这是一篇中学生都理解的人类历史性重要论文。
请帮忙翻译成英文，至少是把择要部分翻译成英文，谢谢！！！
The Structuring Force of Natural World
自然结构的形成力量
--献给2011年自然灾害的受害者
择要
：11年前，我提出了螺旋星系的物质分布是理性的建议，即星系平面上存在一簇特殊的正交曲线网，恒星密度在任一条曲线的两侧的值的比例沿该曲线是恒等的。这种曲线网称为等比曲线网。我还建议，星系的旋臂及环是对理性结构的扰动。为了取得最小的扰动，旋臂及环作为扰动波沿着正交或非正交等比曲线传播。棒旋星系由指数圆盘和星系棒构成。我以前证明了指数圆盘及星系棒的组成成分即双柄结构都是理性结构。最近，我还证明了理性结构的正交等比曲线网满足一个一元三次代数方程。基于这些结果，本论文最终通过图像的方式，给出了棒旋星系整体理性结构的正交等比曲线所具有的形状。也就是说，用上述代数方程的解去计算一个“径向”变化率函数，用这个函数去画一个图像（图像的明亮度对应于函数的数值），该函数的等值线（即图像的等亮度线）就是星系的闭合的正交等比曲线。这个图像称为棒旋星系的“菜篮图”。“菜篮图”的进一步研究，对于星系是否起源于理性力量的问题，必将提供一个最终的答案。1.
自然结构的起源The origin of Natural Structure我从
为什么星系结构的研究非常重要呢？印度政府科技部长给我的信件作出了很好的回答：“事关你写给印度总理先生的信和你的书《尘埃和人性的宇宙起源》。我们读完了这本书，该书强调，人类必须宣传尘埃和人性的宇宙起源的科学知识，从而减少普罗大众由于无休止的好奇心和神秘感，所带来的痛苦，进而解决当代社会面临的各种问题和全球危机。”
人类生活在相互关联且异常复杂的自然环境中。而人类的复杂情感，又促使人类制造出了众多非自然的复杂产品。以至于现代人类几乎忘记了自己是生活在一个自然界中。人类史无前例地破坏了自然环境，而没有充分认识到其危险性。虽然现代人观测宇宙的手段空前高明，却失去了古人类尊重大自然的宗教般的情感。
这一切问题的根源，是因为科学家只是对于电磁力和原子核力有比较完整的理解。但是，这些力根本就不是自然界物质结构形成的力量。科学家已经证明了，一个只有内部电磁力和原子核力相互作用，与外界独立的物质系统，将趋向于宏观物质密度均匀分布的状态。这就是熵增加原理。而自然物质结构所表现出的恰恰是非均匀但有序的状态。这就是说，人类到目前为止，根本就没有找到自然结构起源的科学真理。
既然微观世界以及生物尺度的宏观世界里，人类的能力只能测量出电磁力和原子核力的影响，那么我们可以观测认识更大尺度的宏观世界。更大尺度的相对独立的物质系统，只能是星系。在星系这种大尺度的物质结构形成过程中，电磁力和原子核力的影响是非常次要的。因此，认识理解星系结构的形成机制，是人类找到自然物质结构起源真理的基础途径。
2000年夏天开始了星系结构的研究。至今快11年了。我提出了星系结构理性起源的设想。非常幸运的是，现在这篇文章，为这一设想奠定了最后的基架，同时给出了星系图像分析的一种完备程序。我们知道，星系图像是视觉的，而本文提供的程序也完全是视觉的。因此，普罗大众都可以参与星系结构理性起源的验证。我相信，不远的将来，星系是否起源于理性力量的问题，必将有一个最终的答案。2.
2.1
星系所表现出的结构，是物质密度不均匀分布的结构。相对独立的星系，其物质密度分布都是简单有序的。因此，找到星系物质密度分布的统一的基础规律，就意味着找到了星系起源的力量。
星系结构产生的力量The Structuring Force of Galaxies星系结构简介及其研究方法人类所依存的星系，称为银河系。
宇宙中存在无数的星系。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（不考虑星系中心的三维凸球）。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。螺旋星系都是扁平的形状。螺旋星系的主体结构就是一个轴对称，密度沿矢径方向指数减少的圆盘。称为指数圆盘。跟椭球星系不同，螺旋星系明显遭受着波动一样的扰动。扰动形成螺旋形状的旋臂。这就是螺旋星系名称的由来。事实上，螺旋星系的指数圆盘能够跟棒状的附加结构共存。螺旋星系只有两种。存在附加棒结构的称为棒旋星系。棒旋星系的本体结构就是指数圆盘与棒结构的复合结构。没有棒结构（即本体结构就是指数圆盘本身）的简单星系称为正规螺旋星系。互联网上有很多星系照片，不要被彩色照片迷惑。有些人不知道颜色的本质是什么。颜色的本质是不同频率或波长的光。一个物体的形状或照片，本质上就是到达你眼中的，源于该物体表面的光的分布。即光的颜色及其强度随物体表面各位置的变化图案。波长较长
本文只研究
螺旋星系。因为螺旋星系是一个扁平的形状，我们就用平面上的二元函数r (x,y)
来表示
（1）螺旋星系的物质密度分布，即恒星的密度分布。现代科学家摄取的照片，基本上都是数码照片。因此，一个面朝地球的螺旋星系的长波长照片，本质上就是一个与物质密度成正比的数字矩阵：r (i,j)。矩阵的大小，跟数码照片的分辨率有关。用这个矩阵去画一个图像（图像各点处的明亮度对应于矩阵中位置的数值），就是对应星系的照片。2.2
自古以来，人类就不知道独立的自然物质系统所遵从的密度分布是什么。科学家研究一个平面独立物质系统的密度分布，只能是研究密度分布的等值线，即密度值相等的点在平面上连成的线。古代人研究数学，就是这样的水平，只能研究代数学，不能研究变量。自从十七世纪牛顿和莱布尼茨发现了研究变量的微积分思想后，数学研究取得了革命性的发展。回到星系，我要研究物质密度的变化，因此，我考虑的不是数值，而是数值的变化率。通过平面中的任何一点，有无穷的方向，沿每一个方向，都可以计算物质密度的变化率。星系物质密度变化的规律，必定是这种变化率所具有的某种不变性质。我提出了一种简单的不变性质。从一点出发的无穷方向中，假设存在两个相互垂直的特定方向，且考虑沿这两个特定方向的物质密度变化率。我假设每个点都存在两个相互垂直的特定方向，因此，从每个点出发都可以计算两个特定方向的物质密度变化率。事实上，我考虑的不是r
理性结构的定义及棒旋星系的组成成分(x,y)的变化率，而是它的对数值f(x,y) = ln
的变化率，称为对数密度分布的变化率。这样的话，从函数
(r (x,y)) 2）f(x,y)的无穷种可能的变化率函数中，我们只是得到两个函数，u(x,y)，v(x,y)，分别记录着沿这两个特定方向的变化率。由于这些方向连成平面上的平行曲线簇，两个相互垂直的特定方向就连成两组相互正交的平行曲线簇。我所假设的星系物质结构不变性质就是：这两组曲线簇，分别地就是这两个函数u(x,y)和v(x,y)的等值线。即f(x,y)沿任一曲线的法线方向的变化率，沿该曲线是不变的。这就是我的螺旋星系理性结构的概念。本论文的主题就是用菜篮图直观地给出其中一支闭合的曲线的形状。理性结构
螺旋星系的指数圆盘就是一个理性结构。它的正交等比曲线网有无穷簇
的定义（参见文献【1】）：平面上的对数物质密度沿其中任一条曲线的法线方向的变化率，沿该曲线都是不变的。这样的曲线称为等比曲线。这样的正交曲线网，称为正交等比曲线网。这样的物质密度分布r 。其中的一簇是极坐标曲线网，由所有以星系中心为心的共心圆和所有发自星系中心的径向射线组成。对数密度f(x,y)沿共心圆的法线方向的变化率记做u(x,y)，称为径向变化率，其等值线是所有共心圆。对数密度f(x,y)沿径向射线的法线方向的变化率记做v(x,y)，称为幅向变化率，其等值线是所有径向射线。由于指数圆盘是轴对称的，幅向变化率v(x,y)恒等于零。指数圆盘的其它无穷簇正交等比曲线网都是由螺旋曲线组成的。由于指数圆盘的对数密度跟矢径r成线性关系，可以证明，这些螺旋曲线都是等角螺旋曲线，即螺旋曲线的切线方向总是跟当地的发自星系中心的径向射线成相同的夹角。由于指数圆盘的对数密度的梯度值是常数，沿等角螺旋曲线的法线方向的变化率沿该曲线当然是不变的。等角螺旋也称为黄金螺旋或对数螺旋。非常巧合的是，天文观测表明，任何正规螺旋星系（即本体结构仅仅是由指数圆盘组成的简单星系），它的旋臂都是等角螺旋。