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第6章 五、无限、有限与极限

五、无限、有限与极限

无限与有限似乎不是自然科学研究的对象,更像是哲学的研究对象,然而却是它们共同的研究对象。在数学中,在微积分中,极限概念已经被创造出来,而极限概念正是无限与有限的关联性概念。自古以来,人类对于无限与有限的实体属性就表现出强烈的探索欲望,这种求知欲,在求实精神的引导下,是十分可贵的。早在人类社会刚刚迈入文明社会不久,人们就开始比较深入地探索无限与有限的实体属性,譬如,在古中国社会,人们就用无穷来表述宇和宙,获得宇宙的概念,在譬如,在古希腊社会,人们就用无穷来探索具体的实体,获得原子的概念,这些都是有关无限与有限的有益的探索。牛顿和莱布尼茨在前人研究的成果下突破性地创造了极限概念,创造了微积分。极限概念是无限与有限的桥梁,这在微积分中表现得淋漓尽致,没有极限概念就无法从有限跨入无限,从无限跨入有限。老聃哲学中无与有的概念可以相通,无可以生有,蕴涵着极限思想。

一个简单的累积方法,譬如,从自然数1逐步累积至无穷大,这种没有极限概念的简单方法经不起思辨逻辑的检验,从自然数1至无穷小,就是零了,毫无意义。无穷大与无穷小在逻辑上是一样的,尽管它们在真实中存在区别。在几何中,直线的无限延伸,面的无限延伸;在物理学中,电场的无限延伸,磁场的无限延伸,这些都涉及到无限中的连续问题,而简单的无穷累积却无法解释这样的问题。无限中的连续问题从根本上否定了零的存在,也就是说零的概念只是相对的,而在真实中没有任何意义,极限概念就是在这样的基础上获得的。无限的连续与有限的连续在逻辑上是一样的,只是在有限上,人们还没有那么迫切而已。早在古希腊,芝诺提出几个著名的哲学悖论,譬如飞矢不动等,引出有限的连续问题,这揭示了有限的连续与无限的连续在本质上是一样的。自然数的连续在真实中是特定的,无限与有限的连续都是极限。有限的分割,曲线是切线分割,运动的有限分割都不是无限的,而是极限的,所以有限的分割不会到零。尺,日取一半,不会至无限,否则也不会有基本粒子的存在了,量子理论也不会站住脚的。

人类的思维逻辑是从有限开始的,尽管这个有限中包含了极限,也延伸至无限,但人类长久地遗忘了后面的两者。在迫不得已的时候,人们只用简单的累积方法解释无限的存在,比如宇宙的无限,但深入就无法了,比如芝诺的哲学悖论。在这里,我不得不提及一个人,他是第一个从哲学的角度从深层次上涉及极限的概念,他就是古中国社会的哲学之父,老聃。他在他的哲学体系中提出无的概念,这个无,在数学上不是零的概念,而是接近极限的概念;在物理学上不是真空的概念,而是接近于时空场的概念。他提出有的概念,并且作出有生于无的哲学推断,尽管他没有论证这个哲学判断,但我十分肯定他是通过思辨逻辑的检验而作出这样的思辨判断的。老聃哲学给我们提供了一个探索宇宙的逆向途径,一些哲学家十分肯定,这个世界有可能从有变迁到无的,而绝不会从无变迁到有的,那简直就是无中生有,然而老聃哲学却不是这样武断的。这种思维犹如福尔摩斯的侦探小说,从结果逆向推断案件的起因与过程,要经得起思辨逻辑的检验,也就是符合真实的。

严格地说,哲学对无限与有限的研究只是走马观花,自古以来的哲学只是泛泛地对无限与有限讨论一番,却没有自然科学研究的仔细深入,实实在在。在物理学或者数学中,都大量涉及无限、有限与极限的属性与规律,尤其在微积分中。我们举一个很普通的生活中的例子,比如测量一根木棍的长度或者体积,看似一个简单的事情,但却包含着深刻的触及到实体本质层面的东西,如果不引入极限概念,我们实在无法测量一根木棍的长度或者体积。当然,在现实中,我们根据需要,很简单地解决了这个问题,比如引入最小单位和估计值以及误差值就可以简单地绕开求实精神的引导,采取一种务实的做法。但问题仍然摆在那里,没有解决。一根木棍的长度或者体积显然是有限的,但这个有限是一个数值吗?这根木棍的表面与外界的连续在真实情况下是怎样的?在没有弄清实体关联的情况下,我们是无法确定这根木棍的长度或者体积的,这显然是一个哲学问题。实体间的关联,宇宙的统一机制也在这里,归结到无限、有限与极限的问题上,也就是无限与有限的连续问题。我们很容易理解,一根木棍的体积并不是一个确切的数值,虽然是有限的,但在与外界的连续中是极限连续的,不是点隔断的,而是不均匀连续的。有限与极限是不可分割的,一根木棍的体积是一个极限数值。实体间的关联是极限连续的,宇宙的统一是通过极限连续完成的,有限或者无限的分割只能是极限分割,而不是所谓尺,日取一半,万世不竭。我们在时空场理论中很容易获得无限、有限与极限的概念,以及它们的属性与规律,时空场的无限中包含着极限与有限,事实上,有限就是通过极限属性衍生的。质量的来源就是在极限范围内时空场的质变,有限实体也是因此诞生的,但质量并没有阻隔时空场的极限连续,尽管表象实体获得了它的相对独立属性。无限属性与极限属性也是不可分割的,同时也表明,无限、有限与极限三者在表象形态的宇宙是不可分割的。在这里,无限属性和极限属性是原始形态的,而有限属性却是表象形态的,老聃哲学中有生于无的哲学推断是成立的。

质量的产生使得表象实体具有了独立属性,它来源于时空场吸聚属性的极限属性。基本粒子具有很强的独立属性,尽管仍然是相对独立的,但却可以遵循质点规律,也就是两个质点无法合成一个。很显然,质点规律是对实体独立属性的一种绝对化的抽象,在真实中没有理想的质点,基本粒子尽管无法合成一个,但却可以构成一个原子。质点规律是自然数的逻辑依据,使得1有了对应意义,1+1=2可以成立。整个数学大厦就是在这样的逻辑依据上建立的,如果1没有对应意义,那么这个数学大厦就没有了求实精神引导下的价值。自然数的连续是均匀的,而且是点隔断的,尽管有小数或者分数进行补救,但仍然会陷入点隔断的逻辑困境。在这种情况下,引入极限概念,无穷小的概念可以修补数的点隔断连续的逻辑困境,但无穷小是什么仍然是个困境。极限并不是无穷小,而是时空场关联的单位,或者可以说是宇宙连续的单位。量子理论中的量子概念尽管很接近极限概念,但仍然陷入点隔断的逻辑困境,极限不是点隔断的,而是不均匀连续的,可称为极限关联或者极限连续。极限理论否定了无限分割有限的可能,所以,庄子的日取一半,万世不竭是无法成立的。实体,除了宇宙之外,是不能无限分割的,古希腊的原子理论是成立的,尽管原子仍然可以再分,但有限实体的不可无限分割的观念是符合真实的。

迄今为止,我们人类还没有建立无限理论,虽然,我们知道一些存在体具有无限属性,但也仅此而已。无限属性,在某种程度上超出了我们人类的能力范围,因为我们的个人具有鲜明的有限属性,对于无限属性,我们只能通过极限属性去逆向推断。直接感知无限,对于人类个人而言是无法办到的。

宇宙的原始形态,只有无限和极限属性的存在,而没有有限属性。时空场的原始形态类似于现今的以太,尽管在吸聚属性上两者无法相比,每个时空场在每个极限范围内运动,但又不可分割。无限、有限与极限在表象形态的宇宙也是不可分割的,它们是同质关系,在本质上是一样的。无限与极限产生了有限,有限是无限与极限的表象形态。所以宇宙的历史是先有无限和极限,后才有有限属性的,而极限正是无限与有限的关联连续。

拥有无限属性的实体只有一个,那就是宇宙;拥有无限的存在体还有一个,再加上以太,除此之外就没有了拥有无限属性的东西了。尽管我们人类在实体的变迁上也具有某种无限属性,但这只是一种变迁趋向,并不是真实存在的,属于影象存在的范畴。我们不必因此陷入某种悲观,或者恐惧,对于不存在的东西,我们何必去纠缠。生命的变迁具有一种创造性的极限连续,这是无生命实体无法比拟的,也是一种别样的实体形态变迁的极限连续,但无论怎样不同,它仍然是从最原始的极限关联中衍生的,来源于原始层面的宇宙的极限连续。而它们是怎样从原始形态的极限连续中衍生的?这需要我们人类不断地探索。

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