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從牛頓3大定律到易經64卦,物理學對話易學,不一樣的思維之火

前言:

沒有哪一門科學能像物理學這樣深刻影響哲學,所以,把物理學與易學對比,是件好玩的事情。作為一名物理老師,研究物理教學是我的本職工作。作為一名國學愛好者,喜讀經典是我的業餘愛好。這篇小文是一個我和另一個我的對話。既是所謂“對話”,那麼就包含了“對比”和“探討”兩層意思,對比在我,探討則在諸君。

從牛頓3大定律到易經64卦,物理學對話易學,不一樣的思維之火

物理學研究範圍“致廣大 盡精微”

物理學和易學揭示的世界普遍“大法”

物理學研究的時間跨度極大,從宇宙大爆炸到現在,再到未來。物理學研究的空間跨度極大,從浩瀚無垠的宇宙,到小小小小的原子核內部。《中庸》上有句話, “致廣大,盡精微”,用來描述物理學研究的空間跨度,倒是很貼切。

如果加上時間維度,古語說, “四方上下曰宇,古往今來曰宙。宇雖有實,而無定處可求。宙雖增長,不知其始所至。” 這也許是中國文化中,對物理學研究範圍最貼切的描述了。

物理學是非常古老的學科,在中國春秋戰國時代,墨家就有很多關於力學知識的總結和應用,《墨經》上,甚至還有“小孔成像”的記載。

不過物理學作為一門獨立的科學,卻是誕生在17世紀的歐洲。物理學的發展中心,先是在歐洲,後是在美國,於華夏是一種遺憾,卻也是一種哲學的必然。

歐洲在中世紀前,跟中國古代一樣,也有很多物理學的知識記載。大家熟知的阿基米德鑑別王冠真假的故事,就講到阿基米德對浮力的研究。阿基米德還總結出了槓桿原理,我們在初中物理學習過。

公元5世紀至15世紀,歐洲處於黑暗的中世紀時期,經院哲學和宗教神學禁錮了人們的思想,科學發展停滯不前。物理學也不例外。

隨著歐洲“文藝復興”的到來,物理學也迎來了發展的第一個高光期。義大利物理學家伽利略在17世紀上半葉,開啟了“假說—猜想—邏輯推理—實驗驗證—合理外推”的現代科學研究,將物理學向著精確實驗、定量研究的方向推進。

1687年,偉大的物理學家、數學家牛頓發表了劃時代的鉅著《自然哲學的數學原理》,以此書的發表為標誌,物理學獨立成為一門精密的實驗科學和嚴謹的理論科學。

從牛頓3大定律到易經64卦,物理學對話易學,不一樣的思維之火

近代科學巨匠牛頓

隨後的200年,經典物理學的發展非常迅猛,力學、熱學、光學、電磁學都建立起了完備的理論體系。當時科學界甚至流傳,物理學已經沒有什麼重大問題可以研究了,剩下的工作只不過是把精確度往小數點後再推進幾位。

在17世紀到19世紀,甚至20世紀,經典物理學不僅僅是在科學領域成功,在技術領域更是極大地推動了社會生產力的發展。從蒸汽動力時代,到電氣化時代,再到電子資訊時代。

簡單回顧物理學史,是為了展現接下來我們要說的“相互作用”,這一世界普遍“大法”是如何揭示出來的。

自文藝復興以來,自然科學尤其是物理學的發展,對西方哲學的影響極大。而經典物理學是以牛頓力學作為基礎的。

在《自然哲學的數學原理》一書中,牛頓提出了著名的運動三大定律。所謂定律,就是說是普遍存在的,是不需要前置條件的,是一般性規律。

牛頓第一定律

說:一切物體總是保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非有外力迫使它改變這種狀態為止。

牛頓在還定義什麼是力,他說,力是物體間的相互作用。並且提出:兩個物體間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。這就是

牛頓第三定律

牛頓第一定律揭示了一個可怕的真相,那就是,如果沒有

相互作用

,物體將保持初始狀態,直到永遠。果真如是,那這個世界是多麼的單調、無趣,甚至是死寂。正是因為有了相互作用,這個世界才有了千變萬化,才有了豐富多彩,才有了無限可能。

舉個例子,假如沒有萬有引力相互作用,就沒有我們看到的太陽東昇西落,月亮朔望圓缺,地球也將是另一番景象。

老子在《道德經》說, “人法地,地法天”,孔子在《繫辭傳》說, “古者包棲氏之王天下,仰則觀像於天,俯則觀法於地”。

倘若沒有萬有引力,所觀天地已不同,所效的天地之法也已不同。

可見,

相互作用

,是萬物世界的“大法”。牛頓從觀察和實驗中,抽象出了力的相互作用。而中國古代先賢們,從觀像和思辨中,抽象出了陰陽的概念。

牛頓運動定律揭示力是成對出現的,一個叫做作用力,另一個叫做反作用力。在中國哲學裡,陰陽也是共生的。正所謂“獨陽不生,孤陰不長” 。相互作用力方向相反,陰陽變化也方向相反。相互作用力可以在兩個物體之間,也可以在兩個系統之間。陰陽相推也類似。

所不同的是,相互作用力大小相等、同時產生、同時消失,沒有主次,沒有先後。而陰陽是此消彼長,動態變化。在某個確定的階段,陰陽有主次之分。不單單是“獨陽不生,孤陰不長”,陰陽均等的情況也是少見得很。作用力與反作用力的變化是直線的,而陰陽的此消彼長是曲線的。

直線思維更為剛性,曲線思維更為柔性。剛性講對錯,柔性講圓滿。剛性講精確,柔性講模糊。剛性強調一致性,柔性強調包容性。這也許是西方更注重對錯,而中國更講究圓滿的哲學根源。這也許是西方文化更具侵略性,而東方文化更具融合性的原因。當然,這也許也是分析科學西方勝過東方,系統科學東方強於西方的原因。

我們的中醫就是系統科學,中醫的沒落是我們的罪過,中醫的復興是我輩的責任。這是題外話。

物理學和易學揭示的人類認知“天花板”

經典物理學的成功,極大的推動人類生產力的發展。這對西方世界觀影響很大,人們幾乎以為人類無所不能了。

但是,到了19世紀末20世紀初,一系列重大物理現象和物理實驗,例如X射線的發現、放射性的發現、電子的發現,以及著名的“以太飄移實驗”,經典物理學理論無法解釋。經典物理學遭遇大前所未有的困境。1900年,英國物理學家開爾文男爵把這種困境,形容為“飄在物理學天空的兩朵烏雲”。

在焦慮當中,科學家們不懈努力,終於迎來了現代物理學的誕生。1905年偉大的物理學家愛因斯坦建立了相對論,20世紀上半葉量子力學在玻爾、狄拉克、海森伯等人的努力下,也建立了起來。

相對論將經典物理學從低速範圍擴大到了高速範圍,量子力學則將物理學的研究從宏觀領域引向微觀領域。相對論和量子力學作為現代物理學的兩大基石,再次深深的影響了人類的世界觀。

相對論讓人類看到了認知的侷限性,用中國的一句俗話說“人外有人,天外有天”。而量子力學,特別是海森伯測不準原理,則直接宣告了人類認知的上限。我們不可能完全認識物質世界。

對這一點,牛頓曾說過:在科學麵前,我只是一個在岸邊揀石子的小孩。這並非虛偽的謙遜,實在是發自肺腑的感嘆。作為科學巨匠,牛頓窮畢生之力, 終於看到了宇宙的浩瀚無際,也看到了自己的侷限性。

人類認知的侷限性,還有一點可以例證。就是對這個世界的“始作俑者”,科學始終沒有給出明確答案。

這個世界相互作用起來的狀態我們已經描述得很清晰了。比如行星運動的規律,是萬有引力作用下,才呈現這樣的運動狀態。但是,初始狀態是怎麼來的呢?牛頓晚年有人問他這個問題時,他說, “有一天上帝無聊,踢了一腳,於是就這樣運動了。”當然,這可能是玩笑話,或者是訛傳。

但是晚年的牛頓醉心於神學的研究,卻是事實。也許是苦苦尋找“始作俑者”而不得的緣故吧。

從牛頓3大定律到易經64卦,物理學對話易學,不一樣的思維之火

老子的思想更接近宇宙起源

對於“始作俑者”,中國的老子倒是給了回答。《道德經》第一章就說: “無,名天地之始,有,名萬物之母。……此兩者,同出而異名。”

老子的思想可能是最接近宇宙起源的。在《道德經》開篇,老子就說, “道可道,非常道”。在第二篇,老子又說, “有無相生”。(感興趣的朋友,可以翻看拙文《從現代科學角度看懂“有無相生”,為老子摘掉“虛無主義”的帽子》)

前文述及德國物理學家海森伯提出的“測不準原理”,按照這一原理,當我們試圖測量某個粒子,使用的測量手段就會不可避免的干擾到這個粒子的狀態,使得我們的測量結果,已經跟粒子本來的真實狀態產生了偏差。

列位看官,《道德經》開篇第一句所講,與海森伯測不準原理何其一致啊!

這個世界本來什麼都沒有,當我們人類開始認知世界,世界的景象就開始建立起來了。王陽明先生也有類似的表述, “我不去看那花,那花與我的心一同寂寥。當我去看那花,花與我的心一同燦爛起來。”

這個世界的奇妙在於它是有規律的,更奇妙的是我們人類竟然能夠認知它的規律,而最奇妙的是,人類對世界規律的認知是有上限的。

《易經》分析問題,從“像”“數”“理”入手,這個世界的“像”,我們已經描述得很清楚了。它的“數”的規律,我們也掌握了很多了。但是,當追問“理”時,我們人類還說不清楚。

“像”、“數”都有確切的答案,只要談及“理”,卻總是公說公有理婆說婆有理。當追問世界因何而來,因何而生之時,我們就無可避免的陷入到玄學,乃至神學當中。

其實,對於人類認知的侷限性,《易經》早已講過。六十四卦最後一卦,未濟卦。未濟卦全部爻都不正,呈現出陰陽交錯的狀態,意味著事物迴歸到新的開始狀態。接下來怎麼變化呢,陰陽相推而生變化,新的迴圈又將開始。

中國哲學的偉大之處就在於總是從系統思維著眼未來,總是從週期性變化思考未來,總是保留一份敬畏之心。看來人類最終要在古老的中國哲學中,來尋找歸宿。

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