旁征博引 之一百零一 ： 宇宙和性之起源

 

美女指标和性之起源
Beauty Index and the Origin of Gender

【择要】
如果说每个人或者每个国家的生命或成长的主要动力是性的话，恐怕没有人不同意。但是，人类对于性的起源的理解，几乎为零。人类对于性的探索，完全是基于地球上的生命现象。如果人类抬起头，放眼宇宙，问题的初步答案恐怕就找到了。人类历史中，第一个看到宇宙性的特征并且表达出困惑与惊奇的人，恐怕是法国著名科学家庞加莱。他在一本书的序言中写道：“有一个事实让每一个人吃惊，那就是星云的螺旋图案。人们常常以为它是偶然的结果。但是很显然，任何忽视星云螺旋图案事实的宇宙学是多么的低劣。而那些试图解释螺旋星云图案的理论，也没有一个是令人满意的。我也给出了一个螺旋星云的玩具理论，但是，它一点也不比别人的好。因此，星云螺旋图案是人类面临的一个大问号。”然而，进入人类历史的公元二十一世纪，Jin He博士要用足够的证据表明，星系的螺旋图案是宇宙的雄性特征。

1.组成生命的物质是怎么来的？
大家知道，万物是由元素组成的。氢和氦是自然界中质量最轻的元素。每个氢原子只含有一个质子，每个氦原子只含有两个质子。其它任何原子都至少含有三个质子。生命中最宝贵的物质成分是水。水是由两种基本元素氢和氧组成的，即H2O。每个氧原子中含有多达16个质子或中子。人体是有机物，每个有机物的标志是含有碳原子。而每个碳原子中含有多达12个质子或中子。因此，如果这个世界中只存在氢和氦这两种元素，就不可能形成生命。然而，宇宙中除了氢和氦这两种元素之外，其它任何元素都是非常稀罕的。所以，宇宙中的生命也是非常稀罕的。

从太阳系的物质分布就知道生命是非常稀罕的。太阳系中含有太阳，八大行星，小行星带及其它少数物质（如彗星，行星的卫星等等）。但是，太阳本身的质量是太阳系总质量的98%还多。太阳的组成成分是什么呢？太阳光谱的分析研究指出，太阳质量的99%以上，来自氢和氦这两个元素。同样地，宇宙中最普遍的物质结构是类似于太阳的恒星。因此，宇宙的基本组成成分就是氢和氦这两种元素。在宇宙中，大于太阳系，同时又相对独立的物质体系，只能是星系。人类所依存的星系，称为银河系。相对独立的星系只有两种。一种是立体形状的椭球星系。另一种是扁平形状的螺旋星系。让人类非常惊奇的是，椭球星系中，除了恒星之外，几乎观测不到其它物质结构。因此，椭球星系中存在生命的可能性，几乎为零。人类正是居住在一个不同于椭球星系的螺旋星系中。螺旋星系中存在气体和尘埃，而气体和尘埃中存在大量的质量重于氢和氦的元素。因此，气体和尘埃才是孕育生命的物质基础。本文要用足够的证据表明，星系中的气体和尘埃，是宇宙中雄性因素与雌性因素共同作用的结果。因此，如果宇宙中没有雄性因素，就不可能存在气体和尘埃，地球的生物圈以及人类这种高级生命也就不存在了。

2.Jin He的开创性星系研究
Jin He于1994年拿到了华东师范大学的基本粒子物理理论硕士学位，并且于1998年拿到了中国科学院云南天文台的博士学位。对于引力量子化和非线性科学已经产生了无穷的兴趣。在攻读博士学位的时候，看到复杂的天文数据，Jin He采用最原始的非线性科学方法：数据点对应相除，并且发表了两篇学术论文【1，2】，从而轻易地拿到了该博士学位。1999年一月，Jin He来到美国阿拉巴马大学物理系，攻读第二个天体物理学博士学位。起初，Jin He的导师是Dr.Jack Sulentic。但是，Jin He的脑海里依然充满着引力量子化以及标度相对论的思想【3】。因此，一年半之后，Jin He变成了Dr. Ronald Buta的学生，研究星系的图像和数据。Jin He有幸于2000年暑期第一次接触到天文学的计算机软件，利用该软件去分析星系的图像。Jin He对于许许多多恒星如何呆在一起组成雄伟的星系感到十分困惑。因为两个物体之间的万有引力理论，不可能解释多个质量相似的恒星之间的运动及其大尺度分布。所以Jin He回忆起他使用过的最原始的非线性科学方法，并且应用到星系图像上。具体的说，就是在星系平面上，选取一个半径很小的圆圈，研究星系落在该圆圈之内的光的分布。这个最原始的科学方法，就是进一步选取该圆圈的一个直径，把圆分成两半，分别计算每个半圆里面的光的总量。由于光分布是不均匀的，两个半圆圈里面的光总量是不相等的。把这两个量相除，就得到与该圆圈相对应的一个关于光分布的比例值。这个故事大约起始于2001年的春天。如果在星系图像的平面上画一条曲线，沿着该曲线画很多半径相同且圆心落在该曲线上的小圆圈。这条曲线上的不同段落，相应地变成了各个圆圈的近似的直径。每个圆被分成两半。如上所述，计算每个半圆中包含的光总量，并且计算与每一个圆圈相对应的比例值。这件事大约发生在2001年的冬天。从几十个星系【4】的图像分析中，Jin He发现，星系图像里存在螺旋曲线，沿着该曲线两侧，光分布的比例值是相等的。起初，Jin He把这样的曲线称为等比例曲线， 也就是说，星系图像的光亮度沿着该曲线的两侧是等比例分布的。后来，Jin He把这样的曲线称为达尔文曲线【5】。Jin He还发现，这样的曲线很多，组成正交的曲线网。这样的话，Jin He就提出了一个科学的概念。

3.天堂雌性结构
如果一个平面的物质分布，存在一簇正交的曲线网，使得该物质密度沿着其中任一条曲线的两侧都是等比例分布的话，那么该物质分布被称为理性结构。从现在起，我们把它称为天堂雌性结构，简称雌性结构，而它的正交曲线网，称为雌性结构的血管网络。

起初，Jin He以为螺旋星系中的旋臂结构，是一种雌性结构。因此，从2002年春天到2004年夏天之间，Jin He花了将近两年半的时间，在理论上去寻找正交曲线网，使得与该曲线网对应的雌性结构是一个旋臂状的物质分布。Jin He发觉根本就找不到这种类似于螺旋形状的正交曲线网。在重重失败之后，Jin He认识到：雌性结构是一种高度对称，高度和谐的美丽结构，是宇宙雌性力量的一种表现。而那种让法国科学家庞加莱惊叹的旋臂结构，虽然雄伟，却不具有和谐安静之美，不可能是雌性结构。在失败中，Jin He也取得了一个重要的发现：轴对称结构

是一个雌性结构。它的正交曲线网刚好就是所有的黄金螺旋曲线。

这或许是人类历史上最重要的发现之一。为什么呢？因为相对独立的螺旋星系只有两种，一种是带有棒的星系，称为棒旋星系。一种是不带有棒的螺旋星系，称为正常螺旋星系。螺旋星系的名称，是因为其中存在或多或少的螺旋图案，即旋臂。但是，旋臂主要是螺旋星系中气体和尘埃在照片中的反映（参见『图1』）。就好象春天大地的照片，主要是树叶花草的反映而已。如果我们用红外光去拍摄春天大地的照片，所得就是地质地貌的照片了。同样地，用长波长的电磁辐射拍摄螺旋星系的照片，所得就是恒星密度光滑分布的照片。而那些质量很渺小的气体和尘埃，在星系的红外照片中基本上就不见了。天文学家发现，正常螺旋星系的红外照片，基本上就是上述轴对称的圆盘结构，称为指数圆盘。天文学家还发现，正常螺旋星系中的旋臂，都是沿着黄金螺旋曲线的方向发展（参见『图2』）。这绝对不是一种巧合，我们把它称为天堂的理性证据：

证据A：指数圆盘是天堂雌性结构，它的正交曲线网是所有的黄金螺旋曲线；正常螺旋星系的恒星密度分布是指数圆盘，并且正常螺旋星系的旋臂都是沿着黄金螺旋曲线的方向发展（参见『图2』）。

如果我们把性理解成一种充满宇宙的真理或者说要素的话，那么Jin He的星系研究很容易就可以通过雌性和雄性因素来解释。

4.X染色体和Y染色体【6】
每个正常人几乎全部遗传信息都存在于细胞核的46条染色体里(线粒体里面还有少量)。这其中44条没有性别差异,称为常染色体，而剩下两条是有性别差异的性染色体:一条是X，一条是Y。女性有两条X (记为XX），男性有一条X，一条Y （XY）。在进化过程中，X和Y是来源于常染色体，最初X和Y没有差别,而以后Y特异化,能够确定雄性,并且以后还从X得到一些基因。所以简单地说，男性的起源依赖于女性。
人(和哺乳动物)的Y染色体还要其它怪异特性。把Y和其它染色体粗粗比较起来,它好像是一个总要“出人头地”的显性染色体:只要有它，不管有没有X，都是男的。而相比而言，有没有X不能完全确定性别，还要看有没有Y，好象X要看Y的脸色似的。Y染色体又是自私的，它的主要目的是使自己传代，而不太照顾其它染色体。Y的存在只对Y自己重要,而其它染色体却都对集体有积极贡献。包括X在内的所有其它染色体在男女两性都存在,母亲的X染色体既可以传给儿子也可以传给女儿,而只有Y染色体拉帮结派: 只在男性里面有,只从父亲传给儿子。

5.螺旋星系中旋臂的起源
本节里，我们只考虑正常螺旋星系。我们已经讲过，螺旋星系中的旋臂主要地就是那些质量微弱的气体和尘埃的反映，而那些质量巨大的恒星的分布才是螺旋星系的主体结构。我们还讲过，天文学家发现，这个主体结构近似地就是一个轴对称的圆盘结构，即指数圆盘。它就是正常螺旋星系的雌性结构。一般来说，让正常螺旋星系的图像减去该雌性结构，剩下的就是呈螺旋形状的误差，跟星系中气体和尘埃的分布相吻合。这个误差就是螺旋星系的旋臂。这清楚地表明，螺旋星系中的旋臂，起源于它的指数圆盘，即起源于雌性结构。也就是说，螺旋星系中的旋臂是指数圆盘被扰动的结果。我们把宇宙中存在的扰动性（或者冲动性）称为宇宙的雄性因素。而螺旋星系中的旋臂是宇宙中的雄性结构遭遇扰动波的结果。这种扰动并不是任意的。为了取得最小的扰动结果，这种扰动波是沿着雌性结构的血管而发展的，即沿着上述的达尔文曲线（等比例螺旋曲线）发展的。对于正常螺旋星系来说，就是沿着黄金螺旋曲线发展的。

雄性因素对雌性结构的扰动，带来的是色彩斑斓的生命奇观。令人惊奇的是，生命的起源和成长，理性不是全部的原因。另一个不能缺少的原因，是对理性结构的扰动。螺旋星系的主体结构（即雌性结构）是由恒星组成的。恒星质量的99%以上，来自氢和氦这两个原子。宇宙中只有恒星之外的物质结构才可能孕育生命。椭球星系不存在多少生命的特征，就是因为不存在旋臂这种扰动波。螺旋星系的照片指出，对指数圆盘的扰动越大，产生的尘埃和气体就越多，诞生新恒星的事件频率就越大。只有尘埃和气体中，才包含大量人体所需要的有机和无机元素。这些元素的质量重于氢和氦。让人类非常惊奇的是，椭球星系中，除了恒星之外，几乎观测不到其它物质结构。因此，椭球星系中存在生命的可能性，几乎为零。人类正是居住在一个不同于椭球星系的螺旋星系中。

互联网上所看到的星系基本上都是螺旋星系的照片，而且都是可见光的照片。那些雄伟而杂乱的螺旋图案，是宇宙雄性因素带来的结果。而椭球星系，以及『图3』所模拟的棒旋星系主体结构，是宇宙的雌性结构，看不出丝毫的螺旋特征。它们是高度和谐文静的美丽结构。雌性结构才是万物之母。
同样地，地球上的生物圈是雄性因素对于雌性结构的和谐扰动的结果。如果地球周围的雄性扰动不够和谐，地球就成为火星，土星等等一样的没有高级生命的荒星。

6.天堂美乳和棒旋星系【7】
如果我们要研究棒旋星系的本源，那么我们必须吸取法国科学家庞加莱的教训，不要被宇宙中雄性因素的创造所迷惑。雄性因素的创造不具有和谐安静之美，给人带来杂乱的感觉。因此，我们研究棒旋星系的红外照片，或者其它长波长的照片。这时，色彩斑斓的螺旋形状的气体和尘埃基本上就不见了。所得就是棒旋星系的光滑恒星分布。此时，与正常螺旋星系不同，我们看到一个美丽的棒状结构『图3』。我们要证明，这个棒状结构也是宇宙的雌性结构。

天文学家已经发现，正常螺旋星系和棒旋星系的主体结构都还是指数圆盘。因此，让棒旋星系的图像减去该星系的指数圆盘，剩下的应当是什么呢？Jin He发现，剩下的是类似于人类雌性身体的乳房，称为双乳结构『图4』。但是，棒旋星系不只有一对乳房，通常有两对或三对近似地排成一条直线的乳房。两对或三对双乳结构跟指数圆盘加在一起，变成一个跨越星系中心的棒『图3』。


这个双乳结构也是雌性结构。它的正交曲线网（即双乳结构的血管网络），是所有的共焦椭圆和共焦双曲线。这里涉及一个猜想，希望世人能够证明这个猜想。

雌性结构的唯一性猜想：双乳结构是唯一的非轴对称雌性结构。也就是说，任何非轴对称雌性结构必是一个双乳结构，或者由若干双乳结构叠加一个轴对称结构而成。

7.美女指标
双乳结构是一个简单的函数【7】：

事实上，我们可以用中学生熟悉的方法去消灭分母中的根式，即分子分母同时乘以分母的伴式。所得结果是：

我们把上式中的指数3/4（即0.75）称为双乳结构的指标，也称为美女指标。把指标变大，比如2.00，所得是『图5』。把指标变小，比如0.50，所得是『图6』。Jin He博士设计的星系解剖软件提供了宇宙性起源的新证明：

证据B：偏离于0.75指标的双乳结构不能模拟棒旋星系的棒结构。


8.宇宙性起源的更多证据
我们知道，地球上的物理理论，都离不开物理量的单位的定义。在天文观测中，最基本的物理量是距离和大小，它们的单位是非常难以测定的。但是，Jin He的星系研究中，从来没有谈到星系的大小和距离。这是为什么呢？原来，Jin He的星系研究是基于理性结构这个科学概念，即雌性结构这个科学概念。雌性构造的本质是等比例原理。等比例原理导致的结构是一种图案，具有不同尺度相似性，不依赖物理单位的选择【7】。而天文观测的结果，证实了这种相似性：

证据C：天文观测表明，宇宙中大大小小的独立星系，都具有相同的结构，即正常螺旋星系，棒旋星系，和椭球星系三种，跟科学家所看重的空间标度无关。

虽然螺旋星系是扁平的，可以看作二维结构，但是，螺旋星系还是有一定厚度的。天文学家对于螺旋星系的厚度结构上研究的结果是什么呢？与尺标有关吗？

上面我们都是考虑面朝地球的星系照片。让我们考虑侧面对着地球的星系照片（edge-on）。用z表示跟螺旋星系圆盘垂直的方向，用r表示沿着螺旋星系圆盘的方向。天文学家发现，星系恒星密度分布的变量z和r可以分离：

因此，星系图像的光亮度沿着垂直方向的两侧是等比例分布的。这是天堂的进一步的理性证据：

证据D：把螺旋星系看成三维结构，它还是理性结构，即雌性结构。

9.蜘蛛图和星系环
我们知道指数圆盘和天堂美乳都是雌性结构。棒旋星系的模型就是一个指数圆盘与两到三对天堂美乳的叠加。这个叠加之后的结构还是雌性结构吗？也就是说，是否存在一簇正交的曲线网，使得该叠加的物质密度沿着其中任一条曲线的两侧都是等比例分布的？Jin He于2011年给出了一个判断给定结构是否是雌性结构的充分条件【8】。对于这个充分条件，目前没有系统的理论研究。我们直接对这个充分条件作数值计算。计算显示，这个充分条件对于模拟出的棒旋星系模型是近似满足的。希望更多的计算数学家或纯数学家能够进一步研究这个充分条件或提出其它的充分条件。

如果叠加结构是雌性结构，如何求出它的正交曲线网呢，正交曲线网是什么形状呢？我们知道，一个平面上的正交曲线网在任何一点处实质上就是一个沿着固定方向的十字架。Jin He于2010年给出了确定该十字架方向的代数方程，称为本能方程【9】。该方程的代数表达式是三次的，可分解成一次因式和二次因式。应用于真实的棒旋星系，我们发现，这个二次因式的判别式近似为零。因此，这个二次因式对应于本能方程的一个二重根。该二重根所代表的方向，就是星系平面上各点处十字架的方向。计算出平面上各点处的十字架，这些十字架连成一个正交曲线网，具有蜘蛛的形状（图7）。它就是叠加结构的正交曲线网，称为棒旋星系的蜘蛛图。棒旋星系的蜘蛛图，提供了宇宙性起源的又一个证据：

证据E：棒旋星系的环与蜘蛛图中的椭圆近似重合。

更多的证据参见文献【10】。

9.星系解剖软件
不仅所有螺旋星系的恒星密度分布可以用天堂雌性结构来模拟，所有椭球星系的恒星密度分布也可以用天堂雌性结构来模拟【11】。雌性结构由它的等比例正交曲线网完全决定。然而，宇宙中生命的诞生不是由雌性结构单独决定。而是由雌性结构所受到的扰动产生。这种扰动因素称为宇宙的雄性因素。这种扰动并不是任意的，而是沿着雌性结构的血管发展的，即沿着等比例曲线发展的。雌性结构的任何等比例曲线都称为达尔文曲线。

为了促进人类探索宇宙的发展，Jin He博士为大众设计了一个星系解剖的图形软件。任何人，无论是任何种族，任何年龄，任何性别都可以购买这个软件去寻求真理，去寻找更多关于宇宙雌性和雄性起源的证据。当然，也可以找到证据，证明Jin He博士的探索是错误的。在目前这种互联网信息传播无限发达的时代，阻止人类对于天堂的探索是不可能的。伽利略的悲剧是不可能重新发生的。人类通过微观世界X染色体和Y染色体的发现，找到了性物质的微观根据。如果人类通过天堂星系的研究，找到性的精神本源，那么，地球就可以真正变成人类繁衍生息的天堂，人类才可以和谐永生。

参考文献：
【1】 He J. (1997) Astrophys. Space Sci. {bf 254}, 211
【2】 He J. (1997) Astrophys. Space Sci. {bf 254}, 223
【3】 Nottale, L. “Fractal Space-Time and Microphysics: Towards a Theory of Scale Relativity” (World Scientific, 1993)
【4】 He J. (2003) Astrophys. Space Sci. {bf 283}, 301
【5】 He H. and He J. (2012), http://fqxi.org/community/forum/topic/1289
【6】 Rao Y. (2007) http://blog.sciencenet.cn/blog-2237-4331.html
in Chinese
【7】 He J. (2012) viXra:1209.0072, http://vixra.org/abs/1209.0072
【8】 He J. (2011) viXra:1103.0110, http://vixra.org/abs/1103.0110
【9】 He J. (2010) viXra:1011.0057, http://vixra.org/abs/1011.0057
【10】 He J. (2010) Electronic Journal of Theoretical Physics {bf 24}, 361.
【11】 He J. (2008) Astrophys. Space Sci. {bf 313}, 373