零次方守恒定律第一章总纲

薛广振

摘 要：本文发现、描述并重建了0次方守恒定律及其行为体系。智能实体将是它的终极进化形态。

关键词：守恒定律；自然知识；完备性；间断点；进化；人工智能；知识操作系统（KOS）。

一九八四年七月大学毕业，有幸在一家研究所工作。健全的图书馆和阅览室，看书、学习很方便。偏好一些科技前沿课题，“宇宙”，“哲学”，“思维规则”，“人工智能”……但也看到了一些科学家在疑惑：科学起源于公理、定律，但如何证明公理？再造一个公理吗？究竟如何证明科学与客观世界是一致的？我努力告诉自己不必在意这些，但还是不由地渐起困惑，并缠绕进去了……

一九八六年春季的一天，无意间觉得发现了几个自然语言现象，意味无穷。它们是：

一，基本疑问词，“（（（（有/无）什么）怎么样）为什么）”，这是这个世界仅有的层次吗，还是有待进一步发育？当时高度怀疑这与守恒定律的时空层次结构有关，与几何的“点/线/面/体”系列，以及算术体系的算法系列也有关……原来，自然语言是在指数层面描述世界，那么，世界秩序也会有一个进位制吗？

二，人称代词，“你、我、他”，为什么是三个，为什么不是二个或四个？当时高度怀疑这与三角形的稳定性有关，也可能与爱因斯坦相对性原理有关……难到自然数会需要一个绝对的进位制？

三，两个仅有的无量纲单位名词“个”与“次”，可能是“对立统一”结构的还原依据……？

四，这些现象具有明确的内在确定性，那么，是谁，在什么层次上，决定了这些……？

我清楚地意识到，这些问题与一直萦绕在心的那些疑惑有关。思考这些，既不占用工作时间更不是生活来源，这通常叫“业余爱好”；但其中奥妙之至，诱惑难抵，我只有当真了；于是，一干就是30年，比任何一段专职工作时间都长。最终印证了我当初的感觉：古老而朴素的自然语言，竟然隐藏着比科学还健全的科学知识。或者说，它可能隐藏着整个科学最终的谜底。它们是，一，0次方守恒定律；二，一个由0次方定律引导展开的通用内涵体系。今天，我更加坚信，自然语言能让科学获得最终的证明，从而变得更加健壮；而人工智能课题也将因此而获得充分的科学可行性。

这套理论并不起源于人工智能研究，而是源自于对一系列自然语言现象的发现，是在探究宇宙进化法则——0次方守恒定律及其展开体系。但恰恰是出自这套理论，第3.33纪元（第8章）机器与第3.33纪元知识相结合——智能实体的实现，不管是本文的KOS（第10章）还是当下的AI，都将是宇宙进化的必然结果，因此也是此项研究的必然结果。而对自然语言各个奇特现象的发现，其价值就在于提示了这个宇宙哲学主体体系的科学算法，这是它的最大震撼之处。这也正是0次方守恒定律与AI的联系，或者，AI恰恰是这项研究的技术归宿。所以，尽管只在本文最后一章才说到智能实体，但其实全篇都是在说它的科学原理。

第一章 总纲

物理学三大守恒定律，动量守恒与转换定律，能量守恒与转换定律，物质守恒与质量/能量转换定律，其中的时空层次指数构成了1、2、3的系列；而自然语言亘古不变的逻辑是：要描述一个事物，必须先知道它的“有/无”，然后才能描述它的“什么”；知道了它的“什么”才能描述它的“怎么样”；然后才能描述它的“为什么”……其中，“（（（（有无）什么）怎么样）为什么）”之间这种一层次包含一层次的关系，也构成了0、1、2、3的系列。这两者之间呈现出时空层次结构上的一致性，比如，“什么”与动量守恒定律都具有时空1次方内涵；“怎么样”与能量守恒定律都是2次方内涵；“为什么”与第三个守恒定律都是3次方内涵。30年前的震撼是：它们构成了一种自然的相互印证关系：守恒定律证明，自然语言也具有物质属性，含有还原的科学知识；自然语言则证明，物理学守恒定律是符合客观事实的，因而科学真的可以描述世界。这个印证关系有两点提示：一，自然语言和守恒定律都是在指数层面而非底数层面上描述世界，而指数是算术体系的最高层面，所以，描述宇宙演化的基本单位应该是时空层次而非时空尺度，尽管当今科学热衷于描述宇宙进化了“多少光年空间”和“多少亿年时间”……。二，如果时空层次能够成为一种替代模式，那么，与守恒定律相比，自然语言在“什么”之前多出一个“有/无”，就反衬出守恒定律系列在其0次方層次上的缺失。

爱因斯坦有一个确定论断言，说“上帝不掷骰子”，但他自己却真的掷了一回骰子。因为，他说宇宙奇点是一个“体积无穷小、质量无穷大、温度无穷高、压力无穷大”的物质点。无穷量不能运算是众所周知的，那为什么爱因斯坦会自相矛盾，使用如此不具确定性的东西去构造科学理论？他如此迂回、曲折、变相、思辨和辩证，而不是直接、完整和还原地，描述这个物质点，难道是现有科学知识不够用了吗？事实果真令人吃惊。整个当代科学只具备描述时空1、2、3次方事物的理论，即，三大守恒定律；除了数学的“任何底数的0次方幂都等于1”之外，对于0次方物质类型没有任何描述，哲学的，逻辑学的，物理学的；但奇点正是这个宇宙的时空0次方物质层次。比如，当一个物体v=0时，物理学称之为“相对静止”，但当v的指数等0，即v0时，整个科学也只有彻底哑然了。

实际上这是一种时空内涵结构完全没有展开的情况，而不是时空尺度等于0。科学缺失0次方模式，但0次方事物却比比皆是，这是一类具有种子特性的物质类型，如禽类的卵，植物的种子，自然语言中的“有/无”，宇宙的奇点……。人们不能拿后来的衍生知识去解释本源性事物，即便他是爱因斯坦。这就像，不能用枝叶的翠绿去描述植物种子，不能用羽毛的艳丽去描述孔雀的卵……科学家们用“混沌（chaos）”来形容宇宙大爆炸之后的情形，是极大的错误，因为那就是当时（0次方守恒定律发作之后）的秩序，你也不能说初生婴儿的啼哭是发音不准，因为那是人类语言的0次方形态，美！所以几何规定：点无大小，线无宽窄，面无厚薄……内涵构成关系上的倒叙错误早就被禁止了。爱因斯坦的骰子矛盾，根源在于他的奇点倒叙；而奇点倒叙表明科学底层有所缺失，但自然语言已经在告诉人们缺的是什么。endprint

类似的印证现象还有一个，它提示的是一个通用形式体系。几何学有“点/线/面/体”的四层次系列；算术体系有“自然数（本文后面将证明自然数，并说明它是算术体系的0次方层次），加/减法”，“乘/除法”，“乘/开方”的四层次系列。几何学的逻辑是，到了“体”的层面，“体”又可回归做为“点”，再引导展开一个“点/线/面/体”的四层次系列；而算术系列，到了“指数”层面，指数又可以作为底数，去重复算术系列……反之亦然：自然数本身原本就是一个指数的系列。所以就有一个经典的算术习题：用3个数如何构成得数最大？这两件事共同印证了这样一种内涵结构特征：层次系列有限而确定，首尾相连、自我重复直至无穷，从而构成系列结构自然终止点，这构成体系的完整性的标志。与在0次方模式上的缺失一样，在系列的自然终止点特性上，当代科学同样是缺失的。所以本文也将对此提出相应的认识：世间凡是系列都必有进位制。并且，人们将因此看到一个绝对的4进位制。

守恒定律系列和疑问词系列，到了3次方层次也都终止了，是系列有待进一步发育与发现，还是本该就如此？守恒定律有一个明显的提示，那就是，当一个“物质守恒与质量/能量转换”过程发生以后，无论是“裂变反应”还是“聚变反应”，个体个数一定有变化，要么有个体新生，要么有个体湮灭——内涵结构又回到了“有/无”的层次。实际上，个体个数变化原本就是第三层次守恒定律的物理特征。生物的性成熟以及产子行为是这个特征的远层次表达。所以，物理守恒定律系列的逻辑也与几何的一样，都是自然终止，自我闭合的。而自然语言，在“为什么”的层次，当可以回答“所以…”时，一个新的命题出现了……与守恒定律的过程一樣，也是结构有限、体系完整、自我闭合的。

从进化的角度看，物理定律与自然语言的这种一致性不是一次偶然的巧合，相反的，与几何和算术一样，都是这个世界一个固有的东西的某种表达与再现。因为，科学是从自然语言进化而来，正如动物繁育了后代就标明它已性成熟一样，科学的诞生是对自然语言的一次肯定与继承，标志着自然语言底层的主体性结构已经成熟与完备。这体现在，自然语言疑问词系列已经自成体系而不再变化，因而，在“为什么”之后不会再有新的疑问词出现。而在人们启用符号科学来描述世界后，不管人有如何的主观能动性，守恒定律系列，尽管有底层残缺，也仍然逃脱不了这个世界那个固有主载体的制约——它看似无意间承袭了自然语言疑问词的系列特征，但实际上也跟自然语言一样，都是那个自在主载体的特定表达版本而已。所以，在第3层次守恒定律之后也不会再有一个4次方守恒定律了。但这个中断却不再是残缺，而是体系完整性的体现，表明守恒定律已经自成体系。由此，守恒定律和疑问词之间的印证关系，显然也支持一个绝对的4进制。只不过，这与上一个4进制有三点不同。

第一，疑问词体系显然是一个内涵描述性的体系；而物理守恒定律，尽管目前仅被认为是自然科学而非整个科学体系的共同内涵基础，但由于描述运动的时空机理，也显然是内涵性的。而在几何学中，解析几何原本就是在解释算术的基本算法，而不触及事物的内涵结构。因此，本文称物理定律与疑问词之间的印证关系为内涵性印证现象；称几何与算术体系之间的印证关系为形式性印证现象。第二，算术体系实际上包含了两个进位制，一个是算法系列本身的主体性进位制；另一个是运算对象的客体性进位制。显然，形式性印证现象提示的是层次间主体性的4进位制；守恒定律和疑问词由于都运行在指数层面，属于运算的对象范畴，所以，内涵性印证现象所提示的是层次内客体性的4进制。本来，算术体系这两个进位制是可以相互无关的，但是两个印证现象共同作用，为那个绝对的4进制又增添了一项新的属性：主体性数据结构与客体性数据结构完全一致，这就是自我相容性。第三，显而易见，疑问词与守恒定律对于世界的描述具有内涵通用性，而算术体系对于符号科学具有算法通用性，这样就使得这个绝对的4进制体系对于整个知识体系。

现在，四个不为人知的四层次系列实例，在人们不知不觉当中，构成了一次伟大的印证。如下表所示。这个大印证现象提示：世界上有这样一个体系，内涵有限、完整、确定乃至绝对，结构通用、作用广泛直至无一遗漏，自我相容致客体系列有序而无穷，本文称之为广义四进制。这就是那个一直都可望不可及的宇宙固有主载体。简单地说，本文的全篇就是在说明并试图重建表1中的内容。

本文把自然语言中“（（（（有/无）什么）怎么样）为什么）”、“多长时间/什么时刻”、“多大空间/什么位置”、“你/我/他”等一系要素性词汇，统称为知识要素，把由它们构成的体系称为知识要素体系。那么现在，用知识要素把这个广义四进制初步展示如1式的形式。本文将说明，广义四进制体系的自我结构，是下式中被勾挑的形式。

用“e”表示“质量系数（第5章）”概念，用两处递归结构表达体系的两处自我结构（第3章），其中v=s/t，那么，这个广义四进制用符号形式最终将表示为2式形式：

天文学家哈勃于1929年观测到了天体的红移现象，推断宇宙正在做膨胀运动；爱因斯坦据此进行反向推演，得出结论说，现今宇宙起源于150亿年前的奇点大爆炸。现在，自然语言再次给了人们一个反推的机会，基于知识要素体系，将反推出一个新的物质类型——0次方类型，而爱因斯坦的宇宙奇点只是其中一例。更重要的是，作为宇宙固有运行法则的一个化石副本，知识要素体系，还将给人们提供一个正向推演的机会，让人们第一次直接而不是迂回地，完整而不是零碎地，还原而不是辩证地，看到宇宙运行法则的内涵结构。所谓“0次方守恒定律”，是宇宙主体法则的原始物理表达形态；2式括号中的Y0是其完全收缩形态，而括号外面的Y0是其完全展开形态。同时，2式也是当今人工智能课题正在寻找的那个“通用体系”，在本文，它将构成宇宙进化第10.0纪元实体形态。看来，爱因斯坦的确定论应该支持，因为，“0次方守恒定律”，“宇宙运行法则”，“物质运动规律”，“思维规则”，“人工智能”……其实都是一个东西的不同版本，也就是弗朗西斯·培根（Francis Bacon， 1561-1626）说的那个“总的运动规律”。

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