数学与物理的统一之哲学原理

前言

在科学技术高度发展的今天，大爆炸起源的宇宙模型矛盾重重，已经不能作为描述自然现象最客观和准确的宇宙模型。如果没有建立一个正确的、与自然宇宙相对应的模型，我们在整体科学前进的路上就会遇到障碍。我们的数学家、物理学家、交叉科学家、生物、化学家等所有各行各业的科学家将会在遇到顶级重大问题上的选择发生方向性的错误。时空观、宇宙观、世界观是一个大是大非的问题，也是带领人们走出人生困惑和建立平和幸福的问题。

《21世纪100个科学难题》的“难处”无不与宇宙大爆炸模型、牛顿、爱因斯坦时空模型的空间场“元”的不对称缺失息息相关。指出旧有的时空观、宇宙观的缺失是容易的，然而建立一个完整的、正确的宇宙体系抽象描述却是非常困难的。除了难在于我们看不到的宇宙之“大”，也难在于创新体系和经典科学体系的统一和相容，说白了也是人类的意识和思维惯性问题。能在建立一个新的空间场体系、宇宙模型的同时，包容原有的科学系统，实现数学、物理学、哲学上的统一，才是尊重科学历史的进程。任何想建立独立的体系、抛弃经典科学精粹的思想都是难于实现的。科学的发展，离不开牛顿、爱因斯坦、笛卡尔等众科学家努力的心血和结晶。正因为有过去几百年这些科学的理论指导，才有地球的繁荣和科学发展快速进步的今天。带着对这个大方向的肯定，我们不应仅仅盯着他们的理论的不足之处或迷信他们所有的一切，更重要的是拿出能被社会、被科学、被历史认可的创新理论体系。只有在肯定牛顿、爱因斯坦正确理论部分的同时扩展自己，使自己再次站在巨人的肩膀上，才能拓展更高的视野。找出经典理论的局限部分，对应取得原有理论的参照系统，科学统一的道路才能呈现在我们眼前。接过进步科学的火炬，实现人类科学发展的传递，这是自信的人类在世纪之交的历史使命。

本书中，以经典的数学理论，结合现实的物理现象和自然存在的机制建立了爱因斯坦晚年所追求的统一场理论和宇宙模型。最主要的是由此建立了统一空间场的方程组，并以SI的国际标准统一了所有的物理量纲。以系统定量化的理论来阐述和说明宇宙和物质的基本结构，使整个理论体系更具有系统实证性示范的说服力。由于建立了合理的数学模型和物理模型后，通过对物理抽象事件的综合归纳反过来修正一些数学历史遗留下来的不足，并修正、补充若干新的数学体系。如：数学中数系的分类、三次数学危机的根源、数学集论不完备的完集修正、悖论数学体系的建立、参照系算法、普适定理、三元完集定律等等一些值得发展的数学新模型系统。

数学、物理的相辅相成使我们解决了物理学界存在的最高的疑惑。如：红移现象的正确机理、力的存在的机理、4种力的统一、质量缺口、生物手性、物质结构、地球自转、对称性破缺等等一些未经现代科学理论完全解决的自然物理现象。

值得惊奇的是，在构建完宇宙的稳动态模型后，竟然发现了二千多年前老子《道德经》所描述的“独立而不改，周行而不殆”，“人法地、地法天、天法道、道法自然”的宇宙观与书中宇宙稳态模型如同出一辙。也就是说，对宇宙正确的整体观，中国的老子早就有了宏观的正确描述。甚至通过太极阴阳图还能暗示出高度抽象反宇宙的图形。由此，也可以把太极阴阳图释为数学里最复杂、最抽象的图论学科之一。只是我们目前没能完全用现代数学、物理学与之对应。

一直以来，人类只看到“天”，却看不到“道”，道是用思想的。当然，“大道”的不可见性和人类生物思维现实的局限性是使我们看不到“道”的物理存在因素之一。“天”运行于“道”中，这是整体观对相对论的极致描述。

对自然和谐宇宙的整体描绘使中国长期用“以和为贵”的人文精神与世界人民和平相处，充分体现了宽容、爱、人道、尊重、给予、善的美好德行。而宇宙大爆炸的思想根源却给人类带来动荡不安的潜意识。

书中一系列的数学物理模型如果能应用于科学的实践上，可能为21世纪人类走向和平发展做出一定的贡献和开拓新的生活方式。种种理论不仅仅可以影响人类科学的思维方式、算法模式，更重要的或将逐步实现人类所追求的和平相处、精神和物质都富有的理想目标。实现物质、能源的完全自给自足，进而大幅提高生活质量，消灭战争，人类和平统一的和谐社会在全球的实现将成为我们可见的愿景。

倘若本书所述有错误的部分，它仍然可以为现在的人们提供一个对宇宙、物质、意识、生命不同的观测参照和为日后人类历史提供可能存在的科学思想。至少为曾经来到这个世界上的一个人释放出他那敬畏宇宙和热爱生命的激情。

书中通过对数学、物理哲学关系的描述，期望能为东西方哲学的统一、数学物理哲学的统一、世界四大难题的揭示、《21世纪100个科学难题》和《21世纪100个交叉科学难题》部分难题的宏观解释起到有益的启示。

中国在各方面的进步是令世界瞩目的，本书的理论体系也期望能为中国的科学理论正在重返世界舞台提供有益的参考或借鉴，获得描述时空观、宇宙观的正确主导地位，为引领人类奔向和平幸福的理想做出点滴的贡献。

江一泉

2009年6月/泉州