为什么外国名著缺少中国元素？

------读科普名著《从一到无穷大》的疑问与思考

都世民（Du Shimin）

摘要：本文主要阐述阅读物理学家、天文学家、生物学家乔治•伽莫夫的科普名著《从一到无穷大》的疑问与思考。笔者想从不同的视角，来讨论这本书的主要内容，提出自己的疑问和思考，确切的说是用联想思维和逆向思维，提岀疑问和思考。因为这本书内容广泛，只能重点讨论几个问题。另外，从科普写作的视角，讨论有关问题。

关键词：伽莫夫，科普，大数，宏观，微观

一．引言

1946年12月，乔治•伽莫夫为他的著作写了第1版序言，1960年11月，他为再版又写了前言。2007年4月，清华大学教授刘兵授序。2017年10月，电子科技大学校长李言荣院士，再次写了序言，题目是：“我的科学启蒙”。另外，书的前面部分还有这本书的读者感言摘录。不能看出这本书，与其他的书有很大的不同。这部长达半个世纪的著作，是1978，年首次传承中国，如今也有40年了。按刘兵教授说法：“从现在的观点来看，这本科普名著，并未过时。”按李言荣院士的说法，伽莫夫站的角度非常不一样，开启了我对自然科学的兴趣，其中包含的内容十分庞杂，有天文、物理、化学、信息，哪个方面不懂，都可以从中找到对应的讲解，“激发人类的好奇心，并且带动你的兴趣，不需要很多的专业知识”。

二．问题的提出

对这样一部名著，要不要换一个视角？来讨论一些问题。或者说用一种逆向思维来看看这本书，有没有需要讨论的地方？从自然科学多学科的角度，怎样融合？怎样统一？难题在哪里？？笔者先提出一些疑问：

·这本书为什么讲大数却不讲小数？数有多少种？

·数与时空是什么关系？怎样阐述才能让读者理解？

·为什么讲四维空间？难道空间只有四维最多吗？怎样解读四维才能让读者明白？

·生命之谜与大数有关吗？怎样解开生命之谜？

·大小宇宙中，无序是怎样变成有序？同步的构想，证明了吗？

·爱因斯坦的相对论与量子理论的矛盾是怎样产生的？爱因斯坦的相对论是在宏观层面还是在微观层面？它与相对论是在同一层面吗？

·宏观层面与微观层面是什么关系？要不要统一？怎样统一？

·光速是物质相互作用的传播速度吗？在真空中这些物质的相互作用形成的力，能产生波动吗？它们的传播速度是相同吗？怎么证明？

这本书涉及的问题很广，又是多学科，讨论起来也挺困难，文章又不能太长，只能就几个问题进行讨论。

三．为什么开篇讲大数？

1）为什么开篇讲大数却不讲小数？数为什么有正负？数的起始点与终点是什么？材料的参数始、终点又是什么？折射率为什么也有正负？却找不到0→±1的折射率？

从坐标系上看数，有正、负无穷大，这标志什么？有终点吗？恆河中沙粒数不清，是无穷大。可是恆河尚多无数，那么沙粒更多，总共是多少？怎样表示才确切？

2）时空里有大数吗？时空里的大数与小数是什么关系？可以相互转换吗？

3）伽莫夫著作的书名是从一到无穷大，为什么没有0~1？李言荣院士解读为创新，可是0~-1又该怎么解释呢？

4）为什么讲复数？虚数有意义吗？复数是虚幻概念还是有实用价值？为什么只讲复数，不讲矢量？难道矢量与书中后面部分没有关系吗？在与大宇宙探测中，离不开光，光是电磁波，麦克斯韦方程都是矢量关系。在微观层面的小宇宙，细胞是用标量还是用矢量建立模型？因此讲述复数，要让读者理解，应该讲矢量关系，使文章的内容实用化，也便于理解。

5）无穷大是最大吗？宇宙是无穷的吗？宇宙有边吗？时间有无穷吗？地球有寿命吗？人类有寿命吗？学科有边界吗？会无限分解吗？科学探索有终极疆域吗？

阿基米德论文《计沙法》中，提到用无穷大表示沙粒数。如果认为地球上的沙粒数是无穷大，整个宇宙恆河也尚多无数，那么沙粒数又是多少呢？又该怎么表示呢？如果用10的n次方，n为无穷大时，这是不是最大数？看来这个问题没有答案，因为还可以改变这个数的表示方法，让它更大。

四．为什么不讲小数？

1）现代炼金术最终目的是什么？最小粒子有终级吗？光子能不能一分为二？世界上的物质是不是都能用现代的炼金术将其一分为二？

2）细胞的分裂有终极吗？微小粒子的碎化有没有终极？

·揭示生命之谜的最大难题是什么？

·研究生命现象是自上而下还是自下而上思维模式？用化学和物理的知识就够了吗？P198

· 研究细胞的结构及其关联，能搞定生命之谜吗？

· 体内受精与体外受精对男女性别的产生有什么影响？用染色体的概念能解释清楚吗？

· 对细胞的研究能搞清衰老吗？AI技术+纳米技术能让生命永生吗？能让人脑更聪明吗？

· 色盲与遗传的关系有统计学结果，结果靠谱吗？

· 人和机器人能通婚吗？能产生下一代吗？他们的器官脑能够互换吗？

· 讲述无序定律的目的是什么？

·无序到有序是怎么形成的？光合作用能说清楚这个问题吗？

·为什么只讲四维空间？

·四维空间的解读合理吗？

·空间的最多维数是多少？

五．为什么外国名著缺少中国元素？

这部名著的开篇是讲述大的数字，作家以讲述故事的方式，阐述了古代人对数字的概念和数字的表示方法。不同的国家，不同的民族，是不一样的。文中阐述了印度数学家发明，凯撒的衙门内，古罗马，古希腊，古印度，以及西方国家的古代名家，对大数的各种观点的阐述。笔者找不到中国的元素，难道中国5000年文化对大数没有任何讨论？非也！

2500年前，《金刚波若波罗蜜经》对大数有很多讨论，寓意深刻，涉及面很广，引用经文如下：

第八品指出：“若人滿三千大千世界七寶以用布施”。

第十一品指出：“须菩提，如恒河中所有沙數如是沙等恒河。如意云何。是诸恒河沙，寕為多不。须菩提言。甚多。世尊。但诸恒河尚多无数。何况其沙。”

第十一品指出：“如是无量百千万亿劫。以身布施。”

第十六品指出：“我念过去無量阿僧衹劫。於然燈佛前。得值八百四千萬万億那由他诸佛。”

第十八品从人眼的五种功能，谈到“如恒河中所有沙。佛说是沙不。如是。世尊。如来说是沙。须菩提。如意云何。如一恒河中所有沙。有如是沙等恒河。是诸恒河中所有沙数。佛世界如是。寕為多不。甚多。世尊。”经文又指出，眼睛与心的关联。相由心生。

第卅品指出：“有三千大千世界，碎为微塵。如意云何。是微塵衆。寕為多不。须菩提言。甚多。世尊。何以故。若是微塵衆實有者。佛则不说是微塵衆。所以者何。佛说微塵衆。即非微塵衆。是名微塵衆。世尊。如來所说三千大千世界。即非世界。是名世界。何以故？若世界實有者。即是一合相。如來说一合相。即非一合相，是名一合相。须菩提。一合相者。則是不可说，但凡夫之人貪著其事。”

笔者引用上述经文，其目的是说明两个问题：一是中国古代大的数字表示方法；二是宇宙空间的沙子总数。

·古代对最大数表示方法，不应该没有中国传统文化，是这位作家不了解中国傳统文化，还是中国传统文化宣传不到位？笔者也说不清楚。［ ］

·伽莫夫在开篇中说，“古代的计数很难超过几千，因此，也就没有发明比一千更高的数位表示符号”。显然这种说法是不全面的，他不了解中国的傳统文化，很早就有“億”这个表示方法。中国人表示数字是以漢字表示，它是方塊字，不是字母或符号。

一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 百 千 万 億 及其组合

另一种数字表示法：

個 十 百 千 万 億 及其组合

不难看出，中国古代表示数字早就超过了“ 千 ”，这是不争的事实！

在中国古代诗词中，也可以找到数字的表示法：

怨郞诗

［汉］卓文君

一别之后，二地相悬。

只道是三四月，有谁知五六年。

七弦琴无心弹，八行書無可傳，

九連环从中折断，十里長亭、我望眼欲穿。

卓文君（公元前175年—公元前121年），原名文后，西汉时期蜀郡临邛（今四川省成都市邛崃市）人 [1-2]  ，汉代才女。中国古代四大才女之一、蜀中四大才女之一。

这首诗写了13个数字，一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 百 千 万。最大数字是“万”，不是“ 千 ”。

伽莫夫在开篇中说到阿基米德（公元前287年—公元前212年），公元前三世纪，大名鼎鼎的大科学家，想出了书写着巨大数字的方法，他从当时古希腊送书中，最大的数万开始，然后引出一个新的数字万万（亿），作为第2阶的单位，然后两个“亿亿”表示第3阶的单位，用三个亿表示第4阶的单位。伽莫夫认为，在那个年代，阿基米德能够写出大的数字的方法，确实是一项伟大的发现。然而在这之前，中国古人早已发明了大的数字的表示方法。

笔者引用的古代表示数字的两种形式，一是佛教经典，二是中国古代诗词。这是有据可查的。我们的祖先，表示数字和数字与实际应用中的概念，阐述的很简明，寓意也很深刻，不用费太多的笔墨，就把问题阐述得清楚。上述的13个数字表示的含义，中国人应该都明白，外国人就不一定清楚。名家要不要知道中国的古代文化？至少龙的传人，应该思考这个问题。有些名家发表的言论，为什么就缺少中国的元素？却反而说，中国没有科学，外国文化没有中国人的名字，问题到底在哪里呢？

2019-04-20林坚在《环球时报》刋文：“中华文化海外传播任重道远”，讨论了这方面问题，

（http://opinion.huanqiu.com/hqpl/2019-04/14756183.html）

六．数与时空

1）怎样看到无穷远？

这个问题实际上是说，人的眼睛能看多远的距离？如果我们要到这个地方去，需要多少时间？这就变成了时空问题。如果宇宙是无穷的，也就是说宇宙的空间没有边界，也就是没有形状，那么时间还存在不存在？在地球上这个问题是不存在的，因为地球是个近似球体，是有边界。如果人的眼睛，不借助于显微镜和望远镜，所看到的距离是有限的，是不是每个人都一样啊？不是。这究竟是为什么呢？你想过吗？

2）一支烛光，我们离多远的距就看不见，我们每个人能分辨清楚多远距离的物体，其答案是不同的。为什么会这样呢？这答案又是什么？这个问题涉及到光，也涉及到人的眼睛的构造和运行机理，同时与环境条件有关。回答清楚这个问题，应该用天人合一的观点。若用量子力学的观点很难解释清楚。

3）然而在大宇宙中，我们能看到无穷远吗？我们观测宇宙时，几乎就是在寻找光源！寻找的光源是否就是太阳光？ 我们看到的天上的星光，无法证明都是太阳光。

从一侧到另一侧约为930亿光年。这是天文学家都觉得难以想象的距离。其数值大小相当于绕银河系300000圈，而太阳自诞生之日起才绕了20圈。换个说法，你能想象绕地球2000亿亿圈吗？

930亿光年，如果按照分秒计算，这930亿光年是多么大的数？这说明时空都是无穷大吗？

不难看出大数与时空是有关联的。伽莫夫的著作却没有说清这个关系。

4）这宇宙是球体,还是方体？我们的肉眼是分不清的！如果宇宙是有边缘，它具有形状，我们才能认为宇宙有膨胀，才有可能形成宇宙的大爆炸，如果宇宙无边，没有形状，又怎么判定是膨胀了呢？这大爆炸又是怎么产生的呢？令人费解！

5）如果认为宇宙发生了大爆炸，那么爆炸之前是什么状况呢？又该怎样来解读呢？

6）除非你是漂浮在太空中的宇航员，你可以超光速飞行，在那里你看到许多地球外的东西，所以才有可能看到地球怎样弯曲。可是人类又不可能离开这个宇宙，你怎么能够判别那个宇宙是直的或者是弯曲？这只能是假设，因为我们没有超光速的飞行设备，我们要想到另一个星球系几乎是不可能的！

七 时空的表示方法

3）伽莫夫讨论四维空间的时候，提出三维空间是以尺寸为量纲，而四维空间，是以时间为为量纲，能让读者理解四维空间吗?可是这两个量纲不是一回事，怎么能相提并论呢？对天文学和考古学，同样存在这个问题。用长度量纲来表示时间的长度，以此作为时空变换的根据，这是主观意志还是客观标准？笔者很难理解。

考古学和天文学都是探索很早很早以前的大小宇宙，考古学是以多少亿年为单位；天文学是以多少亿光年为单位？前者表示时间，后者则表示距离，从数值上看相差很大很大，无法比较。这本身是时空差异，不是同一范畴。考古学是在微观层面取得的数据。天文学这是在宏观层面取得数据，采用的手段和方法是不同的，这里就存在一个微观和宏观的不统一，对此没有人讨论。

4）光是粒子还是电磁波，是有争议的问题，科学家牛顿认为光是粒子，而麦克斯韦认为光是电磁波。如今认为光有粒子和波的二重性，这实际上是宏观和微观的特性合一，是在两种不同的光学装置中展示的，在同一组光学装置中，能否展示这两种特性？在人的眼睛中，光是电磁波，可是到了视网膜，却变成了微观层面，那么光是粒子还是波呢？没有人研究。没有实验证明二者都存在，有的专家用量子理论来解释宏观现象，三米以远为什么能够看见烛光，认为是量子效应，可是怎么证明？如果把它看成为电磁波，那么眼球与视网膜就构成了一个天线系统，它就能够解释人眼的很多功能。

奇怪的是，伽莫夫著作几乎看不到麦克斯韦的名字，但是从内容上看，有波长概念，以此来解释一些现象，但是在宏观微观之间的关系上，却没有讨论，一点认为，麦克斯韦的电磁理论用波长概念把宏观与微观连续起来，而爱因斯坦和量子理论之间没有链接，宏观与微观不能统一，他们有矛盾是必然的！

5）光速不变的理论也是争议很久的问题。伽莫夫讨论这个问题时，认为光速就是物质相互作用的传播速度，他认为任何物体之间作用力，在真空中的传播速度都是相同的，对包括电的吸引力和万有引力，并且认为光速有上限，任何物体不可能超过光速运动。有的专家认为，力不可能产生波，但是交变电磁场可以产生电磁波。这里的电磁场是不可分割的。可是物理学中的4种力：

引力、电磁力、强力和弱力，它们的定义是不相同的。

6）引力源于物体质量的相互吸引，两个有质量的物体间存在引力；电磁力是由粒子的电荷产生的，一个粒子可以带正电荷，或者带负电荷，同性电荷相斥，异性电荷相吸；强力主要是把夸克结合在一起的力；弱力的作用是改变粒子而不对粒子产生推和拉的效应，像核聚变和核裂变这两个过程都是受弱力支配的。

伽莫夫认为这4种力在真空中是一样的。这4种力在真空中怎样证明它们是一样的呢？他们不在同一范畴，无法比较，宏观与微观的实验不可能在同一个地方进行比较。因此笔者认为这一结论是主观意识，它不是客观标准。因为真空并不是真正的“空”，在微观层面，人类知之甚少。

读书是为了学习知识，也是想从中获得启发，书中的故事可以引发读者的兴趣，只有多学、多思、多问，才能更深入的学习，在深入的学习当中，将受到的启发转化为创新，学习碎片式多学科的知识，需要将其交叉融合，才能有整体观念，才能对事物有更清醒的认识。如果有了创新思维，就要小心求证，用多个视角去证明创新思维的正确，这不是一朝一夕能完成的。这是一个艰苦的过程。

由于篇幅的限制，只能做简单讨论。