 主持人：空间是否存在这个问题，自古以来就一直引起人们的注意与探讨。归纳起来不外乎有两种截然不同的观点。其一，是否认空间的存在；其二，是认为空间是与物质相对应的另一种存在形态。 比如，在古希腊时期，原子论的创立者德谟克利特认为，原子是构成现实世界的最小实体，而原子与原子之间的空隙就是虚无；反之，亚里士多德则认为空间是由无数细小的以太构成的，以太的原意是精英，其与地球上的物质截然不同。以太凝聚起来就成为天上的星宿，以太分开来充斥于星宿之间就构成为空间。 又比如，在18世纪，牛顿认为物质之间的相互作用是超距的，空间只是描述物体运动的几何框架；而笛卡尔则持近距的观点，用湍流机制解释物质之间的相互作用。在这里，湍流实际上就是由以太构成的空间。 在20世纪，随着相对论和量子力学的发展，人们对于空间的是否存在又有了许多新的认识。接下来，我们就请正反两方结合物理学研究的成果，就空间是否存在的问题进行讨论。 正方：我们的观点是，空间与物质是自然界中的两种不同的存在形态，它们是可以相互作用、相互渗透和相互转换的。在19世纪以前，由于人类对自然界的认识主要局限于与人类自身尺度相近的宏观世界，所以往往把物质当作认识的对象，而将空间仅视为认识的背景，从而忽视了空间的存在。然而，随着近代物理学的发展，人类的认识逐渐深入到了高速领域、宇观领域和微观领域，空间效应也随之显现了出来。于是，空间的真实物理性已经进入到人类认识的视野，由认识的背景转变为认识的对象，即不得不承认空间的存在。 反方：我们的观点是，自然界是由物质构成的，而空间是非物质的，所以空间是不存在的。在我们看来，空间仅只是人们为了便于认识世界而杜撰出来的一个虚无的概念。物质与空间的关系就像是物体与影子的关系，前者取决于人类认识的方法和水平，后者则取决于阳光照射的角度。上述两对概念无论有多大的区别，但是有一点是共同的，即都是实在与虚无相对应的。其中，物质和物体是实在的，而空间和影子则是虚无的。如果正方坚持空间是存在的，就请拿出空间存在的具体证据，而不能仅停留在形而上学的抽象思维。 正方：不错，虽然产生空间概念的缘由是人类抽象思维的结果，空间是古希腊人作为物质的对应概念而被提出来的，但是近代物理学的发展也确实证实了空间实际存在的物理意义。下面我就简单列举几个无法回避空间存在的新发现。 1. 物质具有波粒二象性：由于波粒二象性并不是测量手段的局限性所造成的，具有普适性，是任何物质都无法回避的。所以，影响物质存在的因素是二维的，即除了物体自身因素之外还会受到其他因素的影响。从客观的角度来说，物质本身以外的普适因素就是空间。 2. 物质的非实体性：根据现代原子论，物质是由电子、质子等基本粒子的高速运动所形成的封闭体系，其封闭性小于10-14 。而且，上述基本粒子还可以被进一步地分解至光子。这说明，物质与空间在本质上是没有什么区别的，其实体性仅只是物质作用于我们人体器官的一种幻觉。因此，我们不能以看不见摸不着为理由，而否定空间的存在。 3. 光电效应：在原子中的电子通过不同能级的跃迁可以产生光，这实际上是电子对空间激发的结果，就如同通过扇扇子使我们能够感受到空气的存在。 4. 宇宙的微波背景辐射：根据测量，真空是有温度的，为绝对温度2.7k。由于温度在本质上是关于粒子运动的度量，而真空并没有物质粒子存在，所以空间是存在的，是由离散的量子构成的。 5. 场的产生于与存在：由于电磁场和引力场的存在以及这些场是以光速传播的，而物质是不能达到光速的，所以类似空气形成的风和气压，场也仅只是空间的一种表现形式。由此表明，空间既有别于物质，又具有实际的物理意义。 6. 宇宙大爆炸：根据现代宇宙学，我们所生存的宇宙是一个无论是在时间上，还是在空间上，都是有限的系统。该系统是在大约140亿年前，以大爆炸的形式创生的。由于大爆炸时的温度非常高，当时所有的物质还没有产生，而且爆炸的速度远大于光速。于是，人们会很自然地产生这样一个疑问，即爆炸的内容是什么？当然，最顺理成章的答案就是构成空间的量子，物质仅只是空间因过快的膨胀而产生的副产品。 7. 质能转换：E = mc2 是由爱因斯坦提出并得到实验证实的公式。该公式表明，物质与空间（能量）是可以相互转换的。静质量并不具有本体性，即不存在绝对的对立，空间与物质仅只是自然界的两种不同的存在状态。 8. 光速不变：光速不变表明光子在其传播的空间运动时受到了实际的约束。由于光子是真实的，所以约束光子运动的空间必定是真实存在的，是具有实际物理意义的。 9. 量子（h）的存在：普朗克发现，在微观的尺度上，自然界是不连续的。比如，能量的吸收与发射的能量只能h的整数倍，其中h的量纲是粒子的角动量。这表明，空间是无数个由h定义的量子构成的。 反方：正方在刚才论证空间存在时，曾多次提到了构成空间的量子。这实际上是以太的代名词。而以太是一个很陈旧的概念，稍具有物理常识的人都知道，由于双星实验和迈克尔逊-莫雷实验的矛盾（前者表明光速与光源无关，而后者则意味着光速与光源相关），人们早已放弃了以太，并由此奠定了近代物理学发展的基础。 正方：人类认识的基本原则，就是通过假说构建一个物理机制，将表面矛盾的现象归结为各种不同的极限情况，使对立的现象因不能同时出现而消除矛盾，从而达到认识的目的。我们对于前人的认识不能毫无保留地全盘接受，而应该不断地根据新的研究发展来重新审视原来的结论。否则的话，人类的认识就会止步不前了。 比如，根据刚才列举的9个物理学进展，它们都指向空间的存在，而这却是与前人否定以太的做法相对立。于是，我们需要重新审视导致前人否定以太的依据是什么。通过分析我们发现，双星实验和迈克尔逊-莫雷实验的对立完全是人为的，这两种矛盾的现象是不会同时存在的。 双星实验是远距离的，而迈克尔逊-莫雷实验则是近距离的。如果有人根据人类存在着两种截然不同的文化（如东、西方文化）而否定人类的存在，那一定是非常荒唐的。因为，这两种对立的文化并不能在一个人身上同时表现出来。因此，所谓的矛盾是不存在的。 同理，由于光子是物理的，所以光子由相对于光源以速度c运动转变为相对于空间以速度c运动，存在着一个具体的变换过程，是通过与空间量子的不断碰撞而逐步实现的。类似原子的衰变，有一个半衰期，光子运动的变换也存在着一个半变换距离。当光子的传播距离远小于半变换距离时，光速与光源相关；反之，当光子的传播距离远大于半变换距离时，光速则与空间相关。 实际上，关于以太的实验，否定的并不是以太本身，而是人们赋予以太的机械性质。我们可以逆向思维，即承认以太（空间）的存在，但并不事先假定以太的性质；根据有关以太的实验，看看以太究竟应该具备哪些性质才能与实验相吻合。在此，请各位注意，以太（空间）的存在和以太（空间）的性质是两码事，不能因为我们赋予以太的性质被实验所否定，而放弃以太（空间）的存在。 反方：我承认正方的解释有一定的道理，但是有一个流行的说法，即“关于太阳东升西落的现象只有一个，而关于太阳东升西落的解释却可以是无数的。” 显然，现象与解释并不是一回事。我们完全可以根据近代物理学的发展（现象），得出截然不同的结论（解释），将它们全都归结为物质的内在属性。 因此，我们仍然坚持认为物质与空间的分类是人类认识对象与认识背景的化分。而且，这种划分是绝对和不可变更的。正是由于将空间永久性地排除在认识对象之外，所以我们才认为空间是不存在的。因为，空间没有物理的认识意义，空间只是属于哲学的范畴。 正方：的确，解释与现象并不存在任何必然的联系。但是，这同样也可以被用来否认反方的观点，即空间的不存在也并不是根据客观的物理现象所得出的必然结果。 主持：虽然正反双方都仍各持己见，不过依我看来，还是达成了一定的共识，即关于空间是否存在的问题是不能在物理层面上做出解答的。所以，我们的辩论只能上升到哲学的高度来进行了。对此，我有一个疑问，在非现实的哲学层面上争论空间是否存在，还有意义吗？ 正方：当然是有意义的。因为，人类认识的本质并不是单纯地发现真理，而是构建理论系统，使该理论在一定的范围内与认识对象同构。所以，认识的意义并不在于真，而是取决于是否高效，即是否比以前的认识能够在更大的范围说明认识对象，以及是否以更适宜认识主体的方式来说明认识对象。只要满足上述两个条件，那么新的认识就是有意义的。也正是从这个意义上而言，我们赋予科学新的定义，即科学是人与自然界的相互作用，科学的进步表现为二维的增长。 反方：对于你的二维认识观，我不敢苟同。实际上，我们关于空间是否存在的争论，其实质也是关于二维认识的问题。我认为二维认识观把问题复杂化了，没有必要。我们所讨论的物质与空间概念并不是具体的某一个物理层次，而是抽象的哲学概念，其实际上就是有与无的概念。因此，退一步讲，即便是空间不空，有一定的量子影响基本粒子的存在，那也仅只是意味着随着认识的深入，我们把物质的范围进一步地扩大了，使物质的范畴又增加了新的元素。发现量子与发现新的基本粒子，在本质上是没有什么区别的。所以，作为无的概念，空间总是不存在的，这是由空间的定义所决定的。 正方：从认识的角度而言，坦率地说，一维认识观和二维认识观都是被允许的。比如，我们把科学定义为人与自然界的相互作用，是二维的；但是，实际上人也是自然界的一部分，似乎科学又应该是一维的。我认为，反方在刚才的辩论中忽略了一个细节，即世界是不连续的。我们仍以人和自然界为例，在科学的定义中，人和自然界只是一对相对的概念。一方面，人作为高级的有机生物，毕竟与普通的无机世界有着质的差异；另一方面，人所感应到自然界，也仅只是自然界的一部分。而且，由于自然界的变化是不连续的，所以局部是不能说明整体的。由此，我们可以看到，一维认识观是一种很粗糙的理论。该理论把世界过于简化了，因而很难满足人类的认识需要。 主持人：存在就是合理的。一维认识观已经延续了数千年的历史，我们人类早已习惯于这种认识观，难道说它已经没有价值，而必须被放弃吗？ 正方：由于认识的本质是为了追求认识效率的最大化，所以人类的认识观需要随着认识的发展而做出相应的调整。试想，如果原始人用二维认识观来认识世界，只会造成在认识上的混乱。同样，坚持空间不存在的观点是基于物质是实体的认识。因此，当物质的实体性随着认识的深入而消失的时候，就是我们承认空间存在之时。这就好比，在开凿苏伊士运河之前，绕好望角航运是合理的，而一旦开通了运河则通过苏伊士运河进行航运才是经济的。 一维认识观与二维认识观的区别就在于，前者强调的是本体，而后者则强调的是相互作用。在人类认识的初期，处于定性认识的阶段。在该阶段，本体比相互作用要容易掌握，所以当时的认识观是一维和机械的。反之，随着人类的认识引入了数学和实验之后，使人类的认识步入定量阶段。在这一新的认识阶段，相互作用反而变得比本体更容易把握。所以，我们才提倡有机的二维认识观，才把空间和物质作为自然界的两种存在状态来加以研究；所以，我们才认为空间是存在的。 主持人：刚才正方双方都对空间是否存在阐述了各自的理由，我认为是非常有意义的。没想到如此简单的问题，竟然连带出那么多的问题。作为本次对话的结束，请正反双方用一句话来做一个总结。 正方：我坚持空间存在的理由，是因为有助于形成符合现阶段认识水平的二维认识观，从而使人类的认识效率最大化。 反方：我坚持空间不存在的理由，是基于人类千百年来认识的习惯，即基于有与无的划分。 |
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