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2010-02-10  渺尘

认识、物质描述与时空


认识、物质描述与时空

 

摘要:本文首先通过对人的认识特点的讨论,得出只要我们对物质世界的描述能在实践中始终带来正确的结果我们便认为描述是正确的,但这种认识描述往往存在假象,而且由于信息来源的限制由于信息来源的限制,我们可能永远无法知道某些假象的存在。然后在此基础上讨论了什么是时间、空间。
关键词:认识;描述;时间;空间

前言

 

牛顿认为宇宙是三维的,时空是绝对的。爱因斯坦认为宇宙是四维的,时空是相对的。而弦论者认为宇宙是十维,甚至是十一维的,时空是不连续的。那么我们应如何理解这些观点呢?如何认识各种宇宙及时空理论不管是对哲学还是对其它科学的发展都是极有益的。
物质世界首先是客观存在的,然后是被人认识、描述的,时间、空间都是人对物质世界的描述。人对客观世界的认识、描述必然会受到人的认识特点的影响,因而要讨论清楚时空就不能不讨论人的认识特点对描述客观世界的影响。
在宇宙是无限的前提下,信息来源及认识特点的限制,决定了人对物质世界的描述永远只是宇宙局部的某些时空层次上的某些物质的某些运动。这些描述只要始终带来正确的结果,人便会认为,这一认识是对客观世界的正确描述。我们不可能知道我们的描述是否与真实的世界完全一致,当然也无这个必要,只要我们的描述能在实践中始终带来正确的结果。
对客观世界的一种描述是对它的一种对应转换,对客观世界可有多种转换(描述)形式。也就是说对一运动可有多种描述方式,这些描述能被实践修改与证明,描述的目的和标准是实践。相对论、弦论都是对物质世界的一种描述。
根据以上的认识,本文对物质世界进行了一系列的讨论,得出了许多具有启发价值的结论。本文主要是从人的认识限制方面来探讨人对物质世界的认识的。

人的认识限制

 

一、信息来源的限制。
人只能通过感觉器官直接感知作用变化,我们是用运动(空间与时间)来描述这些作用变化的。人直接感知的只是那些对人的生存可能具有重要意义的运动。由于人是自然选择的结果,因而,在进化到人的过程中,如果某些运动信息,人即使不能感知它们,仍能生存与发展,人便可不通过进化获得这些感知能力,事实上有许多信息人不能直接感知到,如中子、一些频率的声波等。
运动信息的来源限制着人的认识描述。人直接通过视、听、触……等来获得信息,每一种获得信息的方式都只能获得某些物质的某些运动的信息,那么人直接获得的信息就受到携带信息的物质运动及信息的转换方式的限制,同时也受到人的感觉及反应特点的限制。如人的视觉能感知桌子的形状,而不能感知它的气味。
人能在其它物质的帮助下(如仪器)通过信息转换间接获得信息。虽然这种方式能极大的增加我们的信息来源,但它仍受到时空及物质性质的限制,比如我们通过望远镜所能获得的宇宙天体的信息。这些被转换的信息的来源,可为一切能与人认识的这个物质世界相互作用的一种或多种物质的某些功能的变化(信息在转换过程中可变换传递的物质),如我们现在所知的光学望远镜、电子显微镜以及生物科学中的染色等对信息具有不同的转换方式,电子显微镜在通过电子转换信息后还得通过光的转换才能被我们所感知。
我们在考察事物时有两种方法,一种是收集事物的某些运动自然产生的信息,一种是收集事物被刺激后而产生的信息。事物产生的信息受到事物的性质及所处环境、时空的限制。产生的信息在传递过程中可经过多个转换过程,在某些情况下我们不可能也没有必要了解到每个具体转换过程,如何通过信息了解、描述事物的某些功能,以更好的实践才是我们的目的。也就是说在信息转换过程中,我们获得的信息也受到了限制。本段的观点我们可容易的在人类对宇宙的研究中找到实例。
综上所述,由于信息来源的限制,人永远只能了解宇宙局部的某些时空层次上的某些物质的某些运动功能(前提是宇宙是无限的)。
二、思维的限制。
人通过思维来对收集的信息进行处理、加工,加工的结果受到思维习惯的影响(限制)。
我们用描述指导实践,用实践来验证描述。如果在实践中描述始终能带来“正确”的结论,那么我们便习惯性的认为这一描述是正确的。就让我们来考察这一过程。显然,判断描述的正确与否需要我们收集信息,那么收集信息及对信息的感受与处理都受到上文所述信息来源的限制,同时,我们实践的时空也受到限制。那么,存在这种情况,即在我们认识的物质及时空范围内,用一描述指导实践,虽然能得出这一描述是正确的,但如果扩大信息的来源,提高人的认识精度及解除人认识的一些限制后,这一描述就有可能与实践不符。(这样的例子在历史发展中多次出现,如牛顿运动定律在微观及高速运动的物质世界出现的问题)。通过以上的论述可知,现在人的一切“正确认识”都只能说在我们现今的认识范围内及目的条件下是正确的,当我们扩大认识范围及改变目的条件的情况下这些认识可能就是错误的,对于一些没有经过实践应用的认识描述,则更应认识到它可能是假的。即在我们的认识中可能存在一些认识假象,包括一些习惯性认识(如空间认识)。
在人类不同的历史发展时期对物质世界有不同的描述,每种描述都与当时人类的实践相适应。那么,物质世界的本来面貌是那样的?由于信息来源的限制,我们可能永远无法知道!当然我们也没有必要一定知道,只要我们对物质世界的描述能在实践中始终带来正确的结果便可以了。

一些认识或假设

 

我们对客观世界的描述正确吗?是否存在假象,有无其它的描述?
一、时间、空间是什么,下面的一些假设有助于我们的认识。
假设用一超级计算机模拟一静止的物质集合,它与宇宙中的物质存在一一对应的关系,每个物质都只包括三个基本属性,这三个基本属性的关系就如我们表示宇宙空间的三个常量之间的关系,我们用运动状态来描述一物质的三个属性在某一刻的值。这一物质集合中,物质的三属性与我们宇宙中的基本物质的空间位置存在一一对应的关系。所有物质的三属性前一刻的运动状态决定了任一物质的三属性后一刻的状运动态,这种关系是规律(本文的规律指一物质前一刻运动状态与后一刻运动状态关系的描述)决定的。前一刻决定后一刻,后一刻再决定它的后一刻……,这样不断发展下去,模拟物质的三属性便处于不断的变化之中,这种变化应能与我们宇宙中对应的物质的空间变化相对应。这里的模拟描述只有三属性及前一刻运动状态、后一刻运动状态,但这些描述应能描述到这群物质属性的所有变化。在这群物质的属性相互作用变化过程中会出现生命吗?我想既然它模拟了我们的宇宙,那么应能出现与我们一样的生命,而且它们应有与我们一样的时空观念,也就是说只用物质的三属性及描述各运动状态的先后关系的规律就能描述我们的宇宙。
那么我们是什么,空间、时间又是什么呢?通过上面的讨论可知空间可能是物质属性的反应,我们对空间的固有认识可能只是对物质属性的一种描述,时间是规律的必然产物(我们可先规定,多少个有先后关系的运动状态为一时间标准,然后通过比较得到时间的长短)。既然时间可能由运动状态比较而成,那么空间与时间可能都是不连续的,但我们无法证明它。
如果这些物质还有其它与三属性不同或相同性质的属性呢?我想会出现四维或更多维的空间!
二、一些假设、认识描述。
由于用空间和时间能完整的描述物质的运动变化,因而根据人的认识特点,我们可规定描述运动状态最原始的参量是空间和时间。
物质世界可分为两大集合。1、是与我们了解的宇宙物质永远毫无作用。2、是与我们了解的宇宙物质存在作用。“1”情况对于我们是毫无意义的,本文讨论的为“2”情况。
我认为对物质运动状态最原始的描述为空间与时间,引进afm等概念能更好的描述物质的运动状态,a可直接由物质空间、时间的变化获得。如果规定两基本物质相互作用时f的大小相等,同时规定一基本物质的m为一数值,则可规定fma,通过ma/a2m2=1,能得出另一基本物质的m值(当然如果我们规定f大小不相等也可以,但这样不符合我们的认识,也不利于我们的认识),则通过类似的方法能得到所有物质的m
下面的有些假设、认识有可能不存在,但它们有助于解放我们的认识。
在我们所认识的宇宙这个空间层次范围内,物质之间的f大小相等方向相反、能量守恒。那么在另一宇宙的空间层次下,基础物质两两之间的作用特点可能为:它们之间的f的夹角为0360度中的任一个角度,而且可能处于不断的变化中,f的大小为从0到无穷大,也可能处于不断的变化中(在这里我们可以构建黑洞模型)。那么在这一空间层次下具有相似作用的物质相聚,具有各种作用特点的物质形成不同的聚集体,各聚集体之间又形成更大的聚集体,如果一个聚集体的能量守恒它存在的时间可能更长。
如以物质K(它不属于我们现在所了解的物质,它具有特殊的运动功能)为认识外界的信息来源(光是人类认识外界的主要信息来源),以它的运动来确定长度及直线标准,并与我们所认识的空间进行比较,那么有可能出现这些情况,一些我们以前没发现的空间被发现或一些空间发生了空间弯曲、缩小、扩大、甚至丢失(因我们的标准也发生了同样的改变,如当光子通过一空间时为直线运动,而K通过时为曲线运动则我们可认为空间发生了弯曲),在这一标准下一些电子所占据的空间可能超过整个银河系(电子是对具有电子属性的物质的描述,这些物质可能存在我们没发现的其它属性),而整个银河系可能只有某个电子那么大小。那么毫不夸张的说,我的手掌在以某些物质的运动为标准的情况下,可能比我们现在所了解的宇宙还大。如果这样的情况存在,就为我们远距离宇宙探索提供了理论基础(将来,信息从地球到其它星系可能只要几秒钟),不管怎样,未来绘出的物质分布图及宇宙航行都必须有一个统一的时空标准。
如果以我们的时空为标准可能存在宇宙级的生命、原子级的生命、其它空间的生命……。但我们要发现以原子尺度为宇宙的生物,通过现有的手段可以说是不可能的,我们可以想像如果宇宙级的生物要通过宇宙级的物质作为信息来源发现我们有可能吗?

后记

 

本文的讨论有助于我们对时间与空间的认识,也有助于我们对当今出现的众多的基础物理理论的理解,如相对论、弦理论等,它们都是对物质世界的一种描述,在研究它们时我们不应追究谁描述的是物质世界的真正面貌,而应探讨谁以正确、合理的方式描述了物质世界(正确、合理的描述在实践中始终带来正确的结果)。

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