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E3:引力佯谬

 崇武大地飞歌 2011-12-30
引力佯谬
作者:常朴子    文章来源:本站原创    点击数: 106    更新时间:2007-12-23

引力佯谬是德国天文学家西利格尔在1894年首先提出来的。这个佯谬和光度佯谬一样存在着共同的矛盾,它是经典宇宙学无限论的一种直接结果。这种理论认为:

1、宇宙空间是欧几里得空间,而且是无限的;

2、宇宙中存在着无限的恒星,宇宙中物质密度处处都不等于零;

3、万有引力定律在宇宙中普遍适用。

这些假定使我们自然而然地得了如下结果:引力在宇宙空间的每一个点上都呈无限大,无限大的引力作用于任何物质,因而每一个物质都要获得无限大的加速度。但是,事实上在天文学的观测上并不存在这种现象。这个事实和宇宙学推论的矛盾就叫作引力佯谬,也称作西利格尔佯谬。因此,有人认为,宇宙不是无限的,而是有限的,若坚持宇宙的无限模型,必然陷入不可克服的矛盾,不然,就要彻底地否认万有引力的普遍性。

孙显元在《现代宇宙学的哲学问题》一书中认为,沙立叶所提出的等级结构宇宙模型,不仅是消除了光度佯谬,同时也是消失了引力佯谬一种尝试。但是,这个模型虽然后来又得到了其他天文学家的改进,但它仍然包含着不少逻辑的矛盾。例如:假定一个以尺为半径,质量为M的任何一级天体系统,R是至这一天体系中心的距离。根据万有引力定律,在天体系统中心,引力根据万有引力定律,在天体系统中心,引力势等于零;在无穷远处,引力势也等于零;在天体系统的边界上,引力热(g)达到了极大值:

式中g是引力常数。在其他方向,引力势则同距离有关。如果在天体系统内部,即当 r≤R时,引力势则为:

如果在天体系统外部,当r≥R时,引力势则为:

若存在着无限个等级的天体系统,任何一点的引力势的极大值,则是所有的天体系统所贡献的引力势的总和:

这是一个无穷级数。为了消除引力佯谬这个数必须是收敛的,其和应该等于有限量。为此,后一项必须不小于一项,以至最后一项为零。

引力势为零这意味着什么呢?这就是说在宇宙空间的无限远处,当引力势为零时它的物质密度也为零。如果宇宙是无限的而且不出现引力佯谬,那么必须以宇宙中物质的平均密度为零为条件。如果物质平均密度为零,这就意味着无限的宇宙是一个绝对虚空的世界,那么,空间也就不再是物质存在的基本形式了。不仅仅如此,它还要迫使人们承认:宇宙也不是客观存在着的物质世界,连物质都没有了,还有什么世界呢?

无论是光均佯谬,还是引力佯谬,都是由制定宇宙的无限模型所引起的矛盾,只要承认宇宙是无限的,而且已知的物理定律具有普遍的有效性,那么,就难以消除光变佯谬和引力佯谬,因此,不少人就由引起提出了一个尖锐的问题:要消除宇宙学佯谬,必须承认宇宙的有限性。

其实不然。在宇宙中,无限性兴不仅表现为空间的广延性和时间的持续性,同时也表现为物质和运动形态的多样性。如果在宇宙中的物质运动,也具有无限多的具体形态,那么除引力之外,自然还有其他的多种形态;而且各种不同的运动形态,都应该是互相转化的,就是说,引力可以转化为其他形态的能量,光辐射也可以转化为其他能量的形态,这样,引力或光度趋向于无穷大的佯谬就可以克服了。事实上在微观世界中引力已经不再扮演着能量的主要角色了,甚至可以完全忽略它,我们是否可以这样想,宇宙系统的引力场对于宇宙中的物体的作用是有限度的。也就是说,宇宙物体越大就越是显示出引力场的作用力。但我们不能因没直接地见其引力场的作用就否定这种作用力,因为它对大的宇宙体系的作用因而形成了1天体的被作用力,这怕就是月亮围绕地球、地球围绕太阳以及银河系围绕河母系、河母系围绕始前系的根本原因。这种设想如同我的意识可以作于四支及行为,却不能作用意识本身和产生构成意识的一切因素的道理一样;意识虽然可以使成千上万亿个细胞在行为中运动起来,但却不能使一个细胞或很少细胞反映于一件被作用的因素。这种推想仅仅可以作为宇宙学思维的参考,并不能代替科学的任何答案。也就是说,它表现出的是一种思路,而并非是一种我们渴求的实质。是否存在这样的可能:在宇宙中,进行着迄今我们尚未来认识的能量转化过程和能量形式;正因为存在着这些过程,宇宙学理论的近似性所造成的,因而不能把否认宇宙的无限性作为消除光度佯谬和引力佯谬的唯一出路。

如果我们承认宇宙是无限的,我们就必须承认宇宙存在着无限的自然规定和自然之解。现在我们的宇宙模型则都是对于有限宇宙的描述,用这一描述来说明无限性必然要导致出不可解决的矛盾。所以,我们认为一切宇宙模型都是认识的历史产物,它是对宇宙的一种近似性的反映,以人类有限的生命制造出一个取得绝对真理权的无限宇宙模型是永远办不到的。例如,我们以最大努力推想出了我们的宇宙是由始前系为中心而建立起来的一个庞大的宇宙体系,那么,在这个体系之外,无疑还存在着无数的这样的体系,同时还有和我们的宇宙(正物质)相对立的反物质宇宙,它们也是无限的。这一切是怎样构成?是否我们的宇宙,还被更大的宇宙体系所作用?我们是无法得到真理的答案的。对于这种种问题,我们也只能以思维的自由性根据宇宙规律OYS进行推想。

象人类的生死一样,也象宇宙物质和运动规律一样,无限本身就是矛盾,如果我们要消除这种矛盾,就必然导致更多的无法消除的矛盾。如果我们要给出宇宙以模型就必须对无限加以矛盾地思考,这样,我们就有可能使矛盾对立而又统一,如果对宇宙不加以矛盾的思考,反而会导致出宇宙的不真实性。所以,我们认为OYS思维是宇宙的思维,它不仅反映出了矛盾,而且还反映出了矛盾的统一。现在我仅仅只是把这种思维方式提供给大家,并以真诚之心渴望它在宇宙学中,以及日常生活中得以广泛的应用,服务于我们人类社会。

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