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哲学科学

 cnlmc sky 2009-09-05

哲 学 科 学

第一章 思维运动与简单形态的自然运动同气连枝

思维器官人脑是一个高度发达的耗散结构系统。所谓耗散结构,就是指当一个系统远离平衡状态时,系统通过不断与外界交换物质和能量,形成一个具有自我调节功能的稳定有序结构。平衡状态意味着不变死亡,人脑这个巨系统显然是处于非平衡状态。它通过血液循环,新陈代谢同人体其它部分交换物质和能量,使整个思维结构系统处于相对稳定的有序之中,担负起思想认识功能。

简单形态耗散结构的自组织现象——伯纳对流花样:把盛于一平底容器中的液体从底部均匀加热,温度梯度小时没有对流,热量仅靠传导方式传递。当温度梯度增加到某一特征值时,对流突然发生,并形成很有规则的对流花样。从上往下俯视,上许多正六角形,中心液体往上流,边缘液体往下流。这是一种很有规则秩序的动态结构。对流开始前是一种稳定态,温度梯度达到特征值时,原稳定态丧失稳定性,出现新条件下的新稳定态。失稳点叫做临界点。从分子角度看,临界点之前的稳定相对于临界点后的稳态是混乱无序的,在临界点上发生有序程度的突变,这种突变是自发进行的,因此称为自组织现象

伯纳实验证明,自然界本身就有自我组织的能力。一个耗散结构,只靠与环境交换物质和能量,并无谁来发号司令,系统就能自我组织和自我完善,进化成更加有序的新系统。人的思维也是耗散结构,思维运动的高度自组织性,思维进程的井井有序,同这种最低级的耗散结构的自组织现象是一脉相承的,只不过人类思维的自我组织、有序的程度,比伯纳花样的自组织水平要高超得多!而人脑的认识功能也只不过是这种低级耗散结构不断进化而成的高度完善的自组织功能和有序功能。

第二章 思维运动的时空动作与简单形态自然运动的时空动作

伟大的哲学家康德指出,思维头脑认识到的时间和空间,不是自然界本身存在的时间的空间,而是人的头脑中的一种感觉形式,我们要想确定事物之间的上、下、左、右、前、后关系,首先在头脑里就得有上、下、左、右、前、后的空间观念,否则就不能分别事物之间的这类关系;同样,要想确定事物之间的同时或者继续的时间关系,思维头脑里就得有同时或者继续的时间观念,否则也不能分别事物之间的这类关系。由此看来,我们思想中的时空与人脑耗散结构的运动形态有着必然联系。所以思维认识到的时空只能与思维的运动形态相对应。

既然人认识到的时空与人脑耗散结构的运动形态对应,那么广义地说,花草鱼虫认识到的时空,也应该对应于它们各自的耗散结构运动形态,这样可以一直追踪到那些最简单的具有自组织现象的耗散结构,让我们看看它们的时空观念是怎样的。

简单形态耗散结构的时空花样(贝洛索夫——扎包金斯基化学钟实验):将Ce2SO43 KbrO3CH3COOH2H2SO4和几滴氧化还原指示剂混合搅拌后倒入试管中,便出现振荡。溶液颜色周期性地由红(CC3+)变蓝(Ce4+ ),就象时钟的钟摆一样发生规则的振荡,这种现象被称为化学钟或化学振荡。花样是在反应物浓度达到特征值时出现的;若继续供应反应物,花样可以维持稳定。这种往复振荡动作,就是这个耗散结构能够理解到的时空。

那么我们高度自组织的思维耗散系统对应的时空,与这个最低级自组织的耗散结构的时空动作有何关联呢?

现在让我们就把自己的思维头脑当成一个一般的耗散结构,这个思维耗散结构有自组织现象和化学钟现象。在思维结构自组织的过程中,很多很多的功能动作要完成,而这样繁多的功能动作都将不可避免地同化学钟动作纠缠在一起,耗散思维结构在完成繁多的功能动作的过程中,也将这种往复振荡动作完成得炉火纯青。因此,耗散头脑不得不把这种往复运动动作当成它的一套最基本的规定动作,久而久之,这种动作就被习惯化。终于,在耗散结构漫长的演变中,进化成一个能在极短的瞬间完成各种快慢程度往复运动的特殊结构。这个特殊结构的功能就是习惯化地完成瞬间各种快慢程度往复运动动作,也就是思想中的时间感觉。当我们看到两个事物同时发生时,思维耗散结构里在极短的瞬间完成了两个快慢程度相等的往复运动动作,这样的习惯化的简单自然动作就对应于思维中的同时概念!

难道思维头脑非得完成这个化学振荡动作不可吗?不妨假设耗散结构里没有象化学钟一样的往复运动,物质的运动一去不回头、不反复,永远向前,那么哪里又有相对稳定性呢?更无法产生稳定的结构体。因此,意指往复运动的化学钟动作对于稳定结构的耗散系统来说是必不可少的。

思维中的空间动作与思维时间是不可分割的。

贝洛索夫——扎包金斯基试验是只有一个化学钟的耗散结构,但是我们思维头脑里的化学振荡可是多得数不清,而且这些往复运动动作纵横叠错。也许正是由于这些化学钟进化成复杂多样的排列,才使得思维系统拥有复杂多样的功能。在自然漫长的进化中,终于产生出一个能够在极短的瞬间完成各种方向做各种幅度往复运动的特殊结构。这个特殊结构的功能就是习惯化地完成瞬间各种方向、各种幅度往复运动动作,也就是思维中的空间感觉。当我们看到两个事物沿相同的方向运动时,思维耗散结构里完成了极短瞬间两个同向往复运动动作,此习惯化的简单自然动作对应于思维中的同向概念。而思维耗散结构里的等长概念,则对应于极短瞬间两个同幅度往复运动的习惯动作。

思维耗散系统的时间结构实际上是反映了物质运动度的规定性,而空间结构则反映了物质运动量的规定性。时空不可分割的统一正好是物质运动的度和量的统一。抽象意义的物质被认为具有运动属性,而时空只是这种物质运动的产物,并不是物质运动的条件。就是说,时空隶属于(或包含于)物质运动。当大自然进化出做化学振荡一样的往复运动的耗散结构后,耗散系统才能自觉到它的稳定性生命的存在;有了往复运动这样的相对稳定运动,也就有了时间。因此时空仅仅表示被定语限定的相对稳定的运动,时空只是抽象的物质运动大沙漠里的一块绿洲!如果物质的运动没有稳定性,不可捉摸,那么也就没有时间可言了。

一个不做规则的往复运动,漫无规则游荡的物体,时间对它来说就如同没有一样!

自然界的最简单、最基本的规则往复运动乃是圆周循环运动,它是稳定性运动的老祖宗,也是时空动作的根源!随着耗散结构的进化,系统的稳定运动的层次进化提高,那么系统的时空动作感觉也要随之进化。

第三章 思维中的四种习惯动作(概念)

——动量、力量、能量和勇量

第一节 运动形态的层次 

为了方便地讨论思维中动量、力量、能量和勇量这几个概念动作,需要借用一个数学式子定义:

SK = D/m

SK 取名为时空品质,D表示物体结构系统运动形态的具体规定,叫做运动度;m是物体系统含有此种运动形态的多少(或大小),即物体结构的量。请您注意,这三个符号都是指的同一运动形态层次的物体结构系统。

那么上式的含义是:物体系统里的运动度、量规定此系统的时空动作,换句话说就是某一层次的相对稳定运动形态对应于某一规格的时空动作。

接下来让我把SK的量纲用 /   表示,m 的量纲暂时沿用千克(下文还要专门解释)。现在来做几点讨论:

一、假定SK 的量纲为 m/s ,运动度 D 就是物体系统的动量 mv 守恒,运动形态就是动量形态。这种物体系统处于平衡的惯性运动之中,无始无终,无生无息。我们可以联想惯性定律。

因此,我们头脑里的动量概念对应于思维结构里的惯性运动动作,即习惯化的匀速直线运动动作。物体的动量实质上是物体处于匀速直线的运动形态。

二、假定SK 的量纲是 m ·m/s ,运动度 D 就是系统的角动量 mvr 守恒。此种运动形态乃是非稳定运动,系统不呈现时间变化的规则性,而只与空间位置有关。我们可以联想测不准关系:

mv · x ~  h 

但是这种非稳定运动形态仍然呈现出概率统计规律,因为它具有向稳定形态进化的趋势。

三、假设 SK 的量纲是 m/s2 ,运动度 D 就是系统的力量 mv2/r(或KMm/r2)守恒,运动形态就是力运动形态,可以联想作用力反作用力定律。

此种稳定运动对应着万有引力作用的稳定时空,物体系统呈现出圆周(椭圆)运动的稳定结构。这个稳定时空是一个圆周平面时空,用一个时间坐标和一个半径坐标就可确定系统内的运动规律。请联想我们的家乡太阳系。

我们思维中的万有引力这个概念,对应于思维耗散结构里的习惯化圆周循环运动动作。并非物体受到神秘的向心力的作用,才使得物体做圆周运动,而是因为自然界存在圆周循环运动形态,才导致思想结构中产生了万有引力这个概念动作。上文已经说过这种稳定的圆周往复运动乃是时空的根源。

四、设SK 的量纲为 m2/s2 ,很明显运动度 D 表示机械能 mv2 守恒,运动形态就是能量形态,系统处于一种新的平衡状态之中。

思维中的机械能概念,对应于思维耗散系统里在匀速直线运动(惯性力ma)的方向上移动一段距离的运动形态,即习惯化的惯性力做功动作就是思维中的机械能概念。一个物体克服阻力做功,这个物体损失了一部分能量,说明这个物体通过给其它物体施加惯性力的过程,把这个物体的能量运动形态退化成这个物体的惯性力运动形态。这个过程,物体自身要损失运动,根据运动不灭,损失的运动必然转移到其他物体,简单理解就是物体把能量传给了其它物体,但这忽视了物体自身运动形态的退化,这种自身运动形态的退化乃是物体为什么要做功的原因。

思维中的惯性力概念,对应于思维结构里习惯化的匀变速直线运动动作。同样,并非物体受到神秘的惯性力作用,才使得物体做匀变速直线运动,而是因为自然界有了匀变速直线运动的运动形态,才导致思维结构中产生了惯性力这个概念。运动形态从动量形态进化到力量形态,产生出万有引力概念动作;从能量形态退化到力量运动形态则导致了惯性力概念动作。

五、假设 SK 量纲为 m ·m2/s2,运动度 D 表示系统的能量只与位置有关,不呈现时间规律性。此运动形态是一种进化了的非稳定形态。可以联想隧道效应正是量子力学中能量随机现象的例子。此形态仍然可以继续进化成新的稳定运动形态。

六、假设SK的量纲为 m2/s2/s ,运动度D表示能量形态又呈现时空规律性,这是一种进化了的稳定形态。联想电磁能量波正好满足麦克斯韦方程组。那么与此运动形态对应的时空是电磁作用的稳定时空,可用一个时间坐标,一个电坐标和一个磁坐标描述系统的运动规律。这种新的稳定时空是两个正交平面振荡的时空动作,请联想电磁波的几何图景。我们应该注意到时空动作从万有引力作用的一个平面圆周循环运动动作进化成电磁作用的两个正交平面振荡动作。振荡动作和圆循环动作都是往复运动,但振荡动作显然较之圆周循环动作更为进化。

我还注意到了当运动形态从力态进化到能量态时诞生的机械能,而当运动形态从电磁稳定形态退化成能量形态时则被当作电磁能。设想比电磁形态更高层次的运动形态退化到能量形态,那么就是我们思维头脑中的所谓化学能、核能、生物能等等诸如此类的概念习惯动作。

此种电磁作用的运动形态系统呈现稳定的结构,联想电子的稳定结构,电子绕核运动轨道虽然不同于地球绕日运动轨道的经典稳定性,但这正好说明从万有引力形态进化后的电磁形态结构的高层次复杂性。

第二节 思维中重叠着的时空感觉

我们的思维耗散结构里的时空动作当然要比上文中提到的两种时空优秀,但是我们的慧眼却只具有观察以上两个时空的功能,所以我们的科学实验只能观察到上述六种运动形态,而利用具有更高运动形态层次的思维结构的认识功能,思维系统就能够认识到这些可被观察的运动形态的较正确的规律。请回想物理学史上的牛顿经典力学、玻尔兹曼经典统计学、麦克斯韦电磁学、爱因斯坦相对论以及玻尔——海森堡量子力学。现在我们来看看在认识以上六种形态的自然现象的过程中,思维耗散系统里干了些什么?

在第一节中已经谈到过动量、力、能量都是自然界呈现的某些层次上的运动形态,而与此对应,在思维结构产生了相应形态的习惯化概念动作。SK=D/m ,这里由于SKDm 都是指同一种运动形态而言,同一种运动形态的时空品质、运动度和运动形态的量,这就造成了不识庐山真面目,只缘身在此山中的局面。而当我们把m 的单位定为千克时,实际上是规定了力这种简单的运动形态的量的大小或多少。因为无论是引力质量还是惯性力质量,都是力的质量;有质量的系统就有力(起码有万有引力),而没有静止质量的东西我们还没有深刻的认识。思维系统之所以把力这种运动的形态的量规定下来,是为了进行比较研究,把其它几种运动形态的量(如动量、能量等)与力这种运动形态的量相比较;就是说以物体结构合力这种运动形态量的多少为参照物,来规定物体含其他运动形态量的多少。如动量、能量等都是利用力——质量来计算的。

运动形态的比较研究也使得引力时空和电磁时空重叠贯穿起来,成了一个以往人们把它当作客观存在的时空框架。不仅如此,而且把各种运动形态当成了时空中的客观存在。因此,思维头脑里的时空感觉把各种层次运动形态的时空动作重叠在思维系统的最高层次形态的时空动作里。更复杂的运动形态包融了简单形态的运动,所以简单形态的时空动作重叠在进化而成的复杂时空动作里。

智慧惊人的爱因斯坦教授,独具匠心地感觉到了时空与物质运动的关系。他的狭、广义相对论讨论了时空与动量运动和力运动的关系,但是由于当时系统论哲学思想尚未深入人心,所以他无法进一步地认识到时空与运动形态的关系。他仍然是一位运用思想认识功能的巨匠,他为后人研究思维铺平了道路!

现在我们来理解一下光速不变原理。千克质量是指物体含力这种运动形态的量的多少,有这种质量的物体结构都有力的作用,那么没有千克质量的物质浑沌就应该没有力的作用,实质上是没有力这种运动形态。这也很容易解释:只有当动量运动形态进化成稳定圆周循环的向心引力运动形态时,才有与力这种形态对应的思维概念动作,同时就有了相对稳定的结构体,那些没有进化成结构体的浑沌运动,其运动形态层次低于力形态,当然这样的浑沌就没有千克力质量。于是我们得出了这样的结论:传递万有引力、电磁力的浑沌没有结构实体,没有千克力质量。

当一个物体从运动的汽车上扔出时,根据伽利略惯性定律,物体要以汽车的速度惯性运动,请注意此时我们是在考查物体的动量运动形态。但是当光源坐上汽车时,我们研究光速是在考查高层次的电磁运动形态,高层次的电磁形态当然不遵守低层次动量形态服从的惯性定律。这就是所谓的光速不变原理。由此可见划分运动形态层次,可以给我们带来方便。

让我们再来看看爱因斯坦说的引力质量与惯性质量相等。当我们在地球上指定一个金属体为1千克,然后用天平把其它物体同此金属体比较称量时,地球在旋转,这两个物体都处于万有引力形态的旋转运动之中;而此时假设天平平衡,然后突然移走天平的托盘,则此二物体都要做匀加速直线之下落,故此二物体又处在惯性力运动形态之中。天平平衡的过程既利用了两物体的万有引力形态又利用了惯性力运动形态,所以天平上的两物体不仅万有引力质量相等,而且惯性力质量也相等。 

第三节 挣脱能量守恒定律之束缚

原子核的所谓核子力,被称为强相互作用,是一种超短程力,至今仍没解开这个核力之谜。最优秀的物理学家爱因斯坦,以他举世无双的智慧和勇气,开创了一条追求大统一场理论的道路,企图不解剖重叠的时空而统一本体时空中的三种基本作用力存在,这当然是不可能的,但是应该永远纪念他的勇气!

我们的慧眼只有观察六种运动形态的功能,而思维系统凭借它更高层次的运动形态认识到了这六种形态的规律。但是自然界的运动形态远远超过了我所知的这几种,对于超过电磁形态的运动,我们的劣眼就无法完成它的观察功能,无法为思维头脑提供正确的信息。于是大脑结构就无法认识这些更高层次的运动规律了。因此眼睛的功能限制了我们思维认识的进化。

让我们把对时空品质的讨论继续下去,SK = D/m

这里m 不再是千克质量,而是物体结构含运动度 D 的多少。

七、假设SK的量纲为m3/s3。让我把这种运动形态叫做勇态,运动度D表示勇量守恒。这是一种比能量守恒更加完美的平衡状态。

哲学抽象意义的物质运动被我分成汉语意义的四个阶段,先有动,力克之,能克力,勇克能;或者说动态生力态,力态生能态,能态生勇态。

八、假如SK 的量纲为 m ·m3/s3,此乃是勇态情况下的非稳定结构系统。这种运动形态较之二、五形态具有更加深奥的非决定性(概率性)。

九、假如SK 的量纲为m3/m4,运动形态就是核子的强相互作用,与此运动形态对应的是强相互作用的稳定时空。此种时空有三个正交平面振荡,用一个时间坐标和三个强相互作用坐标即能描述系统的物理规律。大概这样的时空习惯化动作更加接近于思维大脑里的时空感觉。

核力是由三个平面相互作用合成,电磁力只由两个相互作用合成,故核力比电磁力强大得多。更精确地说应该是勇态胜过电磁形态。当然,勇态运动系统不必再受能量守恒的约束,我们只有这样考虑问题,核力才不显得那么神秘莫测。试想,如果思维运动仅仅只与一般物体一样遵守能量守恒,只与简单形态的运动法则一样,那么它又怎么能够认识和驾驭这些简单的自然运动呢?

我认为特异功能者可以驾驭勇量运动形态,特异功能者拥有更优秀的慧眼时空!

原子弹的爆炸声是对性善论的讽刺,思辨中对称的善恶判断很容易把人搞糊涂,使问题陷入狭隘的主观的二元矛盾循环。

现在让我们来解释质能方程:E=c2m。质量亏损时,表明质量结构的力运动形态退化成了无质量的浑沌;由于原来的质量结构里具有电荷能运动形态,因此这种退化过程也表现为电花能量结构的退化。虽然一定的运动形态可以退化,但组成物质的浑沌运动不能消失,所以现象上表现为猛烈的浑沌爆发,如同一般情况的能量释放。于是我们只能将电磁能量以及核能与这种质量消失联系了,而联系因子c2正是体现了浑沌的性质。因此质能方程的含义,并非质量这种东西转化成了能量这种东西,而是物质结构的力运动形态和能量运动形态退化成动量形态的过程中,物质浑沌的运动不灭!由上可见,在质量和能量的小圈子里容易造成狭隘的循环,只有把它们置于更大的系统里才会茅塞顿开。

假如自然不仅给予质量湮灭的机会,而且也允许运动形态从低层次发展到高层次的话,难道不正是进化和有序度增加吗?让我们来看看热力学第二定律:

dS = dQ/T ≥0

温度T表示分子的平均平动能,可以理解为分子系统一个状态的能量。所以当一个热力学系统增加dQ 的能量时,这个系统增加的能量状态数为dQ/T。熵增加原理是指:当一个系统从外界吸收能量时,系统的状态数越来越多,混乱度越来越大,系统将走向无序。由此而导致的热寂说乃是哲学家和物理学家们最伤脑筋的事情。

可是现在当我们走出了能量守恒的城堡后,就会豁然开朗。当耗散系统与外界交换物质和能量时,实质上是在同外界环境交换运动,虽然可以使系统的能量状态数增加,但是系统也可以进化或说自组织成比能量形态更高层次的运动形态。新产生的更高层次的运动形态结构相对于能量运动结构更加有序,而不是混乱度增加,这是已被动植物界进化证实了的事实。所以,热力学第二定律是静止在能量运动形态层次上研究系统的运动变化。

我以为普利高津教授所说的负熵乃是虚构的,是对热力学第二定律的数学修补。而耗散结构理论中的进化系统论思想将会发扬光大! 

第四章 浑沌——自从盘古开天地

宇宙万物从何时何地而来?

万物相对于人的思维时空始于何时何地?

盘古开天地,万物始于浑沌!

由于详细设想所谓原始浑沌的演化要画很多图,这不符合自然哲学的习惯。因此我们还是借助于象形文字简单说明一下。先作几点原则规定:

甲:浑沌浩瀚无垠

乙:浑沌各向同性

丙:浑沌无力、能量这些稳定结构运动形态

下面是一些基本问题的说明:

场:浑沌以太运动形式,是稳定结构以外的浑沌运动。

引力子:以太径向冲撞一个旋转圈。若用一仪器接收引力子(或引力波),将只有力的效应,没有能量效应。广义相对论预言的携带能量的引力波不存在,因为引力只有一个平面循环运动,而电磁能量波有两个正交平面交替振荡,引力波与电磁能量波具有质的区别。(万有引力不做功,无能量)

电子:引力子旋转圈再作转动,如同赤道向南北极转动。这个模型可以解释静电斥力。电子结构具有两个正交旋转面。

质子:电子基础上再作一次旋转,是围绕三个正交旋转面高速转动的动态结构。此模型可以说明质、电引力。质子、电子的时空不同步导致了量子几率分布。没有与电子相对称的正电荷,我们认为质子带正电是因为把电子能量运动形态与质子勇量形态中包含的(重叠进去的)能量运动形态相对称。

光子:电子的两正交振荡平面规则变换,其周围的以太质就是光子。因此光子无实体结构。

以上问题尚有待更深入研究、说明。

——原稿大约于1988-1989年间写成,本版主于200031制作WEB-PAGE时略做修改。

 

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