中国传统文化与当代科学对宇宙认识的相容性

熊 辉

（东莞理工学院 数学教研室，广东 东莞 523808）

中国传统文化与当代科学对宇宙认识的相容性

熊 辉

（东莞理工学院 数学教研室，广东 东莞 523808）

通过剖析“左右”这个词的汉字结构来探究宇宙间万事万物发展的稳定状态和非对称的关系，采用4项诺贝尔奖获奖成果和几个数学例子来阐述中国传统文化与当代科学在对宇宙的认识上存在着惊人的相似。

对称；稳定状态；诺贝尔奖；汉字结构

一、引言

中国古人在建立方位体系的时候，由于南北方文化的差异，产生了“东西”或“左右”两种体系。中国建筑直到今天还讲究朝向，最好是坐北朝南，这也是紫禁城里龙椅的方向。当我们站在中央而面南背北的时候，东方就在我们的左边，而西方在右边。所以古人有“左青龙，右白虎”的说法。有些人不明白，按照绘制地图的“上北下南，左西右东”的说法，东方应该在右边，那么属于东方的神兽青龙怎么会在左呢？这就是建立方位坐标时参照系不同所引起的误解。绘制地图时的左西右东是我们面对纸板或黑板以自己为参照系而产生的，而左右分别表示东西是我们在面南背北时以天地为参照系所确定的。

用左右有时很方便，如水杯在左边，这比用东边更容易找到。但左右也有个很大的弱点，那就是我们必须事先明确参照系的方向。如超市在大街的左边，那么要想定位超市的话，我们必须先要弄清楚说话者在该街道的走向。如果听话者和说话者朝向不同的话，那么听话者必须把说话者的参照系转变成自己的参照系，才能正确地判断说话者的左右何指。

而采用东西南北的话不需要转换参照系，不管两个人怎么站，他们的东方始终是相同的。这也是为什么北方平原、沙漠、草原地带的人喜欢采用东西南北系统的原因。在广袤的草原，到处看起来都差不多，说左右是很难精确的，因为只要身子稍微转一点，那么左右将大为改变。而东西则不会，不管你怎么变动朝向，东方是不会以你的意志为转移的。

“东西”和“左右”还有第二种意思。这第二种意思貌似不相干，其实本质还是一样的。东西，如果念成dōng xi，即“西”念成轻声的话，则表示物品。中国古人为什么把东西两个方向合在一起来表示世间万物呢？这个引申概念来自于五行学说。古人认为，东方属木，南方属火，西方属金，北方属水，中央属土。《尚书·洪范》曰：“木曰曲直，火曰炎上，土曰稼穑，金曰从革，水曰润下。”火之炎上，无物不焚；水之润下，无阻不透。南北合在一起的话，因为北方在上而水在上，南方在下而火在下，这就是道家修炼时的“抓坎填离”，也是《易经》中的“水火既济”。水在八卦中为坎卦，火为离卦，在六十四卦中水上火下合为既济卦。《卦辞》曰：“既济：亨小，利贞。初吉终乱。”这是否说明，中国古人在很早以前就知道，乱才是事物发展的稳定状态？那么，什么是“乱”呢？笔者认为“乱”指的是非对称和对称的自发破缺。

从单个来说，南方的火和北方的水都是无形且难以携带的。但是，东西不同，东方木和西方金是容易携带的物品，此外，木和金还可以做成各种器皿来盛装物品。这就是古人用“东西”来表示世间万物的根本原因。

“左右”的第二种意思更加深刻，它体现了中国古人在至少2500年前对宇宙万物及其运动规律的非对称性的认识。

二、“左右”的汉字结构与诺贝尔奖

科学界在1956年以前一直认为宇宙及其运动规律对称守恒，也就是说，一个粒子的镜像与其本身性质完全相同。通俗地讲，就是你在镜子外面运动时，镜子里的你也在运动，而且所遵循的物理定律完全一样。1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后，大胆地断言：τ和θ是完全相同的同一种粒子（后来被称为K介子），但在弱相互作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同。通俗地说，这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样！［1］

据笔者所知，对称与非对称的研究，诞生了以下4个诺贝尔奖：

（1）1957年，李政道与杨振宁以他们提出的宇宙对称不守恒理论共同获得了诺贝尔物理学奖。

（2）1980年，美国物理学家詹姆士·克罗宁和维尔·菲奇发现中性K介子衰变时存在宇称不对称性，获得了诺贝尔物理学奖。

（3）1981年，美国R.W.Sperry教授因证明大脑两半球的功能具有显著差异，提出两个脑的概念而获得了诺贝尔生理学奖。

（4）2008年，美国科学家南部阳一郎因发现次原子物理的对称性自发破缺机制，日本科学家小林诚、益川敏英因发现对称性破缺的来源获得诺贝尔物理学奖。

这4个诺贝尔奖对应的成就其实本质一样，即宇宙及其运动规律是不对称的。过去欧美科学界坚信左右或其他方向对称是事物发展的稳定状态或平衡状态。这些工作之所以能获诺贝尔奖，主要是因为它们都打破了常规，颠覆了传统。

以第3项获奖成果为例。多年以前，神经外科医生发现，切开大脑两半球之间的主要连接（脱胝体），病人的智力几乎没什么变化。从20世纪40年代起，这种手术被用来治疗严重的癫痫病，防止癫痫病发作从一个半球扩散到另一个半球，凡动过这种手术的病人称为“裂脑人”。裂脑手术的成功激发了美国加州理工学院的著名心理学家R.W.Sperry教授的兴趣，他因此受到了启发。1952～1961年，Sperry教授及其同事用猫和猴做了大量的裂脑实验。20世纪70年代，Sperry教授把“裂脑人”作为研究大脑两半球各种机能的研究对象。他精心设计了一系列实验，对“裂脑人”进行了视觉、触觉、听觉、情感诸方面的实验研究。Sperry教授研究发现了两个半球功能上的差别。右半球是不出声的，不能书写，对语言只有有限的理解能力，但右半球有高度的智力活动，在某些方面超过左半球。右半球在理解和处理三维图像、形象感知以及识别和记忆音调等方面的能力都比左半球强，右半球在想象力和艺术创造力等方面也比左半球强。左半球主要负责抽象思维、符号解释，擅长于说、写和数学运算。Sperry教授认为，人的右大脑半球也有许多较高级的机能，大脑两半球的机能是高度专门化的，各司其职又互相补充。

左右脑的分工，西医直到20世纪中叶才发现，而从造字的含义来看，至少在3000年前，中国古人就已经很清楚地认识到这个问题。为什么这样说呢？来看看3000年前的中国古人关于对称与非对称的认识。传说黄帝的史官仓颉在创造汉字的时候，天地惊而鬼神泣。汉字，真的有如此巨大的魅力和威力吗？来看看“左右”的造字结构，你就不得不承认“一字之安，坚若磐石；一义之处，灿若星辰。”

在“左右”的造字中，左用“工”，右用“口”，“工”、“口”以外的部分是对称的偏旁，而“工”和“口”却完全不对称。为什么左右形似对称却蕴含着不对称呢？

《说文》曰：“工，巧饰也，象人有规榘也。”《孟子·离娄上》曰：“不以规矩，不能成方圆。”在甲骨文中，“工”字就像一把工具的形状。可见，工者，技巧和规矩也，凡是音乐、绘画、艺术、一切空间操作及与空间因素相关的形象，都离不开工。

《说文》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：“口之为言达也。”《鬼谷子·捭阖》曰：“口者，心之门户。”可见，口者，言语也，凡是语言以及与语言有关的逻辑，都离不开口。

“工”和“口”的这个区别，将左右的不对称性很生动地体现了出来。从这个不对称可以发现，事物的对称也许不是发展变化过程中的稳定状态，而且事物自身就蕴含着破坏对称的因素或机制。值得注意的是，前面提到的两项诺贝尔物理学奖都是关于微观粒子的尖端科学成就，都是在物质最基本的粒子层面上开展的研究。也就是说，物理学家的研究接近物质的本原，而非中观世界的泛泛之物。

在现实观测的中宏观世界里，人类总认为对称是一种美。在自然界中，人类总是想找到对称的事或物；在社会活动中，人类总是创造很多对称的事物以求美观。这些对称不但包括左右对称，也包括中心轴对称、点对称、某个径向对称等。人类对对称性的兴趣由来已久，从上古时期到今天，我们“见证”并创造了很多惊人的对称：船舶、建筑的结构，绘画、书写的结构，各种漂亮的装饰图案，甚至雪花也被数学家定义为对称的六边形……人们无时无刻不在感受着对称性带来的美感。

而物理学家的研究却表明，物质在基本粒子的状态下事物的变化并非总是对称的，不但如此，还能自发产生破缺。对称性破缺是贯穿凝聚态物理学始终的一个重要的基本概念。在凝聚态物理学中，对称性的破缺就意味着有序相的出现。这是否可以说明：事物能够自身产生对称破缺，是因为它找到了更适合自身的状态或更有序的状态？或者说，更能体现自身位置的状态？如果真的是这样的话，那么这种状态应该就是非对称。以前，我们在中宏观层面上来观测事物，总认为对称是最美的，对称就是稳定状态。但在最本原的微观层面上，物理发现告诉我们，对称未必还是常规的、稳定的。

《老子》第四十一章曰：“大方无隅，大器晚成，大音希声，大象无形。”古人以朴素的方式阐述了事物在高度有序状态下的无序体现。为了说明这一点，我们以球面来举例。数学告诉我们，球面是最完美的对称图形，它包括轴对称、平面对称、测地线对称、任意径向对称、圆心对称、极点对称等。可以想象一下，我们站在地球上，如果地球到处都是光秃秃的，表面也是光滑的，那我们是无法知道自己的坐标的；在没有参照物的情况下，我们也无法确定自己的方向。球面的高度有序，使得坐标和方向无法确定。一旦我们在球面上打个洞，那么这种高度完美的有序状态就被破坏，有些点的对称产生了破缺。但偏偏就是在这种情况下，我们却能根据这个破缺来确定方位。

三、总结：殊途同归

现当代人在科学定义的影响下，对中国的古代思想、哲学和文化等存在误解，甚至有不少人斥之为迷信。这种狭隘的科学观，使得越来越多的人对中国的经典不了解，而简单地认为西方科学才是真正的、唯一的科学。特别是在近代西方科学所取得的辉煌成就面前，有些人产生了文化悲观心态。

近代著名学者梁漱溟先生提出：中国传统文化，如儒家文化、道家文化、佛家文化，皆系人类文化之早熟品。中医的情况大抵亦如此，正因为早熟，而且早熟的跨度太大，乃至到现在它仍不落后，甚至还超前。［2］其实，除了儒家、中医等文化超前于时代之外，中国古代还有很多经典的理论，都大大地超前。

近现代科学是致力于理解和解释自然规律的，而传统文化追求的是“理”，是一种“道”。因此，中国的传统理论不算科学，而是实实在在的朴素的哲学。而且，由于中国古代的经典基本上都是建立在代数（算术和数字）的系统上，而代数是数学科学中最抽象的分支，因此中国的古典哲学大多比较抽象、深奥，难以理解。

总结一下中国古人对“左右”的理解和现代西方科学的成就，可以发现，至少在以下四方面它们是相容的：

（1）宇宙在中宏观层面上形似对称，其实是人们对“对称美”的追求；

（2）对称是暂时的，不是物体发展变化的稳定状态；

（3）物体为了达到稳定状态或可标示状态，会主动产生对称破缺；

（4）左手系和右手系关联着不同的功能，包括大脑功能。

朱熹在《中庸章句》题注曰：“中者，不偏不倚，无过与不及之名。”而程子曰：“不偏之谓中；不易之谓庸。”对称或中间状态都不是“最终的”稳定状态。笔者在此从一个数学例子来试探性验证“中庸，不可得也”和对立统一的关系，见图1。

图1 正弦函数的图像

中间的水平直线表示的是零点线，上下两条水平直线分别表示上确界线和下确界线。如果把时间作为横轴变量的话，那么在每个人的一生当中，绝对的中庸指的就是中间的零点线。显然，人生曲线和零点线的交点只有有限个（因为人生有限），这就是为什么古人认为“中庸，不可得也”的道理。但是儒家学者也追求动态的中庸。动态的中庸应该是夹在上确界线和下确界线之间的靠近零点线的带形区域。人生曲线和零点线、上确界线和下确界线的交点都可以看成是某种形式的对称点，然而，这些点相对于时间轴上的所有点来说，少得可怜，用数学术语来说，就是可以忽略不计。这种现象在一定程度上说明了对称是暂时的，不是物体发展变化的稳定状态。但是，我们也可以发现，偏离对称一定时间后，对称会再次出现。在上确界线和下确界线之间，对称和非对称这两个对立面很好地统一起来了。正弦曲线一直在零点线的上下波动，这是一个由正到负再由负到正的过程，正负是对立的，然而它们都被统一到零点。中国的《易经》、《庄子》等著作和西方的亚里士多德、马克思等大师的著作，无不充满了辩证的对立统一思想。

中国的古典思想深邃而充满哲理和辩证法，如《老子》、《孙子兵法》等，有些甚至充满了现代科学思想，如《墨子》、《天工开物》等。但我们的祖先始终没有把这些思想发展成现代意义上的科学，这是耐人寻味的问题。李约瑟［3］、冯友兰［4］、金春峰［5］等一大批中外学者都著书立说来诠释这个问题。冯友兰先生认为：中国之所以没有近代自然科学，是因为中国的哲学向来认为，人应该求幸福于内心，不应该向外界寻求幸福。而产生于西方的现代科学，主要是求统治自然界的知识和权利。［4］

西方学者采用分析、实验和实证的方式，建立了强大而复杂的现代科学体系；而中国古代的学者只采用直观的理解和极具深度的抽象思考，同样也得出了很多结论，有些甚至是超越于时代的，如《尸子》、《庄子》和《淮南子》等著作中对时空的解释，中医的一些养生之道，等等。中国古代并没有“哲学”和“科学”这两个词，所以中国古代的那些思想并非都能纳入到现代哲学和科学的范畴。中国古代一直强调“悟道”，这种用“悟”的方式来理解世间万物的做法，本来就和现代西方科学的研究方法有着本质性的区别。

［1］余君，方芳.奇迹的奇迹（杨振宁的科学风采）［M］.上海：上海科技教育出版社，2001.

［2］刘力红.思考中医——对自然与生命的时间解读［M］.桂林：广西师范大学出版社，2007.

［3］（英）李约瑟.中国古代科学思想史［M］.陈立夫，译.南昌：江西人民出版社，2006.

［4］冯友兰.中国哲学简史［M］.北京：新世界出版社，2004.

［5］金春峰.“月令”图式与中国古代思维方式的特点及其对科学和哲学的影响［A］.深圳大学国学研究所.中国文化与中国哲学［C］.北京：东方出版社，1986.

G02

A

1673－1395（2012）02－0154－04

2012－01－01

广东省千百十工程（2008－2012）

熊辉（1978—），男，江西余江人，副教授，博士，主要从事非线性偏微分方程和数学哲学研究。

责任编辑 叶利荣 E－mail：yelirong@126.com