望梅止渴与几何学

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  作者:金然寿   文章出处:弘扬中华文明学社

  前言

  从对直线的看法,可以看出东西方文化之间的差别。周易时空观贯穿着「曲成万物而不遗」的理念,它是排斥直线观的。而科学共同体的数学空间由直线构成。实际上,科学共同体所谓的直线,本质上不过是把曲线切断,再加一些人为作用,假名曰直线而已。

  一、望梅止渴中的疑问

  望梅止渴是中国人耳熟能详的故事,贱文以望梅止渴的典故为引子,谈论作为现代科学之核心骨架的几何学问题。

  故事:有一年夏天,曹操率领部队去讨伐张绣,天气热得出奇,骄阳似火,天上一丝云彩也没有,部队在弯弯曲曲的山道上行走,两边密密的树木和被阳光晒得滚烫的山石,让人透不过气来。到了中午时分,士兵的衣服都湿透了,行军的速度也慢下来,有几个体弱的士兵竟晕倒在路边。

  曹操看行军的速度越来越慢,担心贻误战机,心里很是着急。可是,眼下几万人马连水都喝不上,又怎么能加快速度呢?他立刻叫来向导,悄悄问他:“这附近可有水源?”向导摇摇头说:“泉水在山谷的那一边,要绕道过去还有很远的路程。”曹操想了一下说,“不行,时间来不及。”他看了看前边的树林,沉思了一会儿,对向导说:“你什么也别说,我来想办法。”他知道此刻即使下命令要求部队加快速度也无济于事。脑筋一转,办法来了,他一夹马肚子,快速赶到队伍前面,用马鞭指着前方说:“士兵们,我知道前面有一大片梅林,那里的梅子又大又好吃,我们快点赶路,绕过这个山丘就到梅林了!”士兵们一听,顿时嘴里都流出了口水,利用这个机会把部队带领到前方,找到了有水源的路。

  提示:在这则故事中,作为工具的“梅”之实体至始至终都没有真正的出现。换言之,“梅”是一个虚构的东西,但它却发挥了一种确确实实的作用,亦即,曹操虚构了一个“梅”,而士兵们追逐一个虚构的东西的过程中,实实在在的完成了急步前进的过程。为什么会如此呢?

  一、几何学的老问题

  我们所熟悉的两种新旧物理学,是建立在作为物理空间之模型的数学空间之上的——经典物理学构建在欧氏几何框架上,而相对论构建在非欧几何框架上。在一般性的讨论中,数学空间和物理空间经常会被科共体混为一谈,然而事实上,它们之间的鸿沟又是非常明显的,数学空间研究的是抽象的形式符号体系,而对物理空间的研究,我们必须要依赖于具体的经验。总之,数学空间和物理空间,或者说模型和实物之间还是有重大区别的,它们绝不是可以无条件等同化的关系(好比一个活生生的人和此人的模型——模型可以在外在的形式和大小上可以无限趋近实物,却也永远也不可能是真正的实物)。

  几何概念里的一些逻辑悖论,实际上是个老问题,大多数人都是非常清楚的。以直线为例,直线的定义是“只有长度而没有宽度的,可以无限延长的线”,很显然,我们的肉眼是不可能看得见“没有宽度的物体”的。或者说,凡是我们能看到的物体,必然要有宽度,无论它多小,总归不能是「0」。直线没有宽度意味着它失去了可视性,而没有了可视性就是脱离了我们的经验范畴,也就是说几何定义里的直线,其实谁都没有真正的见过,亦即,几何定义里的直线其实是不存在于真实的物理空间里的(几何学里的直线,犹如望梅止渴里的“梅”一样,至始至终都没有出现过)。

  然而,问题的关键在于,既然几何概念里的直线是不存在的,我们为什么在讨论它?不存在的东西,连对它们的讨论本身也应该不存在,因为,讨论本身意味着它在某种层面上是存在的。更为“神奇”的是,我们不仅在讨论它,而且接受了科学训练之后,我们可以在脑海里建立起一种几何学想象能力(物理学想象的本质,其实是一种几何学想象)。

  这个现象颇为诡异,因为这超出了我们的想象能力。比如,我们对“牛头马身”这种东西进行想象时,我们会把记录到我们脑海里的“牛头的印记(我们见过)”和“马身的印记(我们见过)”调出并进行组合,进而完成一种想象过程。但是,我们绝对不可能调用从未见过的东西进行组合或拆分式想象。举个最简便的例子,看官现在能够想起愚这个撰文者的长相吗?当然是不可能的,因为读者和愚从未见过面。亦即,没有人可以想起一个从来没有见过的东西,而我们在物理空间中确实找不到,亦没看见过几何定义里的直线,为什么我们还是能进行某种几何学想象,并把这种想象反过来映射到物理空间呢?没有人可以画出“没有宽度而只有长度的线”(可以画出说明它可以存在于这个世界,亦可以肯定,只要画出了某种线,必然有宽度),而一个几何学或物理学老师如果不画出某种线的话,课程讲授将无法进行,而且学生也不可能在意识形态里建立起一种几何想象体系。

  二、条件反射

  为了探明这里的缘由,我们需要从源头开始回溯。我们看看我们的语言能力是如何获得的。举「苹果」一词为例。教师会在黑板上挂出苹果之图(或手拿苹果),在旁边写「苹果」和「pingguǒ」,范读「pingguǒ」并要求学生跟读。此时,学生的面前出现四种要素:苹果之实物之「象」、符号的「苹果(亦是一种象)」和符号「pingguǒ(亦是一种象)」,以及声音的「pingguǒ」。学生需要把这些要素不断的进行捆绑式记忆过程。当这样的过程反复进行多次之后,学生们会对这些东西逐渐的熟悉起来,并形成语言文字能力。

  经过长期反复的训练,学生会形成由「物象」、「符号象」、「声音」捆绑而形成的条件反射机制,即语言文字能力。形成这种条件反射机制之后,任何一项的输入都可以输出与之捆绑过的信号。比如,在黑板上写出「苹果」二字,或在学生的耳朵里输入「pingguǒ」这个声音,学生就可以在脑海里浮想起苹果之象,或者,当学生看到实物之苹果就可以写出「苹果」这个文字,或者念出「pingguǒ」这个声音等等。

  如果说学习语言的过程是条件反射系统的建立过程,那么,说话或者阅读文字是这种机制的使用过程,它并不是人们通常认为的“思考过程”,而是我们的一种“不由自主的”或“毫不费力的”就可以完成的能力。比如,一个识字的人,当他的视线扫描到「苹果」这个符号的时候,是“不由自主”的“一下子”念成了「pingguǒ」,和浮想起与「苹果」这个符号捆绑过的「苹果之实物之象」,而不是通过“思考”读成「pingguǒ」和浮想「苹果之象」。而不识字的人,看着这里就会是一团杂乱的线条而已,或者,我们不熟悉的一种语言,听起来就是一种“乱叫”,不承载任何意义。亦即,某种特定声音组合或文字组合所能承载意义的前提是,某个人对这种特定的声音和文字组合接受过前期训练。通俗的讲,如果一个人会某种语言和某种文字,说明他有过一段学习过程,而这种机制的建立过程不是他经过“思考”建立的,而是通过反复的机械式训练灌输而成的。

  是故,几何学可以不顾及字面逻辑悖论,强制性的建立起一种违背宇宙实际的符号体系(想象体系),是因为它不是通过人们的“思考”建立的,而是通过条件反射机制强制性的灌输于人们的脑海中的原因。更详细的说,当我们的视线扫描到「直线」这个词汇的刹那,与学习「直线」这个概念时从黑板上曾看到过的那个「可视线」,会通过条件反射机制不自觉的在脑海中浮想起来。而这个在脑海里浮现的可视线,绝不是定义里的“只有长度而没有宽度的线”,因为“可视”和“无宽度”,是不可通约的概念。

  实际上,对于科学共同体来说,数学空间有没有逻辑悖论并不重要。因为对于科学共同体来说,对方只要谈论这个概念,或者,让他接触这些概念就行了。不管是被动还是主动,只要「直线」等符号出现在对方的眼前(或「zhíxiàn」这个声音输入到对方的耳朵),对方的「无意识条件反射系统」就会把曾经与「直线」这个符号捆绑过的可视线,从脑海中的印象库里调出来。所以,它以什么名义出现都已经无关紧要了,甚至以不存在的名义出现。“直线是石头”,“直线不是直线”,“直线是曲线”,“你现在想的那个直线根本就不存在”等等都可以实现“在我们的脑海中浮想起,曾经与「直线」这个符号捆绑过的可视图像”的效果(再次强调,可视线,绝非是定义里的线,定义里的直线不存在,我们从来没见过——只要是可视线,必然有宽度)。而一个人一旦形成这种条件反射机制,不管他在什么地方,科学共同体都可以通过各种媒体,对其进行远程精神操控,进而形成一种广泛的社会意识形态。

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