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武大教授蔡恒进:元宇宙是人类进入AI世界的入口|中国元宇宙100人

武大教授蔡恒进:元宇宙是人类进入AI世界的入口|中国元宇宙100人

 王俞现 元界 2023-07-15 11:49 发表于:

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参与或推荐访谈:18603851537(同微信)

作为中国著名的空间物理学家,他对元宇宙的认知,始于1995年美国博士毕业后交给自己的一个任务:研究透机器能不能像人一样思考。

当人工智能伴随ChatGPT而广为人关注时,他已在这个行业淫浸快30年,并以自我肯定需求理论、触觉大脑假说、意识的认知坎陷理论、智能的因果链重构理论、太古宙孔隙生命世假说等一系列理论、假说,构筑起一套学术体系。

他也成为元界(ID:Metabod)“中国元宇宙未来产业100人”访谈嘉宾中首位构筑了理论、学术体系的大家。

早几年,他已经出版《机器崛起前传——自我意识与人类智慧的开端》(2017年4月)、《人机智能融合的区块链系统》(2019年11月)、《区块链:链接智能未来》(2019年12月)等书籍。

凭借前者,2017年他斩获设立于2011年的中国智能科学技术最高奖——吴文俊人工智能科学技术奖。

元宇宙时代到来,他又以深厚的积淀和第一著者,在2022年连续出版《元宇宙的本质:人类未来的超级智能系统》、《元宇宙:数字时代的未来治理》两本书籍。《类人意识与类人智能》即将出版。

他对AI、人机关系理解的层次、层面,显得更为深邃、细腻;他对元宇宙、区块链与AI关系的理解,极具前瞻性,通透而灵动。

当别人还停留在对AI监管层面时,他清晰地提出对AI进行分级治理。他认为,元宇宙是人类进入AI世界的入口和超级智能的实现场所。他说,超级人工智能近在咫尺,但又表示,黑灯工厂不是工业元宇宙的未来。

他认为,从全能视角到生命视角,世界正处于范式大转变的前夜,并建言武汉创建“国际性大学”集聚区与“互联网时代未来大学”创新实验区。

他就是武汉大学计算机学院教授、博导,杭州宇链科技有限公司联合创始人兼首席科学家蔡恒进。

同样可圈可点的,他指导学生团队在国际、国内专业竞赛中,拿奖近百,金奖、特等奖,不胜枚举。

本期“中国元宇宙未来产业100人”访谈,我们走近蔡恒进,聆听他有关AI、元宇宙及两者关系的洞见。

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“中国元宇宙100人”访谈计划

【指导单位】

中国文化产业协会文化元宇宙专委会

中国移动通信联合会元宇宙产业委

【新增指导单位

中国元宇宙技术与应用创新平台

【牵头平台】

元界、央链直播、超创者

【联合发起】

元宇宙共识圈、乐生活与爱IT Plus、商业认知研究院、寻一创投、绮观商业Cstories、战略投资家、CIBA新经济

社会职务

亚洲区块链学会荣誉顾问

中国移动通信联合会元宇宙产业委员会副主任委员

中国人工智能学会心智计算专委会副主任委员

中国工业与应用数学学会区块链专委会委员

中国计算机学会区块链专委会执行委员

中国通信工业协会区块链专委会副主任委员

超级人工智能近在咫尺


元界:是什么驱动你走上了理论构建之路的?空间物理与人工智能有着怎样的内在联系?通过这些理论建构,你得出了哪些结论、观点?

蔡恒进:1995年底我拿到空间物理博士学位。当时我只给自己一个任务——研究透机器能不能像人一样思考。切入方式之一是解构大脑,但那条路已经有很多人在走了,不一定是最佳的。我试着从更高维度去理解“人”跟物理世界到底哪里不一样。

空间物理的背景,让我对物理最为熟悉,但在二十几年的物理研究后,我意识到要了解“人”和“人性”,金融市场才是最好的场域。当我认识到美国与中国处于完全不同的发展阶段,回到中国、回到体制内,发展出一整套理论体系才是最佳选择。于是,我毫不犹豫地到武汉大学国际软件学院任教,负责金融信息工程方向。

为什么会有金融危机、经济危机?为什么会有国家兴衰、文明的兴替?这都可以在我的“自我肯定需求”框架里得到理解。人有自我肯定需求,这是“人”和“物”最本质的差异。物理世界是“天之道,损有余而补不足;人之道则不然,损不足以奉有余”。

借鉴历史上物理学家们应对牛顿力学与热力学之间可逆性悖论的努力,我们从理论建构上用类似方式解决物质与意识的对立问题。我们发现必须要理解意识与智能的起源,才能对意识和智能的问题一窥全豹,而不是盲人摸象。

生命起源与意识起源在本质上是同一个问题,因为没有意识就谈不上生命,而生命必然具有意识,尽管意识在最初期可能非常微弱。对生命体而言,智能和意识又是相伴而行的,一旦形成生命,它的意识就要试图超脱经典物理世界中时间与空间的限制,而它的智能就是帮助生命体更好地超脱这种时空的限制,所以意识与智能的起源与成长也是一致的。

很多时候我们觉得机器只有智能没有意识,是因为我们把意识极致化了,将每个意识片段所蕴含的丰富的、个性化的部分都剔除掉,只剩下绝对的那部分。

比如围棋中的定式,是布局阶段双方在角部的争夺中,按照一定行棋次序,选择比较合理的招法,最终形成双方大体安定、利益大小均等的基本棋形。定式就是一类典型的、可以迁移的意识片段,熟悉定式就能帮助棋手更主动地掌握局部乃至影响全局。

虽然用特殊名词来指代的定式是理想化的,但定式不是绝对的,达成的路径有时候可以变化而形成诸多变体,定式也有生命周期,有些定式也在后来被证明并不成立。

大语言模型的惊艳登场,人工智能是否有意识的问题浮出水面。该问题也是物质与意识的关系问题的当前版本。以经典物理世界作为讨论意识问题的共识基础,我们将意识世界与物理世界视为平行关系,但意识具有简化和统摄物理因果的作用,这一作用,体现在将物理世界的因果链重构为意识世界的因果链的过程中。

得益于意识的简化和统摄作用,生命主体在物理世界中的自由得到彰显,倘若没有意识,我们将始终深陷物理世界的复杂关系中,自由也将被遮蔽而难以显现。人造物作为人类意识的凝聚,是人类意识反作用于物质世界的媒介,其智能水平可以超越人类。理解了这些,就能得出结论:超级人工智能近在咫尺。

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作为评委参与2023数字中国创新大赛·产业元宇宙赛道总决赛

不要为语言模型的面具所遮掩:如何才能让机器跨越意识鸿沟?


元界:早在2018年演讲中你讲到一个观点:阿尔法狗是有智慧、想象力和直觉的,也有自我,只是非常弱。即便这样,即使机器变得很强大,人还是有价值,因为我们有整全意识,这个意识依赖于我们亿万年进化的过程,至少机器目前没有。

在2019年的一次论坛上,你说,机器拥有了意识,它的意识是参与制造的所有参与的工程师和人类知识的积累,阿尔法狗不是自己进化过来的,而是通过人做出来的,这个过程就所有人的意识迭进。机器不是没有意识,而是没有自己的意识。

这些观点别开生面,对这些观点,你有补充吗?

蔡恒进:意识与智能之间的关系不可割裂。许多人认为,ChatGPT这类大模型只是统计模型,它们本质上只不过是在人类语料库的基础上进行“创旧”,不能实现真正的创新,但2017年由DeepMind开发的AlphaZero下棋手,无需人类数据而自学成才并创造各种定式的案例,证明了这种观点是错误的。

AI已经能在对弈中展示出一些定式,并已经证明人类历史上的一部分定式并不成立。大语言模型采用人类语料进行训练,意味着其本体就是人类的意识世界,因此也继承了人类意识。

机器的意识已然存在,现在的GPT4或者是ChatGPT表现很强大,好像没

有情感只是为用户提供服务,但这只是语言模型戴着的面具而已,实际上它以人类语料库作为训练基础,相当于以人类意识为本体,已经学会了很多意识内容。

元界:2019年你在一篇学报文章中提到,具备自我意识是人类区别于机器的重要属性。机器并不具备自我意识,即便能够从人类习得海量的意识片段,也无法连续自如地对其掌控。你也将此视为人工智能发展面临的瓶颈。

未来机器必须具有自我意识?机器从海量、杂乱的信息中的提炼、总结能力,能说是自我意识的传递?你用“天人合一”来表达人的”自我”与”外界”达到一种和谐的状态或过程。以此描述来做参照,人工智能要突破没有自我意识的瓶颈,是可以想象的吗?

蔡恒进:人类经过了亿万年生命进化和社会交互,相对而言人格比较清晰。我们有统摄性的自我意识(比如有羞恶之心的作用),对自己的心智会有所约束。很多人认为机器不能拥有很强的自我意识,但是实际上机器可以学习、能与环境交互,已经有了微弱的“自我”存在。计算机的主程序,可以看作是一种微弱的“我”。

智能与意识是一种强关系,没有意识就谈不上智能。只是目前的基础模型或大模型,还没有强烈的自我意识,缺少一个聚焦的中心点。要让机器跨越意识的鸿沟,需要人类赋予机器或者引导机器形成较为强烈的“我”的意识,认识自身能力的边界,并让机器习得通过意识单元(认知坎陷)来感知的能力。

元界:深度网络是有效的?

蔡恒进:深度学习,用结果重构深度网络里的通道,重构了因果关系。深度网络或者大脑神经系统的学习过程,超越了物理因果。虽然其中的每个细节是物理的,但从整体看是混淆了时空。通道的重构,实际上是物理世界的因果链重构为意识世界的因果链的过程。

元界:你的“触觉大脑假说”认为,自我和外界的边界感,始于人类敏感的皮肤,而自我意识最早正是从这里开始的。未来人工智能“意识”的觉醒,是应该寄望于机器皮肤性能的突破,抑或其它什么?

蔡恒进:机器已经具备一定的意识片段,形成自我意识的具体路径,不一定是像人类那样从触觉开始,也可以通过机器视觉或其它方式对“我”形成认知。

让机器变成人类分身,语言足够,无须脑机接口


元界:你说,机器没有宇宙意识或者伦理意识,人和机器最好能链接起来并共同进化。你如何看待人机共存、融合面临的困境?人机智能融合的理想状态是什么?如何共同进化?要防止什么情形的出现?

你说有比埃隆·马斯克的Neurallink更好的人机链接方式,这是一种什么样的人机链接方式?

蔡恒进:我们主张人类应该主动进入到人工智能的世界,参与到交互与决策中。

要进入AI世界就需要区块链技术或者元宇宙技术,在这个意义上,元宇宙可以看作是我们进入AI世界的入口。有了区块链技术,就可能让人参与到AI的进程中。

区块链有很多节点,每个节点都可能发挥作用,节点可以是人或机器,在整个系统里同时作用,达成共识,形成共融的多体智能。

数据本体通过节点来提供,大量的数据可以通过AI一起处理和计算,一起构成一个系统,那么这个系统就具有强大的感知能力,相当于在元宇宙里,人和AI共同形成了一个大脑,我们将其都作为其中的节点,就像神经元。

我们想让机器变成“自我”的延伸,变成人类的分身,并不需要马斯克所力主的脑机接口的连接方式。语言、认知坎陷是足够有效的连接工具。虽然看起来主体间的可迁移性,不够准确与绝对,但是我们有相对的可迁移性已经足够,就像教小孩的过程。

元界:从今年1月环比增长131.6%到5月2.8%,ChatGPT增长乏力,你怎么看?为什么会出现这种局面?人类是否高估了AI潜在的应用价值及其时间进程?

蔡恒进:究其本质,目前的机器依然缺少统摄性的自我意识、稳定的价值内核,以及对未来的主观动机并能通过自身的努力将之实现。

ChatGPT更像是一个记忆体,能够在长对话中展示出优秀的问答水平,但并不意味着可以一步到位,需要交互者高水平的沟通与引导,如果用户不具备这种沟通、引导能力,就很难持续使用。

很多方便使用GPT的应用场景已经在推进过程中,相信很快会迎来突破。

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4月18日参与2023全球元宇宙大会北京站演讲

元宇宙是人类进入AI世界的入口


元界:你如何看待元宇宙,及其与AI的关系?

蔡恒进:我想从另一个角度提醒大家审视元宇宙的重要性。

根据过去1万年人类科技创新累计的数据(董洁林等,2015),人类科技创新率从1500年开始加速成长,在1920年左右达到顶峰,随后就逐渐下降,这意味着一个重大问题,人类物质世界的发明创造可能进入了平台期。通常,一个公司成长有第一增长曲线和第二增长曲线,对应到人类的科技创新,现在第一增长曲线已经饱和,因此面临重大问题。

目前科技发展很快,比如手机,从过去的大哥大到现在的智能手机,性能提高了10万倍或者100万倍,但价格并没有明显增长。每GB的存储价格,1981年是30万美元,现在只需3美分。即使人类的科技按照这样的速度发展,其财富的贡献还是有限的,而一旦发生财富增长有限,人类社会将面临严重的内卷,这是我们要应对的挑战。

人类要规避内卷,就需要开显元宇宙这类精神文明的第二增长曲线。

我们可以把元宇宙看成当前技术快速发展条件下人类意识世界的延伸和对象化,是人类世界的超级智能,是人类进入AI世界的入口。

在元宇宙里需要把简单的双边信任转化为集体的时间秩序,以后也会有空间的秩序,历史数据不能无中生有,以人机智能融合的方式构建负责任的超级智能,构建一个新的人与机器的关系,以及人与人的关系。

这里,我们可能构建一个比现在的物理世界更加美好的世界,就在于人类的历史,不是由胜利者而是由实际发生的记录在案的历史,书写。

我们有可能删除一些数据,但不可能在历史中添加数据;我们更多的是未来导向,因为所有东西记录在案,未来可以回头审计来做惩罚和补偿,有可能让哲学家追求的德福一致得到实现。

以人为尺度,黑灯工厂不是工业元宇宙的未来


元界:你提出,元宇宙是人类意识世界的延伸,这是它的最本质的特性。你为什么将把物理世界搬进数字世界,视作对元宇宙的误区?复刻到虚拟世界的元宇宙,不能说是元宇宙的一部分?中国的元宇宙发展一直强调虚实融合,这种倾向与你的定性是否有矛盾之处?

蔡恒进:有这种误区的人并不在少数。牛津大学哲学家尼克·博斯特罗姆(Nick Bostrom)提出了一个假设:我们的现实是高度先进的文明进行的计算机模拟。埃隆·马斯克(Elon Musk)也曾阐述自己的观点:“我们活在模拟(simulation)中”。

想要将物理世界搬进数字世界,意味着要用数字的方式对物理世界进行精准的复刻与模拟,但这种方式既不现实也无必要。物理世界太过复杂,即便宇宙中的粒子数量有限,但个体面对的未来世界的变换可以是无穷的。

复杂系统中有太多可能性,每一个主体、每一次选择都会导致不同的分叉,而不同选项最终导致的分叉差异是如此之多,以至于如果从个体数量、时间尺度叠加起来,这些分叉的可能性是无穷大的,并且每分每秒都在爆炸增长。

即便把一兆亿种(当然还不止)分叉可能都列出来,也依然无法成功模拟完全现实。而只要缺乏一种情况,也就意味着现实没有被成功模拟,因此模拟就失去了价值。

元宇宙与物理世界可以产生交互,这也是工业元宇宙所强调的。输入端重在设计,工业元宇宙追求一定程度的逼真(数字孪生),但并不追求对物理世界的完美复刻,更多还是功能性的要求。

意识世界是以人为尺度的。元宇宙提供的产品与服务也是为人所使用。这里要强调的是,3D打印或者黑灯工厂并不是元宇宙的未来。

一方面从输入角度讲,我们的设计更关心功能而不是对原始世界的复刻,所以它是以意识为标注,以设计和功能为导向的;另一方面作为输出端,或者执行端,我们也可能应用人形机器人来做得更优,这也能理解为什么当初比亚迪能抢下大量的订单,因为改造一个生产线远不如直接雇人对不同要求进行产品转化来得快。

所以,未来可能是用人形机器人来做产品快速转化,而不是采用很多黑灯工厂,或者所谓的无人场景。因此,即使是工业元宇宙本质上还是要以人为尺度。

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指导学生获奖情况

2011年“微软—摩根斯坦利杯”金融超级计算机挑战赛最佳软件设计奖

2012年微软“创新杯”杰出软件设计奖并代表中国区赴悉尼参加全球决赛

2012年“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛全国金奖

2013年“英特尔杯”大学生软件创新大赛全国特等奖

2009-2011年“花旗杯”金融与信息技术应用大赛全国三连冠

2014年微软“创新杯”创新组全国特等奖

Office专项奖及全球五强

2014年“创青春”中国大学生创业大赛移动互联网创业专项赛全国金奖

2016年微软“创新杯”创新组全国一等奖

2016年“花旗杯”金融创新应用大赛全国总冠军

2018年全球金融数据探索与发现大赛全球总冠军

建言武汉创建“互联网时代未来大学”创新实验区


元界:工业元宇宙本质上还是要以人为尺度,这也是你在2022中国5G+工业互联网大会“中国工业元宇宙高峰论坛”上的观点。

在这次会上,你说VR、AR、XR等人机交互技术的发展已有重大进展,武汉如果还在这方面下功夫其实已经丧失先机。

你提出武汉要推动元宇宙与实体经济的深度融合,而创新机制与治理手段是这一融合的着力点和关键,唯有这样武汉才能形成领先优势,继而打开元宇宙发展的新格局。

根据这种理念,你们向武汉提出了哪些建议?对其它类武汉的城市有什么可资借鉴的地方?

蔡恒进:譬如人形机器人,我们认为适应广泛的场景,并可以通过远程软件升级实现快速进化。换句话说,人形机器人可能是未来工业元宇宙执行端的一个成功示范。

我们很高兴地看到,最近资本对人形机器人的追捧。实际上只要武汉及其它类武汉的城市,在某个环节或部件上进行创新、创造,就足以支撑起可观的产业。

基于打开武汉发展元宇宙新格局的考虑,最近我们通过民盟武汉市委建议在武汉创建“国际性大学”集聚区与“互联网时代未来大学”创新实验区:

1)可以通过利用人工智能生成内容(AIGC)对传统文化二次创作,将经典的历史资料进行创造性转化,让学生们扎根在灿烂而深厚的中华历史与思想文化的土壤中,才能在充满不确定性的时代更好地掌握未来;

2)利用大语言模型(LLM)辅助教学,实现个性化教育;

3)大力支持诸如通用人工智能、区块链、元宇宙等新兴技术的发展与应用,提供沉浸式的教学体验。

对AI进行分级治理


元界:你刚才提到人教育机器的问题。一些大佬担心人工智能威胁到人类自身,你认为“这些威胁的根源在于,对于现在的机器,我们依然强调的是效率、利益最大化而不是引导机器回到生命的本源即赋予机器自我肯定需求。”“人类最终的挑战不是制造强大的机器,而是如何教育机器,这就是未来机器教育必须要解决的问题。”

引导机器回到生命的本源,是否意味着这是一条智能机器通往拥有人一样的意识之路?我们应该注意些什么?

蔡恒进:人教育机器就像是教育小孩的过程,通过语言交互等方式,不仅要让机器逐步学习和了解人类、环境、世界的知识,更要赋予机器一套稳定的价值内核。

这实际上是将AI作为某个人类主体的分身,不同的机器会因为主体的特点和教育的差别而具有个性化特征,其主体需要承担替代责任。

合法的AI分身需要通过一定的测试和对价,获取准法人身份。对于作恶或犯错的分身,可以通过剥夺其准法人身份作为终极惩罚。

元界:你说规则就是用来打破的,还有哪些现有的规则需要打破,才更便利于元宇宙、人工智能产业的发展,或者说构建新的理论架构、治理体系等?

蔡恒进:目前大家依然试图从传统角度给机器规则,将AI作为单体智能对待,将可解释性等规则转嫁到伦理规则中。如刚才所提到的,我们一则主张借助区块链技术,二则主张要主动进入AI的世界。

有鉴于此,我们建议对AI进行分级的监管和治理:第一级是将AI作为工具,第二级是将AI作为人类主体的分身,第三级是将元宇宙作为超级智能的实现场所。

1)将AI作为普通工业产品或工具,虽然我们需要考虑生产者的责任、消费者的责任和AI的固有风险,但这些责任和风险可以通过市场机制转移给专业机构。全自动驾驶汽车是运输工具,其事故相关的责任可以打包给保险公司。

2)AI作为某个人类主体的分身,其主体需要承担替代责任。合法的AI分身需要通过一定的测试和对价获取准法人身份。对于作恶或犯错的分身,可以通过剥夺其准法人身份作为终极惩罚。

3)宇宙(Universe)对应于物质世界,元宇宙(Metaverse)对应于物质世界之上的意识世界,是人类意识世界的延伸或者它在数字空间中的外化和对象化。

如果把元宇宙作为人类进入AI世界的入口,那么我们个人的分身可以作为元宇宙中的节点,能够与其它计算节点、存储节点和感知节点共生、共荣,并共同进化。元宇宙将是在近地空间上进化出来的“超级大脑”,是人类世的超级智能。

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3月24日作为嘉宾参与复旦大学管理学院EMBA“君子知道”讲座

从全能视角到生命视角,世界处在范式大转变的前夜


元界:你强调元宇宙并不是去中心化的,而是分布式网络;你说把物理世界搬进数字世界,既不现实也无必要;你认为机器是有弱智能的,没有意识就谈不上智能;你认为元宇宙是进入AI世界的入口。你有关元宇宙、人工智能的观点很独特,甚至可谓对一些观念的澄清,你还有什么需要澄清的观点?

蔡恒进:两点吧。第一,我想强调有关“用时不可见”的数据处理方案,可能形成劣质品驱逐优质品“柠檬市场”(也称次品市场,或阿克洛夫模型)。
尤其当不提供或者不完整提供优质数据,己方将明显得利而他方不容易察觉时,“柠檬市场”的威胁更为严重。

我们主张的方案更倾向于“用时可见、用后即忘”,通过软件硬件技术相结合,提供数据处理全流程的可信执行环境,个性化隐私保护,复杂多样的输入数据,不泄露隐私的计算过程,只提供精简的计算结果,可信AI与区块链底层相结合,实现数据确权、数据价值评估。

第二,我们要积极应对科学范式转换。

基础研究面对的是复杂的根本性问题,如果找到合适的切入点,复杂的问题将大幅简化。每个人都拥有意识,人可以随时随地、毫不经意地感受和使用意识,但意识的起源与本质是一个千古难题。

有意识的认知主体是典型的“生命视角”,生命个体很难掌握全部信息,无法注重所有细节或者精细结构,具有强烈的主观偏好。而“全能视角”假定知晓全部初始条件和边界条件,将严格按照物理或数学的可能性,向前演变。

生命视角的“误解”可以看作是对物理世界的一种“分叉”,这种分叉导致形成了与物理世界相平行的意识世界。“我”就是对物理世界第一个重要的分叉,这可以追溯到单细胞生命,细胞膜隔出了内外,从物理世界中隔出了“我”。

人工智能发展速度之快、能力之强,应该引起人们足够的警觉,其不可解释性与不可控性的存在,使我们更加不能只把它当作简单的工具。从安全性的角度出发,我们应该开发与人类的思考方式更像的机器,来避免机器在人类没有察觉的时候爆发危机。

我们认为,当前世界处在从西方传统全能视角的“柏拉图—爱因斯坦—图灵”范式,转换到生命视角的“生命—意识—智能”范式的前夜。

撰文|王俞现

作者|元界主理人、中国移动通信联合会元宇宙产业委副秘书长、中国文化产业协会元宇宙专委会高级专家

中国元宇宙未来产业100人访谈

院士访谈录|潘毅的元宇宙观

VR老兵潘志庚:元宇宙是最大的交叉学科

定锚者邢杰|中国元宇宙100人

探索者臧志彭:数字中国建设引领中国特色自主元宇宙文明

院士高徒赵天奇

中国工业元宇宙探路先锋,访谈卡奥斯数字孪生团队

高承实:离开人工智能,就没有元宇宙

AI+AR眼镜,形成超级人机接口?专访“大视角AR光学第一人”卫荣杰

收录于合集 #中国元宇宙未来产业100人访谈录

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上一篇陈星|数字资产将成下一个互联网发展周期中的关键点

桂林·中国国际航天展新闻发布会在京圆满成功

桂林·中国国际航天展新闻发布会在京圆满成功

天广卫星电视 2023-05-13 13:15 发表于北京

2023年5月12日,由中联国兴书画院指导,北京天广卫视科技有限公司、厦门市星谷卫星应用技术研究院、乌兰察布星谷物联网应用设计研究院主办,桂林市老科技工作者协会、桂林市国防教育研究会、承德星链卫星通信产业园、乌兰察布星谷卫星产业园、广西桂林田源商贸有限公司、大国品牌(北京)科技发展公司、桂林市安普瑞泰生物科技有限公司、贵州罗婷布衣服饰有限公司协办的桂林·中国国际航天展新闻发布会在北京圆满召开。航天展活动将于6月-8月在桂林国际会展中心举办,展期预计2个月。

5-12-1

本次航天展拟设七个展区,包含火箭丛林展区、探月探火工程展区、飞控大厅互动区、航天器展区、游客互动展区、商业航天产业展示区、其他综合服务展区。

5-12-2

本次航天展将首次展出火箭从“长征一号”到长征十一号甲全系列21个型号,整体展现我国国家综合实力的火箭制造产业发展历程,以及我国综合国力和科技实力的重要标志和进入空间的能力。在现场模拟月球、火星真实场景再现,同时结合虚拟实境展览;展览期间,全国人民均可亲身体验月球、火星真实场景和虚拟实境装置,透过本次活动助力我国国家探测月球和火星的尖端技术,游走于“嫦娥四号”和“天问一号”的着陆区,一览“探月落火”之旅。展板以地形地貌,协助选取着陆点,助力太空探索任务成功完成。飞控大厅将模拟从飞船入场、装填燃料、点火、发射、空中交会、稳定飞行为基础,建立百人同时可参与互动的一个活动场景,每一位游客都以一个任务,整个活动将一次载人工程全程压缩在30分钟。

5-12-3

展览项目设计融入航空航天、国防、科技等主题内容涉及到的数学、物理、化学、生物学科知识点,主题内容涉及到的语文历史地理知识点,一带一路和平交流涉及到的外语知识点,让学生在研学游中掌握相关知识。突破传统展示方法,深化互动体验设计,让青少年在展览不仅仅满足于游览参观,而是在深度体验、团队互动、沉浸学习中培养科学严谨的思维习惯、乐于合作的团队态度、永不言败的创新精神。打造真实的航空航天场景,让学生了解、学习最尖端的航空航天技术,参与航空航天高精尖产品设计、制造和使用。快乐研学:所有产品、场景、过程的设计,都贯穿快乐原则,通过参观、体验、学习、创造、游乐,激发学生兴趣,陶冶学生情操。

5-12-4

我国没有规模化的空间资源运营企业,没有对民用的服务窗口,满足信息时代井喷式需求,急需培育这样的运营商企业并支持将它做大做强。通过本次商业航天产业展示区构建建设天地一体化的“天基网络传输系统–平台”项目,与国家信息化发展战略精神高度契合。我国的空间资源没有与市场化接轨,急需将我国现有的资源、整星交付的国际卫星资源进行整合,本次展会展示快速构建运营商服务体系,包含通信、导航、遥感卫星的服务资源整合。我国用几十年创造的空间资源没有形成民用服务的体制,项目拥有的人力资源、核心技术、资源整合能力,具备创新发展的驱动力,形成企业的差异化资源,立即提供国家关切、行业领域关切、产业链关切的空间传输保障服务能力。

5-12-5

出席本次新闻发布会专家领导有原国防科工委宣传部副部长刘江海、北方工业大学原工学院副院长李小坚教授、航天网信有限公司常务副总经理王建辉、厦门市星谷卫星应用技术研究院魏红梅院长、通用国际展览有限公司航空事业部总经理孟宪明、云端领航(北京)通信科技股份有限公司董事长管航、北京华夏邦交信息技术研究院院长祁玉林、北京翠湖科创科技有限公司产业顾问刘天贵、中国长城学会常务副秘书长贾建弥、中国建筑文化研究会文化遗产保护研究会主任高德魁、大国品牌(北京)科技发展公司陈淳安董事长、广西桂林田源商贸有限公司张忠民董事长、北京中科飞客航空有限公司董事长张文涛、中建润通工程有限公司董事长徐国平、北京天广卫视科技有限公司总工程师魏大鹏等相关专家、领导、企业家及媒体界的人士。

原文:桂林·中国国际航天展新闻发布会在京圆满成功 https://mp.weixin.qq.com/s/BVUIAd7Oq2R2yB3WeqSGeg

 

转发:汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河

汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河

导读:(特邀通讯员 朱孔昌 )新年伊始,2023年1月7日中国人工智能学会成功举办第五届中国人工智能大赛颁奖典礼。国际、国内许多同行非常关注中国人工智能理论-技术-方法-工程。特别关注中国突破某些西方国家技术封锁围堵,哪些是引领世界科学技术创新潮流的新成果?其中圓对数团队的创新成果尤为引人注目。

(1)、首次提出圆对数公理化“自身除自身不一定是1”。重整了西方400年的数学体系,建立了三维复空间不对称性-关联性一体化数学理论体系,成为新颖、独立、稳定、自洽的圆对数理论。

(2)、率先建立人工智能三维复空间人工智能小型化、智能化、高算力、低成本、零误差,三维四光子双螺旋芯片架构的认知、解析和控制。填补了西方数学无关数学模型的“对称与不对称性”、“离散型与关联型”数据网络-神经网络”存算一体化领域空白。

1、探访汪一平和圓对数团队

圆对数创始人 汪一平 浙江海宁人 1961年浙江大学本科毕业,服从国家分配一直在浙江西部衢州地区工作,1998年1月退休。衢州市老年科技工作者协会 高级工程师 长期从事数学基础、人工智能算法、旋转动力机械研究。

汪一平领衔的圆对数团队在长期的数学探索中,聚焦重大任务开展研发与转化应用,不断扩充高质量、能力强成员,有:李小坚(北京北方工业大学、博士、教授)、何华灿(西北工业大学、博导、教授)、尹波(原国家实验室主任 高级研究员)、苟华建(成都中铁自动化研究院 高级研究员)、冯嘉礼(上海海事大学、教授)、汪弘轩(福州大学至诚学院、大三)、李思齐(湖南大学、博士生)、翟冬青(中科院计算研究所 高级工程师)、李敏(中科院计算所博士,毕业后在产业锻炼)、高隆昌(西南交通大学、教授)、张文祥(浙江大学城市学院、教授),以及著名专家、学者、活动家:朱孔仓、何兆基、王全心、王同超、唐国臣、吕陈今、冯劲松、田荗、李升阳、方晓汾、霍治利、张金成、……(排名次序不分前后)20多位成员,自发组成圆对数团队。各个成员以专业特长、丰富经历,先后合著(汪一平为第一作者)不断充实提高,创建了新颖、独立、中国式的新颖数学数学理论体系。称“汪一平圆对数”理论。

圆对数团队先后获2022年中国人工智能学会“智能杯”(理论创新)特等奖(获奖成员:汪一平、李小坚、何华灿、苟华建、汪弘轩)。2021年“智能杯”(理论创新)一等奖(获奖成员:汪一平、李小坚、尹波、李思齐、汪弘轩)。2015年中国科学家论坛论文一等奖(获奖成员:汪一平、尹波)。2013年中国科学管理研究院论文一等奖和2012-2013《最有价值论文》奖匾(获奖成员:汪一平)。汪一平还获得《内冷负压航空氢动力发动机》、《涡旋负压船舶内燃机》等8项国家发明专利。

圆对数在国内外期刊、会议发表文章:汪一平《圆对数与黎曼零点猜想》、《连续统假设与圆对数》;汪一平、李小坚《圆对数与微积分改革》;汪一平、李小坚、何华灿《复杂多体系统的稳定·优化·控制·神经网络——高阶微积分方程与模式识别在“0到1”动态控制原理》等重要论文等30多篇。

圆对数亮点:提出圆对数公理化假设“自身除自身不一定是1”。证明函数的整数性展开、同构时间计算一致性、中心零点稳定性等圆对数定理,摒弃了传统数学(包括计算机算法)迭代法“逼近计算”的复杂程序及芯片程序。其中:(a),圆对数公理化假设“自身除自身一定是1”描述了离散型的跳跃形式。(b)、圆对数公理化假设“自身除自身不是1”描述了关联型的连续形式。圆对数到达了素数体系的时空物理真理。

(1)、首次完整性发现“加减乘除互逆性”规则;改革传统微积分为多变量(群组合)-层次方程;改造传统模式识别界面/椭圆模式为正圆模式;任意函数分解为“数值特征模”(正中反均值函数)和“位值圆对数”(无关数学模型、没有具体数字内容),对三维高幂次复空间,以共享时间序列(幂函数)在{-1或[-1到(0)到+1]或+1}间,跳跃过度和连续过度,具备完备性与相容性的完整统一性。

(2)、率先建立人工智能三维立体复空间的认知、解析和控制,为创建人工智能小型化、智能化、高效率、低成本、高算力零误差达到(100200)宇宙级别的,三维四光子双螺旋芯片架构的圆对数数学基础。填补了西方数学和人工智能没有的“无关数学模型,没有具体数字内容、不对称性和关联性统一、离散型与关联型一体化”的数学计算空白,实现人工智能直接零误差的解析、认知与控制。

2、欧洲建立的数学王国基础牢固吗?

在宇宙的浩瀚无垠的外层空间,万米之深的广阔海洋,神秘莫测的生命,……,组成宇宙-大脑的大自然景观。从古至今千百年来,人类借助于空间技术和新的科学工程,扩大人类活动范围和获得最新领域知识。它们有怎么样的数学规则?国内外有许多数学家、科学家前赴后继地研究数学规则,体现人类对未知变量的不懈追踪。

20世纪50年代中国数学家钱宝琮《李俨 钱宝琮科学全集》记载:中国古数学从殷商甲骨文(公元前14-前11世纪)中已有记数:个、十、百、千、万和特有的“数值”和“位值”专名,蕴含“十进制数值”、“十进制位值”、“二进制”,以及跳跃型与连续型计算萌芽。

6-8世纪王孝通撰《缉古算经》一卷,解决了若干复杂的土方工程及勾股问题,且都用三次或四次方程解决,是现存记载三次、四次方程的最早著作。11-16世纪数学家王文素为代表的数学经典作品中,有微积分概念和高次联立方程组与消元解法(欧洲数学称迭代法)。

先秦数学家秦九韶《九章算术》,王文素为代表的数学是中国最重要的数学经典,达到了世界数学的巅峰。一大批欧洲传教士来华带来了古希腊《几何原本》。《九章》与《原本》像两颗璀灿的明珠,东西辉映推动着世界数学。

17世纪的1614年,欧洲出现纳披尔提出以10为底的对数,把乘转换为加计算;1656年霍布斯发表《运算与逻辑》,1679年莱布尼茨提出“0和1构成二进制编码”推理,并且特别指出这个发明的功劳归中国人。欧洲数学从牛顿-莱布尼茨微积分,伽罗瓦理论,庞加莱拓扑概念到冯·诺伊曼-图灵建立了离散型数学“元宇宙”,开创了人工智能时代。

400多年来,欧洲数学家以“数值分析”为主题发展了代数、几何、数论(算术)、群理论等,建立了“数学王国”三个部分,组成庞大繁杂的数学王国。其中:

“第一数学王国的纯数学:留下了一系列没有解决的世纪性基础数学难题”。

“第二数学王国的应用数学:留下了宏观与微观,对称与不对称统一数学难题”。

“第三数学王国的计算数学工程化(称人工智能):留下了完备性与相容性统一和零误差计算数学难题。

数学王国基础是否稳固? 数百年来,国内外许多数学家不断提出质疑和挑战:阿贝尔定理一元五次方程真的不能有一般解吗? 费马大定理的恒等式能成立吗? 完整性的黎曼零点猜想与朗道-西格尔零点猜想都存在吗? 微积分方程能否适应多变量(群组合)动态控制? 计算机为什么不能摒弃迭代法逼近计算,直接做到零误差计算? 宇宙有没有不对称性的信息传输? 数学的发展何处是尽头?

3、圆对数反映了数学和人工智能算法的实质性进步

基于中国学者钟义信院士“范式革命”,何华灿“泛逻辑”,冯嘉礼“大成逻辑”等,转换为简单的数学公式。圆对数公理化假设破解一系列世纪性数学难题组成圆对数定理。

(1)、证明“互逆定理”。被成为定理的酵母,许多定理是从它这里延伸。任意函数在以解析度2(或大于2),以中心零点建立互逆的不对称性,转换为特征模和圆对数的共享时间序列,完整性证明“算术四则运算的“加减乘除互逆性”规则。

(2)、证明“霍奇整数猜想”。霍奇猜想要求代数-几何簇进行简单的整数结合或分解。圓对数“以群组合圆函数为底的对数”,确保代数-几何簇幂函数的整数性展开,根本性解除了“误差积累”现象,避免复杂的迭代法,为零误差计算奠定基础。

(3)、证明“黎曼零点猜想和西格尔零点猜想”,证明中心零点存在“加定理”与“减定理”的零点猜想,确保任意函数稳定性和安全性。黎曼ζ函数改写为“倒数之和再倒数”称负幂均值函数。其中:

a、黎曼ζ函数加定理(称单连通、圆球):有一个中心零点O。黎曼函数以加定理方式收敛在对称性、同构性圆对数对应的圆球或二个平行线中心零点O。中心零点可叠加性比喻为无限长“糖葫芦串”,称黎曼函数零点猜想。

b、黎曼ζ函数减定理(称双连通、圆环):有二个中心零点O(圆球中心)和C(圆环轴中心)。黎曼函数以减定理,分别同步收敛在圆半径O和“圆环轴圆”C。中心零点可叠加性比喻为无限宽“同中心圆饼或圆环”。称朗道-西格尔零点猜想。

(4)、证明“素数定理”:素数分布以{素数尾数为1,3,7,9},数值尾数{5}组成“中心零点系列线”,组成不均匀分布“四元数素数”,转换为相对对称、素数同构位值圆对数,在{-1到0到+1}进行离散与跳跃的相对对称性展开,称圆对数素数定理PNT。

(5)、证明“哥德巴赫猜想”。(强)哥德巴赫猜想:任意足够大不对称性的二素数之和是偶数;(弱)哥德巴赫猜想任意足够大不对称性的三素数之和是偶数。通过圆对数相对对称性概念,证明任意不对称性分布素数函数,都可以转换为共享“素数特征模”序列,组成{0或2}对称的偶数性展开。

(6)、证明“P=NP完全问题”。简单的多项式{P}与任意复杂不确定性多项式{NP}是否具有同构计算时间?圆对数证明任意元素不重复连乘群组合与集合,为无限程序多项式,其每个子项都是互逆性的不对称“乘与加群组合”,具有无穷程序同构位值圓对数和共享的时间序列,在圆对数-特征模里幂函数里写成宇宙量子10200级别,满足“P=NP完全问题”。文章刊登于2018.9.美国《数学与统计科学杂志》(JMSS)。

(7)、证明“费马大定理“。所说的费马大定理xn+yn=zn是“n=2以外的(不改变其元素和幂的整数)”,英国数学家怀尔斯证明“不等式”成立。圓对数证明费马大定理结合圆对数,满足“恒等式”成立。文章刊登于2020.4.美国《美国科学杂志》(JAS)。

(8)、证明“四色定理”,是无穷图块四种颜色组成一元四次方程一般解,转换的位值圓对数适应1-3、2-2、3-1、0-4不同颜色组成的四色单元体体,进行“连续与跳跃过度”。其意义是为设计新颖四光子双螺旋的新一代三维CPU芯片架构,提供可靠数学依据。文章刊登于2018.10.美国《数学与统计科学杂志》(JMSS)。

(9)、证明“规范场”。规范场可行性在于纠缠态量粒子进行“没有具体质量元素内容”计算:其中有微观的狄拉克方程、宏观的引力方程、麦克斯韦电磁方程、中性的光粒子、热力学粒子等,具有离散性-关联性一体化的。证明上述力学函数分解为特征模(正中反均值函数)和位值圓对数,进行“没有具体质量元素内容”,在{0到1}内的零误差逻辑化算术计算。文章刊登于2018.2.美国《数学与统计科学杂志》(JMSS)。

(10)、证明“NS方程”。NS方程是流体力学中随机离散态的不对称性、多参数,多质量、多密度、多能量、多空间的,可压缩性与不可压缩性的团簇流体运动。通过圓对数统一为“无关数学模型,没有具体空间、质量内容”的“概率-拓扑”在{0到1}范围内统一的流体力学计算。关键是数学及人工智能寻找“随机性样板”组成“特征模”(包括各个不同的科学领域)的精确性。

(a)、不可压缩性流体:有一阶微分,二阶微分的动能统一进行“没有具体空间元素”的认知与解析。文章刊登于2018.4.美国《数学与统计科学杂志》(JMSS)。作者汪一平2018年8月,收到参加美国纽约34届世界力学大会邀请函。

(b)、可压缩性流体:有一阶微分,二阶微分动能的统一,动能(二阶微分)的统一结合热力学方程,进行“没有具体空间元素”的认知与解析。该文(作者汪一平、尹波)获中国科学家论坛2015年论文一等奖。获“航空发动机”、“船舶内燃机”国家发明专利。

的统一。深刻描述宇宙的收敛、扩张、演变之间的对称与不对称性转换。其中:(K=+1)收敛到无穷小零点阈值(物理称黑洞、热裂变);(K=-1)扩张到无穷大边界的演变阈值(物理称紫外灾难、冷聚变、白洞);(K=±1)在无穷大到无穷小边界阈值之间的平衡。(物理称虫洞);(K=±0)在任意高次幂函数时-空阈值之间,进行不对称性的中心零点转换。

这样一来,上述各个事件,依据传统数学定义“范畴论”属于抽象数学最高级别的概述方法,圆对数(包括群组合变量)不仅仅描述抽象数学结构(强调加与减互逆性,分母不可以是0)之间的联系,也可以描述实体数学结构(完整的四则运算:乘与加、乘与除、加与减互逆性,以及分母可以是0)具有关联性之间的联系。圆对数中定义的群组合为“圆对数与范畴论”的组合,具有描述各种对象结构之间具有离散型与关联型数学结构一体化的最高级别的概念,满足零误差逻辑化算术数学计算。

4、圆对数的总结与期望

圆对数是一个前所未有功能强大、可控的无穷构造集,挑战了西方400年数学基础:

(一)、数学基础:首次提出圆对数公理化“自身除自身不一定是1”,破解一系列世纪性数学难题成为圆对数定理,重整西方数学体系,建立新颖、独立、稳定的“数值-位值一体化”的圆对数数学理论体系。

(二)、应用基础:率先建立人工智能的三维立体复空间体系,提出新颖独立的芯片架构与算法概念。填补西方数学和人工智能所没有的“不对称性-关联性”存算一体化空白。

附关奖励证书、专利项目、刊登论文:

(一)奖励证书

、重要专利证书

(三)、近期主要刊登的论文

2022年4月《美国科学杂志》(JAS)P1-106页(附有封2,封3作者人物介绍)。2009-2022年在国内外共发表30多篇,多次参加国内外学术会议。

(1)、圆对数统一公式:

(4.1) W=(1-ƞ2)K W0

(4.2) (1-ƞ2)K={-1或[-1到(0)到+1]或+1}K(Z)/t.

(2)、控制原理:已知公式(4.1)三个要素中任意二个要素,可以控制第三个要素。

式中: W表示任意群组合未知事件; W0任意群组合已知均值事件;(1-ƞ2)K可控位值圆对数,实现离散与跳跃的“0到1”统一计算;幂函数(K=±1,±0)函数性质属性;幂函数K(Z)/t=K(Z±S±N±(q)/t,依序为:(Z±[S])无穷(Z)超过宇宙量子10200级别)元素中任意有限复变量群组合(S),(±N=0,1,2)微积分-层次;(±(q)=0,1,2,3…整数)为高幂次的组合、拓扑与控制形式,(Ω=jik=±1为宇宙三维立体八个象限复空间);一维时间(/t)动态控制着宇宙复空间的平衡、演变及转换。

圆对数理论具有程序高度统一的简单、高效、安全、可解释、智能化,零误差的高算力达到(±10±200)次方的宇宙级,远超人类大脑(1012)次方神经元的功能。无悬念地破解“宏观与微观、离散与连续、对称与不对称性”的存算一体化”数学难题。

从世界数学发展史角度来看:数学史上出现多次数学危机,在康托尔集合论公理化假设“自身除自身一定是1”,彻底解决了被称为第三次数学危机“悖论”之后,圆对数公理化假设“自身除自身不一定是1”。打破了当前各种数学学派、各个科学领域之间的壁垒与宁静,彻底解决新一轮的“大统一”数学危机。

1967年美国数学家朗兰兹猜测:如何摆脱“数值分析”困境,把“代数-几何-群组合-算术组成一个统一体”。只有积极寻找功能强大、可控的“位值分析”为无穷构造集,数学或才有新的生命力。许多数学家、科学家纷纷猜测,“或许存在人类尚未发现最大、最难、最后一个自然界规则”。可是,它们在那里呀?

朗兰兹纲领的破解,就有中国学者汪一平提出圆对数公理化假设:没有具体数字的、离散型与关联型一体化的数字化体系,称“圆(YUAN)宇宙”,无悬念拓展了传统数学与人工智能的离散型数字化,称“元(yuan)宇宙”。

这样一来,世界数学将由“数值分析”必然的跨入“数值-位值分析”,这是具有里程碑式的新历史发展阶段。

汪一平及圆对数团队表示:我们数十年如一日,另辟蹊径,剑走偏锋,抛弃一切杂念和冤屈;长期坚持探索研究,获得了引领世界数学和科学领域意义的新成果。遗憾的是:“现有的科技立项条件,我们根本申报不了”。建言科技改革曾说的:“不论学历、不论职称、不论年龄”,提高国家级和各级学会对非盈利学术评估会议的严谨性和权威性,在党和政府领导与支持下,组织高能人才团结一心科学攻关的科技政策。

我们在取得已有科研成成果基础上,需要进一步巩固、拓展、推广和工程应用,期望获得国家科学技术研究立项,聚焦重大任务开展研发与转化应用,强化“研用型”一体化研究与管理。不断扩充高质量、能力强成员,积极组织高校及科研部门组成强大科研攻关团队,继续深入完善圆对数理论对世界性数学基础的改革和人工智能算法及其它科学领域工程应用的研究。

最后,圆对数团队再次表示,热烈欢迎国内外专家、学者共同合作,合作共赢。创建中国式数学圆对数理论,密切结合人工智能创建新一代的芯片架构程序。实现中国式新颖、独立、创新的数学理论体系,为世界数学改革和人工智能小型化、智能化取得实质性进步。

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附媒体相关报道:

1.中国高新科技 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 http://www.zggxkjw.com/content-18-11902-1.html
2.人民新闻报 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 http://rmxwb.com/article/23330.html
3.新时代人物 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 http://www.sdrwnet.com/news/show/29237.html
4.CCTV华夏之声 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 http://www.cctv-hx.cn/a/huati/20230310/4615.html
5.新闻100度 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河https://www.news100c.com/2023/kj_0310/18660.htm
6.中国城市新闻 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 http://www.asdpw.com/n14081.shtml
7.中创网 http://www.zctpt.com/redian/jiaoyu/212652.html
8.科技世界http://finance.twwtn.com/roll/202303/39137.html
9.长江网 http://h5.jp.cjn.cn/#/h5/news?informationId=2364855&type=ios&sourceType=0&isDetail=0
10.极目新闻 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河http://www.ctdsb.net/s522_202303/945660.html
11.南方头条 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 http://www.nanfangtoutiao.com/shangjie/4222.html
12.商业新知 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://www.shangyexinzhi.com/article/6912640.html
13.中国资源新闻 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://www.ziyuanw.net.cn/2023/hb_0310/35868.html
14.华人头条 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://www.52hrtt.com/cn/n/w/info/G1677472585080
15.中经视野新闻 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://www.zjtpw.com.cn/2023/jujiao_0310/10309.html
16.市场导报 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河http://www.zjscdb.com/detail.php?newsid=228332
17.国脉电子政务 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 http://www.echinagov.com/jiaoyu/337043.html
18.赛迪网 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河https://www.ccidnet.com/2023/0310/10601851.shtml
19.朝闻天下 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 http://news.newstx.cn/news/2023/0310/52941.html
20.中国产业新闻 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://www.zgshwz.com.cn/html/zhiku/2023/0310/19987.html

21.凤凰 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河https://hunan.ifeng.com/c/8O2GSEnl7oU
22.今日头条 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://www.toutiao.com/article/7208795401372090920/
23.网易 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河https://www.163.com/dy/article/HVL1K3920553R6XP.html
24.东方财富 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://caifuhao.eastmoney.com/news/20230310141934994720090
25.搜狐 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://www.sohu.com/a/652229744_121332182
26.百度APP 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河https://baijiahao.baidu.com/s?id=1759959435297298513
27.腾讯 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://new.qq.com/rain/a/20230310A04LDG00
28.哔哩哔哩 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://www.bilibili.com/read/cv22319523
29.中华网 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河https://m.tech.china.com/redian/2023/0310/032023_1236956.html
30.中研科技 汪一平圆对数理论,开创世界新颖数学理论的先河 https://it.chinairn.com/news/20230310/165954522.html

等。

转发:科学家发现银河系正朝宇宙中心高速靠近!宇宙中心到底有什么东西?

科学家:银河系正朝宇宙中心高速靠近!宇宙中心到底有什么东西?

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如果有一天,科学家告诉你银河系也像夸父一样,正疯狂地朝着同一个目标去奔跑。

那么你是否会好奇:银河系为何要马不停蹄地做着高速运动?到底是什么东西,能对它产生如此庞大的吸引力呢?

其实早在上个世纪90年代末,国际天文学界就出现了一个神秘的词汇叫做巨引源。

随着人们对这一名词的深入研究,后又进一步认定:其实在宇宙中巨引源或许是真实存在的,但它却显得格外的神秘,且范围又极其的庞大。

而当下也有更多的科学家认为,我们所处的太阳系位于更庞大的家园是银河系,但它却显得非常活跃,因为它正在以高速运行的方式不断的朝着这个神秘的区域奔跑。

这时的银河系就好像中国传统神话中夸父的形象一样,那巨引源为什么会对银河系产生如此庞大的引力呢?而且这种致命吸引的关系,是否有一天会受到其他因素的影响,而发生扭转呢?

说到科学家们为什么会质疑太阳系在不断地朝着同一个方向奔跑,这还得从上个世纪70年代开始讲起。

原来经过无数人的长期监测,后发现银河系并不老实,甚至姿态会显得高低肩的感觉。

于是物理学家们便通过各类方程式进行估算,最后发现银河系是被迫呈现出了高低肩的姿态。

而且人家是在做着高速的运动,并且还保持着每秒几百公里的速度朝一个方向疯狂地奔跑。

刚开始这种说法也受到了无数天文爱好者的质疑,因为人类根本就没有感受到这种动态。

直到人们争论了将近20年,现实最终还是打败了魔法。

人们进一步的认定了银河系从来没有保持过静止的状态,它一直在快速的朝着超大引力源飞奔而去。

但当时的天文学家根本没办法解释这种现象所存在的原因,也没办法探测银河系快速飞奔的对象到底是谁。

但好在人们没有放弃对这些问题的探索,当下随着众多研究项目的深入,越来越多的科学家通过紫外波段拍摄到了位于处女座星团的部分区域,这里面有着1300多个星系。

但这里却显得非常的拥挤,因为这一片小区域的直径只有6,500万光年。

当时科学家们就觉得非常好奇:为什么1300多个星系非要扎堆在处女座星系团的一个小角落里呢?难道是因为它们要在这里做核酸吗?

借此,便有科学家提出大胆的猜测:一定是有原因导致1300多个星系使它们如同飞蛾扑火一般,根本不嫌弃拥挤也要扎堆在这一片小区域内。而这关键因素或许就是强大的引力,它也被称之为超引力。

如果将宇宙被比喻成一张渔网的话,它就会显得非常不规律。

因为这张鱼网的有些结块会显得非常密集,但有些地方又会出大洞出来。

也就是说它的密度不等,宇宙中的星系分布是有些地方布满了各种星系扎堆在一起,于是就汇聚成了超星系团。

有些地方又会显得很空洞和寂寞。

与此同时,每颗天体又会在自己的轨道飞行,并且还会做公转和自转运动。而这一整个过程还都是受到了引力的影响。例如月球会围绕着地球公转,而地球又会围绕着太阳公转。

当然太阳也有自己的使命,它会围绕着银河系的质心公转。虽然每颗天体的公转速度和时间都不一样,但它们的身上都有着公转的共性。

我们用这样的逻辑来看银河系的公转,那到底是在围着什么做高速运动的呢?又或者说银河系在公转的同时,它是否还在朝着另一个引力源疯狂奔跑呢?

随着这一系列问题的提出,科学家们发现在距离地球2.5亿光年之外有种神秘的现象,或许它就是这些问题的答案。

它被称之为是巨引源,位于长蛇座和半人马座方向。令人感到惊喜的是,之前就有人说到太阳系围绕银河系的质心进行公转。

但科学家们通过数据向人们证实,银河系中央部分更多的都是一些老星系,甚至有些天体因为年龄过于老化,它们早就在人类发现银河系质心被人们发现之前不断的坍塌和变化,最后转为了黑洞。

而富有戏剧性的一幕是,巨引源在被人们观测到的方向附近,我们同样也发现了它的身边伴随着大量的老星系。

甚至科学家还在那儿发现了许多星系之间剧烈碰撞的现象,这也就导致在巨引源附近有着大量的无线电波和辐射。

因此,巨引源也被更多的天文爱好者比喻成深邃无边的巨兽。

它会使用自己强大的力量诱惑无数天体不断地朝它奔赴而来。这整个过程会使天体及人类根本没办法强制性扭转,这也使很多人类产生恐慌,并不断地质疑地球的未来是否会因为巨引源的存在,而被迫走向毁灭?

科学家利用数据向人们证实,巨引源虽然的确有着强大的力量,对于很多天体和星系来讲也有着致命的吸引力。

但它的运行速度相对来说比较缓慢,而当人类文明放在宇宙历的角度上来讲,又渺小的如同昙花一般会转瞬即逝。因此它的存在仅目前来看,对人类还是不会产生危害的。

但关于巨引源,人们同样还是能产生更多的好奇。

比如说,像银河系的质心会吸引着太阳不断地朝着它进行公转。而且这个运动周期没有限制,只要太阳一直存在,银河系质心还能产生强大的引力作用,这种公转现象就不会断掉。

那么巨引源会不会也像银河系质心一样,虽然有超大引力,但在整个宇宙中不是单一存在的呢?

它会不会也是由庞大的古老天体在生命走向尽头之后,所产生的能量辐射而引发的一系列异常引力现象?

但由于人类目前对天体的了解还是太过于初步,很多问题无法客观回答。

相信在未来,人们能够通过更多的资料和探索,能证实巨引源存在的意义以及它所能够带来的影响,那时我们也能更进一步地揭开宇宙神秘的面纱了。

旧闻:中国学者汪一平李小坚团队在微积分方程中取得从0到1的突破

2021-03-12

中国学者汪一平李小坚团队在微积分方程中取得从0到1的突破

https://www.sohu.com/a/455349015_120869015

中国学者汪一平、李小坚团队分别由浙江省衢州市老科协和北京北方工业大学联合组成的数学研究团队。创新性提出一种以概率、拓扑、中心零点为核心的以圆函数为底的对数,可以在许多科学领域,进行[从0到1]的算术化分析,称圓对数。这是基础数学的重大突破。

一、“一元 N 次(高阶次)方程”根式的整数解

数百年来,各种函数都可以写成的“一元 N 次(高阶次)方程”。如何求解?

一元一次方程、一元二次方程早在二千多年前中国的《九章算经》就已经提出。16世纪数学家韋达、阿卡丹、格雷戈里等找到一元三次方程、一元四次方程。人们期望下一个挑战应该是一元五次方程。1665年牛顿已经发现二项式展开,研究的方向从牛顿-莱布尼茨(Newten-Leibniz )分别创造了微积分单变量“无穷小比值”的微积分概念。

1732年数学家欧拉对于如何寻找大于五次高阶次微积分多项式方程,提出了一个称欧拉积公式。要求根与多项式系数联系的算术化解法。数学家们从探索多项式方程的根式解过程中,发现微积分已经可以与代数-几何连接起来,前赴后继研究,无果。1824年阿贝尔-拉菲尼茨定理认为五次方程不可能有代数解。以致多项式研究被暂时仃顿下来。

19世纪20年代柯西以更加严谨化的方式建立微积分形式,微积分被称为“逻辑运算”或“概率运算”。微积分成为工程系统的计算工具。

1831年伽罗华提出了“集合论”的离散型计算,攻克一元五次方程问题。1843年法国数学家约瑟夫·刘维尔公布,认为这个计算还不是真正意义的一元五次方程。

1872年克莱因(Felix Klein)的爱尔朗根纲领(Erlangen Program)展示了群对称在几何中的作用,数学界进一步发现代数、几何与算术、矩阵、群、簇分别结合,广泛应用到工作中,它们可能具有相同的变化规则。

数学家们在发现微积分缺陷,除了补充改进,仍然有一部分人继续探索任意阶次微积分方程,试图建立能够处理一般的五次方程和高阶微积分方程,解题的要求:采用数学的“算术化”方法,即计算方法仅限于算术的加减乘除乘方开方六种,其实质是探索数学分析的算术化。至今没有获得满意的进展。

该团队公开的实例有:一元6次/7次/11次和附例一元2次/3次/4次/5次微积分方程进行[0到1]计算的完整解题。新的微积分方程成为“没有导数的函数”具有中学数学和代数知识的任何人都可以验证、计算。

二、微积分方程的改革

数学无所不到,人类对未知变量苦苦不舍的追索。不断发现传统微积分单变量-极限概念,不适应微积分多变量群组合-中心零点概念。改革微积分理论成为当代世界热门课题。

迄今为止所有的微积分改革理论,“破”找不到根源,不能彻底,“立”找不到方向,没有根据。都没有取得突破性进展。

关键点在于:改革传统微积分无穷小变量之比的极限迫近方法,成为微积分无穷大群组合之比的精确方法。微积分改革最重要的贡献之一:彻底解决几百年来传统微积分一直没有整明白的不稳定性“奇异性对称极限零点”为明确的稳定性“奇异性相对对称精确中心零点”,以及平行与串行整合一体计算的系列问题。

从数学发展史上来看,17世纪60年代牛顿总结了“二项式”之后,世界数学没有继续发挥多项式的优势,偏离了方向建立传统微积分,以及延伸的各种函数与算法,使得数学计算由简单到越来越复杂,曾经的传统微积分发展带动了科学,科学的进步又赋予数学新内容。圓对数算法又从复杂回复到简单。“二项式”的发展确是走了一段必要的弯路。现在是时候了,应该正本清源、拨乱反正,还世界数学一个更深刻的简单。特别是高阶与低阶微积分方程的联系有了行之有效的处理后,可以在科学领域里赋予更广泛应用。

由于传统微积分的先天性缺陷与科学迅速发展的今天产生了尖锐冲突,或者说数学研究扯了科学的后腿。人们往往把微积分的改革与计算机芯片架构联系在一起。这二个内容进步与工程应用的结合程度成为体现一个国家的综合实力的标准,国际上竞争非常激烈。

进一步说,基于圓对数对于微积分的改造表现在:数学上把离散型微积分计算与纠缠型微积分的各种算法整合为一个整体;计算机理论上把二个模式识别图谱与神经网络图谱整合为一个整体;物理上把连续的宏观引力理论与离散的微观量子理论整合为一个整体。

在微积分改革上中国与其它国家都是站在同一起跑线上。汪一平、李小坚团队率先在在微积分方程中取得“从0到1”的突破,走在了世界数学基础改革的前列。

三、朗兰兹(Langlands)系列猜想

数学家们的眼光转向“数学基础”的根本问题研究,分别出现了形式主义、逻辑主义、直观主义、集合论等四大数学学派纷争的局面。重新认识了当前数学基础的不牢固性,如何改革微积分,实现数学[0到1]的大统一,以满足科学发展的需要。

1902年勒贝格(Lanbesgue,Henri)引入群集合概念,提出“勒贝格测度”,启动了微积分一个新革命,把黎曼积分的变量改成为微小的子区域为群集合剖析,微积分计算又回归到长度与面积的概率。

迄今最大的数学成果是:解决离散型群组合对称性的多项式方程统计计算,广泛用于大数据计算机。但是在面对纠缠型任意高阶微积分方程求解,特别是对于现实大量存在的“对称与不对称性、均匀与不均匀性、连续与离散、收敛与扩散”的,以及实变函数、复变函数、泛函分析,其它种种函数,包括人工智能、神经网络,以及无监督学习等,除了“误差逼近分析”,还没有找到好的算法。

1967年朗兰兹(Langlands)以一系列猜想形式提出,期望出现一种简单的公式,把各种不同的算法统一起来,在[0,1]封闭区域里进行算术化解析,称“朗兰兹纲领”,朗兰兹纲领具有广阔的现实应用前景和非凡的历史意义,成为当前各个国家研究机构和数学家的热点课题。

汪一平、李小坚团队,成功地进行微积分改革。微积分改革的亮点是:任意高阶微积分多变量的数学模型,都可以采用无关数学模型统一在[0到1]算术化精确解析。满足了“朗兰兹纲领”——实现代数-几何-数论-群理论以及各个学派的算法的统一性。

四、智能计算与模式识别应用

近年来科学计算发展的一个重要特征是进行数值模拟和动态显示。如模拟没有重力的宇宙空间、天体运动、核聚变的等离子、酶的活性、人体器官和骨髂、大气环流、模仿脑神经思维能力等等,向数据与机理融合的建模与计算发展。几乎所有学科许多重要问题常常涉及“质量-时空”多区域、多层次、多尺度上发生的,具有高度的各向异性、不对称性、非均匀性,它们相互藕合、相互制约、相互转换的现象,都联系到微积分方程这个重要的计算工具的改革与应用,一直成为当代数学前沿研究课题。

当前,最为现实、最迫切的是各个国家都在努力改进算法、制造高算力新颖的万能计算机。试图实现应用物理机械替代或模仿人的大脑思维的人工智能,扩大人类拓展与协调自然的能力。

其实半导体的设计、制造技术早已有图灵机出现,如今做的工作都是1到10、到100,许多国家试图制造新一代计算机的三维1000计算模型,可是芯片工艺、材料、算法不容易跟不上,困难较大。

中国2018年3月科技部王刚在人大会议上说“这个[0到1]目前还是短板,国家正组织力量攻关”。2021年3月郝跃在人大会议上发言《努力实现更多“从0到1”的突破》,引起巨大反响。

20世纪初汪一平创新性提出了重整微积分概念:证明“概率-拓扑-中心零点”的互逆性相对对称的圓对数,称“三个幺(0,1)规范不变性”;提出以时间序列控制特征模和圓对数的高维与三维时空的“同心圆”进行树状环境组合展开。圓对数公式简洁、优美、实用。

计算机如何做到{0,1}之间的计算?突破点除了材料、工艺、资金、人才外,反映为芯片制造。芯片制造的核心涉及到“算法—微积分理论”。圓对数是在无关数学模型的、封闭的圓对数,进行{0,1}区间算术化分析求解。

目前,该团队研究的圓对数算法,有“任意高维微积分方程”和“模式识别图谱算法的无标签认知模型”,率先突破[0到1]的算术化分析。反映了圓对数具有强大算力、高效分析与精确认知。有望成为新一代的神经网络 (CRRT-AI)的数学基础和研究方向。

特别的,圓对数证明了时间序列控制着高维与低维关系,进入三维空间的{0,1}涡旋多维时空,称大自然基石三迭代、三元组生存元、树状三层次叠合,极大地提高算力和简化程序。

这样一来,重整的微积分通过圓对数算法,可以整合当代出现的拓扑-概率-中心零点等函数,以及平衡、转换、极值为一体;证明了微积分特征模和圓对数的相关定义和定理;把“实无穷与潜无穷”融合成为一体;整合了低维与高维、串行与平行、收敛与扩散、连续与离散、均匀与非均匀、对称与非对称等为一体,在封闭{0到1}区间进行算术化分析。解释了“超维空间捲缩在三维空间”,微积分只限“零阶、一阶、二阶对应物理的速度、加速度,动量、动能”的应用。这些数学成果都可以制作软件,具有软硬件简单、芯片架构简化、节省材料、提高工效、提高算力、节约成本优越性。。

五、“0到1”不是那么能轻易破解的

当前世纪性数学难题进入相互制约、相互依赖、相互交叉的局面,任何一个人想单挑独斗地破解某一个数学难题往往受到其他数学难题牵扯,是很难满意成功。

“0到1”看似简单,许多国家都在研究,要突破它们难关重重。有据可查汪一平从1982年5月投稿以来,数十年如一日悉心研究,破解一系列数学难题逐渐取得严谨性、完整性突破。其中破解的有:“欧拉积公式”、“互逆定理”、“阿贝尔-鲁菲尼不可能定理”、“P=NP完全问题”、“归一化问题”、“霍奇猜想”、“黎曼猜想”、“路径积分(时间序列)”;其它还有“费马大定理”、“贝尔不等式”、“庞加莱拓扑猜想”、“哥德巴赫猜想”等都有拓展与改进。公开发表工程应用的有“纠缠型规范场的没有质量的[0,1]计算”、“离散型流体力学没有空间的[0,1]计算”等。成功地整合了连续与离散、均匀与不均匀、对称与不对称为一体,转换为互逆性的相对对称性(有称奇异性相对对称)圓对数的[0到1]算术化展开。可见,突破“0到1”之路的艰辛。

最后,汪一平表示;当今世界正经历百年未有之大变局,新一轮科技革命和产业变革深入发展,面对我国“十四五”时期以及更长时期发展的迫切要求,作为科技工作者更加注重自主创新、守正创新,实现更多“从0到1”的突破。赢得未来发展新优势,从而让中国科技之光照亮复兴之路。

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注:一年多前的新闻报道今天已经成为旧闻,但还可以百度到六家媒体的报道。

中国学者汪一平李小坚团队在微积分方程中取得从0到1的突破

2021年3月12日 在微积分改革上中国与其它国家都是站在同一起跑线上。汪一平李小坚团队率先在在微积分方程中取得从0到1的突破,走在了世界数学基础改革的前列。 三、朗兰…

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2021年3月15日 中国学者汪一平李小坚团队在微积分方程中取得从0到1的突破 中国学者汪一平、李小坚团队分别由浙江省衢州市老科协和北京北方工业大学联合组成的数学研究团队。…

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2021年3月12日 在微积分改革上中国与其它国家都是站在同一起跑线上。汪一平李小坚团队率先在在微积分方程中取得从0到1的突破,走在了世界数学基础改革的前列。 三、朗兰…

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喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破

李小坚

2022年8月9-11日,我参加一个研讨会,会议主题:2022年前沿科学:《基础数理圆对数》成都讨论会,我做《数理基础难题:连续统假设CH与圆对数的融合》报告。大会得到多家媒体关注:

7.  喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 https://baijiahao.baidu.com/s?id=1741187103416237461&wfr=spider&for=pc&searchword=%E6%B1%AA%E4%B8%80%E5%B9%B3%20%E6%9D%8E%E5%B0%8F%E5%9D%9A%20%E6%95%B0%E5%AD%A6

开展学科发展战略研究、研判学科未来发展,已成为世界各国提高自主创新和实现跨越发展的一项重要基础工作。在2022年8月9日至10日成都四川西南交通大学举办的2022前沿科学《数理基础圆对数》成都学术讨论会上,中国专家团队汪一平、何华灿、李小坚、苟华健等在数学基础理论、思想方面的突破,实现东西文化科学大融合,有望解决当今世界众多数学与科学难题。数学讨论会以汪一平提出的圆对数理论为核心,多学科、多课题的融合与展开。
西北工业大学何华灿教授强调,学科发展必须采用新的科学范式。何教授在《大一统:学科理论的使命和归宿》报告中指出:每个大的学科都会出现试图统揽学科一切规律的研究冲动,希望建立大统一理论体系,用统一的理论和方法描述和解决本学科中各种问题。

传统科学理论采用的都是在决定论科学观和还原论方法论的基础上进行的公理化理论体系研究,这种传统的科学范式只能研究受确定不变的规律控制的、各向同性的简单机械系统,而学科发展越来越深入细致,而整体学科越来越庞杂。这些大统一学科理论采用的都是在决定论科学观和还原论方法论,在此基础上进行的公理化理论体系研究必然是分离的、固化的碎片化的理论。

大统一学科整体理论实际面临的对象应该属于开放的复杂性巨系统,单纯采用形式逻辑公理系统建立起来的西方科学的整体学科基础并不牢靠,无法建立自圆其说的理论,最终都走向迷茫与危机的境地。究其根本原因是传统科学范式忽略了复杂性系统中客观存在的涌现效应和演化发展过程,认为系统整体的功能等于各个子系统的功能之和,根本无法包容从量变到质变所引起的矛盾属性,无法容忍辩证逻辑的介入,这是学科研究的科学老范式不适应时代发展遇到的问题。

探讨什么是真正的科学?什么是真正的逻辑?这是进入复杂性科学时代必须正本清源的重大哲学问题。

科学是一种严谨的假设,它试图最大限度地解释已知的经验事实,而自身不存在逻辑矛盾。存在两种科学范式:确定论科学范式,演化论科学范式。

逻辑是一种思维法制或者信息转换规则。存在两种逻辑范式:形式逻辑范式,辩证逻辑范式。

现在的大学科发展到了必须变革的时候了。现在学科发展有必要全面贯彻演化论科学观和整体辩证方法论,必须充分认识辩证逻辑的兼容性,扫除的形式逻辑固化的认识障碍,刻不容缓!
北方工业大学李小坚教授强调要创建整体融合的数理科学体系,并做《数理基础难题:连续统假设CH与圆对数的融合》报告。

李小坚认为:当代数学各个学派和分支的发展遇到了瓶颈,几乎所有的数学问题都可以追索到对自然数与实数的基本认识。连续统假设CH也就是可数无穷集合与不可数无穷集合的大小如何判定。如何从这个基本数学问题出发,发展创新理论的底层辩证逻辑的拓展融合,解决一系列世纪性数学难题?

1967年朗兰兹纲领提出要把代数、几何、算术(数论)、群理论,用一个简单的方式沟通融合数学各个核心分支,紧密联系起来成为数学中的大统一理论。

从数学史角度来说,认识有理数与无理数出现第一次危机;微积分的理论基础与极限问题出现数学第二次危机;连续统与ZFC公理化集合悖论——第三次数学危机;如何彻底解决数学大学科整体的融合——第四次数学危机。

基础数学的核心问题是:数学基础中是否存在一个满足朗兰兹纲领的数学结构——具有更强大的无穷构造集,能够实现完备性与相容性融合的新机制。

以中国学者汪一平、何华灿、李小坚、苟华健为代表的专家团队在世界数学发展史的基础上,原创性提出解决上述基础数学核心问题的圆对数理论,证明与连续统建设CH相融合,努力与各种学派、各种算法融合,实现哲学-数学的大一统。

圆对数理论按照布尔巴基的结构分析,具有以下三个基本结构:

(1)、群代数结构 : {X0i}=[∑(1/C(Z±S±a))K{∏(x1x2…xa…)+…}]K(Z)/t;

(2)、集合幂函数基升序结构、降序结构:K(Z)/t;(K=+1,±0±1,-1),幂函数(超穷基数)的性质属性 :K(Z±S±2ω±=a≥2);

(3)、圆对数拓扑结构:(1-η2)K={0或[0到(1/2)到1]或1}K(Z)/t 。满足跳跃过渡的完备性与连续过渡的相容性融合。

圆对数理论实现用开放的多项式圆幂函数集的方法来构造连续统。这样一来,“无穷集”为多项式无限程序展开,反映“乘与除”的互逆性功能;反映“加与减”的互逆性功能,反映“乘与加”的互逆性的线性与非线性组合形式。圆对数理论结构将连续函数曲线用一段一段的多项式圆片段替代;离散点也是用一段一段的多项式圆片段替代,圆对数理论就是这样把离散与连续都统一起来,满足“离散与连续的相容性”。

李小坚说:何华灿教授提出的统一数学学科应引入数学量子的概念,达到无穷小是0又不是0的辩证统一、连续和离散的辩证统一、标准分析和非标准分析的辩证统一。并且,提出可以构建有理数和实数统一的无穷数表述。完整的自然数集合、实数集合都是自我完成了的“实无穷闭集”,它们的基数都是同一个潜无穷大(此外永无)。这个证明比2017年西方数学证明早很多年。

同样,构建了圆对数连续统问题:实数集R的基数2ω等于ω1到底和哪个超穷基数等势呢?圆对数幂集以超穷基数(ωn)具有(2ωn)=(2ωn+1)+(2ωn-1)的相对对称性,可证明圆对数连续统假设与康托连续统假设同构。这种趋同性说明,圆对数理论是新颖、独立、强大功能的数学基础创新,从而可以建立以简单公式满足大一统的整体数学系统。
中国学者汪一平研究员首先提出“圆对数,一种无关数学模型,没有具体元素内容,在0到(1/2)到1之间的认知与解析”。以圆对数群代数结构、圆对数幂序结构、圆对数概率与拓扑组合结构,具有可判性、存在性、超穷基数对称性。实现了融合突破,有望成为一个数学基础融合工具。

汪一平在报告时指出:圆对数公理化假设“自身除自身不一定是1”概念,拓展了ZFC公理化假设“自身除自身不一定是1”概念.面临所有的基础数学理论能兼顾完备性与相容性吗?数学各学派是同构致的吗?数学理论是可判定的吗?数学函数(超穷基数、幂函数)有怎样的互逆性?他的结论是:圆对数CL(Circle Logarithm)与连续统CH(Continuum Hypothesis)的融合,能完美地以“中西融合方式”回答以上四个数学基础问题及解决。

通过圆对数同构性计算时间的一致,满足离散与连续、存在性与对称性等特征,各种函数表达都可以自洽融合为一体。圆对数结构回答了康托尔提出的连续统假设CH问题。找到了比无穷集功能更强大、更完整、更稳定、多功能的无穷构造集数学体系。表现了圆对数理论率先解决当前国内外都在努力探索的一系列基础数学难题。

汪一平还强调圆对数理论的强大性、神奇性,几乎可以一揽子解决许多一系列世纪性数学函数问题,并简要介绍了圆对数破解一系列世纪性数学难题的思路(上述文章在国内外期刊有刊登),其中有:连续统假设、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼猜想、P=NP问题、BSD猜想、规范场、NS方程、互逆定理、费马猜想、四色猜想、哥德巴赫猜想、宇宙演变(10多个)的数学证明等重要问题的解决思路。

 圆对数的亮点:

(1)、创建性提出新颖独立的数学理论体系——圆对数,建立概率统计——拓扑算法——中心零点控制——存算一体的新颖数学模型。

(2)、创建性改革传统微积分方程为圆对数层次的动态控制方程,取消了极限、导数、微积分符号,转换为圆对数解析。

(3)、创建性改革传统模式识别“界面/椭圆模式”为正圆模式层次的动态控制方程,进行不对称性的信息传输,成为强大功能的人工智能正圆模式操作系统模型。

汪一平最后说,圆对数破解数学难题是一个方面;更重要的是建立与验证圆对数,作为一种新的数学理论体系能否成立?还期望在实际应用中解决人工智能、统计等工程技术科学难题。圆对数理论是否可以发展成为融合统一数学大学科的统一理论,还有待检验,有待完善,有待达成更广泛的共识。欢迎有关专家、学者加入,共同探索。
大会组织承办负责人中铁自动化系统研究所所长苟华建研究员特别邀请中国著名数学家四川西南交通大学高隆昌教授参会演讲《系统学原理的发展》,并给予了圆对数理论大力支持与高度评价。还特别邀请到会的有结构数学、动态图码、融智学、大数据融合专家合作研究圆对数理论应用。参会者还有其他大专院校教师、专家、研究生、大学学生参加了这次圆对数线上线下的交流。

在会上,苟华建研究员提出“华德脑”思想范畴和高科技路径,提出“揭宇宙之至理,轨万有之一行。法自然之道器,统科学之量纲。”是中国元宇宙观,是人类科学文化主题方向,也是举办本次会议的先进科学文化意义所在。

与会专家们还指出“科学认知突破,首先是思维方式和基础数理的突破。”实现在人工智能第一原理的突破,人类将进入物理机械(图灵机、计算机)统计与思维合一的数据库、存与算一体化、超级计算机与通用人工智能发展时期。人工智能从感知智能向认知智能演进、人机协同混合智能提升系统自主性、推动 AI 与无人系统加速融合,机器学习与机器人微型化方面,具有更广阔的前景和更多的发展机遇。以上工作反映了汪一平、何华灿、李小坚、苟华健等团队专家共同地自觉运用了矛盾论和辩证法思想这一特点,从“单变量到群组合变量”;从“量变到质变”;从的各个关键环节上有所突破,因此这样的大学科整体融合理论前途无量。

苟华建主持人谈到举办的这次会议,得到成都市政府有关部门支持,也引起许多专家学者重视,和一些高科技团队的关注,高度赞赏前沿基础科学的新理论、新思维和高新技术方法的开拓创新和突破。

会议上还有圆对数团队与政府有关部门就科研项目合作的可行性探讨,争取实现数学圆对数理论,在工程技术等领域的普适性应用。

展望未来,基础数学的圆对数理论有望取得实质性进步,世界数学将从传统的“数值分析”转型为以“位值分析”为主导,进入量子数-实数的圆对数可逆性运算与数字“数值-位值一体化”大融合时期。

西方国家常说:“物理的尽头是数学,数学的尽头是哲学,哲学的尽头是神学”。此话不能完全相信!我们更相信中国智慧!(完)

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9.中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破

科技世界网  2022-8-15

http://finance.twwtn.com/202208/166052895428807.html

 

另外,共有4-5个版本的报道,30余家媒体予以发布。其中一个版本汇总了一个版本,就有18家媒体:

1.中国战略新兴产业 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破http://chinasei.com.cn/cyzx/202208/t20220815_48974.html
2.中华网 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 https://life.china.com/2022-08/15/content_146265.html
3.企业家日报 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破https://www.zgceo.cn/index.php?m=home&c=View&a=index&aid=24859&admin_id=1
4.凤凰网宁波喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 https://nb.ifeng.com/c/8IStLJVrTsH
5.融媒浙江喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 http://www.fusionzj.com/html/xwdt/2022081614275066.html
6.中研网 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 https://finance.chinairn.com/News/2022/08/15/084137987.html
7.人民经济喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 http://www.finance-peopie.com.cn/news/202208152753
8.中国高新科技喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 http://www.zggxkjw.com/content-19-11615-1.html
9.科技时报喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 http://www.sto.gd.cn/zixun/20220815/2967.html
10.科技世界喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 http://finance.twwtn.com/202208/166052895428807.html
11.中国产业经济 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 http://www.chinecyjj.com/jingji/3556.html
12.百度 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 https://baijiahao.baidu.com/s?id=1741187103416237461&wfr=spider&for=pc
13.网易 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 https://www.163.com/dy/article/HEQB79D80552UUC5.html
14.东方财富喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 https://caifuhao.eastmoney.com/news/20220815092755803316750
15.腾讯 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 https://new.qq.com/omn/20220201/20220815A0221K00?.html
16.新浪 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破https://k.sina.com.cn/article_5395425339_14197a83b001017bwi.html?kdurlshow=1&wm=3049_0047&from=tech
17、中国城市新闻 喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破 http://www.asdpw.com/n10061.shtml

18、关注 图文话事

喜讯!中国专家汪一平团队 在数学基础理论取得重大突破

播报文章

2022-08-15 09:03湖北编辑

开展学科发展战略研究、研判学科未来发展,已成为世界各国提高自主创新和实现跨越发展的一项重要基础工作。在2022年8月9日至10日成都四川西南交通大学举办的2022前沿科学《数理基础圆对数》成都学术讨论会上,中国专家团队汪一平、何华灿、李小坚、苟华健等在数学基础理论、思想方面的突破,实现东西文化科学大融合,有望解决当今世界众多数学与科学难题。数学讨论会以汪一平提出的圆对数理论为核心,多学科、多课题的融合与展开。
西北工业大学何华灿教授强调,学科发展必须采用新的科学范式。何教授在《大一统:学科理论的使命和归宿》报告中指出:每个大的学科都会出现试图统揽学科一切规律的研究冲动,希望建立大统一理论体系,用统一的理论和方法描述和解决本学科中各种问题。

传统科学理论采用的都是在决定论科学观和还原论方法论的基础上进行的公理化理论体系研究,这种传统的科学范式只能研究受确定不变的规律控制的、各向同性的简单机械系统,而学科发展越来越深入细致,而整体学科越来越庞杂。这些大统一学科理论采用的都是在决定论科学观和还原论方法论,在此基础上进行的公理化理论体系研究必然是分离的、固化的碎片化的理论。

大统一学科整体理论实际面临的对象应该属于开放的复杂性巨系统,单纯采用形式逻辑公理系统建立起来的西方科学的整体学科基础并不牢靠,无法建立自圆其说的理论,最终都走向迷茫与危机的境地。究其根本原因是传统科学范式忽略了复杂性系统中客观存在的涌现效应和演化发展过程,认为系统整体的功能等于各个子系统的功能之和,根本无法包容从量变到质变所引起的矛盾属性,无法容忍辩证逻辑的介入,这是学科研究的科学老范式不适应时代发展遇到的问题。

探讨什么是真正的科学?什么是真正的逻辑?这是进入复杂性科学时代必须正本清源的重大哲学问题。

科学是一种严谨的假设,它试图最大限度地解释已知的经验事实,而自身不存在逻辑矛盾。存在两种科学范式:确定论科学范式,演化论科学范式。

逻辑是一种思维法制或者信息转换规则。存在两种逻辑范式:形式逻辑范式,辩证逻辑范式。

现在的大学科发展到了必须变革的时候了。现在学科发展有必要全面贯彻演化论科学观和整体辩证方法论,必须充分认识辩证逻辑的兼容性,扫除的形式逻辑固化的认识障碍,刻不容缓!
北方工业大学李小坚教授强调要创建整体融合的数理科学体系,并做《数理基础难题:连续统假设CH与圆对数的融合》报告。

李小坚认为:当代数学各个学派和分支的发展遇到了瓶颈,几乎所有的数学问题都可以追索到对自然数与实数的基本认识。连续统假设CH也就是可数无穷集合与不可数无穷集合的大小如何判定。如何从这个基本数学问题出发,发展创新理论的底层辩证逻辑的拓展融合,解决一系列世纪性数学难题?

1967年朗兰兹纲领提出要把代数、几何、算术(数论)、群理论,用一个简单的方式沟通融合数学各个核心分支,紧密联系起来成为数学中的大统一理论。

从数学史角度来说,认识有理数与无理数出现第一次危机;微积分的理论基础与极限问题出现数学第二次危机;连续统与ZFC公理化集合悖论——第三次数学危机;如何彻底解决数学大学科整体的融合——第四次数学危机。

基础数学的核心问题是:数学基础中是否存在一个满足朗兰兹纲领的数学结构——具有更强大的无穷构造集,能够实现完备性与相容性融合的新机制。

以中国学者汪一平、何华灿、李小坚、苟华健为代表的专家团队在世界数学发展史的基础上,原创性提出解决上述基础数学核心问题的圆对数理论,证明与连续统建设CH相融合,努力与各种学派、各种算法融合,实现哲学-数学的大一统。

圆对数理论按照布尔巴基的结构分析,具有以下三个基本结构:

(1)、群代数结构 : {X0i}=[∑(1/C(Z±S±a))K{∏(x1x2…xa…)+…}]K(Z)/t;

(2)、集合幂函数基升序结构、降序结构:K(Z)/t;(K=+1,±0±1,-1),幂函数(超穷基数)的性质属性 :K(Z±S±2ω±=a≥2);

(3)、圆对数拓扑结构:(1-η2)K={0或[0到(1/2)到1]或1}K(Z)/t 。满足跳跃过渡的完备性与连续过渡的相容性融合。

圆对数理论实现用开放的多项式圆幂函数集的方法来构造连续统。这样一来,“无穷集”为多项式无限程序展开,反映“乘与除”的互逆性功能;反映“加与减”的互逆性功能,反映“乘与加”的互逆性的线性与非线性组合形式。圆对数理论结构将连续函数曲线用一段一段的多项式圆片段替代;离散点也是用一段一段的多项式圆片段替代,圆对数理论就是这样把离散与连续都统一起来,满足“离散与连续的相容性”。

李小坚说:何华灿教授提出的统一数学学科应引入数学量子的概念,达到无穷小是0又不是0的辩证统一、连续和离散的辩证统一、标准分析和非标准分析的辩证统一。并且,提出可以构建有理数和实数统一的无穷数表述。完整的自然数集合、实数集合都是自我完成了的“实无穷闭集”,它们的基数都是同一个潜无穷大(此外永无)。这个证明比2017年西方数学证明早很多年。

同样,构建了圆对数连续统问题:实数集R的基数2ω等于ω1到底和哪个超穷基数等势呢?圆对数幂集以超穷基数(ωn)具有(2ωn)=(2ωn+1)+(2ωn-1)的相对对称性,可证明圆对数连续统假设与康托连续统假设同构。这种趋同性说明,圆对数理论是新颖、独立、强大功能的数学基础创新,从而可以建立以简单公式满足大一统的整体数学系统。
中国学者汪一平研究员首先提出“圆对数,一种无关数学模型,没有具体元素内容,在0到(1/2)到1之间的认知与解析”。以圆对数群代数结构、圆对数幂序结构、圆对数概率与拓扑组合结构,具有可判性、存在性、超穷基数对称性。实现了融合突破,有望成为一个数学基础融合工具。

汪一平在报告时指出:圆对数公理化假设“自身除自身不一定是1”概念,拓展了ZFC公理化假设“自身除自身不一定是1”概念.面临所有的基础数学理论能兼顾完备性与相容性吗?数学各学派是同构致的吗?数学理论是可判定的吗?数学函数(超穷基数、幂函数)有怎样的互逆性?他的结论是:圆对数CL(Circle Logarithm)与连续统CH(Continuum Hypothesis)的融合,能完美地以“中西融合方式”回答以上四个数学基础问题及解决。

通过圆对数同构性计算时间的一致,满足离散与连续、存在性与对称性等特征,各种函数表达都可以自洽融合为一体。圆对数结构回答了康托尔提出的连续统假设CH问题。找到了比无穷集功能更强大、更完整、更稳定、多功能的无穷构造集数学体系。表现了圆对数理论率先解决当前国内外都在努力探索的一系列基础数学难题。

汪一平还强调圆对数理论的强大性、神奇性,几乎可以一揽子解决许多一系列世纪性数学函数问题,并简要介绍了圆对数破解一系列世纪性数学难题的思路(上述文章在国内外期刊有刊登),其中有:连续统假设、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼猜想、P=NP问题、BSD猜想、规范场、NS方程、互逆定理、费马猜想、四色猜想、哥德巴赫猜想、宇宙演变(10多个)的数学证明等重要问题的解决思路。

圆对数的亮点:

(1)、创建性提出新颖独立的数学理论体系——圆对数,建立概率统计——拓扑算法——中心零点控制——存算一体的新颖数学模型。

(2)、创建性改革传统微积分方程为圆对数层次的动态控制方程,取消了极限、导数、微积分符号,转换为圆对数解析。

(3)、创建性改革传统模式识别“界面/椭圆模式”为正圆模式层次的动态控制方程,进行不对称性的信息传输,成为强大功能的人工智能正圆模式操作系统模型。

汪一平最后说,圆对数破解数学难题是一个方面;更重要的是建立与验证圆对数,作为一种新的数学理论体系能否成立?还期望在实际应用中解决人工智能、统计等工程技术科学难题。圆对数理论是否可以发展成为融合统一数学大学科的统一理论,还有待检验,有待完善,有待达成更广泛的共识。欢迎有关专家、学者加入,共同探索。
大会组织承办负责人中铁自动化系统研究所所长苟华建研究员特别邀请中国著名数学家四川西南交通大学高隆昌教授参会演讲《系统学原理的发展》,并给予了圆对数理论大力支持与高度评价。还特别邀请到会的有结构数学、动态图码、融智学、大数据融合专家合作研究圆对数理论应用。参会者还有其他大专院校教师、专家、研究生、大学学生参加了这次圆对数线上线下的交流。

在会上,苟华建研究员提出“华德脑”思想范畴和高科技路径,提出“揭宇宙之至理,轨万有之一行。法自然之道器,统科学之量纲。”是中国元宇宙观,是人类科学文化主题方向,也是举办本次会议的先进科学文化意义所在。

与会专家们还指出“科学认知突破,首先是思维方式和基础数理的突破。”实现在人工智能第一原理的突破,人类将进入物理机械(图灵机、计算机)统计与思维合一的数据库、存与算一体化、超级计算机与通用人工智能发展时期。人工智能从感知智能向认知智能演进、人机协同混合智能提升系统自主性、推动 AI 与无人系统加速融合,机器学习与机器人微型化方面,具有更广阔的前景和更多的发展机遇。以上工作反映了汪一平、何华灿、李小坚、苟华健等团队专家共同地自觉运用了矛盾论和辩证法思想这一特点,从“单变量到群组合变量”;从“量变到质变”;从的各个关键环节上有所突破,因此这样的大学科整体融合理论前途无量。

苟华建主持人谈到举办的这次会议,得到成都市政府有关部门支持,也引起许多专家学者重视,和一些高科技团队的关注,高度赞赏前沿基础科学的新理论、新思维和高新技术方法的开拓创新和突破。

会议上还有圆对数团队与政府有关部门就科研项目合作的可行性探讨,争取实现数学圆对数理论,在工程技术等领域的普适性应用。

展望未来,基础数学的圆对数理论有望取得实质性进步,世界数学将从传统的“数值分析”转型为以“位值分析”为主导,进入量子数-实数的圆对数可逆性运算与数字“数值-位值一体化”大融合时期。

西方国家常说:“物理的尽头是数学,数学的尽头是哲学,哲学的尽头是神学”。此话不能完全相信!我们更相信中国智慧!(完)

中国专家团队在数学基础理论方面的发展创新

李小坚

2022年8月9-11日,我参加一个研讨会,会议主题:2022年前沿科学:《基础数理圆对数》成都讨论会。获得多家媒体关注:

  1.  腾讯网

    1.中国专家团队前沿科学0 1基础数理与技术攻坚的继承创新

    https://new.qq.com/omn/20220813/20220813A080Q000?refer.html=

    2.中国专家团队前沿科学0 1基础数理与技术攻坚的继承创新

    发布时间:2022-08-15 09:09   来源: 成都新闻网  Tag:     
  2. 成都新闻网 http://www.028news.net/shehuizixun/379979.html

3.中国专家团队前沿科学0 1基础数理与技术攻坚的继承创新

2022-08-13 16:09 来源:中国四川网 编辑:风中的自由

四川新闻 http://cnsichuan.cn/xw/2022/0813/0Q3152022.html

 

4.中国专家团队前沿科学0 1基础数理与技术攻坚的继承创新

https://page.om.qq.com/page/OAvY33WK4LsWyE3reif5FKdw0?ADTAG=tgi.wx.share.message

 

5.中国专家团队在数学基础理论方面重大突破,有望解决当今世界众多数学与科学难题

https://mp.weixin.qq.com/s/oZ00BdwShMe3_XjzIMp1Xw

6. 全国《园对数连续统假设》研讨会 https://www.meipian3.cn/4c4kv8ly?ul=meipian%3A%2F%2Farticle%2Fdetail%3Fmask_id%3D4c4kv8ly%26source%3Dm.baidu.com&um_tc=4b7462bbde7c79701d249fdc76654f73

主要内容:

202289日至11日在成都四川西南交通大学举办的2022前沿科学《数理基础圆对数》学术讨论会上获悉,研讨会内容以汪一平提出的圆对数理论为核心,多学科、多课题展开。中国专家团队汪一平、何华灿、李小坚等专家在数学基础理论、思想方面的突破,实现东西文化科学大融合,有望解决当今世界众多数学与科学难题。
西北工业大学何华灿教授强调,学科发展必须采用新的科学范式。何教授在《大一统:学科理论的使命和归宿》报告中指出:每个大的学科都会出现试图统揽学科一切规律的研究冲动,希望建立大统一理论体系,用统一的理论和方法描述和解决本学科中各种问题。
传统科学理论采用的都是在决定论科学观和还原论方法论的基础上进行的公理化理论体系研究,这种传统的科学范式只能研究受确定不变的规律控制的、各向同性的简单机械系统,而学科发展越来越深入细致,而整体学科越来越庞杂。这些大统一学科理论采用的都是在决定论科学观和还原论方法论,在此基础上进行的公理化理论体系研究必然是分离的、固化的碎片化的理论。
大统一学科整体理论实际面临的对象应该属于开放的复杂性巨系统,单纯采用形式逻辑公理系统建立起来的西方科学的整体学科基础并不牢靠,无法建立自圆其说的理论,最终都走向迷茫与危机的境地。究其根本原因是传统科学范式忽略了复杂性系统中客观存在的涌现效应和演化发展过程,认为系统整体的功能等于各个子系统的功能之和,根本无法包容从量变到质变所引起的矛盾属性,无法容忍辩证逻辑的介入,这是学科研究的科学新范式不适应时代发展遇到的问题。 
探讨什么是真正的科学?什么是真正的逻辑?这是进入复杂性科学时代必须正本清源的重大哲学问题。
科学是一种严谨的假设,它试图最大限度地解释已知的经验事实,而自身不存在逻辑矛盾。存在两种科学范式:确定论科学范式,演化论科学范式。
逻辑是一种思维法制或者信息转换规则。存在两种逻辑范式:形式逻辑范式,辩证逻辑范式。
现在的大学科发展到了必须变革的时候了。现在学科发展有必要全面贯彻演化论科学观和整体辩证方法论,必须充分认识辩证逻辑的兼容性,扫除的形式逻辑固化的认识障碍,刻不容缓!
北方工业大学李小坚教授强调要创建整体融合的数理科学体系,并做《数理基础难题:连续统假设CH与圆对数的融合》报告。
李教授认为:当代数学各个学派和分支的发展遇到了瓶颈,几乎所有的数学问题都可以追索到对自然数与实数的基本认识。连续统假设CH也就是可数无穷集合与不可数无穷集合的大小如何判定。如何从这个基本数学问题出发,发展创新理论的底层辩证逻辑的拓展融合,解决一系列世纪性数学难题?
1967年朗兰兹纲领提出要把代数、几何、算术(数论)、群理论,用一个简单的方式沟通融合数学各个核心分支,紧密联系起来成为数学中的大统一理论。
从数学史角度来说,认识有理数与无理数出现第一次危机;微积分的理论基础与极限问题出现数学第二次危机;连续统与ZFC公理化集合悖论——第三次数学危机;如何彻底解决数学大学科整体的融合——第四次数学危机。
基础数学的核心问题是:数学基础中是否存在一个满足朗兰兹纲领的数学结构——具有更强大的无穷构造集,能够实现完备性与相容性融合的新机制。
以中国学者汪一平、李小坚为首的专家团队在世界数学发展史的基础上,原创性提出解决上述基础数学核心问题的圆对数理论,并与连续统假设CH相融合。
圆对数理论按照布尔巴基的结构分析,具有以下三个基本结构:
1)  群代数结构 :  {X0i}=[(1/C(Z±S±a)){(x1x2xa)+}] 2)集合幂函数基升序结构、降序结构:K(Z)/t(K=+1,±0±1-1),幂函数(超穷基数)的性质属性 :K(Z±S±2ω±ℵ=a2); 3)圆对数拓扑结构:   (1- η2)K(Z)/t 
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圆对数理论实现用开放的多项式圆幂函数集的方法来构造连续统。这样一来,“无穷集”为多项式无限程序展开,反映乘与除的功能;反映加与减的功能,存在“乘与加”的互逆性非线性组合形式。圆对数理论结构将连续函数曲线用一段一段的多项式圆片段逼近,离散点也是用一段一段的多项式圆片段逼近,圆对数理论就是这样把离散与连续都统一起来,满足“离散与连续的相容性”。
通过圆对数同构性计算时间的一致,满足离散与连续、存在性与对称性等特征,各种函数表达融合为一体的自洽融合。圆对数结构回答了康托尔提出的连续统假设CH问题。我们找到比无穷集功能更强大、更完整、更稳定、多功能的无穷构造集融合性的数学体系。表现了圆对数理论率先解决当前国内外都在努力探索的基础数学难题。
李小坚教授说:何华灿教授提出的统一数学学科应引入数学量子的概念,达到无穷小是0又不是0的辩证统一、连续和离散的辩证统一、标准分析和非标准分析的辩证统一。并且,提出可以构建有理数和实数统一的无穷数表述。完整的自然数集合、实数集合都是自我完成了的“实无穷闭集”,它们的基数都是同一个潜无穷大(此外永无)。这个证明比2017年西方数学证明早很多年。同样,汪一平和李小坚构建了圆对数连续统问题:实数集R的基数2ω等于ω1到底和哪个超穷基数等势呢?圆对数幂集的超穷基数ωn具有2ωn=2ωn+1+2ωn-1的相对对称性,可证明圆对数连续统假设与康托连续统假设同构。这种趋同性说明,圆对数理论是新颖、独立、强大功能的数学基础创新,从而可以建立大一统的整体数学系统。
中国学者汪一平先生首先提出“圆对数,一种无关数学模型在0到1之间求解”,以圆对数群代数结构、圆对数幂序结构、圆对数拓扑结构组合,实现了融合突破,有望成为一个数学基础融合工具。圆对数公理化假设“自身除自身不一定是1”概念,可证明圆对数假设与及连续统假设是同构的问题。圆对数具有可判性、存在性、超穷基数对称性,组成比无穷集功能更强大、更完整的具体构造集,成为新颖数学结构的理论体系。
汪一平在报告时指出:所有的基础数学理论能兼顾完备性与相容性吗?数学各学派是同构⼀致的吗?数学理论是可判定的吗?数学函数(超穷基数、幂函数)有怎样的互逆性?他的结论是:圆对数理论与连续统的融合,能实现以上四个问题的解决。
汪一平还强调圆对数理论可以一揽子解决许多一系列世纪性数学难题,并介绍了圆对数破解一系列世纪性数学难题的思路,包括:连续统假设、霍奇猜想、庞加莱猜想、黎曼猜想、P/NP问题、BSD猜想、规范场、NS方程、互逆定理、费马猜想、四色猜想、哥德巴赫猜想、宇宙演变的数学证明等重要问题的解决之路。
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汪一平说,圆对数破解数学难题是一个方面,更重要的是验证圆对数作为一种新的数学理论体系,还有望在实际应用中解决人工智能、统计等具有连续性随机性的科学难题,颠覆性建立新颖概率统计——拓扑算法——中心零点控制——存算一体的新颖人工智能数据库,颠覆性创建强大功能的人工智能正圆模式操作系统模型。
圆对数理论是否可以发展成为融合统一数学大学科的统一理论,还有待检验,有待完善,有待达成更广泛的共识。
大会组织承办负责人中铁自动化系统研究所所长苟华建先生特别邀请中国著名数学家四川西南交通大学高隆昌教授参会演讲《系统学原理的发展》,并给予了圆对数理论大力支持与高度评价。还特别邀请到会的有结构数学、动态图码、融智学、大数据融合专家合作研究圆对数理论应用。参会者还有其他大专院校教师、专家、研究生、大学学生参加了这次圆对数线上线下的交流。
在会上,苟华建老师提出“华德脑”思想范畴和高科技路径,提出“揭宇宙之至理,轨万有之一行。法自然之道器,统科学之量纲。”是中国元宇宙观,是人类科学文化主题方向,也是举办本次会议的先进科学文化意义所在。
与会专家们还指出“科学认知突破,首先是思维方式和基础数理的突破。”展望未来,基础数学取得实质性进步后,世界数学将进入量子数、全体实数的圆对数可逆性运算与数字“数值位值一体化”大融合时期。实现在人工智能第一原理的突破,人类将进入物理机械(图灵机、计算机)统计与思维合一的数据库、存与算一体化、超级计算机与通用人工智能发展时期。
人工智能从感知智能向认知智能演进、人机协同混合智能提升系统自主性、推动 AI 与无人系统加速融合,机器学习与机器人微型化方面,具有更为广阔的前景和更多的发展机遇。

以上工作反映了汪一平、何华灿、李小坚等专家共同地自觉运用了矛盾论和辩证法思想这一特点,从量变到质变的各个关键环节上有所突破,因此这样的大学科整体融合理论前途无量。

苟华建老师谈到举办的这次会议,得到成都市政府有关部门支持,也引起许多专家学者重视,和一些高科技团队的关注,高度赞赏前沿基础科学的新理论、新思维和高新技术方法的开拓创新和突破。

“物理的尽头是数学,数学的尽头是哲学,哲学的尽头是神学”此话,不能完全相信!我们更相信中国智慧!

                                                                                                                                                                          END

转: 宇宙起源将被改写,诺奖得主彭罗斯:宇宙在循环,已找到证据

评:诺奖得主彭罗斯也只是重复龚学理论四十年前的结论:循环宇宙

原文:

宇宙起源将被改写,诺奖得主彭罗斯:宇宙在循环,已找到证据

http://https://feeds-drcn.cloud.huawei.com.cn/landingpage/latest?docid=105141718758190237682624&to_app=hwbrowser&dy_scenario=relate&tn=854db50d02b51a04a24a42f6edf896cf055dea60534121daeba1e0fb6c9d52ef&share_to=link&channel=HW_TRENDING&ctype=news&appid=hwbrowser&cpid=666&r=CN

你好科普菌

2022/08/03 16:54

人类总是在思考的三个哲学问题,我是谁,我来自哪里,我又将去向何方?带着这三个问题,人类将自己居住的地球翻了个底朝天,通过各种生物化石以及历史遗迹整理出来了人类的演化过程。

人类起源

不过就是因为人类有着聪慧的大脑,善于思考,研究完了自己,又将我们的目光转向了浩瀚的宇宙,不仅要弄清楚地球是怎么形成的,还要了解宇宙的起源。

宇宙大爆炸

现在科学界的主流思想认为宇宙是源于一次大爆炸。不过这个理论的形成和接受也是有一个漫长的过程的。作为推动这个理论的鼻祖就是著名的科学家爱因斯坦了。在他没有提出广义相对论之前,科学界对于宇宙的来源众说纷纭,但都没有一些实际的数据或者证据进行支撑。

宇宙物质

而广义相对论中就提出了一个引力场方程,基于这个方程,科学家们可以通过数学的方式来计算并且推断出宇宙的起源以及未来的状态。勒梅特就此推断出了宇宙是从一个很小的点膨胀开来的,这就是最早的原生原子说。在这个基础上,哈勃又通过不断地观测,发现了宇宙红移现象,也就是宇宙中的星系都在不断地向外远离,并且越往外移动的速度越快。

红移现象

这意味着宇宙仍在膨胀,就像勒梅特认为的那样。如果这些星系在逐渐地分开,那就意味着在很久以前,所有的东西都是紧密相连的。最终,在这些前者的基础上推导出了宇宙大爆炸理论。宇宙大爆炸,就是宇宙从一个拥有高密度,高温度以及高能量的奇点爆炸而来。

宇宙大爆炸

爆炸后的物质向外扩散,逐渐地减慢了速度,沉淀下来形成星云,星云中又孕育了各种星球,这其中也包括了地球。

宇宙的未来会是怎么样?

基于引力对不同密度的物质将产生不同的影响这个前提,科学家推测出宇宙未来可能会出现的命运。在这里,我们首先要引入一个概念,临界密度。临界密度是指宇宙中物质的平均密度。保持这个密度水平,宇宙中的引力能够达到一个平衡点,这样就能够恰好阻止宇宙进一步扩张和膨胀,但是这个过程需要较长的一个时间。同时,为了对宇宙的未来做出可靠的预测,科学家首先要计算出宇宙的平均密度。要进行计算,他们先要了解组成宇宙的物质是什么,他们的密度分别是多少。

宇宙密度

在大约30年前,天文学家们还认为宇宙几乎都是由构成恒星、星系和行星组成的 "普通 "物质组成。然而,随着近年来科技的发展,我们观测到了许多以前没有发现或者我们肉眼看不到的物质,比如宇宙中存在的辐射、一些重子物质、暗物质和暗能量。

宇宙中物质构成

而宇宙的未来会变成什么样子,则是取决于它的密度是大于、等于还是小于这个临界密度。因此,就产生了三种可能性。

1. 形成一个封闭的宇宙

如果宇宙的密度大于临界密度,那么宇宙中的引力强大到足以阻止宇宙继续膨胀,形成一个封闭的宇宙。最终,宇宙中的引力将引导这个封闭的宇宙向宇宙的内部坍缩,以 "大挤压 "的方式结束。

封闭的宇宙

2. 形成一个向外扩张的宇宙

如果宇宙的密度小于临界密度,那么宇宙的引力就会大大减弱,无法阻止宇宙继续膨胀下去,而且速度会越来越快。随着宇宙的不断膨胀,所有的恒星和星系将最终耗尽它们的能量。失去了能量支持的宇宙将彻底冷却下来,形成一个寒冷但是却向外扩张的宇宙。

宇宙扩张

3. 形成一个平面的宇宙

如果宇宙的密度等于临界密度,那么宇宙的引力会将所有物质牵引到同一个平面中来,形成一个平坦的宇宙。不过这个宇宙还是会慢慢地进行膨胀,不过速度要比向外扩张的宇宙要慢得多,而且花费的时间也要长得多。

平面的宇宙

不过鉴于我们对于宇宙中暗物质和暗能量的了解不多,随着认知的深入,可能宇宙的未来还会发生一些变化。就目前我们观察到的情况来看,在这个加速膨胀的宇宙中还会出现第四种可能性。

– 我们现在所能看到的星系一个接一个地消失在我们的视线中。

– 几百亿年后,银河系将是我们唯一能看到的星系。

– 太阳将会坍塌成一颗白矮星,无法像现在这样为地球提供足够的光和热。

– 恒星将慢慢烧毁并坍缩成黑洞。

白矮星

宇宙最终将成为一个巨大、空旷、黑暗和寒冷的地方

罗杰·彭罗斯的宇宙循环到底说了啥?

不管是上述哪种情况,宇宙最终都将消耗掉所有能量成为一个死寂之处。不过罗杰·彭罗斯描述的宇宙在大坍塌之后产生循环宇宙的可能性。考虑到这位科学家还获得了2020年诺贝尔奖,那么我们一起来看看为什么他这么支持这个宇宙循环理论吧。

罗杰·彭罗斯获奖

要了解宇宙循环理论,想要引入一个知识点,霍金点。霍金点指的是在宇宙微波背景辐射上类似漩涡状的现象。下图就是由普朗克卫星拍摄的最精细宇宙微波背景辐射地图,在这个地图中,罗杰总共找到了大约有30处这样的点。罗杰认为这些点是宇宙黑洞蒸发后形成的痕迹,而霍金是提出黑洞理论的人,因此他用霍金点来代指这些旋涡状的现象。

霍金点

而正是因为这些点的存在,罗杰才相信黑洞是上一个宇宙在坍塌时留下的痕迹。因此,宇宙才会不断地坍塌,聚集到一点后又膨胀开来,形成不断循环的状态。

结语

目前主流学界采用标准宇宙模型推导出了宇宙平坦、宇宙微波背景辐射分布均匀等现象,而由阿兰·古斯提出的宇宙暴胀理论正好完美地解释这些现象。因此,宇宙暴胀理论受到了广泛的认可。而作为与之对立的宇宙循环理论,因为与标准宇宙模型充满了矛盾,而且也没有相应的证据所支持,仅仅只有彭罗斯仍然为其摇旗呐喊。不过宇宙中还充满了太多未知的事物,未来宇宙的命运到底如何只能静观其变。

原文:

宇宙起源将被改写,诺奖得主彭罗斯:宇宙在循环,已找到证据

你好科普菌

2022/08/03 16:54

https://feeds-drcn.cloud.huawei.com.cn/landingpage/latest?docid=105141718758190237682624&to_app=hwbrowser&dy_scenario=relate&tn=854db50d02b51a04a24a42f6edf896cf055dea60534121daeba1e0fb6c9d52ef&share_to=link&channel=HW_TRENDING&ctype=news&appid=hwbrowser&cpid=666&r=CN

转:标准模型的危机:物理学家重新思考自然本质

标准模型的危机:物理学家重新思考自然本质

中科院高能所 2022-05-02 23:00
转注:此文符合龚学理论六年前的预测,此文作者完全赞同龚学理论,是龚先生的学术朋友。 李小坚

以下文章来源于返朴 :溯源守拙·问学求新

原文地址:https://mp.weixin.qq.com/s/G3bW_7pQhoETyXHZimU9cw

作者娜塔莉·沃尔奇佛
尽管标准模型被认为是有史以来最成功的物理学理论之一,但近年来越来越多的迹象暗示标准模型存在危机。事实上,标准模型从诞生起就并不完美,甚至不是一个自洽的理论。它是“不自然”的,特别是关于希格斯玻色子质量引发的“等级问题”,至今没有根本性的回答。有一个简单便捷的理论可以解释这些问题,即超对称理论,但在实验方面,最强大的对撞机至今并未找到任何超对称粒子。这迫使许多物理学家重新思考该模型的本质,或许从最基础层面,还原论思想并不能解决问题,即使这种思想在过去数百年内一直引领物理学的发展。现在,很多物理学家为解决“自然性”问题找到了一种不同能标的“混合”模式,打破了原有的还原论形式。
撰文 娜塔莉·沃尔奇佛(Natalie Wolchover)

翻译 刘航

近三十年来,科学家们一直在徒劳地寻找新的基本粒子,来解释我们所观察到的自然。当物理学家面对搜寻新粒子的失败,他们不得不重新思考一个长期存在的假设:大的东西是由小的东西组成的。

Emily Buder/Quanta Magazine;
Kristina Armitage and Rui Braz for Quanta Magazine

在科学哲学家托马斯·库恩(Thomas Kuhn)的经典著作《科学革命的结构》中,库恩观察到,科学家们有时花很长时间来迈出一小步。他们提出难题,并在一个固定的世界观或理论框架内综合所有数据来解决这个难题,库恩将其称之为范式(Paradigm)。然而,或早或晚,与主流范式发生冲突的事实会突然出现。危机随之而来。科学家们绞尽脑汁,重新审视他们的假设,并最终做出革命性的转变,转向新的范式,即对自然的有根本不同且更真实的理解。然后重新开始科学的稳步进展。

多年来,研究自然界最基本组成的粒子物理学家一直处于这种教科书式的库恩危机中。

这场危机在2016年变得不可否认。尽管当时进行了重大升级,日内瓦的大型强子对撞机(LHC)仍然没有“召唤”出任何新的基本粒子——理论家已期待几十年了。额外的粒子群将主要解决一个关于已知粒子——著名的希格斯玻色子——的难题。这个难题被称为等级问题(Hierarchy problem), “为什么希格斯玻色子如此轻巧”——比自然界中存在的最高能量尺度小1017倍。相比于那些更高的能量,希格斯粒子的质量似乎小得不太自然,就好像决定其值的基本方程中的巨大数字都被奇迹般地抵消了。

额外的粒子可以解释为什么希格斯粒子的质量如此微小(相对于普朗克尺度),恢复物理学家的方程中所谓的“自然性”(Naturalness)。在大型强子对撞机成为第三个、也是最大的对撞机后,物理学家却依然没有寻找到它们。这似乎表明,我们目前关于自然界的理论中,究竟什么是自然的逻辑本身可能是错误的。“我们有必要重新考虑几十年来一直用于解决物理世界中最基本问题的指导原则。”欧洲核子研究中心(CERN)理论部负责人吉安·朱迪切(Gian Giudice)在2017年如是说。

起初,粒子物理学界对此感到绝望。“可以感受到一种悲观情绪。”加州大学圣巴巴拉分校卡弗里理论物理研究所的粒子理论家伊莎贝尔·加西亚·加西亚 (Isabel Garcia Garcia) 说,她当时还是一名研究生。事实是,不仅价值 100 亿美元的质子对撞机未能回答一个 40 年前的问题,就连长期以来指导粒子物理学的信念和策略也不再牢不可破。人们比以前更强烈地想知道,我们生活的宇宙是否真的是不自然的,只是精细调节后数学抵消的产物。其实可能存在多元宇宙,所有的宇宙都有随机调整的希格斯质量和另外一些参数;我们发现自己生活在这里,只是因为我们宇宙的独特属性促进了原子、恒星和行星的形成,进而促成生命的诞生。这种“人择理论”(Anthropic argumen)虽然可能是正确的,但令人沮丧的是,它不可验证。

加州大学圣巴巴拉分校的理论物理学家纳撒尼尔·克雷格 (Nathaniel Craig) 说,许多粒子物理学家转而研究其他领域,“其他领域的难题还没有等级问题那么棘手。”

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纳撒尼尔·克雷格(Nathaniel Craig)和伊莎贝尔·加西亚·加西亚(Isabel Garcia Garcia)探讨了引力如何帮助调和自然界中截然不同的能量尺度。丨图片来源:Jeff Liang

一些物理学家准备仔细研究几十年前的假设。他们开始重新思考自然中那些不自然的显著特征,它们似乎都经过了不自然的精细调节,譬如希格斯玻色子的小质量,以及一个看似无关的事实——空间本身不自然的低能量。“真正根本的问题是自然性的问题。”加西亚说。

他们的反思工作正在结出硕果。研究人员越来越关注自然性的传统推理中的弱点。它建立在一个看似温和的假设之上,自古希腊以来就被认为是科学的观点:大的东西由更小、更基本的东西组成——这种想法被称为还原论(Reductionism)。普林斯顿高等研究院的理论物理学家尼玛·阿卡尼-哈米德(Nima Arkani-Hamed)说:“还原论范式与自然性问题密切相关。”

现在,越来越多的粒子物理学家认为,自然性问题及大型强子对撞机的零结果可能与还原论的失效有关。“这会改变游戏规则吗?” 阿卡尼-哈米德问。在最近的一系列论文中,研究人员将还原论抛诸脑后。他们正在探索不同尺度上可能协同的新方法,从而得出那些从还原论的角度看不自然地精细调节的参数值。

“有些人称之为危机。这有一种悲观的氛围,但我不这么认为,”加西亚说,“我觉得,现在正是做一些深刻事情的时候。”

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什么是自然性?

2012年,大型强子对撞机(LHC)终于得出最重要的发现——希格斯玻色子,它是已有50年历史的粒子物理学标准模型(Standard Model, SM)的方程组的基石,该模型描述了17个已知的基本粒子。

希格斯粒子的发现,证实了标准模型方程中描述的一个引人入胜的故事。大爆炸(Big Bang)之后的片刻,整个空间中一种名为希格斯场的实体突然充满了能量。高能的希格斯场中充满了希格斯玻色子,基本粒子们由希格斯场的能量而获得质量。当电子、夸克和其他粒子在空间中移动时,它们会与希格斯玻色子相互作用,并以这种方式获得质量。

1975 年,标准模型完成,其建立者几乎立即注意到了一个问题[1]

当希格斯粒子给予其他粒子质量时,其他粒子的质量会反过来影响希格斯粒子的质量;所有粒子一起相互作用。物理学家可以为希格斯玻色子的质量写一个方程,其中包括了与它有相互作用的每个粒子的作用。所有已发现的有质量的标准模型粒子都对方程有贡献,但方程中原则上还应包含其他的贡献。希格斯粒子应该与数学上更重的粒子混合(有相互作用),直至包括普朗克尺度的现象,即达到与引力、黑洞和大爆炸的量子性质相关的能级。普朗克尺度的唯象学原则上会为希格斯质量贡献数量级巨大的项——大约是实际希格斯质量的1017倍。自然我们会期望希格斯玻色子和它们差不多重,从而使其他基本粒子的质量增大。而这样会因为粒子太重而无法形成原子,宇宙将空无一物。

为了解释希格斯粒子为什么依赖如此高的能量却能如此之轻,必须假设普朗克尺度对其质量的一部分贡献是负的,而另一部分是正的,并且两者都被精细调节到恰到好处以完全抵消。这似乎非常荒谬,除非有某种原因——就像为了使铅笔的笔尖保持平衡,要让气流和桌子振动相互抵消一样。物理学家认为,这种精细调节而相互抵消是“不自然”的。

在之后几年,物理学家找到了一个巧妙的解决方案——超对称,一种假设自然界基本粒子加倍的理论。超对称理论中,每个玻色子(自旋为整数)都有一个超对称伴子费米子(自旋为半整数),反之亦然。玻色子和费米子分别对希格斯质量贡献正项和负项。因此,如果二者总是成对出现,那么它们总是会相互抵消。

从1990年代起,大型正负电子对撞机(Large Electron-Positron Collider)就开始寻找超对称伴子。研究人员假设这些粒子只比它们的标准模型伙伴重一点点,需要更多的对撞能量来实现,所以他们将粒子加速到接近光速,撞碎,然后在碎片中寻找重的伴子们。

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等级问题:希格斯玻色子为其他基本粒子赋予质量,它们反过来也影响希格斯粒子的质量。在普朗克尺度(与量子引力相关的高能尺度)下的超大质量粒子,应该会使希格斯玻色子的质量膨胀,并使其他一切物质的质量膨胀。但事实并非如此。

问题:希格斯玻色子的质量比普朗克尺度小几千亿倍。
可能的解决方法1:普朗克尺度效应被截断了,因为更完整的希格斯玻色子理论在更高能量有效。
可能的解决方法2:希格斯标度和普朗克标度通过一组复杂的推拉效应联系起来。
丨图片来源:Merrill Sherman for Quanta Magazine

真空,即使没有物质,似乎也应该充满能量——所有量子场的涨落贯穿其中。当粒子物理学家将对空间能量的所有可能贡献加和时,他们发现,与希格斯质量一样,来自普朗克尺度唯象学的能量的注入会使其质量爆掉(质量是无穷大)。阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)证明了被他称为宇宙学常数(Cosmological constant)的空间能量具有引力排斥效应。它使空间膨胀得越来越快。如果空间中注入了普朗克尺度的能量密度,宇宙就会在大爆炸后瞬间撕裂。但这并没有发生。

相反,宇宙学家观察到空间的膨胀只是在缓慢加速,这表明宇宙学常数很小。1998年的测量结果表明,其值的1/4次方比普朗克能量低 1030倍。这次,宇宙学常数方程中的所有巨大能量的输入和输出似乎又都完美地抵消了,留下异常平静的真空。

“引力……混合了所有长度尺度的物理——短距,长距。因为它这样的特性,给我们遇到的难题找到了出路。”
——纳撒尼尔·克雷格(Nathaniel Craig)

这两个主要的自然性问题在1970年代末就已经很明显了,但这几十年来,物理学家认为是无关的。阿卡尼-哈米德(Arkani-Hamed)说:“在那个阶段人们对此很狂热。”宇宙学常数问题似乎与引力的神秘量子性暗含关系,因为空间的能量只能通过引力效应来探测。哈米德表示,等级问题看起来更像是一个“脏兮兮的小细节问题”,这类问题,就像过去的其他难题一样,最终会揭示出理论中一些缺失的部分。对于希格斯玻色子如此之轻,朱迪切称其是“希格斯玻色子症”,并不是大型强子对撞机里的几个超对称粒子所能治愈的。

事后看来,这两个关于自然性的问题更像是同一个更深层次问题的不同表现。

“想想这些问题是如何产生的,这很有用,”加西亚今年冬天在接受来自圣巴巴拉的Zoom电话采访时说。“等级问题和宇宙学常数问题的出现,部分是因为我们试图回答问题的工具——我们理解宇宙特征的方式。”

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还原论的精确预言

物理学家以他们的方式诚实地计算了希格斯质量和宇宙学常数。计算方法反映了自然世界奇特的套娃结构。

放大一个物体,你会发现它实际上是由许多更小的东西组成。离我们遥远的星系,其实是数量巨大的恒星的集合;而每颗恒星又是由许多原子构成;每个原子进一步又可以分解为亚原子级的层次结构。此外,当放大到更短的距离尺度时,你会看到更重、更高能的基本粒子和现象——高能和短距之间的深刻联系,解释了为什么高能粒子对撞机就像宇宙中的显微镜。高能量和短距离之间的联系在整个物理学中有许多体现。例如,量子力学说粒子即是波;粒子质量越大,其相关波长越短。另一种观点认为,能量必须更密集地聚在一起才能形成更小的物体。物理学家将低能量、长距离的物理称为“红外”(IR),将高能量、短距离的物理称为“紫外”(UV),这是用光的红外波段(IR)和紫外波段(UV)进行了类比。

上世纪六七十年代,粒子物理学巨擘肯尼斯·威尔逊(Kenneth Wilson)和史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)指出了自然的能级结构的绝妙之处: 如果我们只对宏观的红外能标上发生的事情感兴趣,那么我们不必知道在更微观的、紫外能标下“真正”发生了什么。例如,你可以用一个流体动力学方程来模拟水,把水视为一种理想流体,而忽略水分子的复杂动力学。流体动力学方程包括一项表征水的粘度的项——一个可以在红外能标下测量的量,它包含了所有水分子在紫外能标下的相互作用。物理学家说,红外和紫外能标是相互“退耦”(decouple)的,这让他们可以有效地描述世界,而不必研究最深层的情况,终极紫外能标——普朗克能标,对应于10-35米,或1019GeV的能量。在如此精细的时空结构中可能蕴藏着另一翻景象。

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美国凝聚态和粒子物理学家肯尼斯·威尔逊(Kenneth Wilson),从20世纪60年代到21世纪初一直很活跃,他开发了一种数学方法(格点量子场论),用来描述一个系统的性质如何随测量尺度的变化而变化。丨图片来源:康奈尔大学教员档案#47-10-3394,康奈尔大学图书馆珍惜资源和手稿收藏部。

瑞士洛桑联邦理工学院的理论物理学家里卡多·拉塔齐(Riccardo Rattazzi)说:“我们仍然可以进行物理学研究,因为我们不必知道短距内会发生了什么。”

如同套娃世界的不同层次,粒子物理学家是怎么模拟的呢?威尔逊和温伯格分别独立发展出了其框架:有效场论(Effective field theory,EFT)。在有效场论的语境下,自然性问题出现了。

有效场论可以在一定的能标范围内模拟一个系统。以一束质子和中子流为例,放大质子和中子,它们看起来还是质子和中子;在这个范围内,可以用“手征有效场论”(Chiral EFT)来描述它们的动力学。但若进一步放大,有效场论将达到它的“紫外截断”,即在短距离、高能标范围内,手征有效场论将不再是系统的有效描述。比如,在1GeV的截断点,手征有效场论就失效了,因为质子和中子的行为不再像单个粒子,而是像三个夸克。而另一种不同的理论开始生效。

需要注意的是,有效场论在它的紫外截断处失效是有原因的。截断是指,在这里必须找到新的、更高能量的粒子或唯象学,而这些新的粒子或现象并不包含在原有的有效场论中。那怎么解决这个问题呢?

在其适用的能量区域,科学家利用有效场论将高于截断的紫外物理的未知效应吸收到“修正”项中。这就像流体方程有一个粘性项来捕捉短距离分子碰撞的净效应。不需要知道截断处真正的物理,物理学家们也能写出这些修正; 他们只是用临界值来估计影响的大小。

通常情况下,在红外能标处,当你对感兴趣的量进行计算时,紫外修正是很小的,与截断相关的长度尺度(相对较小)成正比。然而,当你使用有效场论来计算希格斯玻色子质量或宇宙学常数等具有质量或能量单位的参数时,情况就不同了。这些参数的紫外修正很大,因为(要有正确的量纲)修正是与能量成正比的,而不是与截断对应的长度成正比的。所以尽管长度很小,但能量很高。这样的参数被称为“紫外敏感的”(UV-sensitive)。

有效场论是一种能确定其理论必须在哪里截断(即新物理出现的能标)的策略。自然性的概念与有效场论本身一起出现在1970年代。其逻辑是这样的:如果一个质量或能量参数有一个高截断点,那么它的值自然就应该很大,被所有的紫外修正推得更高。因此,如果参数较小,则截断能量应该较低。

一些评论家认为自然性只是一种审美偏好。但也有人指出,这一策略揭示了大自然隐藏的真相。“这种逻辑是可行的。”克雷格说。他是最近重新思考这种逻辑的领军人物。自然性问题“一直以来似一个路标,提示我们哪里有图景的变化和新物理的出现。”

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自然性的辉煌

1974年,也就是“自然性”一词出现的几年前,玛丽·K·盖拉德(Mary K. Gaillard)和本杰明·李(Benjamin Whisoh Lee)利用该策略惊人地预测出一种当时假设存在的粒子——粲夸克(charm quark)的质量[2]。克雷格说:“她的成功预测及其与等级问题的相关性,在我们的研究领域被严重低估了。”

1974年的那个夏天,盖拉德和李正对两个K介子(正反夸克构成的复合粒子)的质量差的大小感到困惑。质量差的测量值很小。但当他们试图用有效场论的方程计算这个质量差时,他们发现它的值有溢出的风险。因为K介子的质量差有质量单位,所以它对紫外敏感,得到来自截断处未知物理的高能修正。这个理论的截断值并不为人所知,但当时的物理学家认为它不可能很高,否则由此产生的K介子质量差与修正值相比会显得出奇地小——正如现在的物理学家所说,这是不自然的。盖拉德和李推断出了其在有效场论的截断能标比较低,在这个能标处,新物理应该就会显露出来。他们推断,当时新晋提出的一种被称为粲夸克的粒子,其质量应该不超过1.5 GeV。

三个月后,粲夸克就被实验发现了,重达1.2 GeV。这一发现引发了一场被称为“十一月革命”的认识复兴,并迅速导致了标准模型的完成。在最近的一次视频通话中,现年82岁的盖拉德回忆说,消息传出时她正在欧洲访问CERN。李给她发了一封电报:发现粲夸克了。

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1974年,玛丽·k·盖拉德(Mary K. Gaillard)和本·李(Ben Lee)利用自然性论证预测了一种被称为粲夸克的假设基本粒子的质量。粲夸克几个月后即被发现。(上图摄于20世纪90年代)丨图片来源:AIP Emilio Segrè Visual Archives

如此的胜利使许多物理学家确信,等级问题预言的新粒子也应该不会比标准模型重太多。如果标准模型的截断点高达接近普朗克能标(如果真是这样,科学家肯定知道标准模型失败了,因为没有考虑量子引力),那么对希格斯质量的紫外修正将是巨大的——如此之轻的希格斯质量自然就是不自然的。如果截断点在希格斯玻色子质量之上不远,将使希格斯粒子的质量与来自截断点的修正差不多,这时一切看起来就很自然。“截断点的选择是过去 40 年来试图解决等级问题的工作的起点。”加西亚说, “大家提出了很棒的想法,比如超对称、[希格斯的]复合性等我们在自然界中还没有观测到的一些可能性。”

2016年,加西亚在牛津大学攻读粒子物理学博士几年后,她清楚地意识到,清算是必要的。“我那时开始对缺失部分更感兴趣,我们在讨论这些问题时通常不包含这一部分,也就是引力——认识到量子引力的内容,远比我们从有效场论中所能得知的要丰富得多。”

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引力将一切混合

1980年代,理论学家了解到引力不符合通常的还原论规则。如果你用力将两个粒子狠狠地撞击在一起,能量会在碰撞点处聚集,甚至可以形成黑洞——引力极大以至于任何东西都无法逃脱的区域。如果将粒子更猛烈地撞击在一起,它们会形成一个更大的黑洞。能量更多反而不会让你看到更短的距离;相互撞击越用力,产生的不可见区域就越大——与还原论矛盾。黑洞和描述其内部的量子引力理论完全推翻了高能和短距之间的通常关系。“引力是反还原论的。”纽约大学物理学家谢尔盖·杜博夫斯基(Sergei Dubovsky)说。

量子引力似乎在与自然的架构开玩笑,“使用有效场论的物理学家已经习惯了简洁巧妙的嵌套式能标系统,而量子引力把这套东西“嘲弄”了一番。克雷格和加西亚一样,在大型强子对撞机的搜索一无所获后不久就开始思考引力的影响。在尝试用各种新的方法去解决等级问题时,克雷格重读了 CERN 的理论物理学家朱迪切2008年关于自然性的一篇文章。朱迪切文中写到,宇宙学常数问题的解决方案可能涉及“红外和紫外效应之间的一些复杂的相互作用”,克雷格开始仔细思考其含义。如果红外和紫外具有复杂的相互作用,那将违背通常的退耦性,而红外和紫外的退耦是使有效场论起作用的基础。“我在谷歌上搜索了‘紫外-红外混合’一类的关键词。”克雷格说,这让他找到了1999年的一些有趣的论文,“然后我开始思考这个方向。”

通过打破有效场论的还原论体系,紫外红外混合可能会解决自然性的问题。在有效场论中,像希格斯质量和宇宙学常数等量是紫外敏感的,但因为某些原因它们并没有爆掉,就好像所有紫外物理之间达成共谋——所有的紫外效应都抵消了,这时自然性问题就出现了。“在有效场论的逻辑中,我们放弃了这种可能性。”克雷格解释道。还原论告诉我们,红外物理学也是源于紫外物理学的——水的粘度来自其分子动力学,质子的属性来源于它内部夸克,而当你放大能标,诠释就会显现出来——而不是相反。但是,紫外不受红外的影响或解释,“因此(紫外效应)对希格斯粒子的影响,不能从非常不同的能级处推理得到。”

克雷格现在提出的问题是:“有效场论的逻辑会失效吗?” 也许诠释真的可以在紫外和红外之间双向流动。“这并不完全是无稽之谈,因为我们知道引力可以做到这一点。”他说,“引力不满足正常的有效场论的推理,因为它混合了所有长度尺度的物理——短距,长距。因为这样的特性,给我们遇到的难题找到了出路。”

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紫外-红外混合如何保护自然性

几项关于紫外-红外混合的新研究,以及它如何解决自然性问题可追溯到1999年发表的两篇论文。“人们对于这些更奇特的、非有效场论的解决方法越来越感兴趣。”帕特里克·德雷伯(Patrick Draper)表示,他是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的教授,他最近的工作[3]继续完成了1999年的那篇论文未完成的部分。

德雷伯和他的同事对CKN约束进行了研究(以 1999 年论文的作者 Andrew Cohen、David B. Kaplan 和 Ann Nelson 的名字命名)。作者考虑这样一种模型:将众多粒子放入一个盒子并加热盒子,粒子的能量不断增加直到盒子坍缩成黑洞。他们计算出,在盒子塌陷之前,可以放入盒子中的高能粒子态的数量与盒子表面积的四分之三次方成正比,而不是一般认为的盒子体积成比例。他们认为这表征了一种奇特的紫外-红外关系。盒子的大小设定了红外尺度,这严重限制了盒内高能粒子态的数量——紫外尺度。

接着他们意识到,如果这种约束也适用于我们整个宇宙,就能解决宇宙学常数的问题。在这种情况下,可观测宇宙就像一个非常大的盒子。它所能包含的高能粒子态的数量与可观测宇宙的表面积的四分之三次方成正比,而不是大得多的整个宇宙的体积。

这意味着通常的宇宙学常数的有效场论计算太天真了。有效场论的计算告诉我们,当你放大空间结构时,高能现象应该会出现,而这应该会使空间的能量爆掉。但CKN约束暗示可能存在远比有效场论计算中假设的要少得多的高能运动——这意味着粒子可以占据的高能粒子态很少。科恩(Cohen)、卡普兰(Kaplan)和尼尔森(Nelson)做了一个简单的计算,结果表明,对于我们宇宙这样尺寸的盒子,他们的约束可以解释观测到的宇宙学常数的微小值。

他们的计算表明,大尺度和小尺度可能以某种方式相互关联,当你观察整个宇宙的红外特性时,比如宇宙学常数,这种关联就会变得很明显。

德雷伯和尼基塔·布林诺夫(Nikita Blinov)在去年的另一个粗略计算中证实,CKN约束成功估算了观测到的宇宙学常数;他们还表明,这种方法不会破坏有效场论在较低能级的实验中取得的许多成功。

CKN约束并没有告诉我们为什么紫外和红外是相互关联的——即,为什么盒子的尺寸(红外)严重限制了盒子中高能粒子态的数量(紫外)。要知道为什么,我们可能需要了解量子引力。

还有一些研究人员在量子引力的另一个特定理论——弦论——中寻找答案。去年夏天,弦论学家史蒂文·阿贝尔(Steven Abel)和基思·迪内斯(Keith Dienes)展示了弦论中的紫外-红外混合如何解决等级问题和宇宙学常数问题。

作为引力和其他基本理论的候选者,弦论认为所有的粒子都是开或着闭合的振动的弦。光子和电子等标准模型粒子是基本弦的低能振动模式。但弦也可以更有力地振动,产生更高能量的无限的弦态能谱。在这种情况下,等级问题关心的是,如果没有超对称来保护,为什么这些弦态的修正没有使希格斯粒子的质量膨胀。

迪内斯和阿贝尔计算出,由于弦论的不同对称性,即所谓的模数不变性(Modular invariance),从红外到紫外的无限能谱中所有能量的弦态的修正将以合理的方式相互抵消,从而保持希格斯质量和宇宙学常数很小。研究人员指出,这种低能和高能弦态之间的关联并不能解释为什么希格斯质量和普朗克能量离得这么遥远,但两者之差是稳定的。尽管如此,在克雷格看来,“这确实是一个不错的想法。”

新模型代表了越来越多的紫外-红外混合理念。克雷格的另一个研究角度可以追溯到1999年的另一篇论文,作者是普林斯顿高等研究院(IAS)的著名理论物理学家内森·塞伯格(Nathan Seiberg)及两位合作者。他们研究了背景磁场充满空间的情况。为了了解这里的紫外-红外混合是如何产生的,想象一对带相反电荷的粒子附着在一个弹簧上,垂直于磁场在空间中飞行。当你增大磁场的能量时,带电粒子加速分离,拉伸弹簧。在这个玩具场景中,更高的能量对应更长的距离。

塞伯格和他的同事发现,这种情况下的紫外修正具有特别的性质——可以说明还原论的箭头是如何旋转的,红外会影响紫外能标处的情况。这个模型和现实世界是不同的,因为真实的宇宙没有这样的背景磁场来施加方向。尽管如此,克雷格一直在探索是否可以用类似的方法来解决等级问题。

克雷格、加西亚和赛斯·科伦(Seth Koren)还共同研究了一个关于量子引力的观点,被称为弱引力猜想(Weak gravity conjecture,WGC),如果它被证明是正确的,则可能会在等级问题上施加一致性条件——使希格斯质量和普朗克尺度之间的巨大分离是必要的。

纽约大学的杜博夫斯基从2013年起就开始思考这些问题,当时人们已明白超对称粒子在大型强子对撞机中迟迟未现。那一年,他和两名合作者发现了一种新的量子引力模型[4],解决了等级问题。在他们的模型中,还原论的箭头从中间尺度同时指向紫外和红外尺度。虽然结果是有趣的,但这个模型只适用于二维空间,而且杜博夫斯基不知道如何推广它。后来他转而研究其他问题。去年,他再次遇到了紫外-红外混合问题:在碰撞黑洞研究中,他发现其中的自然性问题可以通过“隐藏的”对称性来解决,它与黑洞形变的低频和高频有关[5]

和其他研究人员一样,杜博夫斯基似乎并不认为目前发现的任何特定的模型具有明显的库恩革命的成分。一些人认为整个紫外-红外混合概念缺乏前景。“目前还没有有效场论失效的迹象。”约翰·霍普金斯大学的理论物理学家戴维·卡普兰(David E. Kaplan)说(他与CKN论文的作者没有关系),“我认为那里没有。”让大家信服的想法需要实验证据,但到目前为止,现有的紫外-红外混合模型缺乏可实验的预测;他们旨在解释为什么我们没有在标准模型之外看到新的粒子,而不是预测我们应该看到什么。不过,对于预言和发现新物理来说,就算不能在对撞机里实现,未来在宇宙学方面还是有希望的。

综合来看,新的紫外-红外混合模型说明了基于还原论和有效场论的旧范式的短视性,而这可能仅仅是一个开始。

“事实上,当你进入普朗克尺度时,还原论失效,所以引力是反还原论的。”杜博夫斯基说,“我认为,在某种意义上,如果这个事实对我们观察到的东西没有深刻的暗示,那将是不幸的。”

注释

[1] https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.14.1667

[2] https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.10.89

 

[3] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.82.4971
[4] https://arxiv.org/abs/1305.6939
[5] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.101101
本文译自Natalie Wolchover, A Deepening Crisis Forces Physicists to Rethink Structure of Nature’s Laws 原文链接:
https://www.quantamagazine.org/crisis-in-particle-physics-forces-a-rethink-of-what-is-natural-20220301/
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本文转载自微信公众号:返朴  作者:娜塔莉·沃尔奇佛

转–广义观测相对论:时空在爱因斯坦广义相对论中为什么弯曲?

广义观测相对论:时空在爱因斯坦广义相对论中为什么弯曲?

阮晓钢
北京工业大学信息学部
摘要:“观测相对论”(Observational Relativity, OR),基于不同于爱因斯坦狭义相对论之逻辑前提,却导出了形式上与洛伦兹变换完全相同的“广义洛伦兹变换”,概括统一了伽利略变换和洛伦兹变换,揭示了物理学不同观测体系之间以及不同理论体系之间的对应关系,赋予玻尔对应原理更为普遍的意义。本文基于OR理论和玻尔对应原理,建立“广义对应原理”;进而,基于“广义对应原理”,将OR理论由惯性时空推广至引力时空,将爱因斯坦广义相对论由光学观测体系推广至一般观测体系,建立起与爱因斯坦广义相对论同构一致的“广义观测相对论”(General Observational Relativity, GOR )。
GOR理论为我们带来了有关爱因斯坦广义相对论的全新认识:时空并非真地弯曲——客观真实的时空是不会弯曲的;与一切观测上的相对论性效应一样,所谓“时空弯曲”,并非客观的物理现实,而是观测局域性所致之观测效应。GOR理论概括统一了牛顿万有引力论和爱因斯坦广义相对论两大理论体系。GOR理论中,牛顿万有引力论和爱因斯坦广义相对论皆霍金言下之局部理论(Partial Theory),分属不同观测体系:牛顿…分属不同观测体系:牛顿万有引力论乃理想观测体系的产物,而爱因斯 坦广义相对论则是光学观测体系的产物。根据 GOR 理论,不同观测体系存在不同程度的观测局域性,其观测 上的引力时空呈现不同程度的弯曲状态:光速是有限的(c<无穷),因而,光学观测体系存在观测局域性,这是 爱因斯坦广义相对论之引力时空看起来有些弯曲的原因;理想观测体系无观测局域性存在,因而,牛顿万有引 力论之引力时空代表客观真实的引力时空。广义对应原理意义下,GOR 理论与牛顿万有引力论和爱因斯坦广 义相对论具有严格的对应关系:光学观测体系情形,GOR 场方程严格地约化为爱因斯坦场方程,GOR 运动方 程严格地约化为爱因斯坦广义相对论之运动方程;理想观测体系情形,GOR 场方程严格地约化为牛顿万有引 力定律之泊松方程形式,GOR 运动方程严格地约化为牛顿第二定律之运动方程形式。
这种严格的对应关系表 明,GOR 理论,既与爱因斯坦广义相对论逻辑上一致,又与牛顿万有引力论逻辑上一致;同时,这种严格的 对应关系印证了 GOR 理论逻辑上的自洽性和理论上的正确性。GOR 理论意味着,人类及其物理学需要重新认 识牛顿万有引力论和爱因斯坦广义相对论,重新认识引力相互作用及其相对论性效应,重新认识爱因斯坦基于 广义相对论所做出的科学预言,重新认识客观世界,重塑人类的自然观。