分形幾何的由來、所含深義、及廣泛應用

一、前言
今早信堅,以超光速,草寫了這篇不但有趣,而且隱含深義的文章。並且指出,只要有智慧,世上任何問題,都有簡單的答案 (問題與答案,是一體的兩面,問對了問題,答案自然顯現出來),其道理直通人類心性的本源。人人皆可成聖賢,但看你的智慧決擇。

信堅五年前張貼了一篇文章: 美麗的分形幾何圖形 ,主要是簡單的介紹分形幾何 (Fractal Geometry)所產生的美麗圖形, 及附上一個“美麗的分形幾何圖片” 的 pps. 但沒有仔細介紹其來源、所含深意及其廣泛應用。今在此補足。

分形幾何,以簡單的基本圖形,凝聚擴散,重複累加,以迭代過程 (iterative process) 而成許多自然界動植物,及山水風光,栩栩如畫。近代更應用於構造虛擬世界,電動遊戲銀幕。這一切揭開了造物的神祕: 原來造物主,以其無量智慧,化繁為簡,就以這樣簡單方式,創造了全世界!
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事實上,以現在的電腦技術,人們可以利用分形函數在電腦上制作出與自然景觀極為相似的圖片。在看此文之先,讀者請先欣賞上函所附的 “The Beauty of Fractal Geometry  (美麗的分形幾何圖片)” 的 power point show, 再繼續讀下文。

二、神奇的分形幾何 (Fractal Geometry) 的由來 
分形的概念是數學家曼德布羅特 (B.B.Mandelbort, 1924 – 2010)) 首先提出的。1967年他在美國權威的《科學》雜志上發表了一篇題為《英國的海岸線有多長?》的著名論文。曼德爾布羅特,因開創了分形幾何研究而舉世聞名。

曼德爾布羅特所論,好像是一個極為簡單的測量問題。但如上圖所示,海岸線由於岩石風化,海水侵蝕,其形狀極不規則,呈現極其蜿蜒複雜的隨機變化。依其結構不同粗細來衡量,就有萬千不同的答案。到底應如何定義,才是有意義的衡量? 更深一層,是海岸線的結構,是否存在一個簡單的結構,可簡單的以數學公式複製? Continue reading

不可思議的量子力學 (How much do we know about Quantum Field Theory?)

一、前言
信堅近日,重新回頭深入探討量子力學的特徵。信堅在早年,人生精華時期,浸淫於量子場論,滿懷希望,勤苦努力,但却一無所成,只好半途改行,真愧對師長的期望。但另一方面,則是由於自己對基礎物理的未來一百年前景的悲觀判斷: 既然已錯過近代物理的軸心時代 (1850-1950), 下次的突破,最少要在一百年後,還要等待新觀念的生長、成熟機緣。因此毅然轉行至應用物理,重新開始,進入太空衛星科技,期望在一生中,有所成就。雖然在二十年中,以主任工程師身分,設計、製造、放射、及科學資料處理,成功的放射了三顆人造衛星,似有小成。但一生所鐘好,仍在量子力學本行。
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近日因緣聚會,回頭重看量子力學的基本定律及其所含的深義,發現以前都是白學了,只是依文解義,學得膚淺,不了解其中的真義,也不了解什麼是下次突破所應解決問題的方向與所須觀念,糊裡糊塗的過了一生。現在壯士暮年,雄心未已。最近幾天的惡補,吸收對量子力學的最新認知,及實驗結果。略有所得,因此在此,稍加整理,張貼在此園地。期望此文對下一代有志讀物裡的年輕後輩,有所啟發,共襄盛舉。

現代物理學依賴於廣義相對論和量子力學的兩大支柱。但問題是兩者是矛盾互補的。廣義相對論解釋宏觀世界的粗獷現象,大而無外,談論時空、物質世界,信息的傳播受有限光速的限制,一切現象皆有因果關係。量子力學解說微觀世界,小而無內,沒有時空,凡所有相,皆是虛幻。一含一切,一切在一中。信息有感遂通、道通為一。這跟華嚴一真法界,諸法實相,非常相近。因此唯一能聯合此二理論的統一場論,就應該以萬物一體為出發點。即以”道” 或”自性”的本源,而不是唯物或只偏重於一門。

同時信堅特別在此,將上文 “量子力學的基本特質“,增加至六大特徵,並詳細解說,科學家如何花了數十年的攻夫,設計相當精準的實驗,來證實這些特性。所有結論,都是科學偉人們的血汗結晶。

讀者也可看出,量子理論的這些特徵,如波粒二元論、非區域性、非實性,及量子糾纏等現象,不但都與我們日常世間的經驗不同,而且都趨近於一乘佛經的一真法界,諸法實相。在在說明,華嚴境界,非世俗理論心意識思維所能了知,法法不可思議。也明確的證明了笛卡爾的心物二元論,只部分的適用於世俗的較大物體,完全不適用於量子的微觀世界。現代科學,應該轉向至 “心物一元” 的理論。 Continue reading