算術漫談:《周易》卦序與黃金分割(續七)

九數


【正見網2015年11月01日】

在儒家經學承傳中,有兩種卦象排序,具有最高的智慧。
其一為後天卦序,也叫後天六十四卦,由通行本《周易》傳出,又由其中“序卦”篇為之作注。
其二為先天卦序,也叫先天六十四卦,由北宋理學家邵雍傳出,又由德國人萊布尼茲為之作注。

這篇短文中,九數依照北宋理學家邵雍的觀點,在後天卦序與先天卦序之間,藉助一條簡單的代數定理,從置換的角度作一點計算。非常有趣的是,我們看到,兔子數列與黃金分割,又一次攜手而來。

(一)後天卦序
(1)《周易》卦序
我們記錄通行本《周易》卦序,書分上下二篇。以“上經”與“下經”標記。

上經:乾卦,坤卦,屯卦,蒙卦,需卦,訟卦,師卦,比卦,小畜,履卦,泰卦,否卦,同人,大有,謙卦,豫卦,隨卦,蠱卦,臨卦,觀卦,噬嗑,賁卦,剝卦,復卦,無妄,大畜,頤卦,大過,坎卦,離卦。上經,總計三十卦。

下經:咸卦,恆卦,遯卦,大壯,晉卦,明夷,家人,睽卦,蹇卦,解卦,損卦,益卦,夬卦,姤卦,萃卦,升卦第,困卦,井卦,革卦,鼎卦,震卦,艮卦,漸卦,歸妹,豐卦,旅卦,巽卦,兌卦,渙卦,節卦,中孚,小過,既濟,未濟。下經,總計三十四卦。

(2)序數方陣
我們將六十四卦按照《周易》卦序排列為一個方陣,每行八個卦象,總計八行。在第i行第j列處,擺放《周易》卦序中第(i-1)×8+j卦。這裡i,j在{1,2,3,4,5,6,7,8}中取值。
乾卦01,坤卦02,屯卦03,蒙卦04,需卦05,訟卦06,師卦07,比卦08;
小畜09,履卦10,泰卦11,否卦12,同人13,大有14,謙卦15,豫卦16;
隨卦17,蠱卦18,臨卦19,觀卦20,噬嗑21,賁卦22,剝卦23,復卦24;
無妄25,大畜26,頤卦27,大過28,坎卦29,離卦30,咸卦31,恆卦32;
遯卦33,大壯34,晉卦35,明夷36,家人37,睽卦38,蹇卦39,解卦40;
損卦41,益卦42,夬卦43,姤卦44,萃卦45,升卦46,困卦47,井卦48;
革卦49,鼎卦50,震卦51,艮卦52,漸卦53,歸妹54,豐卦55,旅卦56;
巽卦57,兌卦58,渙卦59,節卦60,中孚61,小過62,既濟63,未濟64。

(二)先天卦序
(1)邵雍方圖
北宋理學家邵雍,有先天六十四卦方圖傳世。
坤卦,剝卦,比卦,觀卦,豫卦,晉卦,萃卦,否卦。
謙卦,艮卦,蹇卦,漸卦,小過,旅卦,咸卦,遯卦。
師卦,蒙卦,坎卦,渙卦,解卦,未濟,困卦,訟卦。
升卦,蠱卦,井卦,巽卦,恆卦,鼎卦,大過,姤卦。
復卦,頤卦,屯卦,益卦,震卦,噬嗑,隨卦,無妄。
明夷,賁卦,既濟,家人,豐卦,離卦,革卦,同人。
臨卦,損卦,節卦,中孚,歸妹,睽卦,兌卦,履卦。
泰卦,大畜,需卦,小畜,大壯,大有,夬卦,乾卦。

(2)序數方陣
我們給先天方圖中的卦象編上序號。從左上角到右下角,逐行逐列,從01開始,到64結束。
坤卦01,剝卦02,比卦03,觀卦04,豫卦05,晉卦06,萃卦07,否卦08;
謙卦09,艮卦10,蹇卦11,漸卦12,小過13,旅卦14,咸卦15,遯卦16;
師卦17,蒙卦18,坎卦19,渙卦20,解卦21,未濟22,困卦23,訟卦24;
升卦25,蠱卦26,井卦27,巽卦28,恆卦29,鼎卦30,大過31,姤卦32;
復卦33,頤卦34,屯卦35,益卦36,震卦37,噬嗑38,隨卦39,無妄40;
明夷41,賁卦42,既濟43,家人44,豐卦45,離卦46,革卦47,同人48;
臨卦49,損卦50,節卦51,中孚52,歸妹53,睽卦54,兌卦55,履卦56;
泰卦57,大畜58,需卦59,小畜60,大壯61,大有62,夬卦63,乾卦64。

(三)置換列表
接下來,我們以卦象為橋樑,給出從後天卦序到先天卦序的置換列表。
後天卦序01——乾卦——先天卦序64;
後天卦序02——坤卦——先天卦序01;
後天卦序03——屯卦——先天卦序35;
後天卦序04——蒙卦——先天卦序18;
後天卦序05——需卦——先天卦序59;
後天卦序06——訟卦——先天卦序24;
後天卦序07——師卦——先天卦序17;
後天卦序08——比卦——先天卦序03;
後天卦序09——小畜——先天卦序60;
後天卦序10——履卦——先天卦序56;
後天卦序11——泰卦——先天卦序57;
後天卦序12——否卦——先天卦序08;
後天卦序13——同人——先天卦序48;
後天卦序14——大有——先天卦序62;
後天卦序15——謙卦——先天卦序09;
後天卦序16——豫卦——先天卦序05;
後天卦序17——隨卦——先天卦序39;
後天卦序18——蠱卦——先天卦序26;
後天卦序19——臨卦——先天卦序49;
後天卦序20——觀卦——先天卦序04;
後天卦序21——噬嗑——先天卦序38;
後天卦序22——賁卦——先天卦序42;
後天卦序23——剝卦——先天卦序02;
後天卦序24——復卦——先天卦序33;
後天卦序25——無妄——先天卦序40;
後天卦序26——大畜——先天卦序58;
後天卦序27——頤卦——先天卦序34;
後天卦序28——大過——先天卦序31;
後天卦序29——坎卦——先天卦序19;
後天卦序30——離卦——先天卦序46;
後天卦序31——咸卦——先天卦序15;
後天卦序32——恆卦——先天卦序29;
後天卦序33——遯卦——先天卦序16;
後天卦序34——大壯——先天卦序61;
後天卦序35——晉卦——先天卦序06;
後天卦序36——明夷——先天卦序41;
後天卦序37——家人——先天卦序44;
後天卦序38——睽卦——先天卦序54;
後天卦序39——蹇卦——先天卦序11;
後天卦序40——解卦——先天卦序21;
後天卦序41——損卦——先天卦序50;
後天卦序42——益卦——先天卦序36;
後天卦序43——夬卦——先天卦序63;
後天卦序44——姤卦——先天卦序32;
後天卦序45——萃卦——先天卦序07;
後天卦序46——升卦——先天卦序25;
後天卦序47——困卦——先天卦序23;
後天卦序48——井卦——先天卦序27;
後天卦序49——革卦——先天卦序47;
後天卦序50——鼎卦——先天卦序30;
後天卦序51——震卦——先天卦序37;
後天卦序52——艮卦——先天卦序10;
後天卦序53——漸卦——先天卦序12;
後天卦序54——歸妹——先天卦序53;
後天卦序55——豐卦——先天卦序45;
後天卦序56——旅卦——先天卦序14;
後天卦序57——巽卦——先天卦序28;
後天卦序58——兌卦——先天卦序55;
後天卦序59——渙卦——先天卦序20;
後天卦序60——節卦——先天卦序51;
後天卦序61——中孚——先天卦序52;
後天卦序62——小過——先天卦序13;
後天卦序63——既濟——先天卦序43;
後天卦序64——未濟——先天卦序22。

(四)置換分解
代數中,有一條簡單而有趣的循環置換分解定理。
【定理】每一個n元置換都可以寫成若干個不相連的循環置換的乘積。
對我們而言,最重要的事情,是具體的實現卦序置換的分解。我們將分解後的結果記錄如下,按循環體的長度順次排列。

(1)第一循環
後天卦序43——夬卦——先天卦序63;
後天卦序63——既濟——先天卦序43。

(2)第二循環
後天卦序10——履卦——先天卦序56;
後天卦序52——艮卦——先天卦序10;
後天卦序61——中孚——先天卦序52;
後天卦序34——大壯——先天卦序61;
後天卦序27——頤卦——先天卦序34;
後天卦序48——井卦——先天卦序27;
後天卦序13——同人——先天卦序48;
後天卦序62——小過——先天卦序13;
後天卦序14——大有——先天卦序62;
後天卦序56——旅卦——先天卦序14。

(3)第三循環
後天卦序01——乾卦——先天卦序64;
後天卦序02——坤卦——先天卦序01;
後天卦序23——剝卦——先天卦序02;
後天卦序47——困卦——先天卦序23;
後天卦序49——革卦——先天卦序47;
後天卦序19——臨卦——先天卦序49;
後天卦序29——坎卦——先天卦序19;
後天卦序32——恆卦——先天卦序29;
後天卦序44——姤卦——先天卦序32;
後天卦序37——家人——先天卦序44;
後天卦序51——震卦——先天卦序37;
後天卦序60——節卦——先天卦序51;
後天卦序09——小畜——先天卦序60;
後天卦序15——謙卦——先天卦序09;
後天卦序31——咸卦——先天卦序15;
後天卦序28——大過——先天卦序31;
後天卦序57——巽卦——先天卦序28;
後天卦序11——泰卦——先天卦序57;
後天卦序39——蹇卦——先天卦序11;
後天卦序17——隨卦——先天卦序39;
後天卦序07——師卦——先天卦序17;
後天卦序45——萃卦——先天卦序07;
後天卦序55——豐卦——先天卦序45;
後天卦序58——兌卦——先天卦序55;
後天卦序26——大畜——先天卦序58;
後天卦序18——蠱卦——先天卦序26;
後天卦序04——蒙卦——先天卦序18;
後天卦序20——觀卦——先天卦序04;
後天卦序59——渙卦——先天卦序20;
後天卦序05——需卦——先天卦序59;
後天卦序16——豫卦——先天卦序05;
後天卦序33——遯卦——先天卦序16;
後天卦序24——復卦——先天卦序33;
後天卦序06——訟卦——先天卦序24;
後天卦序35——晉卦——先天卦序06;
後天卦序03——屯卦——先天卦序35;
後天卦序08——比卦——先天卦序03;
後天卦序12——否卦——先天卦序08;
後天卦序53——漸卦——先天卦序12;
後天卦序54——歸妹——先天卦序53;
後天卦序38——睽卦——先天卦序54;
後天卦序21——噬嗑——先天卦序38;
後天卦序40——解卦——先天卦序21;
後天卦序25——無妄——先天卦序40;
後天卦序46——升卦——先天卦序25;
後天卦序30——離卦——先天卦序46;
後天卦序50——鼎卦——先天卦序30;
後天卦序41——損卦——先天卦序50;
後天卦序36——明夷——先天卦序41;
後天卦序42——益卦——先天卦序36;
後天卦序22——賁卦——先天卦序42;
後天卦序64——未濟——先天卦序22。

(五)兔子數列
在過去的算術漫談中,我們多次遇到兔子數列。
1,1,2,3,5,8,13,21,34,……
(1)逐項計算
我們用F[n]表示兔子數列的第n項,那麼有規律F[n]=F[n-1]+F[n-2],其中n為不小於3的自然數。
F[1]=1,
F[2]=1,
F[3]=F[2]+F[1]=1+1=2,
F[4]=F[3]+F[2]=2+1=3,
F[5]=F[4]+F[3]=3+2=5,
F[6]=F[5]+F[4]=5+3=8,
F[7]=F[6]+F[5]=8+5=13,
F[8]=F[7]+F[6]=13+8=21,
F[9]=F[8]+F[7]=21+13=34,
F[10]=F[9]+F[8]=34+21=55,
F[11]=F[10]+F[9]=55+34=89,
F[12]=F[11]+F[10]=89+55=144,
F[13]=F[12]+F[11]=144+89=233,
F[14]=F[13]+F[12]=233+144=377,
F[15]=F[14]+F[13]=377+233=610,
F[16]=F[15]+F[14]=610+337=987,
F[17]=F[16]+F[15]=987+610=1597。

(2)循環總和
為了書寫簡潔,我們一律只考慮後天卦序數字計算。
第一循環總和
=夬卦+既濟
=43+63
=106

第二循環總和
=履卦+艮卦+中孚+大壯+頤卦+井卦+同人+小過+大有+旅卦
=10+52+61+34+27+48+13+62+14+56
=377

第三循環總和
=乾卦+坤卦+剝卦+困卦+革卦+臨卦+坎卦+恆卦+姤卦+家人+震卦+節卦+小畜
+謙卦+咸卦+大過+巽卦+泰卦+蹇卦+隨卦+師卦+萃卦+豐卦+兌卦+大畜+蠱卦
+蒙卦+觀卦+渙卦+需卦+豫卦+遯卦+復卦+訟卦+晉卦+屯卦+比卦+否卦+漸卦
+歸妹+睽卦+噬嗑+解卦+無妄+升卦+離卦+鼎卦+損卦+明夷+益卦+賁卦+未濟
=01+02+23+47+49+19+29+32+44+37+51+60+09
+15+31+28+57+11+39+17+07+45+55+58+26+18
+04+20+59+05+16+33+24+06+35+03+08+12+53
+54+38+21+40+25+46+30+50+41+36+42+22+64
=1597

我們注意到一個非常有趣的現象:第二循環總和為377,正好是兔子數列中的F[14];第三循環總和為1597,正好是兔子數列中的F[17]。

(六)黃金分割
(1)微觀計算
我們注意到,第一循環,只有兩個數;第二循環,有十個數;第三循環,有五十二個數。比較而言,第二循環,數目適中,更容易掌握。因此,我們以“第二循環”為例,給出非常細緻的計算。

後天卦序10——履卦;
後天卦序52——艮卦;
後天卦序61——中孚;
後天卦序34——大壯;
後天卦序27——頤卦;
後天卦序48——井卦;
後天卦序13——同人;
後天卦序62——小過;
後天卦序14——大有;
後天卦序56——旅卦。

我們用Ω表示黃金比率,先建立部分與總體之間的關係式,然後解出Ω的值。控制範圍為0.617<Ω<0.619。如此,誤差一般在千分之一以內。

①履卦+艮卦+大壯+井卦+同人+小過+大有=第二循環總和×Ω,第一層次黃金分割
驗算:履卦+艮卦+大壯+井卦+同人+小過+大有=10+52+34+48+13+62+14=233,第二循環總和=377,
解出Ω=233÷377=0.6180……

②中孚+頤卦+同人+小過+大有+旅卦=第二循環總和×Ω,第一層次黃金分割
驗算:中孚+頤卦+同人+小過+大有+旅卦=61+27+13+62+14+56=233,第二循環總和=377,
解出Ω=233÷377=0.6180……

③中孚+頤卦+旅卦=第二循環總和×Ω×Ω,第二層次黃金分割
驗算:中孚+頤卦+旅卦=61+27+56=144,第二循環總和=377,
Ω×Ω=144÷377=0.3819……
然後開平方,解出Ω=0.6180……

④履卦+艮卦+大壯+井卦=第二循環總和×Ω×Ω,第二層次黃金分割
驗算:履卦+艮卦+大壯+井卦=10+52+34+48=144,第二循環總和=377,
Ω×Ω=144÷377=0.3819……
然後開平方,解出Ω=0.6180……

⑤同人+小過+大有=第二循環總和×Ω×Ω×Ω,第三層次黃金分割
驗算:同人+小過+大有=13+62+14=89,第二循環總和=377,
Ω×Ω×Ω=89÷377=0.2360……
然後開立方,解出Ω=0.6180……

⑥履卦+艮卦+井卦=第二循環總和×Ω×Ω×Ω×Ω×2,第四層次黃金分割
驗算:履卦+艮卦+井卦=10+52+48=110,第二循環總和=377,
Ω×Ω×Ω×Ω×Ω=110÷2÷377=0.1458……
然後開四次方,解出Ω=0.6180……

⑦大壯=第二循環總和×Ω×Ω×Ω×Ω×Ω,第五層次黃金分割
驗算:大壯=34,第二循環總和=377,
Ω×Ω×Ω×Ω×Ω=34÷377=0.0901……
然後開五次方,解出Ω=0.6180……

⑧同人=第二循環總和×Ω×Ω×Ω×Ω×Ω×Ω×Ω,第七層次黃金分割
驗算:同人=13,第二循環總和=377,
Ω×Ω×Ω×Ω×Ω×Ω×Ω=13÷377= 0.0344……
然後開七次方,解出Ω=0.6181……

(2)宏觀計算
①第二循環總和=第三循環總和×Ω×Ω×Ω,第三層次黃金分割
驗算:第二循環總和=377,第三循環總和=1597,
Ω×Ω×Ω=377÷1597=0.2360……
然後開立方,解出Ω=0.6180……
需要注意的是,這一組數據,精度非常之高。我們以黃金比率的近似值Ω=0.6180339來計算。
1597×0.6180339×0.6180339×0.6180339=377.00039……

由於第三循環,包含五十二個數據,計算量比較大,我們這裡就不記錄了。循環圈的數據分解,我們將在後面的續篇中給一個實例。

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