第二、整个社会的产出资源在公司--中央分配比例满足射影变换交比不变的性质,而交比不变是圆锥曲线的性质。

 

并且克莱因还发现:“射影几何比欧几里得几何学更为基本。实际上,欧几里得几何学是射影几何学中一种非常特殊的情形,后者的范围更大,包含的内容更多”【《几何学》p104】。就说是农业社会的资源分配和现代社会资源分配方式本质上是相同的,而现代工商业社会的资源方式是一种适应性范围更广的资源组织方式,是一种进化。

 

第三、公共资源的使用的极值函数,是n维空间中的球形,本质是谱定律,这也是圆锥曲线的后裔。

由上文推导可知,族群公共资源的运行规律,可以用方程,即

由于这个是个不定方程,满足方程

的坐标点有无限个,所以上述能量守恒的解的集合可以看作希尔伯特n维空间坐标系中以半径为的球体。 球体绕它的轴心旋转时,无论从那个角度看,他的形状都是不变的。这类对称在群论里可以用李群刻画。

上述我们只谈了现代工商业社会聚落公共资源的使用,若我们把农业社会的公共资源的使用考虑进去,我们可以看到达尔文的进化论:

由于农业社会的“人为状态”聚落也是有各不同专业分工合作生产而成的,但由于是铁器工具,生产力稳定,因而每个专业的生产率是线性的,因而农业社会公共资源的使用的选择定律用数学表示就是:

而工商业社会:

 

从上述可以看出,两个公式反映的问题本质上都是经济学中资源使用的选择定律的几何表达,上述是农业社会是n维欧氏空间,现代工商业社会是n维黎曼空间,前者是后者的特殊情形,后者的适应范围更广,从这个角度讲,是一种进化。

  

从模型-现实之间的关系看,上述模型和现实之间是分离,人类的对族群的测量、判断认知不会影响族群现实的物质运行,族群公共资源的运行规律是不受人的意识影响的客观存在。这就如牛顿万有引力模型与天体运行的现实之间是分离的一样的道理。

所以族群物质的运行规律,从模型-现实之间的关系看是对称的、确定的。

 

行业或公司的运行规律

——模型-现实的不分离,不对称

 

以现代中国为例,我们看看中央政府在按照选择定律分配资源于不同行业过程中的思维-现实的关系,或交互不确定问题。

现代中国时期,中央政府为了确保整个中国这个“人为状态”聚落环境的安全,如《中国的经济制度》中描述的从各县集中的资源,北京必须合理规划资源的用途,一定比例的资源用于国防军队建设,确保国防安全。一定比例的资源用于政治秩序的维护,如控制法轮功之类邪教,确保国内秩序的安定。一定比例的资源用于长江黄河的治理、高度铁路公路的建设,确保聚落内自然环境的安全便利等等,才能确保中华人民共和国这个“人为状态”聚落环境在生存竞争中持续安全存在。

在上面分析中,我们可以简化的说“人为状态”的聚落这个公共产品有不同行业的专业分工合作生产而成。这其中行业的数量,或者维数是现实中客观确定的存在,不以人的思维而改变的客观现实(这和贝耶尔《概率的烦恼》中说的量子维度数是一个整数,含义一样)。但是为了把公共资源发挥最大效用而在不同行业之间分配资源的过程却是一个人为判断选择的结果,人对现实的主观判断就会影响资源的分配大小,或者人的思维已经是现实的一部分了。比如某年,中央财政要在各部委分配资源——比如在教育、交通、医疗、国防等各部门(就是各行业)之间进行公共资源进行分配。资源在各部门分配比例的大小是各部门的管理者相互竞争的结果。第一、各部门都会列出各种理由力争报告说自己部门或行业需要国家更大的财政支持。第二、中央在上述报告的基础上,平衡各方的利益,力争财政的分配均衡,确保财政使用的总体效益。在上述决策分析中,显然的人的思维(各部门的对自己行业重要性的看法)已经成为现实的一部分,成为决策的基础。这就是上文索罗斯所说的思维-现实的不独立不分离的含义,就是上文所说的“参与性宇宙”的含义。

 

公司不确定性与量子概率

 

从上文的推导可知,族群中每个行业的分配的资源大小的规律遵循如下量子概率:

每个行业资源分配的概率在n维空间中是半径为1的球形。

 

 从模型-现实之间的关系看,上述模型和现实之间是不分离,人类的对某个行业或公司的研究、测量、判断的认知会影响行业或公司在运行中的运行轨迹,行业或公司的运行规律是受人的意识影响的,存在交互不确定性,是参与性宇宙。这和量子模型与量子的运行之间是不分离的,道理是一样的。

因而,可以说中华族群“人为状态”聚落公共资源的运行是参与式宇宙,存在交互不确定性,符合量子力学的特点,可以用量子概率模型解释。

 

互补原理看对称中的不对称,确定性中不确定性

 

就如“生物学既包括分子层次的理化性质,又包括细胞、组织、器官层次的生命特征”一样,中华族群的生存既包含族群整体的生存,又包括不同行业公司的生存。在研究中华族群的生存时,模型-现实之间是相互分离、独立的,在研究族群中个体的生存时,模型-现实之间是彼此不分离的,前者可以用描述对称的几何模型刻画,后者用描述不确定性的量子概率模型刻画。从人类思维对现实的认知成果看,确定性就是我们生命感受的人类族群的行为具有“跨越时空一再重复的行为模式”的对称性——就是“几何是自然界一种组织原理”的含义。不确定性就是我们生命感受的——个体的行为跨越时空时不重复出现的不对称性——就是概率。而这两个看似冲突的模型,却统一在中华族群在自然竞争生存演化的现实中,这就是玻尔互补原理的含义。




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1 范振英

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