大科学

科学世界的十二大猜想

提出问题比解决问题更重要，我们在大众创业万众创新的时代感召下，根据

描述大自然的分形几何的相似性原理、科学规律普适性原理以及类比科学研究方

法，提出了光化反应决定植物静和动物动、动植物体内常温核反应、大陆漂移学

说本质、催化剂作用本质、蚕豆和蓑衣草等植物茎不呈圆形、第一推动、分形几

何与物质能量信息、肩周炎病因和中医以形补形科学原理、人种、创办刊载科技

创意杂志等十二大猜想。

标签：万众创新;科学猜想;第一推动;分形几何;毛线团理论

时代需要万众创新，我们如何创新呢？提出猜想，求证猜想。科技孵化园如

此，风投公司如此，自然科学、社会科学、哲学研究也莫不如此。古有嫦娥飞天

今有宇宙飞船上天，《西游记》中有孙悟空吹猴毛变出若干孙猴子现实中有克隆

动物、植物;数学界有成为定理的费马猜想、卡塔兰猜想、庞加莱猜想，有的被

验证为错误的欧拉猜想、冯诺伊曼猜想，还有一些正在验证过程中如黎曼假设、

周氏猜测、孪生素数猜想、哥德巴赫猜想等;爱因斯坦的相对论、李政道和杨振

宁当初提出的宇称不守恒等本质上都是后来才被证实的猜想;中国梦、共产主义

也是需要我们求证的猜想。1905年是爱因斯坦奇迹年，2015年能否为中国ppt演示文稿 奇迹

年？根据描述大自然的分形几何的相似性原理、科学规律普适性原理以及类比科

学研究方法，我们有下面的十二大科学猜想。“想象力比知识更重要”是爱因斯坦

名言，“提出问题比解决问题更重要”是我们的科学信念。哪怕只有一个猜想有意

义，也是科学界了不起的大事。

1光化反应决定植物静和动物动的猜想

光不可能只偏爱植物，而无视自然界的精灵动物和人类。植物的光合作用仅

产生的是“静物”淀粉和氧气，而对动物和人类而言的光解作用产生的是具有较大

推动力的“动物”激素和信息。植物的光合作用仅是化学反应能量不高，植物不靠

外力永远走不动;动物和人类的光解作用相当于“核反应”，产生的能量、信息巨

大，动物和人类有了内生动力而能行走。春光明媚时动物和人类都活跃起来，光

照

影响鸡产卵，北极妇女在漫长的冬季黑夜中不排卵、不受孕等都是很好的例

证。

植物光合作用的研究也是经历了漫长的过程，从1771年英国科学家普利斯

特利开始发现，到1864年德国科学家萨克斯和1880年德国科学家恩吉尔曼。动

物和人类的“光解作用”原理也值得好好研究。

2动植物体内常温核反应的猜想

无论是核聚变还是核裂变都伴随着新元素的产生，可否反过来说有新元素产

生的地方就有核反应？动植物生长过程中有新元素产生吗？若有，则意味着动植

物体内有常温下核反应，原理怎样？其前景可想而知。

3大陆漂移学说本质的猜想

德国科学家魏格纳创立的大陆漂移学说，表明地球在不断长大，地球也可能

由固体行星变成类似木星、土星的气体行星，乃至能变成发光发热的恒星。从而

宇宙天体与任何生物一样，也是有生命的，有出生、幼年、青年、壮年、老年到

死亡的生命歷程。行星是宇宙天体的青少年时期，恒星是青壮年期，黑洞是死亡

期。

4催化剂作用本质的猜想

构成宇宙的三大要素是物质、能量、信息，催化剂在化学反应中既无物质参

与，也无能量参与，一定是信息参与，犹如信念对人的“催化”作用。或者按分形

几何的理解，物质、能量、信息都具有一定的结构，催化剂具有恰到好处的耦合

作用，像媒婆一样只起撮合作用，并不参与反应。

5蚕豆和蓑衣草等植物茎不呈圆形的猜想

植物地上茎多数是圆柱形，唯独蚕豆、益母蒿、薄荷、夏枯草等植物的茎都

是四方形。植物茎长成三梭形的也不少见，如大家熟习的蓑衣草，它的茎就是三

梭形的，其截面是标准的等边三角形。

是环境因素，还是基因因素？把这些怪物拿到外太空微重力环境的空间站去

种植，试一试，这些方形、三角形的茎会变成圆柱形吗？“橘逾淮北而为枳，环

境异也”的现象会不会在它们身上产生？看看太空还能改变些什么？孟德尔研究

小小豌豆得出有关遗传的大学问，我们能否研究出蚕豆、益母蒿、薄荷、夏枯草、

蓑衣草等中蕴藏的大学问？

6第一推动的猜想

苹果砸醒了牛顿，但牛顿却迷惑：天体的运动是由万有引力与上帝的“第一

推动”（类似于人造卫星的发射）共同作用的结果？现代人否定了牛顿关于上帝

的“第一推动”，却请来了来自于宇宙大爆炸的“第一推动”。最近，德国海德堡大

学的宇宙学家克里斯托弗.维特里希（ChristofWetterich）又否定了宇宙大爆炸。

果真如此吗？

6.1橡皮轮子为什么会转起来？

<E：＼123456＼中小企业管理与科技上旬刊201510＼1-297＼

>

图1

“如图1，在一个轮子上套上一根橡胶带，然后把这个轮子放到一个功率大

的灯泡边，轮子就会不停地转起来。这是什么原因呢？

当灯泡加热轮子周围的橡胶时，橡胶带受热收缩（不像金属及一般物质那样

受热膨胀），因此使轮子的质心从轴移到偏离轴、靠近灯泡一边国外博士 ，由于灯泡是放

在轮子旁边（不是下方），所以在重力作用下，轮子转动。转动后，轮子上橡胶

继续加热，而其他部分则冷却，于是质心又发生偏移，所以可以不断的转动。

这是一种热作用和重力作用下转动的热机。当然，如果橡胶带不是受热收缩，

而是受热膨胀，同样会转动，只是方向相反而已，橡胶带的作用是有弹性，所以

当某一部分收缩（膨胀也一样）时，橡胶带的质量分布会发生移动。”

6.2地球为什么会转起来？

依据橡皮轮子转动原理可知，地球受太阳光照射时，也会产生热胀冷缩，同

时，地球分别受月球和太阳的万有引力的作用。因此，地球的自转是在太阳光照

射下的热胀冷缩和来自于月球、太阳万有引力的合力共同作用下形成的。地球不

像上图中的橡皮轮子已被固定，为此地球的自转必然带来绕太阳的公转，且由于

作用于地球的万有引力主要有太阳和月球，而不是其中一个，才导致地球公转轨

道是椭圆而不是圆。6.3太阳为什么会转动起来？

依据地球转动原理可知，太阳既受来自银河系中心能量的影响，又受太阳系

内所有其它天体和银河系中心天体万有引力的合力的作用，从而产生转动。其它

天体的转动可以类推。

6.4推论

①宇宙有一个中心能量发射区或吸收区，可冷可热;

②太阳系中，金星自转方向与其它行星相反，只因为金星表面物质热缩冷涨

而已;

③日食出现时，地球的转动速度会变慢。

7分形几何与物质能量信息的猜想

<E：＼123456＼中小企业管理与科技上旬刊201510＼1-297＼

>[图2毛线团理论结构图]

万事万物都有一个源头，世界的源头是物质、能量与信息。若能把源头的三

要素统一起来，则能统一一切科学理论。用懂得大自然的分形几何的数学手段，

将物质、能量、信息分解为分别具有2至3维结构、1至2维结构、1维及其以

下分数维结构的几何空间的性质。分形结构的分数维度能解释世界的复杂性（宇

宙的空间维度就有无数多个，而不是3个，也不是10个或11个），分形结构的

自相似性能解释科学规律的普适性，分形的自仿射性可解释非线性，分形结构的

转换可解释物质、能量、信息的互通互换。分形的维数，决定了事物的结构，也

决定了事物的一切属性。分形理论应用于物质、能量、信息世界，犹如元素周期

律应用于化学世界。物质、能量、信息组成的结构层次犹如毛线团，故此命名为

毛线团理论。

“非线性现象的普适性，是学科交叉可以获得实质性进展的重要基础。不少

科学工作者已经取得这样的认识，到21世纪，各门类科学，各层次的分类学科

将不断地交叉，同时又加速地综合，自然科学与社会科学进一步结合并定量化，

而科学理论也将高度数学化。”北京师范大学前校长，方福康教授如似说。最具

有普适性的数学是什么呢？曼德耳布罗特创立的分形几何。分形的基本特征是自

相似性、自仿射性、不重复性和其维数不必为整数，这与欧氏几何中研究的几何

结构的维数都是整数这一点完全不同，但分形的这种怪异性质在大自然普遍存

在，近几十年来，分形几何已渗透到了物理、化学、生物、地球科学、天文物理、

社会科学等多学科领域中，显示出强大的生命力。分形几何无疑将是研究非线性、

复杂性现象的最佳数学手段，既可定性研究、也可定量研究，实在难得。分形几

何超越欧氏几何，就好比相对论超越牛顿力学。

目前，学科理论的综合性越来越强，但已有的综合理论又不够完善。相对论、

量子力学把宏观世界与微观世界完全割裂开来，全息理论只能定性研究不能定量

研究，超弦理论以及相关的M理论的创立者也许根本不了解分形几何，他们的

思维仍局限于线性思维，认为宇宙由十维或十一维的弦组成，他们根本就没考虑

到宇宙中还有分数维。但这些前沿理论无疑也给了我们启发。相对论认为，万有

引力来源于空间结构的弯曲，那物质、能量、信息也可能与空间结构有关;相对

论还认为，物质、能量是互通的，那更进一步说，物质、能量、信息也应是互通

的，这一点在全息论中有体现。弦理论认为，构成世界的基本元件是“只有长度

而没有其他线度，象是一根无限细的弦的这样的东西”，还认为宇宙除3维空间

和1维时间外，其余六、七维是卷曲起来隐藏着的。恰好我们认为，这被卷曲的

维就是除欧氏几何中的一、二、三整数维外的分数维，应有无限多个维度。复杂

性、非线性才是世界的本来面目，因为不同维数的分形结构代表了不同事物的结

构，也决定了不同事物的性质及状态。

更进一步说，物质、能量、信息是有一定分形维数的空间结构的性质。物质

是具有分形维数大于2而小于3的空间结构的性质，能量是具有分形维数大于1

而小于或等于2的空间结构的性质，信息是具有1维到0维间的空间结构的性质。

依据分形几何，结构是可转换的，那么物质、能量、信息也是可转换的。不同维

数的信息的不断积累，到1维以上就呈现出质的变化，而呈现能量特征;

不同维数的能量的不断积累，到了2维以上3维以下，就呈现出

物质的特征。信息是最基本的组成单位，物质、能量、信息三者可

相互轉换，但必须有能量这个中间环节。这与物质固、液、气的三相变化相

类似，只是因为分形维数的变化才导致了物质、能量、信息的三种表现状态，以

及因为分形维数的变化导致了他们的性质变化。

根据以上一些观点，现分别解释和预测一下物理、化学、生物和生命科学、

天文、医学、社会科学等领域中的一些问题。

7.1在物理学方面的应用

①量子力学中提到的“虚粒子”不可测，且在特定条件下，虚粒子也可转化为

实粒子而被探测到，这种“虚粒子”可理解为仅有1维及其以下维数的线性或点性

结构的“信息子”，不像2维以上的平面、立体结构易探测。

②量子力学中的所谓的“真空不空”，就是信息、能量、物质相互转换的结果。

③微观粒子中，无静止质量的表明其分形结构低于2维，无体积可言。

④波粒二象性和量子发射的不连续性可解释为，低维空间结构的不稳定性，

探测到1维及其以下的结构显示出波动性，探测到1维以上的结构为粒子性，且

由于粒子性和波动性的转化而导致量子发射的不连续性。

⑤爱因斯坦把万有引力解释为时空弯曲而导致的结果，其实可用分形结构的

不同来解释所有的四种力——分形结构的不同而导致的结果，且力的交换是通过

物质、能量、信息的交换来完成的，即通过改变分形结构或者说分形维数来完成

的。

⑥弱相互作用宇称不守衡，是未考察到信息的作用，若加上信息作用，一样

是守衡的。

7.2在天文学方面的应用

①美国太空探测系统，WMAP探测结果认为，宇宙中包含的一切物质中，

原子占4%，23%为冷暗物质，73%为暗能量，这很可能是不同分形结构或不同

分形维数表现出的物质、能量、信息的不同分布的真实反映，宇宙中居支配作用

的还是那看不见的信息。②神秘的黑洞可解释为看不见的信息的集合体的综合反

应，黑洞不是有“霍金辐射”吗？那正是黑洞的信息转化为能量和物质的结果。

③宇宙的本质是“无中生有，有归于无，”若用一个公式来表示就是Si=0

可用分形数学来证明。

當i=0时，即把宇宙看作是零维空间，即看作一点，其面积、体积均为0，

Si=0成立;

当i=1时，即把宇宙看作是无穷长的一条曲线，其面积、体积均为0，Si=0

成立;

当i=n时，即把宇宙看作多维空间，可用分形数学，把宇宙分解成一条周长

无穷长的皮亚诺曲线或表面积无穷大的西尔平斯基海绵，其体积仍为0，Si=0成

立。

④宇宙大爆炸的本质是信息、能量、物质相互转化的相变过程。

7.3在化学方面的应用

①门捷列夫提出，元素的化学性质随质子数的增加而呈现周期性的变化，可

能是分形自相似性的表现，即分形结构中的维数相近而呈现出性质相似的状态。

元素性质是外层电子数决定的，也可说由原子表面分形结构决定的，同位素的性

质不一样就是因为其分形维数不一样。

②宇宙早期中存在大量的氢，表明氢原子的分形维数是很低的。元素性质越

稳定其分形维数越大，性质越不稳定的元素其分形维数越小。放射性元素的原子

核内部分形维数应相当小。

7.4在生物和生命科学中的应用

①在生物进化过程中，信息尤其是环境信息起着重要的推动作用，生物的突

变也主要是适应环境的突变，准确地说是环境突变

的信息促进了生物的突变。在某种程度上说，外因的作用超过内因。

②生命、人的思维、意识是一定的分形结构发展到一定分形维数的必然产物，

或者说是信息占有量达到一定程度的必然产物。

③人体中大量的“垃圾”DNA，很可能就是人类智慧的附产品，动物体内的“垃

圾”DNA就少得多。

④用物质、能量、信息间的关系原理，可很好解释达尔文的进化论学说。

7.5在医学方面的应用

①中医经络理论可由物质、能量、信息的相互作用得以解释，那看不见、又

不可用现代仪器探测，但确实又起作用的经络和“元气”，就是信息。

②解释中、西医学的不同，西医主要讲物质和能量，中医还讲信息的作用。

③精神与免疫的本质，就是通过信息作用，改变能量与物质。

④通过表面分形结构的研究，探索病情、病理及治疗措施，发展医学和养生

学，因为一切内部变化都将促进表面分形结构的变化。

7.6在社会科学中的应用

①认清信息的本质，不是“虚物”，而是具有一定分形维数的“实物”，丰富信

息论。

②物质与精神是不同分形结构的产物，在一定条件下物质与精神是可以互换

的。

③科学规律的普适性，可用分形的自相似性解释，结构相似，分形维数相似，

其性质和特征必然相似。

④自然和社会中的“自组织”现象，就是信息、能量、物质间的相互作用，从

而达到一种稳定分形结构的现象。

⑤全息论中的“重演律”，可解释为分形结构在变化过程中，必然会出现与历

史相似的结构，或者说相近的分形维数，这就出现了所谓的“重演”。即任何创新

必定是在原来基础上进行的。

⑥量变与质变的原理、自然中的相变原理均可认为是分形维数变化到一定数

值时，产生的分形结构变化。

⑦毛线团理论还可广泛应用于管理学中，物质是前面1，能量（感情）是后

面0越多越好，信息（信念）是后面1，形成10000……1管理哲学，乃至更具

广泛意义的10000……1哲学。

⑧从哲学层面看，毛线团理论既是认识论（分形结构决定一切事物的性质），

又是方法论（通过分析分形结构研究世界）。

7.7在前沿学科中的应用

①相对论论证了物质与能量是等效的，促使了核能源的产生。毛线团理论认

为，物质、能量、信息都是等效的，可为新能源的理论基础。

②毛线团理论还可作为干细胞作用的理论基础。

③广义相对论在大爆炸或者说黑洞处失效的原因，大爆炸前的“奇点”可看作

0维空间，一切均是“无”，包括物质、能量、信息。而黑洞可理解为全是“信息”，

这不是相对论研究的范围。

④质子有超长寿命，可能是因其分形结构的维数接近“3”，但就不可能等于

“3”，纯平滑的立体空间是没有的。只要其分形结构不等于“3”，任何粒子均要衰

变，包括质子。只是因为质子是原子的内部结构，原子分形结构的变化是表现在

表面employer 的电子上，由此内部的质子衰变很慢。要是将原子剥开，质子衰变就会加快。

⑤最近科学家测得引力的传播速度是光速的1.06倍，可解释为引力的传播

媒介是信息，反过来说，信息的传播速度高于光速。这并不违背相对论，信息不

是传统的物质概念，它是不具有面积和体积的线性结构。宇宙学中的所谓“虚时

间”和“虚质量”以及“量子瞬间转移”、“量子纠缠”等，最终将落实到超光速的信息

上来。

⑥最近，在日本工作的一个国际科学家小组发现了68个“怪异”的“介子”，

表明微观粒子层出不穷。更进一步说，根本就没有基本粒子，微观粒子有无限多，

这是“毛线团理论”的一个推论，有无限多个分形维度就应有无限多个微观粒子。

⑦毛线团理论可作为研究纳米技术的基础理论，纳米材料的表面分形结构决

定其性质。

⑧运用分形几何中分形维数决定分形结构，继而影响事物性质的原理，研究

相变的数学理论，以此为契机，加大分形几何的应用研究。如，超导体和超流体

的分形结构研究。

⑨利用物质、能量、信息相互作用原理，研究我国古文化中的诸多神秘现象，

从而焕发我国古代科学的青春。

8肩周炎病因和中医以形补形科学原理的猜想

传统理论认为，引起肩关节周围发炎的原因很多，一般来说，肩部外伤和肩

部活动减少、肩周围软组织退行性改变、肩关节周围韧带和肌腱等的长期劳损、

心理因素等均可引起肩关节周围软组织急、慢性无菌性炎症反应等。但我们认为，

引发肩周炎的主要原因还是长期侧卧睡觉。为什么肩周炎的病人几乎是四五十岁

以上的中老年人？为什么肩周炎的病人总保暖图片 是一侧重、一侧轻？这就是长期侧卧睡

觉挤压的结果。凤凰中医频道宣传的以形补形的案例，核桃酷似大脑，番茄酷似

心脏等，另外传统中医也有以形补形的理论。以形补形有科学道理吗？我们在《分

形几何与物质能量信息的猜想——科学世界十大猜想之七》中提出的毛线团理论

认为，物质、能量、信息与分形几何的结构是一致的，即表面结构的相似性意味

着分形维数和性质的相似性。

9人种的猜想

现有理论认为，起源于非洲的黑色人种最早。果真如此吗？从光学知识来看，

白色可分出赤橙黄绿青蓝紫来;无论何种肤色的人种，老年的一个重要标志是满

头白发;就黑、黄、白三个人种来看，一般来说黑种人体力旺、黄种人温情、白

种人更理性，这与人的个体成长规律（由体力、情感再到理性）是一致的。能否

据此猜想：白色人种最古老，黄色人种次之，黑色人种最年轻？

10开辟科技界的星光大道——创办刊载科技创意杂志的猜想

小米手机的快速发展，很大程度上是利用了互联网思维，利用小米粉丝的建

议，进一步促进小米手机的技术创新和功能的日趋强大。科学的发展也可借鉴这

种发展模式。而在科学的发展史上，由于所谓的严格审稿制度，多少科学创新的

火花被浇灭。在技术领域有科技孵化园，在科学领域也应有相应的科学孵化园

——科技创意杂志，为全民科技创意活动推波助澜，不分男女老少民族与国家，

搭建科技草根与科技精英同台竞技的舞台，激发万众创新的热情，为建设创新型

国家、创新型社会、创新型世界添砖加瓦。

世界有一流的纯科学《科学》、《自然》杂志，也应该有一流的科技與人文融

合的《科技创意》杂志，以此来落实“提出问题比解决问题更重要”的科学理念。

科技界的“亚投行”必将催生更多的科技大腕，说不定以具有“道生一，一生二，

二生三，三生万物;人法地，地法天，天法道，道法自然”科技思想的道家始祖老

子命名，涵盖自然科学、社会科学以及哲学的世界级科技大奖也会应运而生呢，

从此老子奖与诺贝尔奖日月同辉也不是不可能。

科技界不可能有永远的霸主，《科技创意》杂志就是要让科学与民主生根开

花，并结出硕果。

11人死亡前回光返照的猜想

人死亡前生命体征增强的“回光返照”现象如何理解呢？人的生命体征一般

包括事务所实习报告 身体机能、情感、意识三部分，当身体机能弱到一定程度（临近死亡）时，

处于向外发射状态的情感、意识所具有的能量就会回收，从而增强身体机能，即

所谓的“回光返照”。

12中医五行学说的猜想

中医认为，红色补心、黄色补脾、青色补肝、白色补肺、黑色补肾，这与不

同颜色的光是不同频率的电磁波、不同频率的音乐可以花圈挽联 医治不同的疾病、不同频

率的音乐可以让不同的动植物较快生长等现象一样，是具有科学道理的。不同颜

色的食物具有不同的分形结构，其性质也会不一样，药性也会不同，这也叫对症

下药。

科学研究就是要有“大胆假设”的勇气和“小心求证”的智慧。

参考文献：

[1]任伟德.漫游物理天地1[M].重庆：重庆出版社，1999：34.

[2]晨风.德国科学家驳斥大爆炸理论：宇宙并未膨胀.新浪科技，

/d/2013-08-16/093186.2013-8-16.

[3]吴振奎.分形漫话[J].读者，1998（10）：44，45.

[4]方福康.21世纪100个科学难题[M].长春：吉林人民出版，1998：787.

黄明林（1967-），男，四川蓬溪人，四川省大英县中等职业技术学校，特级

教师，本科，主要研究方向：科学与人文。

黄点点（1993-），女，四川大英人，四川郫县郫筒镇晨光社区大学生志愿者，

本科。