易學(xué)在我國已有5000年歷史，從傳說中的伏羲畫八卦開始，共經(jīng)歷了《連山》、《歸藏》和《周易》三個(gè)階段?！吨芤住芬粫鵀橹芪耐跛?，是在《連山》、《歸藏》的八卦基礎(chǔ)上推演出六十四卦的卜筮之書。由于《連山》、《歸藏》早已失傳，因此八卦太極圖的來歷也成為一個(gè)千古之謎。

　　八卦的運(yùn)用主要在占筮和相地。用于相地（看風(fēng)水）必須要確定方位，確定方位的方法能考證的有兩種：

　　一是觀察北極星確定正北方。在今天的文物市場(chǎng)上就能買到中央畫有一個(gè)北斗星座的八卦陶瓷藝術(shù)品。這個(gè)北斗星座就是相地時(shí)八卦定位的方向圖，只要把八卦圖中所畫的北斗星座與天空中的真實(shí)北斗星座對(duì)準(zhǔn)，八卦的方位也就確定了。www.

　　二是用具有磁性的器具，如司南和指南針來指示方向。戰(zhàn)國時(shí)期用天然磁石磨成湯勺狀指示南方的器具稱為司南。司南可以在“地盤”上自由旋轉(zhuǎn)，靜止時(shí)勺柄就會(huì)停止在指向南方的方向。后人對(duì)司南又稱羅盤針，司南就是羅盤的前身，是世界上最早的“指南針”。在文物市場(chǎng)上同樣可以看到在八卦的中央裝有一個(gè)能活動(dòng)的太極圖的陶瓷藝術(shù)品。這個(gè)與北斗星座圖相似的太極圖起到什么樣作用，是否是第三種確定方位的方法？這個(gè)圖案是怎樣來的，至今是個(gè)謎。www.

　　為了揭開這個(gè)謎，我們首先把注意力集中到司南上。用天然磁石制作成小針或者小棒指向既靈活又精確，而且加工又方便，但是司南為什么要加工成又大又笨重且精度不高的湯勺呢？從這個(gè)疑問中我們尋找到一個(gè)線索，司南和湯勺必然有聯(lián)系。我們認(rèn)為湯勺也有可能用于指向。那么，用磁石制成的且有直接指南的司南其形狀保持湯勺狀。根據(jù)邏輯推理，完全是為了傳承和延續(xù)湯勺指南的傳統(tǒng)觀念和規(guī)矩。這樣，我們探索的目標(biāo)就可以鎖定在湯勺指南的方法上。最初用八卦相地是對(duì)照北斗星座定位，北斗星座形似湯勺，為了傳承這個(gè)形狀，有人發(fā)現(xiàn)或者想到利用湯勺的某個(gè)特征來指示方位。既然太極圖畫在八卦的中央，一定是利用湯勺可以形成太極圖。如果將湯勺的勺柄朝向太陽，勺柄的黑影投影在半球狀的勺里，只要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整勺柄的位置，就能形成陰陽“配偶”的太極圖。勺的反光點(diǎn)形成了陽部的“眼睛”，勺柄和勺部交界處的一線漏光形成了陰部的“眼睛”。由于太陽的位置不斷變化，不同季節(jié)不同時(shí)辰就可以形成不同朝向的太極圖。利用太極圖完全可以指示八卦的方位。這樣，使用湯勺就能夠在白天確定八卦的南北方向了。文物工藝品上太極圖是活動(dòng)的，正是為應(yīng)對(duì)不同季節(jié)、不同時(shí)辰的要求而設(shè)計(jì)的。www.

　　我們終于找到了太極圖的來歷，它是由湯勺在陽光照射下的黑影達(dá)到陰陽平衡狀態(tài)時(shí)形成的一個(gè)能直接看到的圖案。可以用照相機(jī)攝下這一自然形成的圖像。太極圖的謎也就完全揭開了。

　　由此，得到結(jié)論，用八卦相地確定方位的方法經(jīng)歷四個(gè)過程：最初，只能在夜里用觀察北斗星座來確定方位，在八卦的中央畫上一個(gè)固定的北斗星座作比較。后來可以在白天用觀察湯勺的影子形成的太極圖來確定方位，在八卦的中央畫上一個(gè)能活動(dòng)的太極圖作比較。直到戰(zhàn)國時(shí)期，用帶有磁性的司南在任何時(shí)間都能直接指示方位?，F(xiàn)在的羅盤用非常靈活的指南針在任何時(shí)候都能準(zhǔn)確地指示方位。www.

　　太極圖并不是藝術(shù)的創(chuàng)作所構(gòu)思的圖案，而是像雨后天空出現(xiàn)的彩虹一樣，是自然現(xiàn)象在特殊情況下形成的科學(xué)實(shí)在。

　　來源：科技中國

　　太極圖哲理與反原子探索

　　作者:吳全德]

　　[發(fā)布時(shí)間:20060421]

　　來源:《科學(xué)時(shí)報(bào)》

　　對(duì)稱是重要的美學(xué)要素，可以從“對(duì)稱”研究物質(zhì)世界、大自然、文化和社會(huì)。

　　要了解中華文化，先要了解“道”、“太極圖”和“龍”；三者最精練地體現(xiàn)了中華文化的精神。什么是“道”，用哲學(xué)語言：“形而上者謂之道，形而下者謂之器”；用普通語言：“道是宇宙和社會(huì)運(yùn)行法則和規(guī)律”。中華之道，從圖形來說，就是太極圖。它是典型的反對(duì)稱圖。 www.

　　對(duì)稱有虛實(shí)之分，實(shí)的對(duì)稱，即三維空間內(nèi)存在的對(duì)稱，可以用物理學(xué)對(duì)稱操作討論；虛的對(duì)稱是概念性的，如左旋、右旋、手性等。對(duì)稱又有正反之分，反對(duì)稱是在對(duì)稱之上加相反的東西（如正反、正負(fù)、黑白等）；正反對(duì)稱都有虛實(shí)之分。

　　對(duì)稱的科學(xué)概念是：物體相同部分有規(guī)律地重復(fù)。所謂“反對(duì)稱”，就是在“對(duì)稱”的概念上加上相反的東西。“對(duì)稱”和“反對(duì)稱”對(duì)理解宇宙、大自然、藝術(shù)、文化、社會(huì)等都有意義，再加上“對(duì)稱破缺”的概念，就會(huì)對(duì)和諧的大自然和人類社會(huì)有更好的理解。 www.

　　世界是物質(zhì)的，物質(zhì)由原子組成。能否用中華古老的陰陽二元學(xué)說來討論物質(zhì)呢？回答應(yīng)是肯定的。本文將就反對(duì)稱太極圖的哲理思想對(duì)反原子及20世紀(jì)基本粒子物理的研究成果，作些梳理。這里只想用例子說明：東方的整體綜合思維不會(huì)妨礙按西方的分析邏輯思維的科學(xué)探索，而是互補(bǔ)的，有助于對(duì)整體的理解。

　　太極圖的反對(duì)稱操作

　　古希臘畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就已從數(shù)學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)和諧之美，稱一切立體圖形最美的是球形，一切平面圖形中最美的是圓形。 www.

　　從物理學(xué)的概念，本文提出：“反對(duì)稱是在對(duì)稱操作的基礎(chǔ)上，加上二元（如黑白）互換操作，使操作前后兩圖完全重合。”從日常生活來看，白晝與黑夜是相反的二元；正數(shù)與負(fù)數(shù)、中國傳統(tǒng)文化的陰和陽、天和地、男和女等也是相反的二元，如令其中一元為0，另一元為1，就可視為二進(jìn)制的單元。在平面圖形中什么是最完美的反對(duì)稱呢？筆者認(rèn)為：我國傳統(tǒng)文化中的太極圖（俗稱陰陽魚，如圖1左圖是正面、右圖是反面）是最完美的反對(duì)稱。這種反對(duì)稱圖與圓有關(guān)系。從圖1可以看出，它是由一個(gè)大圓、兩個(gè)以半徑為直徑的小半圓和兩個(gè)小圓組成，有一半面積涂成黑色，另一半保留白色。黑色代表陰，白色代表陽。依照傳統(tǒng)，圖中左邊的陰陽魚按逆時(shí)針方向游動(dòng)稱為正面，而右邊鏡像對(duì)稱的順時(shí)針方向游動(dòng)的陰陽魚為反面。對(duì)正面陰陽魚來說，以大圓心為中心，在該平面內(nèi)按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)180o，再進(jìn)行黑白對(duì)換操作，便可使操作前后兩圖完全重合?？梢娞珮O圖是最完美的反對(duì)稱。 www.

　　中華文化中的反對(duì)稱太極圖與八卦

　　前面已經(jīng)討論過，太極圖是最完美的反對(duì)稱。此圖的起源已無法考證，它在新石器時(shí)代彩陶?qǐng)D案（《中國造型藝術(shù)》第58頁）和5000多年前長江中游屈家?guī)X文化彩陶?qǐng)D案（《中國藝術(shù)：歷程與文化》第16頁），已可看出它的脈絡(luò)。學(xué)者們從各方面去尋找它的發(fā)展史，其中與天文觀察掛鉤最引人注目。該書說明了“立桿測(cè)影”復(fù)原成太極圖的方法。

　　太極圖可以用老子的《道德經(jīng)》第四十二章“萬物負(fù)（包涵）陰而抱陽，沖氣（沖虛而無形的氣）以為和（和諧、統(tǒng)一）”來說明。從太極圖可以體會(huì)中國哲學(xué)的一些基本原則；①太極圖是中國的天道：黑為陰，白為陽，一陰一陽謂之道。負(fù)陰抱陽，首尾相銜，無始無終，周而復(fù)始，無所不包，流轉(zhuǎn)生動(dòng)，相反相成，如日月相替、晝夜相繼，其循環(huán)是由陰陽互動(dòng)所推動(dòng)。②白可視為“無”，黑可視為“有”，太極圖又有：有無相生，一虛一實(shí)，實(shí)為體，虛為用，中國的器皿、建筑均體現(xiàn)此種思維特點(diǎn)，也是中華美學(xué)和藝術(shù)的特點(diǎn)。③太極圖俗稱陰陽魚，“陰中有陽，陽中有陰”（用魚眼表示）是中華哲學(xué)的特色。④太極圖也表明由“圓”到“和”，是中國傳統(tǒng)文化的最高理想境界，對(duì)中華的文學(xué)、藝術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。 www.

　　在我國，另一個(gè)用陰陽概念創(chuàng)造的圖形是八卦圖。相傳中華民族的始祖之一伏羲氏“仰則觀天象于天，俯則觀法于地，觀鳥獸之文，與地之宜，近取諸身，遠(yuǎn)取諸物，于是作八卦”。（《周易·系辭下》）。于是有中心的太極圖與四周的八卦紋式組合在一起（見圖2太極八卦圖），正像雙魚落網(wǎng)底，顯然是和原始人的漁獵活動(dòng)有關(guān)。它巧妙地象征天地、陰陽、男女、虛實(shí)、正負(fù)等對(duì)立的統(tǒng)一發(fā)展和變化，充滿了樸素的辨證觀點(diǎn)。

　　八卦圖又稱“先天圖”，它由上、中、下三個(gè)橫道組成，每橫道可以是中間不斷的陽爻（—）和中央斷開的陰爻（--），故有八種排列。如將八卦上下重疊，共有六個(gè)橫道，則有六十四種排列，稱為六十四卦?！兑捉?jīng)》對(duì)六十四卦用陰陽學(xué)說作了解釋。如全部均為陽，稱乾下乾上，表示好上加好，是第一卦。象曰：“天行健，君子以自強(qiáng)不息”。如全部為陰，稱坤下坤上，是第二卦。象曰：“地勢(shì)坤，君子以厚德載物”。其余各卦各有名稱和解說。（“自強(qiáng)不息，載物厚德”成為清華大學(xué)校訓(xùn)）《周易》由《易經(jīng)》和《易傳》兩部分組成；《易經(jīng)》形成于殷周之際，用陰陽學(xué)說對(duì)六十四卦作出解說，是占卜的工具書；《易傳》是由后人對(duì)《易經(jīng)》研究的詮釋。但從孔子開始把《易經(jīng)》看作是一部哲學(xué)著作。 www.

　　近幾年，國內(nèi)出現(xiàn)《周易》的討論熱。例如，李申寫的《從二進(jìn)制看〈周易〉與現(xiàn)代科學(xué)的關(guān)系》一文中介紹數(shù)學(xué)家萊布尼茨的“二進(jìn)制”論文與白晉神父于1701年11月4日寄的“先天圖”的關(guān)系。萊布尼茨給白晉的回信中說：“這個(gè)易圖可以認(rèn)為是現(xiàn)存科學(xué)之最古老的紀(jì)念物，然而依我之見，這種科學(xué)雖為四千年以上的古物，但數(shù)千年來卻無人了解它的意義，這是不可思議的。然而它卻與我的新數(shù)學(xué)完全一致。”事實(shí)上，我國歷史上有陰陽互換法則，但卻沒有發(fā)展成：“陽陽相遇得陰而生陽（加法），陽陽相遇得陽（乘法），陰陽相遇得陽（加法），陰陽相遇得陰（乘法），陰陰相遇得陰而不能生陽（加法和乘法）”的二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算法則。為什么不能產(chǎn)生這種算術(shù)運(yùn)算規(guī)則，還有待研究。 www.

　　物質(zhì)世界存在反對(duì)稱物質(zhì)

　　前面討論過太極圖和它的哲理，現(xiàn)在討論物質(zhì)世界也存在“陰陽對(duì)稱”、“正反對(duì)稱”和“有無相生”。物質(zhì)由原子組成，原子由帶正電荷的原子核和帶負(fù)電荷的電子組成，正負(fù)電荷數(shù)相等，原子呈中性。設(shè)想將原子中的正負(fù)電荷對(duì)換，即原子核帶負(fù)電荷，而周圍的電子帶正電荷，這樣的原子有可能存在嗎？如果是可能的，則這種反對(duì)稱原子可稱為反物質(zhì)?？茖W(xué)需要證據(jù)，科學(xué)家要尋找證據(jù)、尋找規(guī)律。上世紀(jì)的科技史證明的確存在這種反對(duì)稱物質(zhì)。 www.

　?。?）物質(zhì)世界存在“正反對(duì)換”和反物質(zhì)。

　　我們習(xí)慣于利用電子，發(fā)展高新技術(shù)。有沒有帶正電荷的電子呢？1928年，物理學(xué)家狄拉克建立了描寫相對(duì)論性電子行為的方程，此方程“無中生有”地指出為什么電子有自旋，而且自旋量子數(shù)為1/2而不是整數(shù)；得出負(fù)能量值的解，并提出“反粒子”理論（1931）來解釋。1932年8月2日C·D·安德森使用云霧室從宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了電子的反粒子——正電子。這是人類第一次證實(shí)自然界的確有反粒子存在。（圖3）左下方示出他首次拍攝到的正電子軌跡，右上方示出在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，電子與正電子對(duì)的運(yùn)動(dòng)軌跡，呈相反的螺旋形。此工作獲1936年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。狄拉克因其方程和其他理論工作而獲1933年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1955年E·C·塞格爾和O·錢伯倫合作用高能加速器研究并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的反粒子——反質(zhì)子（反質(zhì)子與質(zhì)子的差別只是由正電荷變成負(fù)電荷），因而獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。原子核中還有中子，中子沒有電荷，沒有正負(fù)電荷對(duì)換。但反中子經(jīng)過衰變后就變成一個(gè)反質(zhì)子，而不是一個(gè)帶正電荷的質(zhì)子。因此反質(zhì)子和反中子可以組成反原子核。1956年科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了反中子。1964年找到由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)反中子組成的反氘核。20世紀(jì)60年代前后相繼發(fā)現(xiàn)了一系列反粒子。其中，1959年我國物理學(xué)家王淦昌參加前蘇聯(lián)聯(lián)合研究，發(fā)現(xiàn)了反西格瑪反超子，并獲國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。1974年美籍華人科學(xué)家丁肇中和里希德分別發(fā)現(xiàn)了大質(zhì)量的電中性介子，從而證明了夸克的存在，于1976年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 www.

　　如果用儀器將反質(zhì)子減速，而且讓它們有機(jī)會(huì)與正電子相遇，就可能形成反氫原子。1998年初和年底，歐洲和美國的科研機(jī)構(gòu)先后宣布他們制造出9個(gè)和7個(gè)反氫原子，這是人類探索反物質(zhì)的一大進(jìn)步。

　　（2）物質(zhì)世界存在“有無相生”。

　　物質(zhì)世界存在“有中生無”和“無中生有”嗎？答案是肯定的。例如從圖3中可以看出，宇宙射線的軌跡突然終止，而產(chǎn)生電子—正電子對(duì)軌跡?？梢婋娮雍驼娮佣际切律?。這就說明有“無中生有”。 www.

　　科學(xué)家已經(jīng)觀察到：粒子和反粒子相遇時(shí)會(huì)出現(xiàn)物質(zhì)消失，科學(xué)家稱之謂“湮滅”或“湮沒”，而且會(huì)釋放出大量的能量。這種“有無相生”的科學(xué)規(guī)律是由愛因斯坦于1905年提出的質(zhì)能關(guān)系式E=mc2，預(yù)言質(zhì)量和能量有互換可能。1905年，愛因斯坦提出包括狹義相對(duì)論在內(nèi)的五篇論文，因而被稱為“愛因斯坦奇跡年”。2005年是“奇跡年”的一百周年。2004年聯(lián)合國決定把2005年定為“世界物理年”進(jìn)行紀(jì)念。 www.

　　1932年以前，我國物理學(xué)家趙忠堯在英國探索反粒子研究，安德森參加此項(xiàng)工作；趙先生離開后，安德森因拍出正電子軌跡的照片而得獎(jiǎng)。當(dāng)正電子與負(fù)電子相遇后會(huì)出現(xiàn)“湮滅”，趙先生是觀察到此現(xiàn)象的第一人。

　　反物質(zhì)粒子和正物質(zhì)粒子相遇會(huì)產(chǎn)生湮滅，變?yōu)楣庾雍徒樽樱尫啪薮竽芰?。一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)反質(zhì)子湮滅時(shí)釋放大約1800兆電子伏的能量；而在熱核聚變（如氫彈）中，一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子發(fā)生反應(yīng)形成氘核（有部分質(zhì)量損耗）時(shí)，釋放2兆電子伏的能量。在石油資源短缺的今天，人們看到未來能源的希望之所在。 www.

　?。?）物質(zhì)細(xì)分和正負(fù)物質(zhì)構(gòu)成的統(tǒng)一美。

　　物質(zhì)由原子組成，原子由帶正電荷的原子核和電子組成。原子的尺寸約在十分之一納米；原子核的尺寸約10飛米（千分之一納米為1皮米，千分之一皮米為1飛米）。原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子的尺寸約1飛米。質(zhì)子和中子由6種夸克組成，夸克的尺寸小于千分之一飛米?？茖W(xué)家現(xiàn)已找到全部6種夸克的存在?，F(xiàn)在的了解，物質(zhì)是由6種夸克和6種輕子等基本粒子組成。它們都存在反粒子。夸克由什么組成，現(xiàn)在還不知道。筆者認(rèn)為兩個(gè)6種是有意義的數(shù)字。如將八卦單元的三個(gè)橫道拆開而與次序無關(guān)，則每橫道各有兩種可能，共有六種（2×1+2×1+2×1），或?qū)⑵渲心骋粰M道拆開，也有六種（2×1+2×2）。6種夸克和6種輕子由什么組成還有待于實(shí)驗(yàn)探索。 www.

　　科學(xué)的對(duì)稱（包括反對(duì)稱）美在這些發(fā)現(xiàn)中得到了生動(dòng)的體現(xiàn)。統(tǒng)一美給人以渾然一體、和諧一致的美感。科學(xué)的統(tǒng)一美是大自然和諧統(tǒng)一的本質(zhì)在科學(xué)中的體現(xiàn)。在大自然中，各種不相同和對(duì)立的現(xiàn)象通過種種關(guān)系被聯(lián)系在一起，它們相互依存、相互作用、環(huán)環(huán)相扣、配合有致，呈現(xiàn)出和諧統(tǒng)一的壯麗圖景。

　　對(duì)稱破缺

　　對(duì)稱破缺對(duì)大自然和社會(huì)及生產(chǎn)都有重要意義。這種破缺有絕對(duì)和相對(duì)二種。一般都是相對(duì)的破缺，即一方占極大多數(shù)。 www.

　　前面討論過物質(zhì)粒子遇到反物質(zhì)粒子會(huì)產(chǎn)生湮滅。在同一小空間內(nèi)就不會(huì)同時(shí)存在物質(zhì)與反物質(zhì)。我們見到的物質(zhì)世界是一個(gè)對(duì)稱破缺的世界，也就是正物質(zhì)世界。對(duì)稱破缺是宇宙和大自然和諧運(yùn)轉(zhuǎn)的需要。