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二、中国科学全息说极小子流形之路 在三旋理论中，"部分"被称为"转座子"；从严格的拓扑学意义上说，"部分与整体相似"只存在于魔方这类球面体。类圈体由于存在62种三旋态，所以它的"部分"更重要的是自旋。设想染色体基因转座子象是一种魔方类似的移动，那么魔方虽只有26个转座子54格面的旋转器，由于色彩图案变化竟有4325亿亿（约4´1019）余种之多，可见它包容的信息量很大，用来对应染色体上基因的变换是有价值的。如果进一步把魔方类比改换成魔环称之的类圈体，做成一种象魔方式的转座子魔环器，那么这些转座子随着魔环的三旋，变化还比魔方的4325亿亿余种变化多得多。三旋理论的这种转座子全息，已有被得到证实的麦克林托克的转座因子理论作基础。而类圈体的62种三旋态作符号动力学，可编码对应规范夸克立方周期表，被称为量子色动力学的先声。 1983年9月16日至20日首届全国生物全息律学术讨论会在内蒙古集宁市召开。这是我们最早第一个建议张颖清先生向内蒙古自治区科协申请，得到自治区科协主席支持召开的最著名的中国科学民间首届创新研讨会。在大会上，我们作了《生物全息律是开创我国科学未来的先声》的长篇报告。湖南省科学主办的公开刊物《自然信息》杂志1984年第2期以《生物全息律的普遍意义》为题，作了删节发表。但就在我们大会报告之后，当场就发生过争论：内蒙古农牧学院有两位留苏的生物学家，不同意把张颖清抬得过高，他们中的一位姓耿的教授，以大会组织者之一的身份，他当场在大会以苏联抬高李森科不当为例来指责我们。但《人民日报》理论部主任、生物学家卢继传先生也是大会的组织者之一，他在耿教授之后也立马在大会发言作调解、平衡。 其实，我们也是反对李森科把获得性遗传作为唯一的模型，以偏代全，取代基因学说的。张颖清虽然赞同获得性遗传，但生物全息律的部分与整体相似，产生于受激光全息照片现象的启发。这里的"全息"类似一种模具，而且存在多模具的综合：例如除"部分与整体相似"外，还有激光摄影把3维物体变为2维胶片联系的"减维靠界"一种，以及两束相干光线联系的"两者相干"的一种。 部分与整体相似延伸研究的极小子流形规律，和基因学说有类似之处。而且如果能追问子流形的排序和组学，也许能说清获得性遗传和基因遗传的差别。正是从以上的角度考虑，我们才说它是开创我国科学未来的先声，而且也是在挑明全息生物学不要陷入李森科的一种模具打天下的老路。卢继传先生能站出来为我们说点公道话，和他是综合进化论专家，潜意识到基因排序和基因组学有关。 今天看来，当时我们当时还不够大胆，应该说："生物全息律是开创世界科学未来的先声"。因为这已见到了曙光。但它证明的是：世界需要中国，中国也离不开世界。例如，到1993年荷兰的特霍夫特提出的全息原理，就是与激光把3维物体变为2维胶片，又能从胶片复现该3维图景联系的。到1994年美国的苏士侃（Susskind）进一步阐述，有引力的量子系统都按全息不需要整个三维空间，两维描述就够了。到1997年阿根廷的马德西纳用全息推测，在一个5维反德西特时空内运作的宇宙，可以和超弦理论在该时空边界上的量子场描述完全等效。到21世纪特霍夫特学派的宇宙全息论宣布，宇宙中起作用最基本的不是粒子，也不是场，也不是粒子和场的结合，而是全息。 1、这里的"全息"也含1983年研讨会上争论要不要的多"模具"综合。 那么量子中国的唯物辩证法何以走上类似高能物理学？中医学的传统中国整体文化何以走上类似基因测序、基因组学的？ 1）为什么是多"模具"的综合或说"共生"，这是有特定的类似"盲人社会"与非盲人的严格限制。"盲人摸象"的成语讽刺的是我们社会中看问题的片面，以偏代全。但我们社会盲人只是少数，所以"模具"说到底是"实事求是"。即宏观的人作为非盲人，对现实事物有唯一性认识的追求，确定性是模具的特征之一，这也许就是唯物辩证法讲的真理。但到微观王国，我们与量子社会的"微观人"相比，全部变成了"盲人"，怎么办？这里"盲人摸象"实事求是用多"模具"，比睁眼说瞎话倒更接近成真理。 张晓强先生是《复兴全息生物学文集》的编写人，他说出了另一个原因："虽然我的工作是中学物理和数学教学，却对全息生物学非常感兴趣，对您们提出的自然全息也能理解，但涉及太深奥的数学和量子物理，我就生疏了。天地生人主要热衷于传统文化，对数学化的东西不感兴趣，尤其排斥西方科学。文章太过专业，我不懂，天地生人的专家恐怕也没有懂的，也不感兴趣，因此拒绝非常自然"。张先生是实话实话，也道出张颖清作为科研者与所处的整个人文环境无差距，但与科研的时代要求高度有差距。这种暗中的博弈，人文层次复杂、残酷，改也艰难。 2）模具是唯一好还是全息好？极小子流形切割到哪里？当年讨论会结束后我们给最尊敬的钱学森先生写信，征求指教。1983年11月1日钱学森先生给我们的亲笔信中说："因为生物科学几十年来一直在研究从受精单细胞发育过程中出现规律形态的道理，即胚胎学及形态发育学。这才是‘生物全息律'的学问。这个意见我当面向张颖清讲过"。至于把自然全息推进到多模具的数学和量子物理，钱学森先生早在1983年5月16日给我们的亲笔信中已说过："我因不是搞理论物理的......中国科学院理论物理研究所副所长何祚庥同志是此道行家......他会回答"。 我们理解钱学森先生的信有两层意思。一是钱先生希望把"部分与整体相似"的极小子流形模具做细，即限定在胚胎学及形态发育学，做出类似今天说的胚胎干细胞研究的成绩和高度。这是非常英明的。二是钱先生也有类似张晓强的人文顾虑：科研是一种特定的文化，需要有专业的素养，因此他不赞同多模具，增加科研难度和人文难度。 3）商品已进入世界时代，科研标准类似世界奥运，不像古代和中世纪的区域化。把阿根廷的马德西纳和张颖清先生作比较，萨斯坎德在《黑洞战争》一书中说，今天一大批杰出的著名理论物理学家来自阿根廷、巴西和智利，而且有的还是左派人士，连南美洲人自己都不大相信，但又是事实。问题是马德西纳和张颖清都是搞全息原理的，南美洲和中国也都是发展中国家，但两者的遭遇和成就却不尽相同，为什么？ 还有王存臻等人沿袭张颖清把全息原理或全息律定位于"部分与整体相似"，并止步于这一现象做模具推进宇宙全息。张颖清、王存臻不喜欢全息原理或全息律涉及极小子流形的微观认知太深奥的数学和量子物理。大多数的人也不容忍超越他们喜欢的简单的模型，热衷于传统文化，拒绝或尤其排斥文章太过专业，原因是什么？ 4）是外国，特别是二次大战日本疯狂的侵略，造成数百万人的牺牲；其次，是国内在大跃进三年自然灾害时期类似数百万人的饥荒。这两场中华民族历史上的刻骨铭心的大事，给中国科学灌注了"实事求是"的灵魂，也带来人文的巨大分离和反作用。 A）战争带来科学太深奥的数学和量子物理，把量子中国的唯物辩证法推进到类似高能物理学，把中医学的传统中国整体文化推进到类似基因测序、基因组学，必然且必须进入类似"盲人社会"，其多模具涉及太深奥的数学和量子物理，使大多数人太生疏，留恋于传统文化，对数学化的东西不感兴趣，尤其排斥文章太过专业，拒绝非常自然；但日本等军国主义不会因为拒绝就不侵略，就同情。杨振宁和李政道先生都说在抗日战争中，他们无法完成正常的中小学和大学教育，仇恨才激发他们对高科技有了兴趣。 B）和平年代、政权稳固、粮储充足，自然灾害发生大面积长时间的饥荒，历史少见。为什么传统文化可行的简单的人们感兴趣的赛诗、比决心之类，堆不起钢山、粮山？因为钢铁和粮食需要的科学更要求"实事求是"。饥荒中袁隆平先生在大山里的农校，愤起苦研生物遗传基因的排序、组合，发展出水稻杂交育种的新模式。1961年我们初中毕业回到农村当代课老师，把在饥荒中失学的儿童一个个找回教室。在教学中重温读小学时晃过的算术，才知初中的代数、几何，是在另辟计算管用的多模式。 C）简单没有错，兴趣没有错，但对模具的应接不暇和删繁就简大有学问。哲学物质无限可分，极小子流形止步于部分与整体相似，何祚庥同志得出的是层子模型，希格斯得出的是质量粒子。然数学量子的微积分是连续的，物理的微积分量子是间断的，却都没错。为啥多模具的量子极小子流形之间可以相悖？要点是能出有成效的应用。 2、激光全息追问极小子流形，也是"盲人社会"。类似"盲人摸象"费曼提出了著名的粒子历史遍历求和的费曼图计算方法。联系"全息"遍历求和，有"部分与整体相似"、"减维靠界"、"两者相干"等三种模具。如把它们比作奥运金牌赛，首届奥运赛中，张颖清没有得冠军，马德西纳得了冠军。不要紧，奥运会不是只开一届。 1）其实，咖啡环效应和卡西米尔平板效应的机械原理，跟张颖清的"部分与整体相似"全息原理或全息律一样朴素，也能从宏观深入到微观，我们也可以把咖啡环效应和卡西米尔平板效应看着全息有"部分与整体相似"现象，现在要讲的是有成效的应用。因为我们研究量子色动力学已经有数十年，发展出三旋、量子色动化学等一套处理方法。三旋量子色动力学就是一种多模具，而适用的有成效的运用要求在纳米原子级以上。 2）联系元素原子有效成分的识别，是原子核中的质子数。联系咖啡环效应，极小子流形应是球形粒状最好。应用费曼的粒子遍历求和方法，以多面体的顶点数代换质子数，趋圆性删繁就简最好的是规则的多面体，而规则的正多面体只有5种。即正4面体、正6面体、正8面体、正12面体、正20面体。对应化学元素原子的质子数，分别是质子数为4的铍原子、质子数为8的氧原子、质子数为6的碳原子、质子数为20的钙原子、质子数为12的镁原子。费曼的粒子遍历求和方法的意思是"所有"，包括可能的情况，甚至是想象的路线，都应对它们逐一"关照"。即把5种正多面体顶点数逐一加倍，再对应化学元素原子的质子数，可做成第一类量子色动化学元素周期表。 3）联系卡西米尔平板效应，极小子流形应是平行平面最基本的多面体或平行平面数最多最基本的正多面体最好。检查第一类量子色动化学元素周期表，平行平面最基本的多面体是顶点数为6的五面体，对应化学元素原子质子数为6的是碳原子；它区别于碳原子质子数为6做成的正8面体。把质子数为6逐一加倍，再对应化学元素原子的质子数，可做成第二类量子色动化学元素周期表。 4）平行平面数最多最基本的正多面体极小子流形，联系卡西米尔平板效应最好的多面体，检查第一类量子色动化学元素周期表是8顶点数的正6面体，对应化学元素原子质子数为8的是氧原子。把质子数为8逐一加倍，再对应化学元素原子的质子数，可做成第三类量子色动化学元素周期表。其中汞原子核的质子数为80；镉原子核的质子数为48，都能被8整除。联系碲化汞/碲化镉这两类拓扑绝缘体，是很能说明问题的。 3、从费曼的粒子遍历求和的费曼图方法，到伯恩、狄克逊和科索维尔等人的幺正方法，并没有分明的对与错，代表的是同一基本物理过程在不同描述层次的不同表述，看重的都是所有可能路线加起来的概率，只是幺正方法删繁就简比费曼方法能极大地减少计算规模。今天我们的量子色动化学方法也开始加入这场"奥运赛"，删繁就简选择分辩是看在量子色动化学元素周期表的三种类表中，出现的失效概率占多少？由此更能极大地减少寻找超导、拓扑绝缘体以及碳勒烯球笼、碳烯纳米管、石墨烯薄膜等材料的计算规模，对其机理进行简要的解读。 1）化学元素原子核作为一个独立系统，原子核内的质子群落有没有类似的晶体结构？目前没有定论。量子色动化学此类的探索，外围的最新实验可联系用于量子计算的核自旋观测：核自旋与电子自旋不同，核自旋与环境有很好的隔离。实验让我们看到，内置于一个单分子磁体中的一个金属原子的长寿命的核自旋，且能够确定自旋状态的动态。实验在短时间内可重复2000次阅读同样的原子核自旋数据，证明对存储信息来说，原子核自旋比电子自旋更好。因为电子自旋容易被周围的电子和原子内的温度所改变。而坐落在原子中心的原子核的自旋不会被电子云所影响，能更好地长时间存储信息。 其次复旦大学的龚新高小组的实验，也让我们看到了32个金原子可组成一个笼形分子。32这个笼形顶点数，正能被8整除，使卡西米尔平板效应具有很高的识别度。因为卡西米尔效应拉力类似一种振动，极大地增强了量子粒子咖啡环效应向界面的扩散、翻转能力。而6这个正六边顶点数，能被6整除，同理使石墨烯薄膜、碳勒烯球笼、碳烯纳米管等也成为卡西米尔效应和咖啡环效应合流的名片。 2）我们可以进一步大胆设想，原子核外围所谓的电子轨道或电子云圈层，是否也有电子颗粒的模具属圆球形状的因素，而悬浮沉积停留在原子边界面的各层呢？ 3）在基本粒子模型中，电子和光子都分别属于一种独立的粒子，但在粒子散射或衰变反应中，一个光子可以变成一个正电子和一个负电子，反过来一个正电子和一个负电子湮灭可以又变回一个光子，这似乎与基本粒子模型有矛盾。但从多模具论出发，我们也可以进一步大胆设想，光子像航空母舰，一个正电子和一个负电子类似它配备的两种航母飞机，就不和基本粒子模型有矛盾，而且还能与大量子论的巴拿马船闸的希格斯场模型联系起来。希格斯粒子是一种大质量的量子，光子却没有静止质量，恰形成了一种大小的对偶。类似的对偶，可以设想希格斯粒子像潜艇，两个引力子像majorana粒子是潜艇配备的类似两鱼雷。如此，在粒子的形态模具上，光子像航空母舰，希格斯粒子像潜艇，也正好属于同一级的对应。 125.9GeV的希格斯粒子质量与顶夸克质量175GeV在大型强子对撞机上矛盾，我们说过类似"谷仓内的标枪悖论"的讨论。由此我们把希格斯运河的船闸模具调换成"希格斯谷仓"模具，但如果光子像航空母舰，可以配备搭载一个正电子和一个负电子类似的两架航母飞机，那么和光子像航空母舰对应，是否希格斯粒子作为一种特殊的玻色子也能配备搭载类似两架航母飞机的基本粒子呢？这里有两个事实可联系：一是希格斯粒子本身藏在希格斯场，类似核动力潜艇可以长时间不出水面；另外希格斯场能产生质量，而引力联系重力与质量相关，那么这两者结合起来，希格斯粒子是否类似核动力潜艇，而且类似光子配备搭载两个电子，也能配备搭载两个引力子作类似鱼雷的发射呢？即希格斯粒子还有核动力潜艇的模具描述，和不同的费曼图描述呢？ 4）在伯恩、狄克逊和科索维尔等三人的幺正方法中，他们已经证实了这种想法：从幺正方法得到的结果，引力子看上去像是交织在一起的两个胶子。这种双胶子特征为科学家提供了一个全新的视角：在希格斯粒子类似核动力潜艇发射鱼雷的模具描述下:"一种新的统一引力途径的费曼图，一个引力子可以看成一个胶子与它的孪生兄弟的合体，就像两人三足赛跑一样，步调一致地协同运作"。 三旋理论初探从点邻域到圈邻域，是原子论到孤子链推导的理论基础，其内核与极小子流形有关。牛顿原子论与马赫孤子链的自发对称破缺的咖啡环效应，起源于当代物理学中最着迷的是规范不变性与时空几何结构的关系。对此曹天予先生主张综合科学发展观和以概念革命转换新旧理论之间的变化。以此出发，当代物理学中的前沿理论物理学综合之一，是弦膜圈说。普朗克尺度的"线元"弦论，规范不变性扩容为局域不变性的电磁量子相位的不变性。这里表达弦论线元的单位是长度；而扩容的相位不变，实际类似"圈"旋的圈论。普朗克的量子论，实际类似原子论的概念革命的转换。那么在前沿理论物理学综合的弦膜圈说中，代替原子论的模具扩容，就是中国原生态的"孤子链"。 但这两者联系的量子场纲领和规范场纲领的场论的"场"，实际类似"膜"。以上就是弦膜圈说的来历，但这太抽象和数学化。现实中，原子论、量子论、弦膜圈说最可定量观测的是物体可称重量的质量。质量从何而来？联系原子论、量子论、场论就涉及马赫的惯性概念革命。如果从牛顿的质点惯性几何看着原子论图像，那么细想马赫的时空惯性几何，实际类似已扩容为孤子链图像。
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