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大统一的物理世界

 心住至善 2014-06-09
  我想知道上帝是如何创造这个世界的。对这个或那个现象,这个或那个元素的谱我并不感兴趣。我想知道的是它的思想,其它的都只是细节问题。

--爱因斯坦

  当代物理学有两大难题。一个是极小的物质基本结构问题;另一个是极大的宇宙生成问题。现代物理学的飞速发展,极大地扩展了人们的视野。现在,我们对物质世界的认识,从宏观方面,深入到了150亿光年的距离和150亿光年的时间;从微观方面,深入到了10-15厘米和10-23秒,空间和时间的尺度已相差40个数量级。然而,物理学家们却发现,宇观世界和微观世界的广度和深度是无限的,尽管在这两个物理前沿上不断有新的发现与突破,但这里一些最基本的问题却远远没有得到解决。

  今天复杂的物理世界,在绝大多数物理学家看来,是由一种特殊的规则造就的,这就是虚空中一个奇点的大爆炸,世界中所有的物质和能量就是从这个奇点中源源不断地产生了,大爆炸后的宇宙是毫无秩序的,而且不断向外扩展,自然界的有序就是在大爆炸后的余热扩散中冷却而成的,不过,这种有序是很不稳定的,它正依据热力学第二定律不断地走向无序,我们的宇宙也不可避免地随着无序的最大化跌入死亡的深渊。死亡的宇宙如何再起动起来?自然界的秩序又如何再生?这正是物理学家们留给我们的悬念。因为这些问题的答案预示着,人在自然界有一种特殊的能力,宇宙和它的秩序存在是在人的选择中而产生的。

  物理学家向来是以冷静著称于世的,可恰恰在宇宙学问题上却出奇地大胆,他们不仅超越了哲学的思维,而且把哲学远远抛在了后面。在哲学家看来,我们生活于其中的这个宇宙只是无限宇宙的一部分,它和组成宇宙的其它子系统一样,都遵循着同一个生命的规则,也就是说,它和众多生命系统一样,是在秩序发展中存在的。而物理学家们则不然,他们把哲学最基本的原理如物质不灭和运动不灭抛在了一边,创造出一系列美妙而吸引人的理论,尽管我们不能用这些理论去解释任何有生命的东西,但这些理论的推论--人与众不同的作用却使不少人欢欣鼓舞,于是,他们已经理所当然地把宇宙定义为由某种质朴的东西冷却而成的复杂的东西,这就颇像是浑然而无形的海洋冻成了姿态各异的浮冰。

  不过,更多有思辩能力的科学家都有一种感觉,这就是宇宙是不可能无中生有地从大爆炸中产生,更不可能单调地走向它的灭亡,尽管他们还不能从实验上去证伪这些理论,但科学的不断进展已经无可置疑地证明了一元论思想的真理性。按照这种思想,宇宙的宏观和微观并不是彼此无关的,它们不仅在存在与发展的原理上有着统一性,而且宇宙学的研究课题和人们对物质当中的基本力的研究正在为宇宙提供一个统一的描述。在这两种描述中,物质的极微结构与宇宙的总体结构紧密联系在一起,两种结构都以一种微妙而复杂的方式影响着
彼此的发展。

  自然界是简单的,只受着一些简单的数学定律所支配,这是自德谟克利特以来在西方科学中形成的基本信念。基于这种信念,不少科学家认为,要了解宇宙,只需要了解了组成宇宙的最小单元的性质,就可以把握宇宙存在的规律。正是受这种观念所引导,近代物理学频频用还原论方法去认识宇宙。现代物理学一系列成就,无疑代表着以还原论为基础的现代物理学的一系列胜利,因为人们因此发现了一系列更为基本的宇宙构件——轻子、夸克、信使粒子,从而有可能使我们更深刻地瞥见那基本的定律,而正是那些基本定律控制着形成的结
构和行为的力量,从而能够解释宇宙的很多特点。

  遗憾的是,到目前为止,在物理学家们的心目中还没有一个物质结构的概念,他们发现,以这种方式追寻某种已被感觉到的终极真理是远远不够的,还原论不能够解释很多明显的具有整体性特征的现象,例如我们不能用夸克来解释意识、活着的细胞,甚至也不能理解诸如地震、龙卷风之类的“无生命”系统,否则一定会闹出笑话的。但是能否利用探索最基本粒子的途径来理解宇宙呢?我想绝大多数物理学家都会深深地怀疑,就拿当今的夸克模型来说,物理学家们本意恐怕不是说,质子最终是由夸克组成的,这就正如我们说一个动物是由细胞组成的一样,细胞内部还有更深的层次,物质的结构是无限可分的,况且夸克并不是从较大的系统那里随便拿来的一个子系统一样孤立研究,而是人们根本不可能拆开质子中的夸克,只能从一些性质来推测夸克的结构,因为夸克从不孤立出现,它总是以集体的面目出现,这就意味着夸克只是比质子层面更为基本的一个描述层面,管辖夸克的数学法则也许是比管辖质子更质朴的、更基本的原理,也就是说,夸克也是由一些更微观的东西组成的。

  倘若我们的思路沿着还原论观念前进,似乎只有为寻找构成夸克的更小的基本单元努力,但这已是极不可能的了,夸克世界已经是原子核大小的10-15了,而这空间再谈论什么东西存在于什么东西之内就变得毫无意义了。况且,“一尺之棰,日取过半,万世不竭”这样的道理连古人都懂,人们今天单靠绝对增加加速器的能量来谋求突破分化的方法,至少显得有点勉强。目前的物理学界,已经出现了多种多样的看法,一部分物理学家如海森堡提出:“追问基本粒子的组成问题是没有意义的,物质世界是无限可分的”;另一部分物理学家如格拉肖认为:“夸克的出现将宣布物理学的结束”,它们已经开始用夸克禁闭来作为现今物理世界的最小砖块。但这些理论无论在方法上,还是在实践上都难以自圆其说。因此,如果我们想要在物理学上有新的突破,唯一的办法就是对现代物理学本身的思路作一次彻底的反思与探索。

  面对物理学目前这种举步艰难的处境,我想物理学家们能够冷静一下,仔细考察一下被抛弃的前人的经验,或许真理正随着科学对传统文化的抛弃被一起抛弃了,而没有真理的迷宫里再探求也是毫无意义的。在古代,人们根本不懂得原子或原子核的结构,也不会懂得细胞和DNA的结构,他们更不知道后世的人对原子和宇宙的秩序是如此的惊奇,但先哲却深深懂得,自然界是统一的,包括最大的宇宙和最基本的粒子,本质上是相通的,它们都遵循着一个最基本的原理,这个原理不是机械的东西,而是一个无形无象、无所不在的数学法则,我们只能通过理性的反思才能领悟到。

  在古老的中国,气被认为是构成世界的最基本的物质,宇宙间的一切事物都是由气的运动转化而成的。道家鼻祖老子曾形象地描述了中国先哲们对宇宙物质组成的代表性认识:“有物混成,先天地生,寂兮寥兮,独立而不改,周行而不殆,可以为天下母,吾不知其名,字之曰道”。后人也常道称为“气”或“太极”等,用现代话来说就是:混沌未分的原始物质,本身就是有生命的,它产生于天地之前,永远运动着,为万物的本源。之后的阴阳五行学说继承发展了这个观念,朴素地说明了物质产生与发展的规律,即每一个事物的变化都与周围环境之间有着密切的对应关系。如木生于水,伤在土,死于火,墓于金。这里的五行并不是指这五种材料构成了世界,而是说明了统一物质随环境不同而出现的五种相互制约的暂态结构,体现了事物生旺死绝的规律性。

  无独有偶,古希腊哲学家也力求把客观世界的多样性归结为唯一的一种朴素的东西,如在泰利士那里被称为水,在阿那克西美那里为气,在赫拉克里特那里是火,从而强调了物质实体与运动源泉的统一性。后来的亚里士多德还明确提出了以太的观念,即认为以太是实质上连续的,它充满着整个宇宙空间,所有的物质都是由以太组成的。以太学说预见了自然在物质上的统一性,但这种以太在大多数的观念中是一种死寂不变的东西,这使它在描述物质的多样性时出现了困难,因此,我们发现希腊哲学中还存在着一个用间断多样的原子来描述自然的原子论。原子论主张,所有可观察的变化都必定可以被还原成这些粒子的构型变化。自然界中可见形态的多样性,同样必定是基于这种构型的差别。

  在希腊哲学中,原子论既是想要对特定现象提供科学解释所引起的,又是想要找出可变性和多样性问题的解决办法而引起的,它对现代科学的最重要意义不在于这些十分原始的科学预见,希腊原子论的最大成就就是它的一般的自然观,大量的现象必定是以某种统一性为基础,然而这些现象的不断变化的方面不过是一个基本不变世界的一个方面。这种观点对于近代科学发展起着重要的作用,因为最小量获得了更为物理的实在,因此有必要去检查这种最小量的性质与不同实体的特殊的可感觉的性质是怎样统一的。

  在原子论的历史上,十七世纪是一个非常重要的时期。原子论不仅在哲学讨论中占有中心的地位,而且它被现代科学的精神之父们还原成一种鼓舞人心的思想。随着化学上的不断发现,约翰·道尔顿把这些化学成果与原子论联系起来,他的原子不再是具有某些一般的颇为含混的物理性质的最小粒子,而是具有化学元素性质的原子,之后,琼斯·雅各布·贝齐里乌斯在如下的假定指引下测定了相对的原子量,其精确性令人惊奇。这个假说就是:在同样的压力和温度下,所有气态物质里的原子数目是相同的,由于氢和氧是以2∶1的恒定的体积比例混合的,因此,贝齐里乌斯正确推断出两个氢原子和一个氧原子化合。之后,阿梅迪奥·阿佛加德罗完成了原子理论,他假定化合物原子或分子并非必须由不同元素的原子形成,元素的分子也是存在的,在阿佛加德罗看来,相同体积的气体都含有相同数目的原子的定律必须被理解为适合于相同数目的分子,化学反应被理解为原子的重新组合,并用2H2+O2=2H2O这样的化学反应式来描述。

  电子或带电原子的发现,为化合物和化学反应的本质的新理论开辟了道路。按照这种理论,象NaCl这样的分子不是由一个Na原子和一个Cl原子组成的,而是由一个Na离子和一个Cl离子组成的,Na离子是失去一个电子的原子,Cl离子是得到了一个电子的原子,这样,所谓离子理论就揭示了分子的各个原子之间的本质,带正电的Na离子被一个带负电的Cl离子所吸引。

  尼尔斯·玻尔的原子模型认为原子是由一个带正电荷的原子核和围绕原子核以固定的轨道旋转的电子组成的,电子数目与核电荷数一样多,玻尔的模型不仅可以理解元素的基本化学性质,而且还可以解释当元素发射或吸收光时表现出的每种元素特征的光谱这种物理性质。但这个模型也有一个重大困难,根据电动力学,运动
着的电子会不停地发射电磁波,原子不是稳定的,总要失去能量,因而电子的运动会逐渐减弱,并且最终会完全停止。为了挽救这个模型,玻尔设想,只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时才会发生能量的发射。换言之,能量的发射不是连续的,发生的能量只可能是一个基本能量的倍数。

  这样,遵循马克斯·普朗克的工作,在物质的最小量的观念上,即原子论的传统基础上又添加了能量的最小量,甚至光也似乎表明了某些原子论的结构(光子理论),但是光也同时具有波粒二象性。1924年,路易·德布罗意认为,同样的二重性,也完全可以应用于物质粒子上,在这个假设的基础上,他很容易地解释玻尔的假定。其结果产生了量子力学,这个新理论是埃德温·薛定谔和韦尔纳·海森堡提出的,这个理论表明,原子理论和波动理论二者只是近似的模型,而不是对物质实在的适当描述。

  原子理论在二十世纪的演变并不局限于这些十分惊人的新理论的发展,这还产生了物理科学的一个新的分支——核物理,它研究原子核的变化,在这领域最初的工作是和天然放射性的研究相联系的。人们观察到,通过发射,一种元素的核在电荷和质量上发生了变化,从而变成了另一种元素的核。1919年,恩斯特·卢瑟福成功地完成了“人工”嬗变,其他许多人也做了这方面的工作。化学元素的原子也象化合物的分子一样,似乎也是组成的,通过核过程,数目多得令人混乱的新的基本粒子被发现了,所有这些粒子在一定条件下可以相互转
化,粒子能够变成其它粒子,甚至能够变成辅射线,通过这些嬗变,巨大的能量被释放出来。

  二十世纪另一项重要发现就是反物质的发现,反物质是由这样一些基本粒子组成,它们的质量以及荷电量与电子、质子和中子相同,不过电荷的符号相反,电子、质子和中子即是存在于寻常物质中的它们的配对物。这样的一些粒子被称作反粒子,它们和正粒子在很短距离内共存的时间不可能超过多少万分之一秒,因为它们会彼此湮灭并释放出巨大的能量,按照爱因斯坦的关系式E=mC2,它们的质量转变为能量,所产生的能量以电磁辅射的高能量子或一些射线的形式射出,如用符号表示正电子和负电子之间的反应过程可写成e+ + e-=γ射线。

  这样,二十世纪的科学使十九世纪的许多基本思想革命化,原子不仅比道尔顿所设想的要复杂得多,而且它们也是更为动态的。道尔顿和其他基本上是机械论拥护者的主要错误,在于他们深信原子和粒子是自然界的一种最小砖块,这种砖块是死寂的,不经历任何内部变化的,但随着科学的发展,不断增加的关于更基本的粒子知识加深了我们对元素的理解。

  随着向基本粒子领域的深入,产生了研究它们的特殊结构的任务。对于暂时还不知道其类型的粒子特殊结构的稳定成分的寻找,是现代物理学的最困难问题之一。因为基本粒子的结构暂时还不知道,那么在物理学发展到这个水平上,还只能局限于对粒子的相互转化过程的描述。在所有这些过程中,能量作为恒量,有时被解释为不灭的稳定实体,可以说,所有的已知基本粒子都可以由它“制备”出来。上述思想过程虽然未导致问题的最终解决,但是反映了认识基本粒子结构的一定阶段。在这个阶段可用如下方式表征:物理学已从基本粒子进行到物质的深处,但是还没有达到它更深的结构。能量的描述方式在这一阶段是继续前进的最富有成效的描述方式,因为物质的基础本身在这里还是尚未分化的、无结构的形式,但是,如果一切粒子都是能量构成的,那么能量就应当具有一系列基本属性的实体。通常物理学的能量概念在这种情况下扩大为非常广泛的哲学概念。从这种观点来看,能量不仅是物理运动形式的量度,而且变成了某种客体。如此广延下去,我们又不得不把象离散与连续等诸如此类一系列更为具体的特征归于能量。

  能量是一个相当难把握的概念,尤其是在现代物理学中,能量的无限广延的含义是令人惊讶的,物理学家们在讨论这个问题的时候,都谨慎得不得了。因为一旦富于联想,就引来了无知的上帝。众所周知,在基督教教义中有这么历史悠久的一条,这就是相信上帝从无中创造出宇宙中的物质来。物理学家们不会企求无知的上帝,但能量确实也可以从虚无中创造出物质来,而且它无形无象、无所不在,这不就是一个科学中活脱脱的上帝吗?任何声称对物质世界提供某种理解的思想体系都要对物质的起源说一番话,宗教习惯于把一切问题的答案归于上帝,科学似乎证伪了宗教,那么它又如何面对物质的起源呢?

  在本世纪以前,科学家和神学家都认为,物质是不能用自然的方法创造和毁灭的,从而确立了哲学上“物质不灭”的观念。如此一来,科学家们在面对物质起源这个问题时,就倾向于认为宇宙是无限的,而连续在宇宙中的物质也是无限的,这就避开了创造物质的问题。在永恒的宇宙中,物质可以是一直存在的,尽管物质的形态发生变化,但物质的总量被认为是永恒不变的。

  然而,在二十世纪,那种认为物质不灭的古老信念竟戏剧性地崩溃了,因为科学家们发现,一些天然的放射性元素如铀、镭等能够自发地不断向外辅射能量,而且它们的质量却不断减少了。更为惊奇的是在三十年代,科学家们第一次在实验室中造出了物质以及它们的配对物――反物质,这些惊人的发现象一股旋风,迅速刮走了科学赖以立足的基础——物质世界的客观实在性,科学家们也频频使用一种完全出人意料的、全新的方法来解决问题,但事实证明,这并没有增加我们对自然的认识,相反,我们却发现这个世界越来越没有意义,物
理学遇到了前所未有的困境。

  物理学中之所以出现这种令人啼笑皆非的结果,我想是有深层原因的,不过最主要的莫过于物理学中二元论的泛滥,即把世界机械地分为两个本质不同的部分:物质的实体和非物质的能量,这种根本性的谬误在今天本来是不值得一驳的,因为直到如今,几乎所有的经验都告诉我们,没有任何非物质性的实体,没有任何力不依赖于物质,也没有任何一种能的形式不是物质运动的结果,物质和能量是同一物质世界密不可分的两个基本属性。然而一些喜欢时髦哲学的物理学家竟否认这些不证自明的道理,无疑反映了他们从本质上是二元论的拥护者,它们害怕、也不愿让他们的灵魂重新归于自然的上帝统治之下。

  将彻底的一元论观念应用于科学,并认识其重大意义的第一个思想家是伟大的哲学家斯宾诺莎。它的主要著作是1667年在他早逝之后不久发表的,时间也正是在拉瓦锡用化学仪器天平从实验上证实了物质守恒的一百年前,在他的伟大的泛神主义世界观里面,大自然向我们展示了其真正本质不同的两个不同属性:物质(无限广泛的实体物质)和能量(无所不包的运动的力)。物质有有形和无形之分,我们在世界上所认识的一切个别现象、存在的所有个体形态,都是有形物,但它们都不过是统一的无形之物组成的暂态结构。物质和能量是不可分的,物质的运动既造成了一些有形物的形成,又造成了一些有形物的瓦解,能量就是在物质的有形和无形的转换之中存在的。

  自从物质守恒和能量守恒两个基本定律确立以后,许多有一元论思想的科学家和哲学家都敏锐地发现了他们内在密不可分的联系,因为它们描述的是同一物质世界的两个不同方面,从而确立了至高无上、包络万象的自然规律的概念,即物质守恒和能量守恒的统一体——实体定律,这一定律确立的意义是巨大的,它彻底克服了那种把物质和能量截然分开的二元论思想,把世界纳入到一个合乎理性的自然规则之下。但是,这一剥夺人自由的一元论思想还远远没有被人们所公认,相反,二元论思想却由于迎合了人类的虚荣心而根深蒂固,这使得在二十世纪以后,物理学中的危机一出现,人们便迫不急待地投入到二元论思想的怀抱。

  一元论和二元论观念的争论是由来已久的,从人类社会的一开始,也就是哲学的形成初期,就存在这两种对立的观念,不过在文艺复兴运动以前,自然界仍被看作是连续的、统一的,充满着生机与活力。而在文艺复兴运动以后的科学则对这种传统观念进行了彻底的清算,自然界被分解为一个个间断的、独立的、彼此之间没有必然联系的机械组合物,这种观念得到了历史的鼓励,一直泛滥到科学的每一个角落,从而造成了近代自然科学发展上的畸形。

  一开始是牛顿,他无法理解没有连续媒介的超距作用,最终不得不机械地定义引力为天赋的、不需要介质传递的。这种直接的超距作用后来演变为物理学最重要和最有害的教条之一,甚至直到今天,人们仍不能理解没有物质传递的万有引力。值得一提的是,这种教条在十九世纪曾遇到了极大的挑战,它以法拉弟和麦克斯韦的“电磁场”的概念为依托,指出了一种区别于间断实体的连续场,它是通过近距媒介的紧张作用进行传递电磁力的,从而突破了原有的超距概念,为我们科学认识自然界的本质打下了基础。遗憾的是,在二十世纪以后
,由于量子这个幽灵的出现,使许多物理学家抛弃了自然的连续性,重新走上了用间断实体来构思物质世界设计的误区,最终导致了现代物理学中唯心主义和不可知论的泛滥。

  爱因斯坦是首先否定以太观的科学家,这主要是由于当时科学的局限,使他无法克服连续场和间断实体之间的矛盾,最终不得不抛弃了以太观,来达到自己彻底的一元论信仰。但很快实践便暴露出这种观念的局限性,因为对于一个真正的理论物理学家,把一切自然现象落实到物质的相互作用之上是物理学的基本观点,而这必然要排除任何无中生有的超距作用,最终又必须把自然的普遍联系落实在它的基础——连续的以太观之上。爱因斯坦不愧为一个伟大的物理学家,他很快就意识到自己的失误,此后便在广义相对论中重新引入了以太,他这样说过:“既然这些可能的事物会成熟到成为真正的理论,理论物理学家们肯定将永远支持它的观点——排除直接的超距作用。然而,每种接触作用的理论都要认定要连续场的,因而也就认定了有一个以太的存在。”

  在爱因斯坦心目中,除去物质就是场,而“场”是在物理学中起因果纽带作用的“东西”,物质周围包围着连续场,物质和物质之间是通过场相互作用的,场或者力体现了这种连续物理空间的性质,物质和场是连续的,又是统一的,这表现在物质和场都体现了能量的运动。实物便是能量密度特别大的地方,场便是能量密度比较小的地方,并且在能量意义上有E=mc2。爱因斯坦的思想上极为卓越的,但由于时代的局限,爱因斯坦并没有揭示出能量的本质意义以及物质和场在本质上的统一性。

  现代科学已经证实,每一种自然力都可以间接或直接地转化为其它自然力。机械能和化学能、声和热、光和电都能够相互转化,并都证明它们是同一原始力,即能的不同表现形式。能量和物质运动是分不开的,如果你相信这一点,那么能量守恒和转化定律其实都在间接地告诉我们,能量都是在统一物质相互作用的基础上进行转化的,试想,如果没有连续而无形的物质运动其中,能量又如何能够相互转化呢?

  丰富多样的世界统一于物质,这早已是哲学上的定论。不过需要指出的是,这里的物质概念与物理学上的物质概念是截然不同的,通常,物理学总是把可观察的有形物称为物质,由于它是定性定量的,因此,物质本身是不变的、死寂的。而哲学上的物质概念则不然,它是所有物体共性的抽象化,也就是说,尽管各种类型不同的事物看起来差异巨大,但它们在组成上并没有什么区别,它们所有表现上的差异也都是由于量上的不同造成的。用这种纯粹的一元论来看待物质世界,世界中的物质本身就充满着生机与活力。显然,如果物质是统一的,引力便不可能存在,统一的自然力只有在统一物质那充满生命力的压迫与反抗中表现出来的。

  培根曾说过:“在物质的固有属性中,运动是第一个特性,而且是最重要的特性——这里所说的运动不仅是机械的和数学的运动,而且是趋向生命力、紧张。”或者用雅科布·伯麦的话来说就是物质的痛苦。哲学家们是不可思议的,他们都敏锐地透过表面现象悟出了它们深藏在多样性背后的统一性。统一的物质是不轻易示人的,它仅仅存在于物质的不断运动和变化、发展和相互过渡的表现形式的无限以及不可穷尽的多样性之中。统一的物质是不可分的和不可毁灭的,但同时又是充满生命力的,它弥弥漫漫于无限的宇宙空间和各个实体的间隙之中,并在实体与连续场的相互作用之中不断相互渗透、转化、过渡。

  物质都是在不断反抗外在世界的压迫中存在的,这里的物质不仅仅是有形的、可见的有序实体,而且包含了那连续在无限宇宙空间的混沌物质。有序和无序是相对的,两者都在不断地相互转化中存在,无序的混沌物质可以由于周围物质的能量作用而组织成有序的实体,有序的实体也可以由于周围物质的作用而走向混沌状态,自然界的能量就是通过统一物质的不断组织与离散流通于自然之间。

  在近代物理学的发展过程中,人们一直遵循着还原论的思路去研究自然的终极设计,尽管取得了一些令人瞩目的成就,但人们的观测视野太局限了,还不可能深入到每一个物体的细部去探求自然的终极结构,况且我们的视觉器官和观测仪器都是物质世界的一部分,要用它们去观察它们的本源很明显陷入了一个误区。然而,科学家们是相当自傲的,他们早已为过去的还原论成就所吸引,以致于他们认为,如果我们了解了组成宇宙的最小砖石——基本粒子,就可以找出制约宇宙的规则。实践怎样呢?当我们把物质世界还原到它的最朴素的形式,物质的形态消失了,却出现了能量这个幽灵,物理学家们迷惑了。

  从哲学的思辩我们知道,世界是物质性的,物质和运动也是不可分的,物体在运动中存在,也在运动中灭亡。不过,这里灭亡的并不是统一的物质,而是统一物质的有序形式。每一个事物都是在反抗外在世界变化中存在的,因此,物体的存在都不是天赋的、本性的,它们都有一个产生、发展、壮大、衰退、灭亡的过程,而且这个过程与外在世界的变化全息对应。当外在世界的变化超过了它有限的反抗范围,物体就会从有序走向无序,统一的物质是不可毁灭的,当它受到周围物质的作用,就会重新组织成一个暂态的有序结构。自然界的物质就是这样不断从有序走向无序,又从无序走向有序,不同的生成环境造就了世界的多样性,物质世界的连续变化过程则体现了物质世界的统一性。

  自然界是统一的,所有的物质都是在紧张地相互压迫中存在的,因此,自然界是连续的,统一的物质充满着宇宙的各个角落,尽管它看不见,摸不着,甚至用精密仪器也探测不到,但它的客观实在性是不容置疑的。统一的物质世界向我们展示了其真正本质的两个不同方面,一方面是物质的有组织形式,即有序形体,我们在世界上所能认识到的一切个别现象,存在的所有个体形态,都不过是统一物质组成的特殊的暂态结构;另一方面是连续在有形实体周围并联系整体的混沌物质,混沌物质并不是绝对的,它本身就是在连续物质的有序与无序周期变换中存在的,它无形无象、无所不在,场就是对这种紧张运动的混沌物质的一种描述。

  自然界是一个普遍联系的整体,近代许多科学家都认识到了这一点,但这种普遍联系是怎样进行的,一直是科学上的难点。当然,这主要是混沌的物质和它所内在的能量是不可观察的,我们只能通过思辩的大脑去认识它,然而在现代科学的发展过程中,许多科学家都片面地强调了实验和观察的重要性,却忽视了更深髓的认识自然的武器——哲学的指导,无疑是能量不可理解的主要原因。要科学地认识能量,我们首先必须坚持自然的统一性和连续性,从这里我们就可以领悟到:所谓能量,就是对物质紧张状态的一种描述,自然界的物质都是在相互紧张地压迫与反抗中存在的,因此,具有生命力的扩张、反抗是所有物质的本性。能量体现的就是物质这种紧张的相互作用。

  在经典力学中,能量作为一种运动的量度,一直被认为是一个连续的超越物质的量,从无穷小到无穷大,中间没有间断,是持续的而不是跳跃的。但是后来通过对星体辅射和原子光谱的研究,发现能量并不是连续的,而是一份一份的,在量子论中,这种能量的不连续性叫做能量的“量子化”,爱因斯坦是量子力学的创始人之一,在他提出了光量子论的同时,就赋于光有波粒二象性。至于为什么会出现这种二象性,爱因斯坦并没有揭示出来。不过大多数物理学已经相当然地把波和粒子混同起来,并创造了量子力学。量子力学的不实在性一直是不少科学家批评的一点,其中的原因是可以预见得到的,当爱因斯坦否定了表现自然连续性的以太之后,物理学已经走上了畸形,因为自然界是连续的,能量只可能是在连续物质的周期组织与离散中传递的,连续物质的这种周期性运动使它表现出了波动性,而其中短暂的有序形式又使它表现出了粒子性。换句话来说,能量是通过连续物质的相互作用传递的,当连续的物质受到周围能量作用,就会自发地组织起来,形成一个暂态的有序结构;当这个有序结构与周围物质作用达到平衡以后,组织就会离散,并向外释放它内聚的能量,当这个能量又作用于周围物质的时候,周围物质就会形成新的组织,以此类推,连续的物质环境中就出现了一种特殊的能量运动方式,光就是通过连续物质的周期组织与离散进行传递的。

  自然界有两种物质形式,一种是物质实体,一种是能量场,这两者在本质上是没有什么区别的,都是物质的一种存在形式,不过,物质实体描述的是秩序相对稳定、寿命较长的物质集团;而能量场描述的则是微观物质的周期组织与离散。显然,如果我们拉长时间尺度,物质实体也是在不断地周期生成与灭亡中存在的,它引起的物质和能量的周期聚散也就是广义的能量场;相反,如果我们缩小时间尺度,能量场中短暂的有序形式也就是物质实体。物质实体和能量场是不可分的,每一个物质实体不仅在内部都是通过更微观的连续物质周期组织与离散中普遍联系起来的,而且它们都是通过外部的能量场和大自然普遍联系起来的。

  自然界有各种各样的能量形式,但从根本上来说,能量都是通过连续的统一物质相互作用进行传递的,自然力就统一在物质朴素的相互压迫之上,抛开物质谈能量是没有意义的。现在,通过物理学上的深入研究证明,无论是引力场、电磁场,还是强相互作用场和弱相互作用场,都是以不同层次的连续物质周期性地组织与离散传递能量的。如宇宙中的引力波,它产生于原子之间剧烈的生存竞争,当不断有一些原子在竞争中灭亡的时候,它内在势能的突发就会引起连续在空间的统一物质周期性地组织与离散,引力波就是这样通过连续的物质空间把整体宇宙的发展同组成它的每一个原子紧密联系起来。与此类似,原子之间的电磁波是通过电子周期性地生成与灭亡向周围传递能量的,生物内部的“生物电”则是依赖连续的水环境中的氢质子在水分子链上周期递进以及它对包络在离子周围的有序水层的离散与重组来进行的。由此可见,每一种自然力都对应着一种特殊的非线性联系方式,也对应着一类特殊的生命系统,这些生命系统就是通过连续在内部某一层次的物质周期组
织与离散把整体联系起来。

  与能量场中的有序形式相比,有组织的实体是较为稳定存在的,其内在势能也因外在世界的压迫和内在的组织而相对稳定存在。不过这都是相对意义上的,自然是变化的,在反抗自然变化中存在的实体同样是在变化中存在的,它有生有死,需要明白的是,这里的生死不是惯常的无中生有或从有到无,而是由于物质的相互作用使一些混沌物质组织起来,形成一些相对稳定的有序结构,或者由于物质的相互作用使一些有序物质离散开来复归于混沌。因此,从广泛的意义上来说,自然界的能量都是在物质不断的组织与离散中存在的。

  在现代物理学中,物理学家们非常崇尚一些绝对的东西,例如把原子看作是死寂的、固定不变的东西,把抽完了分子的空间称为“真空”,其实,自然界根本不存在什么绝对的实体,也不存在什么绝对的真空。如果说存在绝对性的话,那就是统一物质的不灭性和运动的不灭性。物质和空间是相对的,空间本身就是物质的一种存在状态,不过它处于相对无序的状态而不被人觉察罢了;同样,物质也是一种空间,不过由于它的物质在有序运动使它物质密度相对较大而已。物质和空间是连续的,又是不可分的,两者不断在运动中交换着物质和
能量。

  二十世纪物理学的主流是粒子物理学,也就是说努力去探索一个个在性质上表现不同的微小实体,但物理学家们没有认识到的是,自然界的物质是统一的,同时又是连续的,因此,物质的本性是一样的,不同的实体的独特性质也不是天赋的,而是它们在同外在世界相互作用中表现出来的。现代物理学片面强调它了独立不变的性质,很明显陷入了一个误区,因为这彻底地忽视了物质的存在的必然性,也从本质上堵塞了我们认识真理的道路。

  今天,越来越多的物理学家对这种科学中最具有特殊地位的研究方向越来越不满,这不仅仅是由于新粒子多如牛毛,理论本身杂乱无章,更重要的是,科学家们已经陷入了忙于解释特定现象的氛围之中,而忽视了对自然统一性的探索。事实上,在二十世纪初,爱因斯坦就指出了物理学这种发展的畸形,他这样评论道:“本世纪初只有少数几个科学家具有哲学头脑,而今天的物理学家几乎全是哲学家,不过它们都倾向于坏的哲学”。回顾二十世纪物理学的发展,绝大多数物理学家沉浸在对新粒子和新天体发现的惊喜之中,为了挖掘构成世
界的基本粒子,他们从原子中敲出了电子、质子、中子,从原子核中敲出了五彩缤纷的夸克,可以说直到现在,他们仍在糖衣炮弹——量子力学的迷惑之下,拆卸着美丽的世界,我们真担心,人类的基业就要被他们拆卸成再也装配不到一起的废物,那时,世界将真的不世界了。

  看一看现实的世界发展你就会明白,统一的物质被拆得七零八落,秩序的世界也由于自由精神变得混乱不堪,这一切都与所谓的“科学新思想”同步。在二十世纪初,物理学界还倾向于把世界的变化落实在物质的相互作用之上,而自从量子力学诞生以后,物理学家便开始与哲学家们作对,试图否定传统的哲学观点——因果论证,结果物理学的道路越走越窄,甚至投向了神秘主义的怀抱。在二十世纪的物理学家中,对此有清醒认识的是极少的,爱因斯坦便是其中杰出的一位,他一直坚持着似乎过时的大统一思想,不断地同丑陋的“自由量子”作斗争。不过,爱因斯坦提出的论据是无力的,因为量子力学的基础正是相对论,当爱因斯坦否定了自然界连续的基础学说——以太观,就注定了他理论的不可理解,以及量子力学的不实在性。

  自然界是连续的,也是统一的,信息是物质和能量运动的一种描述方式,因此,信息的区别只可能在量上,不可能存在一个绝对不变的信息。在量子力学的发展过程中,德布罗意的物质波概念就显明地表现了物质世界的统一性,即不管作用于某个物体的物质是什么,只要单位时间内的作用量相等,物质的反应都是一样的。如果我们忽视了这种统一性,把实物粒子的作用和连续物质的周期组织与离散混为一潭,就会引起许多佯谬,如量子力学就是把统一物质的短暂的有序状态当作一个稳定的粒子而造成理论不实在的产物。

  世界统一于物质,也统一于物质之间的朴素作用,因此,我们只有把统一物质的朴素作用看作是事物存在的真正终极原因,才有可能客观地认识世界。因果论证体现了物质之间的相互作用,说明了每一个物质系统的变化和它反抗的自然变化的之间的一一对应性,无疑是一个科学的观念。然而,量子力学的发展者们总是试图否定不证自明的因果关系,明显地反映了他们是受时髦哲学支配的,他们害怕上帝——自然规律干涉他们和自由,于是抓住了量子力学这根救命草,来显示上帝掷骰子的公平,自由精神的伟大。不过,违背自然规律的事物都是不会长久的,量子力学违背了自然的统一性,可想而知,不久就会土崩瓦解。

  科学的发展总是在曲折中前进的,对物质基本结构的探索也毫不例外。几千年前,先哲们就认为世界是基于一种东西的不同组合,在几千年后,人们对物质世界的认识又将重新回到这一点,是偶然的还是必然的呢?我想,相信自然界统一性的科学家都会有同一个答案。因为自然界的一切都是由一个最基本的规律决定的,它不以任何人的意志为转移,科学也应该建立在这样的一个基础之上。我们有理由相信,物理学如果追求自然的统一性为目标,将会取得物理学上又一次伟大的革命,自然的朴素性告诉我们这一点。


 
 

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