古代数理文化、宗教文化、现代数学、现代物理的分离
上文谈到,古代的数理文化一统的数学、数理方式有哪些?数理文化的制高点,这些事情主要发生在西汉时期之前。当时的数学发展,影响到了数理文化的发展;但之后的数理文化发展,开始影响数学的发展。
中国古代在战国时期经历了百家争鸣之后,至西汉时期,数学达到当时意义的巅峰。人们不仅开始了解三维的静态,三维的动态,同时开始了四维、五维(五个影响因素的动态系统的表达,代表是五行)的探索。直到唐朝,数学的发展是有限的。而唐宋之后,数学的发展进一步缓慢。
只可惜古代的数学由于受到数理文化的影响,走的是图符化发展(如八卦、周易、太极、五行)、算术发展(将几何问题转化为代数方法解决)、术数发展(图符化发展兼容算术、数理文化)的并行路线,这制约了现代意义的数学的简化发展。
西汉马车
西方这个时期,也存在着数学发展陷于迟滞的情况,古希腊、古罗马之后,宗教文化制约了数学的发展一千余年。直到牛顿、达芬奇、笛卡尔、欧拉开启了西方近代数学的发展之路。中国古代的数学在这个时候开始出现落后。
我们依然可以看到,牛顿不仅发现了引力现象、创造了影响西方近代哲学的《自然哲学的数学原理》,强化了西方古代毕达哥拉斯学派的“万物皆数”思想,同时他也在研究神学,研究古代的翡翠碑(西方古代数理文化的产物)、古代的炼金术(近代化学的前身);达芬奇不仅仅是一位大画家,同时也是西方古代的数理学家,他在研究斐氏循环的二维几何螺旋表达以及西方古代金字塔数理发展出来的古代梅塔特隆数理简化的等棱十四面体;而笛卡尔,不仅仅是数学家,完善了解析几何的应用,同时也是哲学家。而西方当时的哲学,还并未与古代数理文化明确分开。就如中国同时期的心学。
这是时代文化的局限造成的影响。我们现在看到的他们留下的文化遗迹,更多是关于现代意义的数学与物理方面的,并不是他们当时就在搞现代的数学和物理。
但从这个时期开始,西方的数学、物理、数理文化开始试图摆脱宗教文化的影响,至近代爱因斯坦的时代,物理、数学才从数理文化中开始脱离,并独立门户,但并未完全摆脱宗教文化的影响。就像国内的理论物理学家通常会感叹老天爷(道教表达)、佛祖(佛教表达)之类的,西方的理论物理学家也通常用上帝做比喻。这是文化层面的影响。
也就在这个时期,西方的数学开始进一步探索四个因素影响的系统的数学表达(四维),以及多个因素影响的系统的表达,并取得了数学上和物理上的突破。这也带动了西方近代数理文化的发展,产生了基于现代数学和“伪物理”的新的玄学。就像古人对四维的探索产生了“方外”这个并不成熟的数理文化概念,而现代数学直接进入“方外”“虚数”这个领域探索。而西方近代的数学可视化发展方向,又将虚数实数化表达,“方外”数学化表达,这使不了解近代数学、物理发展的人很容易陷入玄学,数学的“虚实不分”了。
而同时期,中国的清朝初年开始接触微积分,在清朝末年开始引进西方的几何。在新文化运动以后,数学与传统的数理文化直接划清界限,与现代数学直接接轨。
基于数学逻辑来看四维数学的发展
尽管古人在2000年前就已经开始探索四维、五维因素影响的系统,但是由于数理文化将动态与静态兼容表达,降维表达,一维到三维以内的直线性、决定性、唯一性的代数几何互换,基于惯性思维方式,将已知向未知扩展,古人将这种思路扩展到了四维、五维、多维,这一方面形成了古人机械循环论的数理思路,同时也影响了古人的数学判断。古人并未区分出来四维时空、四维超体、四维空间的区别,并在多数场合混为一谈。直到百年前,这些才得以明确数学、数理区分。
基于四个影响因素的系统,如果表达的是三维的运动,或者说三维的动态结果,四维的静态结果,这是四维时空的数学方法。它依然是决定性的数学方法。
例如一个欧氏二维的圆,向三维垂直方向直线运动,其结果产生了三维的圆柱体。那么将这种思路进一步限制性的扩展,如果三维的几何体向四维垂直方向直线运动,结果会怎么样呢?这就是四维时空的数学逻辑。这里的数学限制就是新增维度的垂直方向的直线运动。这在实数体系不成立,但在虚数体系成立。奇妙在于,数学结果是带有曲率的非直线的,并且这个系统是唯一的(实数镜像仅仅是可视化表达的数学逻辑推理的产物)。原来三维的欧氏几何性质在这个系统中发生了改变。这也是相对论的四维时空数学结果不好理解的地方。
依然使用这个数学思路,但是我们要求原来三维的几何性质不变,例如直线还需是直线,但可用线段来表达直线;原来的勾股定律依然有效。现在多出来的维度中勾股定理依然有效,例如原来的三维是正方体,那么新增维度的超体的胞体的边长也必须保持垂直的状态,同时,对角线的计算依然符合勾股定理,那么就会得到四维正方超体。它在三维的投影是动态的,也就是结果并不唯一。代数上,它似乎还酷似决定性系统(已经不是决定性了),依然可以用唯一的方程表达,但解是不唯一的;在几何上,它明确不是决定性系统,不存在唯一性了,或者说不存在静态表达了。一些人一本正经的讲四维超体的静态表达,但那仅仅是四维超体的其中一个静态的三维投影而已,反应不了四维超体的全部几何性质,很容易造成数学误导。
这是从数学逻辑角度来分析四维时空与四维超体的不同。
四维空间是什么?
基于欧氏几何三维空间的逻辑扩展,四维空间概念并不存在。三维坐标轴是无限长的,组成的空间是三维空间,也就是三维空间无限大。无限大空间之外的空间是四维空间,这,数学上不成立。
基于超体几何,并没有四维空间的概念,只有四维胞体的概念。要做到三维几何体的边长无限长,同时四维保留原来几何性质,四维超体都哭了,臣妾做不到啊。假设三维正方体的边长无限长,四维胞体的边没处画。代数上,若x^2+y^2+z^2+j^2=0成立,要求j是实数,那么除了0(代数)或者说(0,0,0,0)(解析几何方式)这个点以外,这没有其他数学几何解。
点之所以被数理称为0维,实际就是说点可以表达任意几何形状,这是数理一统方式的表达。并不存在这样的三维几何形状。除非j是虚数,这有虚数解。四维正方超体在三维的动态投影,实际是虚数解实数化表达的结果。很多解读的过程中,通常忽略了并不存在的数字--虚数的实数化镜像转化这个过程,这很容易造成数学误解。
物理的四维时空更是迷糊,四维时空并不是单独的空间,也不是单独的时间,是三维长度与ict(虚数长度)的数学体系,用来描述三维体的相对运动的结果,或者四个影响因素共同作用的静态结果,并不是四个维度都是实数长度的体系。代数上,x^2+y^2+z^2+(ict)^2=0成立。降维、虚数实数化表达,只需x^2+y^2+z^2=(ct)^2就可以了。
这个过程也存在虚数实数化的过程。我们看不见引力场,因为它是虚数的,只能看见它的影响效果。也就是所谓的间接验证。如果直接验证引力场的存在(通常会见到这样的说法),那就数学闹鬼了,虚数实数化成立了!?也就是引力子不可能粒子性的存在。哪一天找到引力子的影响效应,会被说成发现引力子了。那时候才乱套。数学的虚数实数化这种可视化表达方法,会被玄学巧言坐实--虚就是实,那么实届时是什么呢?
基于中文的语境以及汉语表达习惯,四维空间等同于古代的“方外”。尽管有些翻译者由于不懂数学、物理这方面内容,稀里糊涂的将四维超体或者四维时空翻译为四维空间,但数学和物理都甩黑锅,数学和物理这两个领域并不存在四维空间,数理文化才会涉及四维空间。
至于平行空间,是微观量子级别的理论物理假说,也不是四维空间。而微观量子级别的理论被宏观人文性的表达,虚数实数化表达,物理做不到。这又是另外一种现代的玄学产生的基础和方法--例如为神仙或者鬼、灵魂、不明飞行物之类的找到住所、出处。
虚数实数化的数学表达转换方式
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