1 八卦、太极及道与数形、数模

图二

图一

这两幅图(图一、图二)是杨辉三角现代与古时的样子。这两幅图究竟提供了什么供人类研究的内涵?这在关于杨辉三角的研究中已经有过无数的结果,光是数学方面就不下十个:自然数集、素数、二项式、11的N次方、2的N次方、斐波拉契数列、黄金比例……。而在中国古人那里,杨辉三角还有更加有意义的内容。杨辉三角与太极、八卦有彼此对应的关系。一个是数,一个是图示,如图三(图二的转化)。

                    图三

图四

这二者究竟是怎样的关系呢?

图一和图四的杨辉三角中,第二斜列是自然数集1、2、3、4、5……,左侧是如此、右侧也是如此。通过分析,还得出,第三斜列1、3、6、10集合分别对应杨辉三角的0层、1层、2层、3层的所在层数量的集合。0层的数量是1,1层的数量是3,2层的数量是6,3层的数量是10,以此类推。如果把0层去掉,从自然数列算起,则1层的数量是1,2层的数量是3,3层的数量是6…… 自然数列表示的这层所含的数量对应着第三斜列的数。同时,第三斜列本身从自然数4所在层开始,它中心的数量就是本列第一个数,构成了(3、1),(4、3),(5、6)……等序列。另外,第四列1、4、10、20……则对应了自然数1、2、3、4数列所在层以上的总数。如,1对应的第一层的总数是第四列的1,2对应的是第四斜列的4,以此类推。

杨辉三角两侧的第一斜列均是1,这可以理解为是三角形的恒定边。三角形与圆的关系是,圆内可内切等边三角形,把平面的转换为立体的,就是球内的三角锥体。这就使杨辉三角可换成圆内的三角锥体来观察。

杨辉三角是一个平面,考察的多数也是一个面的,或者说是简化为一个面来看待的。如果把杨辉三角换成圆内锥体,那么杨辉三角会是如何的呢?见图五。

依图五的表述,太极对应0层的1,是为世界具有一个有形的起点,这个点发展出阴阳两仪(1,1),然后再累积发展到四象(1,2,1),进一步到了八卦(1,3,3,1)。这个过程通过两仪、四象、八卦的命名,很好地把杨辉三角中完全数的发展,更加细化,更容易应用,这是一个数的应用化过程。这也很明显地把数自身的变化,数与数之间的变化充分地联系起来了。也把每一层数的概率体现出来了。如此就更加容易理解、阐释每一层中相关观察对象的特性,知晓其来龙去脉,更易于为人所运用。

图五

对人趋利避害取得利益具有更加具体的实际意义。比如,第2层的2,,用少阴少阳表述了其来源与阴阳仪具有各自一半的几率,比单纯用数2的意义更加浅显易懂。再往后,第3层的3,3两数也是如此,很明显就把3中组合态按次序表现出来了。在左侧3的地方,显然阳仪到达的几率远比阴仪抵达的几率高,所以,兑、离、震的组成结构都是阳仪为主,阴仪为辅;反之,在右侧的3,巽、坎、艮则以阴仪的组成为主,阳仪为辅。

从第3层的1、3、3、1继续发展第4层到1、4、6、4、1,可以形成多少组合结构呢?乾分别与兑、离、震构成上下结构和下上结构,共8组;同样兑也和乾、离、震形成8组,离、震、巽、坎、艮、坤类推下去,共出现64组。在数方面,这只是纯数,但是一旦把特性代入之后,每一组排列组合就会现出一定的特性。这就像学习数学做应用题时的套公式一样。

由于代入了阴阳仪以及乾、兑、离、震、巽、坎、艮、坤,每产生一组排列组合就会把特性显现出来,就像把纯自然数表述的内涵挂在眼前,基本上是一目了然。以此,中国古人取名为“挂”,因为可以揭示意义,提供后续发展的概率性,作出一定的预估,用“卦”字特指。这就是八卦、64卦。

杨辉三角,以自然数的形式把万事万物的产生、发展、兴旺、彼此间的关系都用数学的方式包含了。以数来表述万事万物,乃至自然宇宙的演化是最简化有效的。中国古人,又把数按照自然属性赋予了一定的意义,用“象”这种取类比象的手段实用化。

杨辉三角主要观察的侧面,当观察锥体,会如何呢?就如人在把玩一个物品时,必然上看下看、左看右看,内看外看的。顶部、底部、内部也是要去研究的。

当锥体的每一层都开始运转时,必然会产生相应的螺旋形轨迹。这个轨迹展现了锥体各层之间的紧密关系。

自然数从1到10,之后的11开始,都可以看作是对1-10的重复迭代。可以理解为从1到10完成一次从开始到终结的过程,11是下一次的始终的起点。

图六                                                  图七

这就像一个圆运动一圈一样,这个圆一圈是360度,是2π,见图六。如果用圆来表述自然数,自然数间的等差值1就可用弧度表示。以1为半径作圆,让圆弧的长度也等于1,则两条半径间夹角就是弧度。按照弧度的计算,1的弧度是57.3度,图七。

把圆放入坐标中,如果一个自然数以坐标的同心圆表示,则自然数在坐标中就是从坐标中心0到无穷的同心圆集合。再以每57.3弧度来定位下一个自然数的位置,随着自然数的增多,在100以内的同心圆上出现了新特性,形成六支数列螺旋。从0开始,0、6、12、18……,1、7、13、19……,2、8、14、20……,3、9、15、21……,4、10、16、22……,5、11、17、23……。这些螺旋最终还形成了三组两两对称的螺旋,(0、6……)与(3、

图八                        9……),(1、7……)与(4、10……),(2、8……)与(5、11……)。单独考察一组对称螺旋时,会发现这是一组互相“缠绕式”的图形(图八)。

如果把自然数按顺序连线,自然数就会围绕圆心呈螺旋状,形成一个螺旋(阿基米德螺旋)。杨辉三角有两个斜列的自然数集,且是对称的。坐标中就会出现两条阿基米德螺旋线。这是平面上的体现,数学叫(x,y轴)。

杨辉三角有平面性,它还有立体性。

在x,y轴平面上,让自然数以原点为中心,以等差1的同心圆方式向x,y轴外扩展。同时,在坐标原点处加上z轴(数学的x,y,z轴立体坐标),让自然数在z轴上也以等差1向z轴方向增长。

图九

这种方式,把自然数和图形结合起来了,进一步完善了杨辉三角主要用数来表述的方式,进行了一种应用型的开拓。

现在,把杨辉三角放入阿基米德螺旋中,三角中两侧第二斜列的自然数对应各层,从第10层之后的位置来观察,会看到第10层底部的三角形,为了观察,把底部各层的三角形全换成圆形。再观察,会出现两条对称的阿基米德螺旋线也呈相互“缠绕”状,并且都会套在每一对应的圆形内。根据前面所述的八卦内生的特性,分别取第3、6、9层的圆形来观察,对比简洁渡,还是“三生万物”的第3层的图形最简洁明了(图九)。

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