【芥子纳须弥 一沙一世界:自然界中的隐藏维度】+净空法师的开示

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【芥子纳须弥一沙一世界:自然界中的隐藏维度】+净空法师的开示

2017-02-27 礼敬诸佛

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全息宇宙，小大不异，小中有大，大中有小，毛端、微尘里面有世界

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　芥子纳须弥、一沙一世界：自然界中的隐藏维度

提示：本文内容节录自国立成功大学航空太空学系杨宪东教授【一沙一世界，刹那即永恒：自然界中的隐藏维度】地址： http://worldinsand.blogspot.tw/2012/06/blog-post_7241.html
（本公众号配图）　　

1. 从文学到科学的『一沙一世界』
　　
　　英国诗人威廉?布莱克(William Blake)在其作品《天真之歌》(Auguries of Innocence)中，写出了有名的四句诗：
　　
　　一沙一世界
　　
　　(To see a world in a grain of sand),
　　
　　一花一天堂
　　
　　(And a heaven in a wild flower),
　　
　　掌中握无限
　　
　　(Hold infinity in the palm of your hand),
　　
　　刹那即永恒
　　
　　(And eternity in an hour).

　　这首诗描述一个由小看大的意境：透过一粒沙子可以看到整个世界，在一朵花中可以看到整个天堂；将无穷握在掌股之中，一个瞬间即是那永恒。沙子和花朵都很小，却可容下整个世界，整个天堂。
　　
　　比布莱克早一千年，唐代庞蕴居士在他的一首偈中已领悟到与『一沙一世界』相同的意境︰「一念心清静，处处莲花开，一花一净土，一叶一如来。」而这首偈的源头又可追溯至《华严经》︰「佛土生五色茎，一花一世界，一叶一如来。」《华严经》看待这个宇宙世界像是一朵莲，每一花瓣上生有一千莲叶，而每一叶上又生出一朵莲花，共有一千朵。於是花中有叶，叶中有花，整个宇宙如此层层叠叠，一体相连，於是叫「华藏世界」。如此看来，布莱克的『一沙一世界』可视为是「西方通俗版」的华严思想。
　　
　　同样表达出『人在宇宙中，宇宙在人中』意境的，还有佛教的名句：《维摩诘所说经》〈不思议品〉「须弥藏芥子，芥子纳须弥」。高大如须弥山者仍可被缩小到能放入芥子的程度，而须弥山的本质仍然不变。此句话指出了芥子内部所具有的隐藏维度，而当我们进入这个隐藏维度时，看到的山还是山、海还是海，就跟我们在巨观世界所看到的山海完全一样。隐藏维度内的场景正是所谓的『万象森罗藏芥子，十方法界摄毫端』。

　　如果不易想像巨大的须弥山如何藏在芥子之中，我们来看一个活生生的实例:『细胞中藏有人』。人体的复杂是因为其由多达50兆个细胞所构成，相同功能的细胞先聚集形成组织，几种不同的组织合成器官，几种不同的器官再组成人体的系统。人体的简单是因为这50兆个细胞当初都是由同一个受精卵细胞不断复制、分裂而来。所以每一个细胞内的染色体都完全相同，而且每一个单独的细胞都包含着有关人体的全部信息。每一个独立的细胞都可以复制出一个一模一样的人，所以一个个细胞都是一个个的人，五官、七窍、骨骼、毛发、五脏、六腑、四肢、皮肉一件都不少。当我们观察人体的尺度缩小到细胞层级时，仍然会看到一个相同的人体，所以说『细胞中藏有人』。

　　综合以上所述，我们从文学艺术观点，在一颗沙粒中看到全世界；我们从生命医学观点，在一个细胞中看到整个人；我们从佛学的观点，从芥子中看到森罗万象；我们从天人合一观点，在一个人身中看到全宇宙。这些观点所描述的对象虽然都不同，但却表达了相同的中心理念:『局部与整体的相似性』。局部不管有多小，哪怕是小到只有整体的一兆分之一，局部都含有整体的全部资讯。这种局部与整体的相似性在科学上称为『自我相似性』(self-similarity)。

　　诗人、文人、禅师、科学家从不同的角度观察微小事物，都发现其内部的复杂性，似乎都看到了物中有物的意境。『物中有物』用数学的语言来说，就是在平常四维时空的表面下，隐藏着某些看不到的新维度。统一量子力学及广义相对论的超弦理论就曾预测额外六个新维度的存在。最近天文学家对於黑暗物质的研究，取得了这些高维度空间存在的有力证据。不过，为什麽我们没有办法感受到其它维度的存在呢？科学家认为，因为这些维度『被卷起来了』，它们被卷的非常紧，卷的非常的微小(小於1奈米，10-9公尺)，以致於我们没办法看到，也没有办法进入。　　

2. 海中有沙粒，沙粒中有内海，内海中复有沙粒

　　既然自然界中的隐藏维度被卷入比1奈米还小的空间内，如果我们用显微镜加以放大，是不是就可以看到第五度、第六度的隐藏空间了？尤其是现在高科技的扫描穿隧显微镜(STM, Scanning Tunneling Microscope)可以将奈米大小的原子放大到像棒球一般大，是否原先隐藏的高度空间就无所遁形了呢？答案是否定的。就如同大家所知道的，原子、分子或是比原子小很多的电子都是存在於我们所处的四维空间之内，只是它们比较小罢了。低度空间的生命无法看到高度空间的情境，这本就是物质世界的先天限制，是无可奈何的事情。
　　
　　用电脑模拟沙中的世界，发现不管放大几倍，精细结构的内部还存在着更精细的结构

　　对於图1的6个子图所描述的现象，我们可做如下的对应诠释：
　　
　　沙粒中有无数内海，内海中又有沙；沙中复有内海，如是重覆无穷尽。
　　
　　像这种『沙中有海，海中复有沙』的层状结构在《大方广佛华严经》中有一段完全一样的描述：
　　
　　『一一微尘中，各现无边刹海；刹海之中，复有微尘；彼诸微尘内，复有刹海；如是重重，不可穷尽。』
　　
　　以上经文的最後一句『如是重重，不可穷尽』是碎形结构精义之所在，而我们在第一节中所提及的隐藏高维度空间，正是表现在这种『如是重重，不可穷尽』的层状结构之中。

　　3. 自然界处处有隐藏维度
　　
　　具有分数维数的几何体被称为『分形』或『碎形』(Fractal)，是直到1975年才由曼德博所发现，如图1a所示。他把碎形定义为Hausdorff维数大於其自身拓朴维数的集合。碎形的观念被提出来後，人们逐渐发现自然界中竟然到处是碎形的实例：弯弯曲曲的海岸线、起伏不平的山脉轮廓、变幻无常的浮云边界、河流、血管、霜花、满天繁星等等，这些都是欧几里得几何所处理不了的几何图形。『碎形』就是指这类破碎而复杂，但有『自我相似性』(Self-similarity)的几何体。

　　1975年曼德尔布罗特(B. Mandelbrot)提出碎形几何(Fractal Geometry，也称为分形)的观念，发现碎形体的维度可以不必是整数。这些年来科学家陆续发现，海岸线、山脉轮廓、浮云边界、河流、血管、雪花、繁星等等，这些最平常的自然图案原来都是碎形体，它们的维度都不是整数。例如海岸线，既是线，它的原本维度应是1，但经过测量与计算，海岸线的维度却是1.52，这多出来的0.52维度就是海岸线的隐藏维度。而这一隐藏维度在越小越精细的尺度下，越能看得清楚。原来我们平常所看到的维度，只是事物的巨观维度；在非常精细的尺度下来观察，事物将呈现它们的隐藏维度。如果我们将巨观维度当成是阳的维度，那麽隐藏维度即是阴的维度。

　　令人好奇的是隐藏维度内部是隐藏了什麽事物呢？研究发现隐藏维度内的事物正是巨观维度事物的复制，而且不管将隐藏维度放大几倍，所看到的结构和巨观维度完全一模一样。此即碎形几何的自我相似性(self-similarity)，也是大自然全息性的再现。古代哲人很早就意识到自然界的许多事物，其整体与局部存在着某种相似性。诸如华严经：『一花一世界，一叶一如来』；周易：『无极生太极，太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦』；楞严经：『於一毫端，现十方刹；坐微尘里，转大法轮』。这些思想都体现了局部隐含着整体的痕迹，也是阳(巨显维度)中有阴(微隐维度)，阴中有阳的最佳写照。
　　
　　4. 碎形维度的计算〈略〉
　　
　　5. 自我相似性与全息理论
　　
　　自我相似性与尺度无关性是自然界中任何碎形的共同性质。吾人可以用一种简单的碎形观念解释中许许多多不同的景象，这说明了看似复杂的自然界，其实是由一种简单的机制所产生的。自然界的复杂来自於碎形的无穷尽的内藏结构；自然界的简单来自於碎形DNA自我复制的简单机制。

　　生命的成长正是融合了碎形的简单与复杂。人体的复杂是因为其由多达一百三十万亿个细胞所构成，相同功能的细胞先聚集形成组织，几种不同的组织合成器官，几种不同的器官再组成人体的系统。人体的简单是因为这一百三十万亿个细胞当初都是由同一个受精卵细胞不断复制、分裂而来。所以每一个细胞内的染色体都完全相同，而且每一个单独的细胞都包含着有关人体的全部信息。每一个独立的细胞都可以复制出一个一模一样的人，所以一个个细胞都是一个个的人，五官、七窍、骨骼、毛发、五脏、六腑、四肢、皮肉一件都不少。当我们观察人体的尺度缩小到细胞层级时，仍然会看到一个相同的人体，这说明了人体本身就是一种碎形结构。在图1中，将一粒沙子放大一亿倍来看，吾人看到里面藏着一颗一模一样的沙子。所以从一颗沙看到整个世界，其道理和从一个细胞中看到整个人是完全一样的，它们所反映的都是碎形结构的自我相似性。

　　不管是文学的『一沙一世界』，还是华严宗的『一花一世界』，都体现了局部隐含着整体的痕迹，所要表达的都是「整体存在於每一部份」的思想。受到华严宗思想的启发，现代物理师大师玻姆 (David, Bohm)提出了『全息论』(Holographic Paradigm)的观点。全息论认为宇宙是一个不可分割的、各部分之间紧密关联的整体，任何一个部分都包含整体的信息。碎形结构的自我相似性正是大自然全息性的表现，而『人』与『天』既是大自然的一部分，必具有自我相似的特性，二者也应都能反映大自然整体的讯息。玻姆进而引伸推论，我们肉眼所见的三维物质世界的独立个体，实际上是更高维度整体的一个投影，由於我们不能看到更高维度的整体性，而误以为我们所看到的一个个人或物是独立的个体，而实际上他们都是相关联整体的一部分。

　　全息论在生物学的应用则衍生出全息生物学。从胚胎学观点看，由於在受精卵通过有丝分裂分化为体细胞的过程中，DNA经历了半保留复制过程，所以体细胞也获得了与受精卵相同的一套基因，它也有发育成一个新机体的潜能。这在植物界表现得十分明显，如在吊兰长出软藤的末端或节枝处，可以萌发出一棵棵完整的植株。又如切下一块长芽的马铃薯，便可培育出一棵马铃薯，而一个关於『任何一个部分都包含整体信息』的更有力证据是用胡萝卜的一个分离细胞或细胞团成功地培养出一棵胡萝卜植株。
　　
　　6. 全像摄影与网际网路：全息理论的工程实现〈略〉
　　
　　7. 时空全息：碎形时空结构的证据〈略〉
　　
　　8. 结论
　　
　　从古迄今，从文学、哲学、宗教、科学各个不同角度出发，所观察到的空间全息、时间全息、时空全息等诸现象全部都导向同一结论：我们所处的宇宙具有碎形的时空结构。...........