中國傳統文化與當代科學對宇宙認識的相容性

熊 輝

（東莞理工學院 數學教研室，廣東 東莞 523808）

中國傳統文化與當代科學對宇宙認識的相容性

熊 輝

（東莞理工學院 數學教研室，廣東 東莞 523808）

通過剖析“左右”這個詞的漢字結構來探究宇宙間萬事萬物發展的穩定狀態和非對稱的關系，采用4項諾貝爾獎獲獎成果和幾個數學例子來闡述中國傳統文化與當代科學在對宇宙的認識上存在著驚人的相似。

對稱；穩定狀態；諾貝爾獎；漢字結構

一、引言

中國古人在建立方位體系的時候，由于南北方文化的差異，產生了“東西”或“左右”兩種體系。中國建筑直到今天還講究朝向，最好是坐北朝南，這也是紫禁城里龍椅的方向。當我們站在中央而面南背北的時候，東方就在我們的左邊，而西方在右邊。所以古人有“左青龍，右白虎”的說法。有些人不明白，按照繪制地圖的“上北下南，左西右東”的說法，東方應該在右邊，那么屬于東方的神獸青龍怎么會在左呢？這就是建立方位坐標時參照系不同所引起的誤解。繪制地圖時的左西右東是我們面對紙板或黑板以自己為參照系而產生的，而左右分別表示東西是我們在面南背北時以天地為參照系所確定的。

用左右有時很方便，如水杯在左邊，這比用東邊更容易找到。但左右也有個很大的弱點，那就是我們必須事先明確參照系的方向。如超市在大街的左邊，那么要想定位超市的話，我們必須先要弄清楚說話者在該街道的走向。如果聽話者和說話者朝向不同的話，那么聽話者必須把說話者的參照系轉變成自己的參照系，才能正確地判斷說話者的左右何指。

而采用東西南北的話不需要轉換參照系，不管兩個人怎么站，他們的東方始終是相同的。這也是為什么北方平原、沙漠、草原地帶的人喜歡采用東西南北系統的原因。在廣袤的草原，到處看起來都差不多，說左右是很難精確的，因為只要身子稍微轉一點，那么左右將大為改變。而東西則不會，不管你怎么變動朝向，東方是不會以你的意志為轉移的。

“東西”和“左右”還有第二種意思。這第二種意思貌似不相干，其實本質還是一樣的。東西，如果念成dōng xi，即“西”念成輕聲的話，則表示物品。中國古人為什么把東西兩個方向合在一起來表示世間萬物呢？這個引申概念來自于五行學說。古人認為，東方屬木，南方屬火，西方屬金，北方屬水，中央屬土。《尚書·洪范》曰：“木曰曲直，火曰炎上，土曰稼穡，金曰從革，水曰潤下。”火之炎上，無物不焚；水之潤下，無阻不透。南北合在一起的話，因為北方在上而水在上，南方在下而火在下，這就是道家修煉時的“抓坎填離”，也是《易經》中的“水火既濟”。水在八卦中為坎卦，火為離卦，在六十四卦中水上火下合為既濟卦。《卦辭》曰：“既濟：亨小，利貞。初吉終亂。”這是否說明，中國古人在很早以前就知道，亂才是事物發展的穩定狀態？那么，什么是“亂”呢？筆者認為“亂”指的是非對稱和對稱的自發破缺。

從單個來說，南方的火和北方的水都是無形且難以攜帶的。但是，東西不同，東方木和西方金是容易攜帶的物品，此外，木和金還可以做成各種器皿來盛裝物品。這就是古人用“東西”來表示世間萬物的根本原因。

“左右”的第二種意思更加深刻，它體現了中國古人在至少2500年前對宇宙萬物及其運動規律的非對稱性的認識。

二、“左右”的漢字結構與諾貝爾獎

科學界在1956年以前一直認為宇宙及其運動規律對稱守恒，也就是說，一個粒子的鏡像與其本身性質完全相同。通俗地講，就是你在鏡子外面運動時，鏡子里的你也在運動，而且所遵循的物理定律完全一樣。1956年，李政道和楊振寧在深入細致地研究了各種因素之后，大膽地斷言：τ和θ是完全相同的同一種粒子（后來被稱為K介子），但在弱相互作用的環境中，它們的運動規律卻不一定完全相同。通俗地說，這兩個相同的粒子如果互相照鏡子的話，它們的衰變方式在鏡子里和鏡子外居然不一樣！［1］

據筆者所知，對稱與非對稱的研究，誕生了以下4個諾貝爾獎：

（1）1957年，李政道與楊振寧以他們提出的宇宙對稱不守恒理論共同獲得了諾貝爾物理學獎。

（2）1980年，美國物理學家詹姆士·克羅寧和維爾·菲奇發現中性K介子衰變時存在宇稱不對稱性，獲得了諾貝爾物理學獎。

（3）1981年，美國R.W.Sperry教授因證明大腦兩半球的功能具有顯著差異，提出兩個腦的概念而獲得了諾貝爾生理學獎。

（4）2008年，美國科學家南部陽一郎因發現次原子物理的對稱性自發破缺機制，日本科學家小林誠、益川敏英因發現對稱性破缺的來源獲得諾貝爾物理學獎。

這4個諾貝爾獎對應的成就其實本質一樣，即宇宙及其運動規律是不對稱的。過去歐美科學界堅信左右或其他方向對稱是事物發展的穩定狀態或平衡狀態。這些工作之所以能獲諾貝爾獎，主要是因為它們都打破了常規，顛覆了傳統。

以第3項獲獎成果為例。多年以前，神經外科醫生發現，切開大腦兩半球之間的主要連接（脫胝體），病人的智力幾乎沒什么變化。從20世紀40年代起，這種手術被用來治療嚴重的癲癇病，防止癲癇病發作從一個半球擴散到另一個半球，凡動過這種手術的病人稱為“裂腦人”。裂腦手術的成功激發了美國加州理工學院的著名心理學家R.W.Sperry教授的興趣，他因此受到了啟發。1952～1961年，Sperry教授及其同事用貓和猴做了大量的裂腦實驗。20世紀70年代，Sperry教授把“裂腦人”作為研究大腦兩半球各種機能的研究對象。他精心設計了一系列實驗，對“裂腦人”進行了視覺、觸覺、聽覺、情感諸方面的實驗研究。Sperry教授研究發現了兩個半球功能上的差別。右半球是不出聲的，不能書寫，對語言只有有限的理解能力，但右半球有高度的智力活動，在某些方面超過左半球。右半球在理解和處理三維圖像、形象感知以及識別和記憶音調等方面的能力都比左半球強，右半球在想象力和藝術創造力等方面也比左半球強。左半球主要負責抽象思維、符號解釋，擅長于說、寫和數學運算。Sperry教授認為，人的右大腦半球也有許多較高級的機能，大腦兩半球的機能是高度專門化的，各司其職又互相補充。

左右腦的分工，西醫直到20世紀中葉才發現，而從造字的含義來看，至少在3000年前，中國古人就已經很清楚地認識到這個問題。為什么這樣說呢？來看看3000年前的中國古人關于對稱與非對稱的認識。傳說黃帝的史官倉頡在創造漢字的時候，天地驚而鬼神泣。漢字，真的有如此巨大的魅力和威力嗎？來看看“左右”的造字結構，你就不得不承認“一字之安，堅若磐石；一義之處，燦若星辰。”

在“左右”的造字中，左用“工”，右用“口”，“工”、“口”以外的部分是對稱的偏旁，而“工”和“口”卻完全不對稱。為什么左右形似對稱卻蘊含著不對稱呢？

《說文》曰：“工，巧飾也，象人有規榘也。”《孟子·離婁上》曰：“不以規矩，不能成方圓。”在甲骨文中，“工”字就像一把工具的形狀。可見，工者，技巧和規矩也，凡是音樂、繪畫、藝術、一切空間操作及與空間因素相關的形象，都離不開工。

《說文》曰：“口，人所以言食也。”在甲骨文中，“口”字就像人的口型。《春秋·元命苞》曰：“口之為言達也。”《鬼谷子·捭闔》曰：“口者，心之門戶。”可見，口者，言語也，凡是語言以及與語言有關的邏輯，都離不開口。

“工”和“口”的這個區別，將左右的不對稱性很生動地體現了出來。從這個不對稱可以發現，事物的對稱也許不是發展變化過程中的穩定狀態，而且事物自身就蘊含著破壞對稱的因素或機制。值得注意的是，前面提到的兩項諾貝爾物理學獎都是關于微觀粒子的尖端科學成就，都是在物質最基本的粒子層面上開展的研究。也就是說，物理學家的研究接近物質的本原，而非中觀世界的泛泛之物。

在現實觀測的中宏觀世界里，人類總認為對稱是一種美。在自然界中，人類總是想找到對稱的事或物；在社會活動中，人類總是創造很多對稱的事物以求美觀。這些對稱不但包括左右對稱，也包括中心軸對稱、點對稱、某個徑向對稱等。人類對對稱性的興趣由來已久，從上古時期到今天，我們“見證”并創造了很多驚人的對稱：船舶、建筑的結構，繪畫、書寫的結構，各種漂亮的裝飾圖案，甚至雪花也被數學家定義為對稱的六邊形……人們無時無刻不在感受著對稱性帶來的美感。

而物理學家的研究卻表明，物質在基本粒子的狀態下事物的變化并非總是對稱的，不但如此，還能自發產生破缺。對稱性破缺是貫穿凝聚態物理學始終的一個重要的基本概念。在凝聚態物理學中，對稱性的破缺就意味著有序相的出現。這是否可以說明：事物能夠自身產生對稱破缺，是因為它找到了更適合自身的狀態或更有序的狀態？或者說，更能體現自身位置的狀態？如果真的是這樣的話，那么這種狀態應該就是非對稱。以前，我們在中宏觀層面上來觀測事物，總認為對稱是最美的，對稱就是穩定狀態。但在最本原的微觀層面上，物理發現告訴我們，對稱未必還是常規的、穩定的。

《老子》第四十一章曰：“大方無隅，大器晚成，大音希聲，大象無形。”古人以樸素的方式闡述了事物在高度有序狀態下的無序體現。為了說明這一點，我們以球面來舉例。數學告訴我們，球面是最完美的對稱圖形，它包括軸對稱、平面對稱、測地線對稱、任意徑向對稱、圓心對稱、極點對稱等。可以想象一下，我們站在地球上，如果地球到處都是光禿禿的，表面也是光滑的，那我們是無法知道自己的坐標的；在沒有參照物的情況下，我們也無法確定自己的方向。球面的高度有序，使得坐標和方向無法確定。一旦我們在球面上打個洞，那么這種高度完美的有序狀態就被破壞，有些點的對稱產生了破缺。但偏偏就是在這種情況下，我們卻能根據這個破缺來確定方位。

三、總結：殊途同歸

現當代人在科學定義的影響下，對中國的古代思想、哲學和文化等存在誤解，甚至有不少人斥之為迷信。這種狹隘的科學觀，使得越來越多的人對中國的經典不了解，而簡單地認為西方科學才是真正的、唯一的科學。特別是在近代西方科學所取得的輝煌成就面前，有些人產生了文化悲觀心態。

近代著名學者梁漱溟先生提出：中國傳統文化，如儒家文化、道家文化、佛家文化，皆系人類文化之早熟品。中醫的情況大抵亦如此，正因為早熟，而且早熟的跨度太大，乃至到現在它仍不落后，甚至還超前。［2］其實，除了儒家、中醫等文化超前于時代之外，中國古代還有很多經典的理論，都大大地超前。

近現代科學是致力于理解和解釋自然規律的，而傳統文化追求的是“理”，是一種“道”。因此，中國的傳統理論不算科學，而是實實在在的樸素的哲學。而且，由于中國古代的經典基本上都是建立在代數（算術和數字）的系統上，而代數是數學科學中最抽象的分支，因此中國的古典哲學大多比較抽象、深奧，難以理解。

總結一下中國古人對“左右”的理解和現代西方科學的成就，可以發現，至少在以下四方面它們是相容的：

（1）宇宙在中宏觀層面上形似對稱，其實是人們對“對稱美”的追求；

（2）對稱是暫時的，不是物體發展變化的穩定狀態；

（3）物體為了達到穩定狀態或可標示狀態，會主動產生對稱破缺；

（4）左手系和右手系關聯著不同的功能，包括大腦功能。

朱熹在《中庸章句》題注曰：“中者，不偏不倚，無過與不及之名。”而程子曰：“不偏之謂中；不易之謂庸。”對稱或中間狀態都不是“最終的”穩定狀態。筆者在此從一個數學例子來試探性驗證“中庸，不可得也”和對立統一的關系，見圖1。

圖1 正弦函數的圖像

中間的水平直線表示的是零點線，上下兩條水平直線分別表示上確界線和下確界線。如果把時間作為橫軸變量的話，那么在每個人的一生當中，絕對的中庸指的就是中間的零點線。顯然，人生曲線和零點線的交點只有有限個（因為人生有限），這就是為什么古人認為“中庸，不可得也”的道理。但是儒家學者也追求動態的中庸。動態的中庸應該是夾在上確界線和下確界線之間的靠近零點線的帶形區域。人生曲線和零點線、上確界線和下確界線的交點都可以看成是某種形式的對稱點，然而，這些點相對于時間軸上的所有點來說，少得可憐，用數學術語來說，就是可以忽略不計。這種現象在一定程度上說明了對稱是暫時的，不是物體發展變化的穩定狀態。但是，我們也可以發現，偏離對稱一定時間后，對稱會再次出現。在上確界線和下確界線之間，對稱和非對稱這兩個對立面很好地統一起來了。正弦曲線一直在零點線的上下波動，這是一個由正到負再由負到正的過程，正負是對立的，然而它們都被統一到零點。中國的《易經》、《莊子》等著作和西方的亞里士多德、馬克思等大師的著作，無不充滿了辯證的對立統一思想。

中國的古典思想深邃而充滿哲理和辯證法，如《老子》、《孫子兵法》等，有些甚至充滿了現代科學思想，如《墨子》、《天工開物》等。但我們的祖先始終沒有把這些思想發展成現代意義上的科學，這是耐人尋味的問題。李約瑟［3］、馮友蘭［4］、金春峰［5］等一大批中外學者都著書立說來詮釋這個問題。馮友蘭先生認為：中國之所以沒有近代自然科學，是因為中國的哲學向來認為，人應該求幸福于內心，不應該向外界尋求幸福。而產生于西方的現代科學，主要是求統治自然界的知識和權利。［4］

西方學者采用分析、實驗和實證的方式，建立了強大而復雜的現代科學體系；而中國古代的學者只采用直觀的理解和極具深度的抽象思考，同樣也得出了很多結論，有些甚至是超越于時代的，如《尸子》、《莊子》和《淮南子》等著作中對時空的解釋，中醫的一些養生之道，等等。中國古代并沒有“哲學”和“科學”這兩個詞，所以中國古代的那些思想并非都能納入到現代哲學和科學的范疇。中國古代一直強調“悟道”，這種用“悟”的方式來理解世間萬物的做法，本來就和現代西方科學的研究方法有著本質性的區別。

［1］余君，方芳.奇跡的奇跡（楊振寧的科學風采）［M］.上海：上海科技教育出版社，2001.

［2］劉力紅.思考中醫——對自然與生命的時間解讀［M］.桂林：廣西師范大學出版社，2007.

［3］（英）李約瑟.中國古代科學思想史［M］.陳立夫，譯.南昌：江西人民出版社，2006.

［4］馮友蘭.中國哲學簡史［M］.北京：新世界出版社，2004.

［5］金春峰.“月令”圖式與中國古代思維方式的特點及其對科學和哲學的影響［A］.深圳大學國學研究所.中國文化與中國哲學［C］.北京：東方出版社，1986.

G02

A

1673－1395（2012）02－0154－04

2012－01－01

廣東省千百十工程（2008－2012）

熊輝（1978—），男，江西余江人，副教授，博士，主要從事非線性偏微分方程和數學哲學研究。

責任編輯 葉利榮 E－mail：yelirong@126.com