现代的杨辉三角和宋代时的杨辉三角。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,仅仅是数学方面就不下十个:自然数集、素数、二项式、11的N阶幂、2的到N阶幂、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。
这二者究竟是怎样的关系呢?
在杨辉三角中,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。同时,第4层底层数量10的中心出现了数1,随着层数的增加,中心分别会出现第三斜列的三角形数列。即是说,从第四层起,中心又复现了从0层开始的迭代。另外,第四斜列的四边形数列的1、4、10这些数,对应了自然数整数列所在层之上所有的数的和。如,自然数整数列的1对应四边形数列的1,2对应的是四边形数列的4,以此类推。其表示的是第1层之上的所有层的总数是1,第2层之上的数量是4,等等。
杨辉三角只是棱形锥体的一个面,只是投影了内部数据信息。就相当于是对一个锥体做了一个侧面的透视。
这之中,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,把杨辉三角中的数作出更完全地发展,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。
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种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,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。这就像做数学应用题时套公式一样。
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、六十四卦。
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。
当观察锥体多面,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到十,之后的11开始,都可以看作是对1到十的重复迭代。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。
这就像一个圆运动一圈一样,这个圆一圈是360度,是2π。如果用极坐标来表述自然数,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,从零到1的弧度是57.3度,从1到2的弧度也是57.3度,以此类推下去。
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度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,形成很多数字序列的形状,螺旋,直线等。以6为例,六支数列螺旋。从0考察,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、 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”的数字图形。
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)。《中华文明的数、数形、数模》中提及一个杨辉三角只是实物四面体的一个面,如果采用Ah (l k)的方式,就会发现实物在坐标中实际是有四个面的。所以,阿基米德螺旋线在立体极坐标中对称的。如此每一圈螺旋都是h层面的一次上升。阿基米德螺旋就是顶视图上的平面的体现,同时它还会呈现立体性。
在顶视图上,以原点为中心,以等差1的同心圆方式向x,y轴外扩展。意味着 Ah(l k))中的h,也从坐标原点处实现扩展, 其层次也同步提升,实现等差为1的增长。
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,实现了应用性的开拓。
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列对应各层,从第10层之后的位置来观察,会看到第10层底部的三角形。这些每层都有的三角形全是锥体内切而成的。当取两条对称的阿基米德螺旋线时,发现二者相互“缠绕”,并且都会套在每一对应的圆形层面内。根据前面所述的八卦内生的特性,分别取第3、6、9层的圆面,对比简洁度,还是在第3层的图形最简洁明了。
在这一层顶视图上,可见从0开始而来的阿基米德螺旋,就像从平面中心开始的螺旋运动,由此立体的阿基米德螺旋就投影转换为了平面上的螺旋运动,结果就是构成了阴阳合体的太极。
,