零次方守恒定律第一章總綱

薛廣振

摘 要：本文發(fā)現(xiàn)、描述并重建了0次方守恒定律及其行為體系。智能實(shí)體將是它的終極進(jìn)化形態(tài)。

關(guān)鍵詞：守恒定律；自然知識(shí)；完備性；間斷點(diǎn)；進(jìn)化；人工智能；知識(shí)操作系統(tǒng)（KOS）。

一九八四年七月大學(xué)畢業(yè)，有幸在一家研究所工作。健全的圖書館和閱覽室，看書、學(xué)習(xí)很方便。偏好一些科技前沿課題，“宇宙”，“哲學(xué)”，“思維規(guī)則”，“人工智能”……但也看到了一些科學(xué)家在疑惑：科學(xué)起源于公理、定律，但如何證明公理？再造一個(gè)公理嗎？究竟如何證明科學(xué)與客觀世界是一致的？我努力告訴自己不必在意這些，但還是不由地漸起困惑，并纏繞進(jìn)去了……

一九八六年春季的一天，無意間覺得發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)自然語言現(xiàn)象，意味無窮。它們是：

一，基本疑問詞，“（（（（有/無）什么）怎么樣）為什么）”，這是這個(gè)世界僅有的層次嗎，還是有待進(jìn)一步發(fā)育？當(dāng)時(shí)高度懷疑這與守恒定律的時(shí)空層次結(jié)構(gòu)有關(guān)，與幾何的“點(diǎn)/線/面/體”系列，以及算術(shù)體系的算法系列也有關(guān)……原來，自然語言是在指數(shù)層面描述世界，那么，世界秩序也會(huì)有一個(gè)進(jìn)位制嗎？

二，人稱代詞，“你、我、他”，為什么是三個(gè)，為什么不是二個(gè)或四個(gè)？當(dāng)時(shí)高度懷疑這與三角形的穩(wěn)定性有關(guān)，也可能與愛因斯坦相對(duì)性原理有關(guān)……難到自然數(shù)會(huì)需要一個(gè)絕對(duì)的進(jìn)位制？

三，兩個(gè)僅有的無量綱單位名詞“個(gè)”與“次”，可能是“對(duì)立統(tǒng)一”結(jié)構(gòu)的還原依據(jù)……？

四，這些現(xiàn)象具有明確的內(nèi)在確定性，那么，是誰，在什么層次上，決定了這些……？

我清楚地意識(shí)到，這些問題與一直縈繞在心的那些疑惑有關(guān)。思考這些，既不占用工作時(shí)間更不是生活來源，這通常叫“業(yè)余愛好”；但其中奧妙之至，誘惑難抵，我只有當(dāng)真了；于是，一干就是30年，比任何一段專職工作時(shí)間都長。最終印證了我當(dāng)初的感覺：古老而樸素的自然語言，竟然隱藏著比科學(xué)還健全的科學(xué)知識(shí)?；蛘哒f，它可能隱藏著整個(gè)科學(xué)最終的謎底。它們是，一，0次方守恒定律；二，一個(gè)由0次方定律引導(dǎo)展開的通用內(nèi)涵體系。今天，我更加堅(jiān)信，自然語言能讓科學(xué)獲得最終的證明，從而變得更加健壯；而人工智能課題也將因此而獲得充分的科學(xué)可行性。

這套理論并不起源于人工智能研究，而是源自于對(duì)一系列自然語言現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，是在探究宇宙進(jìn)化法則——0次方守恒定律及其展開體系。但恰恰是出自這套理論，第3.33紀(jì)元（第8章）機(jī)器與第3.33紀(jì)元知識(shí)相結(jié)合——智能實(shí)體的實(shí)現(xiàn)，不管是本文的KOS（第10章）還是當(dāng)下的AI，都將是宇宙進(jìn)化的必然結(jié)果，因此也是此項(xiàng)研究的必然結(jié)果。而對(duì)自然語言各個(gè)奇特現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，其價(jià)值就在于提示了這個(gè)宇宙哲學(xué)主體體系的科學(xué)算法，這是它的最大震撼之處。這也正是0次方守恒定律與AI的聯(lián)系，或者，AI恰恰是這項(xiàng)研究的技術(shù)歸宿。所以，盡管只在本文最后一章才說到智能實(shí)體，但其實(shí)全篇都是在說它的科學(xué)原理。

第一章 總綱

物理學(xué)三大守恒定律，動(dòng)量守恒與轉(zhuǎn)換定律，能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，物質(zhì)守恒與質(zhì)量/能量轉(zhuǎn)換定律，其中的時(shí)空層次指數(shù)構(gòu)成了1、2、3的系列；而自然語言亙古不變的邏輯是：要描述一個(gè)事物，必須先知道它的“有/無”，然后才能描述它的“什么”；知道了它的“什么”才能描述它的“怎么樣”；然后才能描述它的“為什么”……其中，“（（（（有無）什么）怎么樣）為什么）”之間這種一層次包含一層次的關(guān)系，也構(gòu)成了0、1、2、3的系列。這兩者之間呈現(xiàn)出時(shí)空層次結(jié)構(gòu)上的一致性，比如，“什么”與動(dòng)量守恒定律都具有時(shí)空1次方內(nèi)涵；“怎么樣”與能量守恒定律都是2次方內(nèi)涵；“為什么”與第三個(gè)守恒定律都是3次方內(nèi)涵。30年前的震撼是：它們構(gòu)成了一種自然的相互印證關(guān)系：守恒定律證明，自然語言也具有物質(zhì)屬性，含有還原的科學(xué)知識(shí)；自然語言則證明，物理學(xué)守恒定律是符合客觀事實(shí)的，因而科學(xué)真的可以描述世界。這個(gè)印證關(guān)系有兩點(diǎn)提示：一，自然語言和守恒定律都是在指數(shù)層面而非底數(shù)層面上描述世界，而指數(shù)是算術(shù)體系的最高層面，所以，描述宇宙演化的基本單位應(yīng)該是時(shí)空層次而非時(shí)空尺度，盡管當(dāng)今科學(xué)熱衷于描述宇宙進(jìn)化了“多少光年空間”和“多少億年時(shí)間”……。二，如果時(shí)空層次能夠成為一種替代模式，那么，與守恒定律相比，自然語言在“什么”之前多出一個(gè)“有/無”，就反襯出守恒定律系列在其0次方層次上的缺失。

愛因斯坦有一個(gè)確定論斷言，說“上帝不擲骰子”，但他自己卻真的擲了一回骰子。因?yàn)?，他說宇宙奇點(diǎn)是一個(gè)“體積無窮小、質(zhì)量無窮大、溫度無窮高、壓力無窮大”的物質(zhì)點(diǎn)。無窮量不能運(yùn)算是眾所周知的，那為什么愛因斯坦會(huì)自相矛盾，使用如此不具確定性的東西去構(gòu)造科學(xué)理論？他如此迂回、曲折、變相、思辨和辯證，而不是直接、完整和還原地，描述這個(gè)物質(zhì)點(diǎn)，難道是現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)不夠用了嗎？事實(shí)果真令人吃驚。整個(gè)當(dāng)代科學(xué)只具備描述時(shí)空1、2、3次方事物的理論，即，三大守恒定律；除了數(shù)學(xué)的“任何底數(shù)的0次方冪都等于1”之外，對(duì)于0次方物質(zhì)類型沒有任何描述，哲學(xué)的，邏輯學(xué)的，物理學(xué)的；但奇點(diǎn)正是這個(gè)宇宙的時(shí)空0次方物質(zhì)層次。比如，當(dāng)一個(gè)物體v=0時(shí)，物理學(xué)稱之為“相對(duì)靜止”，但當(dāng)v的指數(shù)等0，即v0時(shí)，整個(gè)科學(xué)也只有徹底啞然了。

實(shí)際上這是一種時(shí)空內(nèi)涵結(jié)構(gòu)完全沒有展開的情況，而不是時(shí)空尺度等于0。科學(xué)缺失0次方模式，但0次方事物卻比比皆是，這是一類具有種子特性的物質(zhì)類型，如禽類的卵，植物的種子，自然語言中的“有/無”，宇宙的奇點(diǎn)……。人們不能拿后來的衍生知識(shí)去解釋本源性事物，即便他是愛因斯坦。這就像，不能用枝葉的翠綠去描述植物種子，不能用羽毛的艷麗去描述孔雀的卵……科學(xué)家們用“混沌（chaos）”來形容宇宙大爆炸之后的情形，是極大的錯(cuò)誤，因?yàn)槟蔷褪钱?dāng)時(shí)（0次方守恒定律發(fā)作之后）的秩序，你也不能說初生嬰兒的啼哭是發(fā)音不準(zhǔn)，因?yàn)槟鞘侨祟愓Z言的0次方形態(tài)，美！所以幾何規(guī)定：點(diǎn)無大小，線無寬窄，面無厚薄……內(nèi)涵構(gòu)成關(guān)系上的倒敘錯(cuò)誤早就被禁止了。愛因斯坦的骰子矛盾，根源在于他的奇點(diǎn)倒敘；而奇點(diǎn)倒敘表明科學(xué)底層有所缺失，但自然語言已經(jīng)在告訴人們?nèi)钡氖鞘裁?。endprint

類似的印證現(xiàn)象還有一個(gè)，它提示的是一個(gè)通用形式體系。幾何學(xué)有“點(diǎn)/線/面/體”的四層次系列；算術(shù)體系有“自然數(shù)（本文后面將證明自然數(shù)，并說明它是算術(shù)體系的0次方層次），加/減法”，“乘/除法”，“乘/開方”的四層次系列。幾何學(xué)的邏輯是，到了“體”的層面，“體”又可回歸做為“點(diǎn)”，再引導(dǎo)展開一個(gè)“點(diǎn)/線/面/體”的四層次系列；而算術(shù)系列，到了“指數(shù)”層面，指數(shù)又可以作為底數(shù)，去重復(fù)算術(shù)系列……反之亦然：自然數(shù)本身原本就是一個(gè)指數(shù)的系列。所以就有一個(gè)經(jīng)典的算術(shù)習(xí)題：用3個(gè)數(shù)如何構(gòu)成得數(shù)最大？這兩件事共同印證了這樣一種內(nèi)涵結(jié)構(gòu)特征：層次系列有限而確定，首尾相連、自我重復(fù)直至無窮，從而構(gòu)成系列結(jié)構(gòu)自然終止點(diǎn)，這構(gòu)成體系的完整性的標(biāo)志。與在0次方模式上的缺失一樣，在系列的自然終止點(diǎn)特性上，當(dāng)代科學(xué)同樣是缺失的。所以本文也將對(duì)此提出相應(yīng)的認(rèn)識(shí)：世間凡是系列都必有進(jìn)位制。并且，人們將因此看到一個(gè)絕對(duì)的4進(jìn)位制。

守恒定律系列和疑問詞系列，到了3次方層次也都終止了，是系列有待進(jìn)一步發(fā)育與發(fā)現(xiàn)，還是本該就如此？守恒定律有一個(gè)明顯的提示，那就是，當(dāng)一個(gè)“物質(zhì)守恒與質(zhì)量/能量轉(zhuǎn)換”過程發(fā)生以后，無論是“裂變反應(yīng)”還是“聚變反應(yīng)”，個(gè)體個(gè)數(shù)一定有變化，要么有個(gè)體新生，要么有個(gè)體湮滅——內(nèi)涵結(jié)構(gòu)又回到了“有/無”的層次。實(shí)際上，個(gè)體個(gè)數(shù)變化原本就是第三層次守恒定律的物理特征。生物的性成熟以及產(chǎn)子行為是這個(gè)特征的遠(yuǎn)層次表達(dá)。所以，物理守恒定律系列的邏輯也與幾何的一樣，都是自然終止，自我閉合的。而自然語言，在“為什么”的層次，當(dāng)可以回答“所以…”時(shí)，一個(gè)新的命題出現(xiàn)了……與守恒定律的過程一樣，也是結(jié)構(gòu)有限、體系完整、自我閉合的。

從進(jìn)化的角度看，物理定律與自然語言的這種一致性不是一次偶然的巧合，相反的，與幾何和算術(shù)一樣，都是這個(gè)世界一個(gè)固有的東西的某種表達(dá)與再現(xiàn)。因?yàn)?，科學(xué)是從自然語言進(jìn)化而來，正如動(dòng)物繁育了后代就標(biāo)明它已性成熟一樣，科學(xué)的誕生是對(duì)自然語言的一次肯定與繼承，標(biāo)志著自然語言底層的主體性結(jié)構(gòu)已經(jīng)成熟與完備。這體現(xiàn)在，自然語言疑問詞系列已經(jīng)自成體系而不再變化，因而，在“為什么”之后不會(huì)再有新的疑問詞出現(xiàn)。而在人們啟用符號(hào)科學(xué)來描述世界后，不管人有如何的主觀能動(dòng)性，守恒定律系列，盡管有底層殘缺，也仍然逃脫不了這個(gè)世界那個(gè)固有主載體的制約——它看似無意間承襲了自然語言疑問詞的系列特征，但實(shí)際上也跟自然語言一樣，都是那個(gè)自在主載體的特定表達(dá)版本而已。所以，在第3層次守恒定律之后也不會(huì)再有一個(gè)4次方守恒定律了。但這個(gè)中斷卻不再是殘缺，而是體系完整性的體現(xiàn)，表明守恒定律已經(jīng)自成體系。由此，守恒定律和疑問詞之間的印證關(guān)系，顯然也支持一個(gè)絕對(duì)的4進(jìn)制。只不過，這與上一個(gè)4進(jìn)制有三點(diǎn)不同。

第一，疑問詞體系顯然是一個(gè)內(nèi)涵描述性的體系；而物理守恒定律，盡管目前僅被認(rèn)為是自然科學(xué)而非整個(gè)科學(xué)體系的共同內(nèi)涵基礎(chǔ)，但由于描述運(yùn)動(dòng)的時(shí)空機(jī)理，也顯然是內(nèi)涵性的。而在幾何學(xué)中，解析幾何原本就是在解釋算術(shù)的基本算法，而不觸及事物的內(nèi)涵結(jié)構(gòu)。因此，本文稱物理定律與疑問詞之間的印證關(guān)系為內(nèi)涵性印證現(xiàn)象；稱幾何與算術(shù)體系之間的印證關(guān)系為形式性印證現(xiàn)象。第二，算術(shù)體系實(shí)際上包含了兩個(gè)進(jìn)位制，一個(gè)是算法系列本身的主體性進(jìn)位制；另一個(gè)是運(yùn)算對(duì)象的客體性進(jìn)位制。顯然，形式性印證現(xiàn)象提示的是層次間主體性的4進(jìn)位制；守恒定律和疑問詞由于都運(yùn)行在指數(shù)層面，屬于運(yùn)算的對(duì)象范疇，所以，內(nèi)涵性印證現(xiàn)象所提示的是層次內(nèi)客體性的4進(jìn)制。本來，算術(shù)體系這兩個(gè)進(jìn)位制是可以相互無關(guān)的，但是兩個(gè)印證現(xiàn)象共同作用，為那個(gè)絕對(duì)的4進(jìn)制又增添了一項(xiàng)新的屬性：主體性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與客體性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全一致，這就是自我相容性。第三，顯而易見，疑問詞與守恒定律對(duì)于世界的描述具有內(nèi)涵通用性，而算術(shù)體系對(duì)于符號(hào)科學(xué)具有算法通用性，這樣就使得這個(gè)絕對(duì)的4進(jìn)制體系對(duì)于整個(gè)知識(shí)體系。

現(xiàn)在，四個(gè)不為人知的四層次系列實(shí)例，在人們不知不覺當(dāng)中，構(gòu)成了一次偉大的印證。如下表所示。這個(gè)大印證現(xiàn)象提示：世界上有這樣一個(gè)體系，內(nèi)涵有限、完整、確定乃至絕對(duì)，結(jié)構(gòu)通用、作用廣泛直至無一遺漏，自我相容致客體系列有序而無窮，本文稱之為廣義四進(jìn)制。這就是那個(gè)一直都可望不可及的宇宙固有主載體。簡單地說，本文的全篇就是在說明并試圖重建表1中的內(nèi)容。

本文把自然語言中“（（（（有/無）什么）怎么樣）為什么）”、“多長時(shí)間/什么時(shí)刻”、“多大空間/什么位置”、“你/我/他”等一系要素性詞匯，統(tǒng)稱為知識(shí)要素，把由它們構(gòu)成的體系稱為知識(shí)要素體系。那么現(xiàn)在，用知識(shí)要素把這個(gè)廣義四進(jìn)制初步展示如1式的形式。本文將說明，廣義四進(jìn)制體系的自我結(jié)構(gòu)，是下式中被勾挑的形式。

用“e”表示“質(zhì)量系數(shù)（第5章）”概念，用兩處遞歸結(jié)構(gòu)表達(dá)體系的兩處自我結(jié)構(gòu)（第3章），其中v=s/t，那么，這個(gè)廣義四進(jìn)制用符號(hào)形式最終將表示為2式形式：

天文學(xué)家哈勃于1929年觀測到了天體的紅移現(xiàn)象，推斷宇宙正在做膨脹運(yùn)動(dòng)；愛因斯坦據(jù)此進(jìn)行反向推演，得出結(jié)論說，現(xiàn)今宇宙起源于150億年前的奇點(diǎn)大爆炸。現(xiàn)在，自然語言再次給了人們一個(gè)反推的機(jī)會(huì)，基于知識(shí)要素體系，將反推出一個(gè)新的物質(zhì)類型——0次方類型，而愛因斯坦的宇宙奇點(diǎn)只是其中一例。更重要的是，作為宇宙固有運(yùn)行法則的一個(gè)化石副本，知識(shí)要素體系，還將給人們提供一個(gè)正向推演的機(jī)會(huì)，讓人們第一次直接而不是迂回地，完整而不是零碎地，還原而不是辯證地，看到宇宙運(yùn)行法則的內(nèi)涵結(jié)構(gòu)。所謂“0次方守恒定律”，是宇宙主體法則的原始物理表達(dá)形態(tài)；2式括號(hào)中的Y0是其完全收縮形態(tài)，而括號(hào)外面的Y0是其完全展開形態(tài)。同時(shí)，2式也是當(dāng)今人工智能課題正在尋找的那個(gè)“通用體系”，在本文，它將構(gòu)成宇宙進(jìn)化第10.0紀(jì)元實(shí)體形態(tài)?？磥?，愛因斯坦的確定論應(yīng)該支持，因?yàn)?，?次方守恒定律”，“宇宙運(yùn)行法則”，“物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律”，“思維規(guī)則”，“人工智能”……其實(shí)都是一個(gè)東西的不同版本，也就是弗朗西斯·培根（Francis Bacon， 1561-1626）說的那個(gè)“總的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”。

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