数学建模或数学拟合与数理建模或数理拟合的异同
最近一年多的连载文章,实际都在纠结一个问题,西方现代的数学与中国古代的数理的异同。
数理、数学的发展数学实际是古代数理文化的一个发展分支,其产生的目的,实际就是要简化的解释一些理。例如中国古代伏羲八卦的这个阶段。
数,实际是几何、代数的统称,古代称为象、数(术数、算术)。后来数理文化中象的功能被弱化,也就被简称为古代数理文化,象字被省略了。
但是随着古代数学的成长,数学自负起来,变得不想被动的解释理了,而是要用数学的模式主宰理、指导理、规定理。这样,真正意义的古代数理文化或者说古代哲学、古代宗教也就产生了。
这种情况,在中国古代自文王八卦的《周易》的产生,也就意味着数理文化系统性的确定意义的形成。而伏羲八卦是数理文化产生的基础和萌芽。这种文化方式,成为中国古代的文化主流,影响接近3000年。
西方的这种数理文化的形成的标志是毕达哥拉斯学派的产生,言称万物皆数。但是,西方的数理文化在古希腊、古罗马之后便成为文化的暗流,受到抑制,被宗教文化所取代。宗教文化的影响达2000年。直到牛顿、笛卡尔、欧拉、爱因斯坦等人,再次让数理文化逐渐成为西方主流的文化之一。
无论先天八卦、后天八卦、还是64卦,中国古人使用了一种图符的方式,兼容表达代数几何的意义。这方面有关数的发展,后来形成了术数。而术数又被分支,一方面倾向于数学方面兼容一统的研究,例如来之德、陈抟等人研究的方向;另一方面成为古代迷信文化的一个数理基础。
就像十二生肖@¥,这是数理文化中的迷信;和西方十二星座@¥是数理同理。干掉封建迷信文化,十二生肖@¥被历史性的否定了!如今,都用十二星座@¥了,仅仅是因为这是外国的和尚念的经,那就不算封建迷信了?
而中国古代的另外一个文化分支,倾向于现代意义的数学,被称为算术。唐朝的《算术十书》基本表达了当时的数学水平。更早的《周脾算经》,尽管成书时间还有争议,但是,至少代表了西汉时期的数学水平。
数理对数学的影响数理,直接表达,就是用象数(代数、几何)的方法说理。而数学,在古代就是代数、几何。当然,现在随着数学的发展,被细分为很多分支。
中国古代的代数,称为算术,由于受到数理文化的影响,特别是受到数理大一统文化的影响,将所有维度的思考都用象、数兼容的卦爻来表达,几何的问题被转化为算术的方式表达,这样导致的结果就是中国古代的几何的可视化表达、特别是三维几何的可视化表达的发展受到抑制,所有的数学思想都要折算成算术、卦爻或者二维平面的表达。
这种表达方式,使中国古代的代数、几何从未真正的分道扬镳,而是被搀和在一起发展,人文性的表达。
而西方,自古希腊、古罗马之后,代数、几何由于不能全部兼容一统,被分别的发展了。形成的最典型的数学问题就是所谓的尺规数学三大难题,现在已经都解决了,被证伪。直到笛卡尔的解析几何的形成,才使代数、几何再次一起发展。而且由于几何的直观化、可视化表达的优势,几何发展迅速。
而到了上世纪初,数学界开始攻关数理界的历史问题--四维的问题。代数、几何不得不又“分道扬镳”了。三维及三维以下的几何描述,利用解析几何的方法,是可以唯一性的代数、几何一统式样的表达的,而到了四维、多维,这种几何的表达变得不唯一、不直线性、虚数坐标轴不易表达、虚数具有的逻辑抽象性,这样,代数又超前发展了。
物理理论产生的方法的微妙变化而近代成形的现代物理,是基于数学发展形成的对自然界的理的解读方式。它实际也是数理文化的一个分支。用数学模型、数学规律来描述自然界的现象。由于其在军事上的巨大用途,发展迅猛。
经典的物理是基于试验和统计数据产生的统计学意义的规律的发现,但随着相对论的产生,这种物理也在悄然的“变味”。
相对论的产生过程很奇妙,是闷在屋里,用数学解决当时还没看清楚的宇宙天体的运行问题。不过它很成功,近一百年的天文学验证,验证了一部分的相对论的推理。
还有就是基本粒子模型的标准图表,也是根据各种因素的排列组合的数学方式,形成了一个数学图表,结果大型对撞机的试验,将这个图表填满了。
这种物理理论的产生模式,形成了一种不经验证、等不及验证的物理理论形成方式--理论物理假说。
数理、数学、物理与哲学纠缠不清的关系古代的数理文化一直与古代哲学有纠缠不清的关系,中国古人称其为“格物致知”,西方称为哲学。因为哲学这个词是从西方近代引进进来的,并不是中国古代没有哲学,而是中国古代的哲学就是数理文化的一部分而已,不叫哲学而已。
那么近代的物理,是数理文化的一个分支。是否也研究哲学呢?
中国的文化是区分数理与物理的区别的,这样才有物理这个自然科学的学科和数理这个古代文化研究的学科。数理这是哲学、文化的社会科学的研究范畴。
而西方的文化方式,从未明确区分数理与物理的界限。西方近代的数学家,例如笛卡尔、欧拉、牛顿,实际又都是数理学家,他们也在研究哲学。至爱因斯坦、霍金,这更明显,物理是他们的专业,但是,他们的大部分言论却是在研究数理文化、宗教文化、哲学的范畴内。上帝是否扔色子的问题,已经不简简单单的是一个物理的问题,而是文化、哲学问题了。
学不懂相对论的,最后被玄学化解读相对论的影响,也便唯心地探讨起来奇点之前是什么了,只管猜就是了,有水平的用数学的方法猜而已。这,唯物的物理肯定不知道。学不懂霍金解释的多维就是放大镜的,最后就开始研究霍金的现代换版的末世论了。
现代中国的一些顶尖的物理学家,由于受西方这种思维方式的影响,也开始讨论科学的尽头是上帝还是佛祖的问题,这虽然是物理性的、比喻性的表达,但是对于学物理的、不懂物理的、又不懂哲学的,造成的影响却是唯心哲学、唯心文化意义的,跨出物理界了。
物理是用数学方法解释自然界的理,那么这种不经验证、等不及验证的,基于数学模型的猜想,也是数理文化的一种。古人称这种东西为玄学,也就是当时还不是很清楚的一些东西。那么现代这种玄学,有多少是未来的科学呢?物理学家的言之凿凿的保证也是没有用的,只能等待物理验证了。
但是,在没验证之前,其中的部分内容就会被现代的数理玄学文化借题发挥,例如用量子解释灵魂,用平行空间解释上帝,用玄幻代替科幻等等。这些并不是物理,可是对于不懂的,很难分清,而且还乐此不疲。玩玄学玩的开心,还以为在学科学,这就麻烦了。
现在就说说奇点到底是什么?奇点是数学?数理?物理?哲学?还是文化?物理的奇点,暂时也就是基于相对论的数学的奇点利用相对论的弯曲时空的原理,我们可以数学性的推理出我们所处的总时空的一个原始的奇点。
这个奇点很奇妙,物理界的理论界产生了一大堆的解释。也就是理论物理假说。并且由此产生了奇点大爆炸理论物理假说--“BIG BANG”。.
而物理界的天文学界的观测结果是:在距离推测计算奇点几亿年的位置,我们看到了总时空的第一道曙光,也就是产生的“第一颗”恒星的影像。这个第一颗的时间记录,这几十年不断被刷新。但是,这第一颗恒星的曙光之前,天文学界就没有办法了。也就是奇点观测不到。
物理现在的解释是:宇宙背景辐射以及星系间普遍存在的红移现象就是间接的可能的证据。这并不让人信服!
原因在于:背景辐射可以是霍金辐射的方式产生,尽管这种霍金辐射由于能量很小至今也并未被验证,但是如果辐射个几百亿年或者更长时间,同样可以达到大爆炸的效果。也就是背景辐射存在其他可能性的获得方式。这也是霍金说总时空无需大爆炸,宇宙的产生无需原动力的原因。
而红移现象,被称为这个总时空扩展的证据,间接证实大爆炸的运动结果的继续。但是,如果这个总时空是坍塌的,我们也会观测到红移现象,这用数学可以推理!仅仅是通常人都不想是这样的情况。
因此,西方对于我们这个总时空还有其他理论物理假说,例如我们就生存在总时空的黑洞(或者虫洞)里等等。仅仅是认可大爆炸理论假说的物理学家据说更多些。
也就是现在物理的奇点,仅仅是数理的奇点我们至今无法观测到奇点,以现在的观测方式以及观测设备的精度、杂波的影响等因素,天文学观测到奇点暂时是不可能的。
那么,这种基于数学的推理的解释,实际就是数理的方法。我们在推理一个并不了解、并不知道、并未看到的东西。
古人在这方面解决的方式也是数理文化方式的,例如用无极生太极,来解释这种从无到最小的有的过程。这是人文性的或者说古代哲学性的解释。
实际即便物理观测到了奇点,也跳不出这种人文解释;物理如果证实这个总时空的奇点不曾存在,那么就得考虑重新找一个无极生太极的过程,一样跳不出这句话。
这就是古代数理人文解读的厉害。
奇点是哲学吗?对于古代的数理文化,即然这东西没法证实,但是又感觉应该有,可以有,似乎有,那么也就成了一种唯心哲学的数理基础。
唯心哲学关注的第一个唯心主题就是我们从哪里来。现在这演变为我们的总时空从哪里来的问题而已。唯心哲学需要这么一个终极的出处。也就是奇点现在可以作为唯心哲学的一个基础。
而唯物哲学这方面的解读就很简单,基于现实,我们会不断的探索真相。这才是文化的发展思路。
奇点是文化吗?是什么样的文化?宗教文化?历史上,宗教文化产生的基础,是数理文化的一部分。也就是数理文化的一个分支产生了宗教文化。现代几大宗教都有数理模型以及神秘数字之类的内容。
基督教的《创世纪》中,上帝造这个世界的第一句话、第一件事情就是要有光。
盘古开天辟地干的第一件事情就是先解决空间大小的问题,把混沌这个鸡蛋撑成“巨大”。
那么大爆炸理论假说,解决了以上这两个传说的解释。
奇点爆炸这就是光的来源,而奇点大爆炸之初,时空据说以超光速扩展。
超光速至今还是科幻小说的内容,这也被利用到理论物理假说中了?
西方的文化,至今还是有宗教文化的背景或者说影响的。那么,物理假说给《创世纪》找到了一个证据?宗教界还是很感谢物理界的。中国古代的关于盘古的传说看来也是真的了。物理界干了什么?
西方物理的产生,有一段并不掩盖的尴尬的历史。在几百年前,也就是牛顿前后的时代,西方物理的作用是为了证明上帝的存在和万能的,这才有万有引力这种说法。现在不叫万有引力了,叫引力或者引力波、引力场了。这种命名,文化上,是有变化的。
物理很尴尬,这个问题实在没有办法证明出来,也就产生了现代意义的物理。先找能证实的解决吧。可是理论物理假说,又把物理逼到了现在不能证实的境地!
这么一说以后,奇点是宗教文化?还是传说?到底还是不是物理呢?
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