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1、能量最小原理与阴阳平衡学说摘摘 要要 能量最小原理，是自然界的基本原理之一，许多自然现象以能量最小 的方式存在和演化。本文指出中国传统文化中的阴阳平衡学说的实质是与能量 最小原理是相同的。首先介绍阴阳学说，然后分析阴阳的排列结构，能量最小 原理与阴阳结构、阴阳平衡的关系。关键词关键词 阴阳学说； 阴阳结构； 阴阳平衡； 能量一、阴 阳 学 说阴阳家是先秦时期重要学派之一，其中心思想为阴阳学说，故名叫阴阳 家。汉书艺文志载“阴阳二十一家，三百六十九篇”，据说，都没有流 传下来，这无疑是一大遗憾。 但是，后来在马王堆汉墓出土的的帛书中，发现 了有关阴阳家的著作。阴阳学说对中国古代哲学、数学、医学、
2、天文学、音律、地学，以及诸子百家 学说都有影响。 汉武帝罢黜百家后，阴阳学说部分融入儒家思想体系，部分为 原始道教所吸收，作为独立学派的阴阳家便逐渐消失了。黄帝内经、周易、道德经、鬼谷子等古代典籍中广泛应 用了阴阳学说。目前人们还可以从那里看到阴阳学说的身影。另外，曾侯乙编 钟的铭文是古代一部乐律学全书。在曾侯乙编钟铭文中，也把十二律也分成了 阴阳两类。一类带有浊字，而另一类没有浊字。有浊字的律名都是阴律，没有 浊字的都是阳律。阴阳的概念来源于万事万物，阴阳学说具有普遍意义。老子说：“万物 负阴而抱阳，冲气以为和。” 庄子说：“易以道阴阳。”黄帝说：“阴阳者， 天地之道也，万物之纲纪，变化之父
3、母，生杀之本始，神明之府也。” 另外， 在古希腊的著作中，也有类似的阴阳概念。二、阴阳的排列结构周易中说：“一阴一阳之谓道。”，“道”在这里是指自然和人文方面的 规律，下面几个例子，都是一个阴一个阳的实际例子。中国传统音乐理论中的十二律名为：黄钟、大吕、太族、夹钟、姑洗、 仲吕、蕤宾、林钟、夷则、南吕、无射、应钟。其中有六个阳律和六个音律。 黄钟、太族、姑洗、蕤宾、夷则、无射为阳律，称为六律，简称律。大吕、夹 钟、仲吕、林钟、南吕、应钟为阴律，称为六吕（六合或六间），简称吕。这 在外国音乐理论中是没有的。这十二个律是一个阳律一个阴律，一个阳律一个 阴律，阴阳交错。在曾侯乙编钟铭文中，四基：宫、
4、徵、商、羽是根据三分损益法得到的。 宫、徵、商、羽也是一个阳一个阴，一个阳一个阴，阴阳交错。十天干：甲乙丙丁戊己庚辛壬癸.其中有五阳干：甲丙戊庚壬；五阴干： 乙丁己辛癸. 十天干是一个阳一个阴，一个阳一个阴，阴阳交错。十二地支：子丑寅卯辰巳午未申酉戌亥。其中，六阳支：子寅辰午申戌； 六阴支：丑卯巳未酉亥。类似的，地支也是一个阳一个阴，一个阳一个阴，阴 阳交错。笔者还把十二个常用的颜色分成六个阳色，六个阴色。这十二色也是一 个阳一个阴，一个阳一个阴，阴阳交错。见笔者论文色互补与不协和音程。笔者曾把 DNA 和 RNA 中的碱基、脱氧核糖和磷酸，都分成了阴阳两类，并 且都是按照一阴一阳交替相互连接
5、。阴脱氧核糖连接阳碱基，阳碱基连接阴碱 基，阴碱基连接阳脱氧核糖。阳磷酸连接阴脱氧核糖，阴脱氧核糖又连接阳磷 酸。阴磷酸连接阳脱氧核糖，阳脱氧核糖又连接阴磷酸。这是典型的一阴一阳、 阴阳交错的规律。在自然科学中，也有许多阴阳的概念。在化学中有：作用相反的两种酶、 酸性与碱性、正离子与负离子、同分异构体，S 构型与 R 构型，等等。在物理 学中有：正负电荷、正负电极、磁铁的 N 极与 S 极、电场与磁场、引力与斥力、 玻色子与费米子、正格矢与倒格矢、自旋量子数、磁量子数、编钟的一钟双音 小三度关系、发射与接收、物与像、左手定则与右手定则，塞曼效应、斯塔克 效应、哈密顿正则方程、原子核与核外部分、
6、明物质与暗物质、正粒子与反粒 子，等等，都是阴阳结构。在分子生物学中有：DNA 的义链与反义链，等等。太极图是一个阴阳结构图. 太极图的基本结构，好象黑白两条鱼，首尾 相随，形成一个圆，俗称阴阳鱼.它以简单、对称、旋转的形式表达着阴阳对称， 阴中有阳，阳中有阴，阴阳之中，又有阴阳，一分为二，合二而一的哲学思想. 笔者曾经指出：四元数、八元数、具有这种阴中有阳，阳中有阴，阴阳之中又 有阴阳，阴阳交错的数学结构。太极图的阴阳鱼是握在一起的左手和右手，两 只鱼眼是手的大拇指的指向，鱼头是手与手腕子相连的部分，鱼尾是手指头的那部分. 黑色和白色相当于物理学中用来描述磁场方向的符号和 . 因此太极 图还
7、表示了左旋性和右旋性,即数学和物理学中的左手关系（定则）和右手关系 （定则）. 三、能量最小原理与阴阳结构能量最小（低）原理是自然界的基本原理之一，一个系统总是要调整自 已，使系统的总能量达到最低，使自已处于稳定的平衡状态。能量最小原理对 于宏观世界与微观世界都是适用。例如，在不违背泡利原理的前提下，原子的 核外电子的排布应尽可能使体系的能量为最低。不少植物的茎有强大的附着能力，比如葡萄、黄瓜、扁豆、牵牛花和常 青藤.这些植物的细长而柔软的茎随风摇摆，一旦遇到一个可以作为支撑物的物 体，就会紧紧地缠住，然后逐渐从柔顺的直线形态转变成坚韧的螺旋形态，成 为一只天然的螺圈弹簧，以抵抗强风袭击。有趣
8、的是所形成的螺旋线往往是一 半是左旋，另一半是右旋。早在 18 世纪，植物学家就注意到了这个现象。1865 年，英国著名科学家，进化论创始人达尔文（Darwin.C.）也观察并研究过这个 现象。为了对攀附植物的这一现象给出科学的解释，需要将植物的茎进行简化。 用力学的语言来说，就是把植物的茎简化成一个细长的弹性杆。1859 年，德国 科学家克希霍夫已经建立了一个研究弹性细杆的理论。应用这个理论，做一些 必要的推导和计算，就可以发现，攀附植物的茎从直线转变为螺旋线的现象可 以用弹性杆的平衡稳定性来解释。稳定的平衡对应势能的最小值而不稳定的平 衡对应势能的最大值。笔者认为由细长而柔软的植物茎所形成
9、的弹簧的螺旋线， 在一半是左旋，另一半是右旋的情况下，弹簧的弹性势能最小。显然能量最小 原理使得植物茎所形成的弹簧的螺旋线，一半是左旋，另一半是右旋。左旋与 右旋问题与能量最小原理对应。手性是自然界的本质属性之一，自然界中的氨基酸和糖都有 和 两种对 映体，在无人为外加因素时，天然的或实验室合成物中 和 型分子出现的概率 是相同的，都是外消旋体.笔者认为这也是能量最小原理在起作用。一左一右仅是一种阴阳结构，但具有普遍意义。一般而言，阴阳的排 列结构都是满足能量最小原理的结构。因此，中国传统文化中的阴阳平衡学说 与西方近代科学中的能量最小原理本质上是完全一致的。若采用数学语言，就是能量最小原理是
10、阴阳平衡的充分必要条件。用通俗 一点的语言来说是，若一个系统处于能量最小的状态，则这个系统的阴阳结构 处于平衡状态。反之若一个系统处于阴阳平衡状态，则该系统能量最小。参参 考考 文文 献献1 刘延柱，葡萄藤的力学，力学与实践，2001，23（2）：79-80.2 王洪吉，八卦数学物理原理，中国国际教育出版社，香港，2002.5.3 Wang Hong-Ji, The Application of Octonion to Physics（八元数在物 理学中的应用）,International Congress of Mathematicians Beijing 2002（2002 年北京国 际数
11、学家大会）,Beijing：Higher Education Press（北京：高等教育出版社）, 2002： 292- 2934 王洪吉,八元数物理理论,天津市物理学会教学与科研学术会议论文集, 1995:21-26.5 王洪吉.太极、两仪、四象、八卦与基本粒子，光明网论文发表中心（自然 科学），2007 年 5 月 22 日。6 王洪吉，互补色与不协和音程，光明网论文发表中心（自然科学），2007 年 2 月 1 日。7 王洪吉，曾侯乙编钟的音律体系，光明网论文发表中心（自然科学）， 2007 年 2 月 13 日。8 王洪吉，莫扎特效应与阴阳学说，光明网论文发表中心（自然科学）， 2007 年 2 月 12 日。9 王洪吉，互补色与不协和音程，光明网论文发表中心（自然科学），2007 年 2 月 1 日。10 王洪吉.太极、两仪、四象、八卦与 DNA，光明网论文发表中心（自然科 学），2007 年 5 月 10 日。11 王洪吉，阴阳振动和阴阳波，光明网论文发表中心（自然科学），2007 年 5 月 16 日。12 王洪吉，量子纠缠态的理论研究，光明网论文发表中心（自然科学）， 2007 年 3 月 25 日。13王洪吉.一阴一阳之为道，光明网论文发表中心（自然科学），2007 年 6 月.14王洪吉.八卦物理学，天津：天津出版局.1995.
