剖析物理学重建的理论基础

摘要:“物理学的基础结构注定要坍塌，并将重建在一个新的基础之上。”这是美国科学院院士、美国物理学学会主席、美国哲学学会副主席惠勒教授，在中国演讲时所下的结论。在惠勒演讲集的第一页上，出现了中国文化源头的太极图，远古的太极图与现代物理学重建之间，有必然的联系吗?太极之中及其背后所隐含的智慧，能来解答这一问题吗?

关键词:太极；图书；智慧；物理学；重建

导言:事关物理学的两个问题

问题一:美国物理学家惠勒教授，于1981年10月，应邀到北京、合肥、上海等地讲学，系列的演讲集为《物理学和质朴性》一书。书中记载了惠勒教授对现代物理学下出的这样一个结论:“物理学的基础结构注定要坍塌，并将重建在一个新的基础之上。”物理学的基础结构为什么会坍塌?这是西方物理学界众所周知的问题，本文不做展开讨论。

问题二:中国文化源头的太极图为什么会出现在惠勒演讲集的第一页?为什么惠勒每一次演讲时都会谈到，玻尔同样崇尚太极图，并把阴阳视为并协原理的先河?太极内涵为何，外延为何?为什么会赢得两大物理学家的敬重?这一问题并不是物理学界众所周知的问题。本文试图从天文历法、宇宙演化、中国哲学、文化基础四大方面入手，解释太极的内涵与外延，目的是希望为物理学重建找出坚实的理论基础。当然，本文的重点在于太极的理论基础，而不是物理学重建本身。

美国理论物理学家卡普拉(FritjofCapra)说:“我觉得东方的思想家对一切已经了然，如果能够将他们的答案翻译成我们听得懂的语言，那么所有的问题就有解答了。”

一、历法中的太极

天文学是中华民族的第一学，历法是中华民族的第一法。有文字，天文历法是用文字表达的。文字之前，天文历法是用抽象符号表达的。太极、图书(河图、洛书)、八卦，都是文字之前的抽象符号。几组抽象符号可以融为一个整体，太极处于核心地位。这里的讨论以太极为主，必要时也会涉及图书、八卦。

太极，在历法中的第一重意思表示的是周日与周岁的阴阳转换。周日的阴阳是无限循环的昼夜，周岁的阴阳是无限循环的寒暑。昼夜，由日往月来所决定。寒暑，由太阳视运动在南北回归线之间的往来所决定。

历法中的太极，解答了这样几大问题:

1.确定了一阴一阳的无限循环。昼夜亦阴阳，寒暑亦阴阳，阳尽阴来，阴尽阳来，阴阳的基本特征是无限循环。

2.确定了阴阳两极。周日之中，阳极在日中，阴极在夜半。周岁之中，阳极在日影最短点(夏至)，阴极在日影最长点(冬至)。阴阳两极可以用12地支的子午两支来表达。阴极在子，阳极在午。昼夜寒暑，一阴一阳，规律地循环在两极之间。螺旋，是循环往来的运动形式。洛书中的奇偶之数连线可以证明这一点。

3.确定了时令四点与天文三线。时令四点为冬至、夏至、春分、秋分。冬至，太阳视运动至(止)于南回归线；夏至，太阳视运动至(止)于北回归线。春分、秋分，太阳视运动相交于赤道线。冬至、夏至为阴阳两极点，春分、秋分为阴阳平分点。太阳视运动无限循环在天文三线、时令四点之间。

4.确定了阴阳转换的大小周期。日往月来，为周日阴阳转换之小周期。寒往暑来，为周岁阴阳转换之大周期。

小周期，被归纳在12时辰之中。12时辰用12地支(子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥)来表达。周日小周期，一日一循环。一日如此，日日如此。大周期的数据规律性地变化在365—366天之间。《周髀算经》:“三百六十五日者三，三百六十六日者一。”立杆测影，日影数据变化的规律为四年之中三年为365天，一年366天。准确地说，太阳在南北回归线之间往来的大周期为1461日。

5.确定了岁、月、日的时间单位。“阴阳之义配日月。”《周易•系辞上》这一论断指出，阴阳观念首先是从日月出发的。“故月与日合，为一月。日复日，为一日。日复星，为一岁。”《周髀算经•日月历法》告诉世人，岁、月、日这三大时间单位是按照日、月、星的对应关系确定出来的。

6.确定了阴阳转换的三大基本形式。无限循环，圆周运动，不匀速，是阴阳转换的三大基本形式。阴阳转换，无限循环。无限循环，轨迹为椭圆。这里不存在直线运动。365—366天，这两个数据说明，椭圆的运动不是匀速运动而是不匀速运动。椭圆中应该有一阴一阳两个点，而不是一个焦点。

7.确定了时空物三位一体的时空观。日行一度，历中一天。太阳周天365—366度，回归年365—366天。度论空间，天论时间。时间空间，上关乎天文，下关乎万物。

万物生长靠太阳，太阳视运动的周期决定着万物生命的周期。太阳回归年时间长度一分为四为春夏秋冬四时，一分为五为金木水火土五行，四时对应东西南北四方，五行对应东西南北中五方。万物生长在空间之中，万物随时间而变化。时间、空间一不远物，二不远人，这里的时空观为时空物三位一体的时空观。

8.确定了阴阳转换与气候转换的关系。阴阳两极的转换，决定着气候两分的转换。“一年分两截，两截分阴阳。”彝族十月太阳历，将太阳回归年的时间长度一分为二，前半年为阳，后半年为阴。苗族古历以冬至为阳旦，以夏至为阴旦。以冬至夏至为界，分出了阴阳两个半年——前半年为阳，后半年为阴。阳年，气候一步步变暖。阴年，气候一步步变寒。一年阴阳两分，可以在中午日影最长与最短两点这里得到实证。

太阳回归年的时间长度一分为二，为阴阳两截；一分为四，为春夏秋冬四季；一分为五，为木火金土水五行；一分为十二，为十二月；一分为二十四，为二十四节气。阴阳转换所引起的气候变化，具有规律性与永恒性。

阴阳五行学说，是天文历法中出现的，首先是在十月太阳历中出现的。历法中的阴阳五行一可以重复，二可以实证，三可以测量，四可以定量。

9.揭示了阴阳转换与万物生命的关系。阴阳转换、气候转换决定着万物的生命。

周日之阴阳决定着万物的动静。牵牛花昼而开夜而闭，公鸡晨而鸣夜而息。万物的动静，遵循着周日阴阳转换的规律。

周岁之阴阳，决定着万物的生长收藏，决定着“离离原上草，一岁一枯荣”。万物的生死，遵循着周岁阴阳转换的规律。

万物动静、生死之周期与阴阳之间的对应关系，可以用“间不容发”四字来形容。

二、宇宙演化中的太极

宇宙演化中的太极，解答了这样几大问题:

1.确定了宇宙演化的起点。宇宙演化的起点在上帝，这是《圣经》的结论。宇宙演化的起点在太极，这是《周易》的结论。太极，有许多代名词，道、大一、一，均可以等同于太极。

2.确定了宇宙演化的形式。上帝说要有A，于是就有了A；上帝说要有B，于是就有了B。命令式，这是《圣经》中的宇宙演化形式。一分为二，二分为四，四分为八，八八六十四。阴阳分裂式，是《周易》中的宇宙演化形式。阴阳分裂而变，演化出了生气勃勃的繁华世界。

3.统一了六种世界。太极可以表达至大无外的宏观世界，可以表达至小无内的微观世界，宏观世界与微观世界在太极这里得到了统一。

太极可以表达无形的先天世界，可以表达有形的后天世界，先后天世界在太极这里得到了统一。

太极可以表达无气无血的物质世界，可以表达有气有血的生命世界，物质与生命两个世界在太极这里得到了统一。

4.揭示了运动所需要的多种力。太极，自动恒动。自动需要原动力，恒动需要恒动力，原动力与恒动力均源于太极体内的阴阳相推。

一阴一阳永不可分，这需要相互吸引力；一阴一阳永不重合，这需要相互排斥力。相互吸引力与相互排斥力均源于太极本身。

太极循环，需要旋转力；阴阳平衡，需要平衡力，旋转力与平衡力均源于太极本身。

5.揭示了万物的基本结构与基本成分。“万物负阴而抱阳。”太极所含有的一阴一阳，可以表达万物阴阳两种基本成分，可以表达万物阴阳两分的基本结构。

6.揭示了有形、无形两种因素的基本联系。世界有有形的一面，有无形的一面，例如人的形体与精神。人体通于天体，天体之中同样存在着有形、无形两种因素。阴有形阳无形，有形无形两种因素是密不可分的，太极将这两种因素完美地统一在了一起。

7.揭示了一阴一阳的对称关系。太极中的一阴一阳，大可以论宇宙，小可以论基本粒子，大宇宙与基本粒子内部均为对称的镜像关系，无论成分还是结构。

太极中的一阴一阳，既可以论天体，也可以论人体。天体与人体内部均为对称的镜像关系，无论成分还是结构。

8.揭示了一阴一阳的相互作用。相推、相摩、相荡，描述阴阳互动，《周易》使用了这三个动词。动，有多种形态；而相互作用，始终如一。

三、中国哲学中的太极

中国哲学中的太极，解答了这样几大问题:

1.确定了生生之源。有生生之物必有生生之源，先天之中的生生之源是阴阳二气，是阴阳二气相互作用演化出了天地。

后天之中的生生之源为天地水火，天地水火相互作用演化出了万物与男女。阴阳可以喻天地，可以喻水火，在万物的演化过程中，天地水火的作用一样都不能少。

2.确定了事物间的基本关系。太极内一分为二，外合二而一，事物间的基本关系，就此确立。

3.确定了事物间的平衡关系。阴阳之间的关系，是平衡关系。天地之间、人际之间、人体气血之间，均应该以阴阳平衡关系为基准。平衡为常态，偏颇为病态。和平，是《周易》治理天下的终极目标。以平为期，则是《黄帝内经》医病的终极目标。

4.确定了描述宇宙的奇偶之数。河图洛书、八卦用奇偶之数表达了文字之前的天文历法，表达了天体与人体。阴阳即奇偶，奇偶即阴阳。阳奇阴偶可以完美地描述宇宙。

5.确定了归纳与推理的两种基本方法。太极，是现实世界的归纳。太极，可以推理现实世界中的一切。归纳与推理，两种基本方法，始于太极。

6.确定了“以道论之”的思路与方法。论证问题，善不善、是不是、该不该，不能以“我”论之，应该站在生生之源的立场上去论。“一阴一阳之谓道。”太极即道，道即太极。早期中华大地上产生的一部部经典，一件件先进器具，均产生于“以道论之”的思路与方法之下。领先于世界的中华文明也正是产生于这一思路与方法之下。

四、文化基础中的阴阳

文化基础中的阴阳，奠定了各个学科的理论基础:

1.奠定了礼仪的理论基础。《礼记•礼运》:“是故夫礼，必本于大一，分而为天地，转而为阴阳，变而为四时。”

2.奠定了中医学的理论基础。《黄帝内经•素问•四气调神大论》:“故阴阳四时者，万物之终始也，死生之本也，逆之则灾害生，从之则苛疾不起。”阴阳学说，是中医文化的第一大基石。天地、日月、男女、气血、脏腑、经络、疾病，均是用阴阳学说统领的。

奠定了经络的理论基础。人体经络分阴分阳，阴六经阳六经，《黄帝内经》论经络，阴阳是论证经络的基础。

3.奠定了数理化的理论基础。阴阳学说，在中华大地上，奠定了各个学科的基础。

(1)数学。“观阴阳之裂变，总算术之根源。”刘徽在《九章算术•序》说，阴阳是算术的基础。

三角形。立竿测影，竿为股，影为勾，竿端与影端相连的斜线为弦，直角三角形就此成立。中华先贤在测影的过程中发现了直角三角形。

32+42=52，这个公式是在《周髀算经•商高定理》中出现的。商高说，大禹治水治天下时广泛运用了勾股定律。

(2)化学。《周易参同契》:“物无阴阳，违天背元。牝鸡自卵，其雏不全。夫何故乎，配合未连。”没有公鸡母鸡交配，有鸡蛋而无雏鸡。《周易参同契》用阴阳模型，解开了元素化合的秘密。在世界化学史中，《周易参同契》为奠基之作。

(3)物理学。前面已经谈到，以阴阳转换为基础时空观，是时空物一体、无限循环的时空观。

阴质阳力，不可分离的质力关系，就此确立。苗族文化解释阴阳，不但解释出了质与力，还解释出了结构。质力与结构，为一分为三、合三为一的统一体。

有生于无，无中生有；阴阳自动恒动，相互作用；阴阳永不重合，永不分离；阴阳圆周循环，对称平衡……

以上这些均相关于物理学。

4.奠定了音律的理论基础。“六律、六吕以合阴阳之声。阳声:黄钟、大簇、姑洗、蕤宾、夷则、无射。阴声:大吕、应钟、南吕、函钟、小吕、夹钟。”《周礼•春官》以阴阳论律吕，十二平均律是从阴阳出发的。十二平均律，今天仍然在使用。

5.奠定了仿生学的理论基础。阳奇阴偶，奇偶之数组成了河图洛书。阳奇阴偶，阴阳两爻组成了八卦。据彝族典籍《土鲁窦吉》(宇宙生化)记载，洛书表达的是十月太阳历，河图表达的是十二月阴阳合历。《周易》中的八卦，有无限的象征性，可以表达天体，可以表达人体，但首先表达的是四时八节与四面八方。《尸子》记载，八卦首先表达的是八节(立春立夏立秋立冬，春分秋分冬至夏至)。中华先贤以天文为坐标制定了历法，以天文为坐标创造了人文，仿生学于此诞生。和谐自然的哲理，诞生于此。天人合一的的哲理，诞生于此。

6.奠定了论技论术的理论基础。解牛之技论道，承蜩之技论道，剑术论道，棋技论道，品茶论道……构成中华文明的成果，无一不与道相关。

7.奠定了诸子的理论基础。一阴一阳合而为道。道，是先秦诸子论证问题的基本依据。儒家论礼，道家论德，兵家论兵，阴阳家论历，医家论医……诸子论证问题，无一不是以道论之。

结语:刀叉有刀叉的智慧，筷子有筷子的智慧，如果将两种文化背后的智慧加以融合，不但能解答当代一系列难题，而且能创造出利用自然、和谐自然的新文明。

参考文献

[1]惠勒演讲集:物理学和质朴性[M].方励之编.合肥:安徽科学技术出版社，1982.

[2]土鲁窦吉[M].王子国译.贵阳:贵州民族出版社，1998.

[3]中国彝族十月太阳历学术讨论论文集[M].昆明:云南民族出版社，1995.

[4]吴心源.苗族古历[M].北京:民族出版社，2007.

[5]李维宝等.云南少数民族历法研究[M].昆明:云南科技出版社，1999.

[6]周易[M].苏勇点校.北京:北京大学出版社，1989.

[7]邓柏球.帛书周易校释[M].长沙:湖南人民出版社，2002.

[8]圣经[M].南京:中国基督教协会印发，1996.