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宇宙论简述/比较文明学

 

                              宇宙论简述

 

      关于宇宙开始与终结问题方面,我们应当如何看待这种开始的研究,人类是否有能力解决“开始”或是“创世”这种问题呢?从科学的观念来说,人类所面对的只能是现存对象,而“开始”所要研究的是早已不存在的对象。所以我们先要进行的是关于“开始”这个问题本身的思考。而且,宇宙论只是开始之中的一种,虽然它的地位相当重要,但它不能取代人类的开始、文明的开始等其他同样重要问题。

在开始研究中,一直有两种理论,其一是有开始论。其中又可以分为两大类,一类是“第一推动力”的开始为上帝或是其它超自然能力,如老子的道或是其他民族神中的神。另外一种是以自然为第一推动力。大爆炸理论只是自然开始论的一种。所有开始论必然有成因与终结的质疑。以“大爆炸理论”为例,它最终也存在着什么是临界点与归宿的必然质疑,而这一质疑是关键,事实上,所有有始论一直无法回复这种质疑。

另一种是无始论,如即宇宙是无开始也无结束的存在。这种理论流行相当广,只是受到现代科学家们的批评,以为是一种过时的理论,所以不受重视。我们仅举一例来说明。德国的恩斯特·海克尔就主张宇宙无始终论,他曾经说道:

恩斯特·海克尔

 

我们把这些结论简单地总结为以下几条:(1)宇宙空间是无限广大和无边无际的;它没有一处是真空,到处到充斥着实体。(2)宇宙时间同样是无限的和无边无际的;它既无开端又无结束,它是永恒的。(3)实体到处存在,而且每时每刻都在不断地运动和变化;没有一处有完全的静止和凝滞;同时,物质的无限数量却总是不变的、正如永远转化着的能量一样。(4)实体在宇宙空间里的普遍运动,是一个周期性地重复其发展状态的永恒循环。(5)这些发展阶段存在于物态的周期性变化之中,这时,首先出现的是物质和以太的最初分化(可称量和不可称量的物质的分化)。(6)这咱分化是以物质的持续凝聚、无数最小凝聚中心的形成为基础的,这时实体的内在原始特性即感觉和志向是起作用的原因。(7)在宇宙空间的某一部分由于这种凝聚过程便产生了开始小后来大的天体,在天体之间的以太便产生了高度的张力,而在宇宙空间的另一部分则发生了相反的过程,即天体由于互撞而毁灭。(8)旋转着的天体在碰撞的力学过程中所产生的巨大热量,就是新的活力(动能),它促成相撞时产生的宇宙微尘运动形成新的旋转着的星体,这种永恒的循环过程又重新开始。我们的母亲地球是在几十亿年前由旋转的太阳系的一部分产生的,再过千万年以后也将变得僵硬,其轨道愈来愈小,直到与太阳相撞。2

 

   海克尔的理论其实是牛顿力学与康德哲学的结合体,虽然其中有些观念明显有不足之处,但是其作为宇宙无始终论的代表仍然是具有经典意义的。

我们提出第三种看法,这就用时空辩证的观念来观察宇宙与时空,可以称之为一种有限论体系,它的主要内容有以下几点:

其一是时间与空间;我们认为,时间与空间的统一性是相对论的主要成果,这是必须肯定的。相对论以前,我们的时空概念主要有两种对立的观念,一种是哲学中的主观时空,一种是物理学中的绝对时空,这两种概念的谬误,已经在爱因斯坦《论狭义相对论》中被指出了。相对论建立了四维连续统的时空观,就是“时空概念”(time-space concept)具有四维性(four-dimentionality)。但是,相对论不是绝对完美的,这是爱因斯坦本人也承认的,相对论至少在当前仍然只是一种用物理学与数学定律来解释事物规律的学说,其局限性是显而易见的。对于时空研究而言,时空的本质不可能被一个设定的物理学参照系所证实,时空都有物理学意义,时间有延续性,空间有延展性,这是无可怀疑的。但是时空的意义本身是超越物理学的,这是因为时空对于人类有特殊意义,这种意义就是人类生命的延续性与延展性,不同于物理空间的特性。举个最简单的例子,声音以声波振动为特性,这是它的物理特性。但是,声音的话言意义却不是一种物理性。如果我们认为,语言的本质就是声音的振动,这只是从物理层面说明它的性质。更为重要的是,从语言的社会功能来理解它的,因为语言已经进入到人类意识的领域里了。

时空具有相对特性,这是物理意义的,但是从本质上来说,它是绝对的,而非主观的。近代以来的物理学家们把绝对时空看成是主观的是极端错误的,正象相对的并非就是客观的一样。从这一方面来说,牛顿力学没有解决的问题,爱因斯坦同样没有解决。

其二,宇宙本体论中的有限无限;无论是爱因斯坦或是大爆炸理论所设定的两个基点,起点与膨胀,目前为止仍然是一种没有得到证明的假设。这就使得它们的科学性大打折扣,一定程度上来说,它们依然可以看作是一种新的创世纪。不过创世的主角变了,从上帝转变为自然本身。这样,虽然角色转换了,问题却还存在。这个问题不是什么样的力量在创造世界,不管是神的力量还是大爆炸,都一种巨大的创造力。而是第一推动力是什么?为什么会发生大爆炸,这个问题仍没有解决。如果说宇宙早已经存在,是什么原因使它产生爆炸。如果说宇宙原本不存在,那么大爆炸之前又是什么。这些问题是对于大爆炸理论的质疑,这种疑问是它本身所无法解决的。

宇宙的存在是无开始的,也没有终结,但是并不是说宇宙是静止不变的.事实上,宇宙是处于永无休止的变化之中。这种变化的总过程是表现为从非宇宙物质向宇宙物质的转化,也就是说,宇宙并非从来就是我们现在所处于的这个状态。天体不等于宇宙,天体只是宇宙的一个构成成分,这种成分就是我们通常所说的物质结构。宇宙不只是物质的,宇宙也是非物质与反物质的,以往的宇宙论是建立在物质运动观念的基础之上的,从牛顿力学、相对论到量子物理学,这种宇宙观迄今为止不能从根本上解决问题,主要原因就在于此。其实当代量子学家已经我们提供了认识宇宙的新的可能性,只是多数宇宙研究的科学家们至今尚未充分认识这种发现的重要意义。可以说,当代宇宙论研究完全相同于19世纪后期爱因斯坦相对论之前的状况。当时的自然科学家们特别反对黑格尔的自然哲学,机械唯物论在自然科学中占统治地位,这种观念延迟了自然科学本身的发展,直到爱因斯坦的出现,证实了黑格尔早已经指出的理论发展可能性,自然科学才走出徘徊不前的局面。笔者认为,当代科学正在面临爱因斯坦之后的又一次大转折时期,从20世纪中后期出现的物理学重大理论进展预示着新的理论突破。这一突破的意义并不亚于相对论和量子论对于传统物理学的推动,只有过之,而无不及。

詹姆斯·乔伊斯

詹姆斯·乔伊斯曾经有一个被世人称之为“神秘话语”的句子:Three quarksfor Muster Mark。其中的“夸克”(quarks)一词出人意料地激发了物理学家们的灵感,被用来命名我们至今所知的最小可分物质。我们对宇宙的一切认识无不源于微观世界的研究,因此对于物质可分性的研究其实是宇宙论的基础。1969年诺贝尔奖被授给美国加州理工学院的牟雷·盖尔曼,因为他发现了这一物质并且对其命名。当代物理学家们认为,我们所知的宇宙是由夸克所产生的,这是由于物质是夸克所构成的。但是,从大型粒子加速器的试验中表明,一种反物质和反夸克是存有的。这是人类认识史上意义最重大的发现之一,这一发现可以使我们得出这样一种推论,在我们的宇宙历史上,反物质可能存在。虽然霍金关于这个问题曾经说过:“我们没有直接的证据,表明其他星系中的物质是由质子、中子还是由反质子、反中子构成,但二者必居其一,否则我们又会观察到大量由湮灭产生的辐射。因此我们想念,所有的星系是由夸克而不是由反夸克构成;看来,一些星系为物质,而另一些星系为反物质也是不太可能的”。1事实上,霍金的这一结论无疑下得太早,浩瀚宇宙中,我们所知道的天体与星系不足其万一,一些星系为物质,另一些星系为反物质,是完全可能的。即就银河系全部是由物质构成的,并不意味着在宇宙中不存在反物质的天体。再退一万步来说,即使现在的宇宙中不存在反物质的天体,也不意味着从来没有存在过反物质的天体与将来不会出现反物质的天体。

爱因斯坦的相对论与大一统理论早已经受到挑战,物理学家海什说,20世纪的物理学就象托勒密的宇宙学一样愚蠢,是一种错误的理论。而且不仅仅是批判,新的理论框架正在形成,斯蒂芬·温伯格正在进行的弦理论就是全新的,它目的在于描述所有的自然界的力,构成物质的基本粒子以及最终解决时空问题。弦理论在物理学与宇宙论中掀起一种热潮,虽然这种理论目前仍然尚未成熟,但它的革命性作用已经显而易见。

杨振宁

1956年李政道与杨振宁提出弱作用实际上不服从P定律(宇称守衡)的对称,证明弱力使得宇宙和宇宙的镜像以不同的方式发展,吴健雄博士证明了它们的预言,通过实验证明,放射性元素的核在磁场中排列后,它们的自旋方向是一致的。同时一个更重要的发现是,弱作用不服从C(电荷)对称,即其可以使得反粒子构成的宇宙行为与我们的宇宙不同,这就是说,理论上已经证明了反粒子宇宙存在的可能性。

反物质与黑洞(black holes)的发现告诉我们,宇宙是从反物质与物质的对立统一中存在的。宇宙是从一种状态向一另一种状态转化过程之中的。也就是说,宇宙之前可能存在过前宇宙,以后也可能存在后宇宙。我们现在的宇宙状态是只是宇宙的一种状态之一,在此之前可能存在过宇宙的反物质状态,而且,在亿万年后,也可能再次出现宇宙的反物质状态。宇宙的变化可以归结为物质状态与反物质状态的反复作用之中。霍金将黑洞理论称之为量子引力理论,因为这种理论基于一种为别人所忽视的作用力引力,但是引力的作用可能产生恒星的坍缩与黑洞。根据物理学家萨拉玛尼安·强德拉塞卡、列夫·达维多维奇·兰道等人的理论,所谓坍缩其实就是恒星形成的过程,这种过程是氢原子受到引力作用而凝聚在一起,形成恒星。在恒星早期,它的引力被热所平衡,在它以后的时期中,也可以根据引力与不相容原理达到平衡。当这种平衡被破坏后,恒星开始收缩。收缩过程中,表面的引力场增强,这样造成了光线的向内偏折加大,不能从恒星逃逸。这就形成了一个区域,在这个区域里,速度最快的光都无法向外出去,所以,任何东西都不可能从此处外出,也就意味着没有任何东西能被外界的观察者所发现,这个区域就叫作黑洞。简单说,黑洞就是无法与外界联系的区域,它的边界是由视界所规定的,即事件视界,这一视界就与不能从黑洞逃逸的轨迹相重合了。黑洞理论的出现,使得宇宙论的解释变得更为明朗,不是向着所谓大爆炸的方向,而是向着我们所解释的宇宙大循环的方向。

反物质与黑洞的发现,可以证明我们所总结的宇宙与天体的形成观是合乎物理科学的。在无限的宇宙中,反物质与物质的转化是运动的总趋势,其中无疑有力的作用,这种力是反物质与物质之间的作用力,这种作用力如果从原理上看,就是阴阳相对与相聚的作用力。正是这种作用与反作用,使得基本粒子产生聚合,聚合作用的结果形成天体。天体与天体之间仍然存在阴阳对立与聚合关系,天体总是离我们而去或是相撞,这是宇宙与天体运动的基本模式。

 

    四、小结:宇宙与人类理解

 

宇宙对于人类及其文明有什么影响呢?

先看宇宙对于人类认识的总体影响,宇宙是变化的,特别是太阳系中地球运动的方式决定了古代人类认识的基本方式,地球人类所看到的是太阳月亮的一起一落,感受到四季的变幻,由此对于古代人类的辩证观念产生大的影响。

    中国古代经典中其实已经解释了宇宙变化的规律,解释了宇宙与天体运动之间的联系,这就是:

 

一阴一阳之谓道。

 

   宇宙变化不是无规律的,它的规律就是阴阳交替,阴是反物质的状态,它是否有方向我们尚不得而知,很可能是一种无方向的作用力。阳是物质状态,是一种有方向的作用力。它们之间的作用是宇宙变化的动因,它们可以以形成物质天体或是毁灭天体的方式来促成宇宙的变化,也可能是以另一种方式,如形成反物质的天体与物质天体的方式。总之,这是宇宙运动的动力,在这种动力作用模式下,宇宙是不断运动的,也是不断产生与毁灭着的,从宇宙发展的规律来看,这是一种大循环的模式。

正如西方科学家们已经看到,没有一种自然科学理论能取代哲学与文化的观念。我们从这样一种思想中可以获得关于宇宙起始与终结的理解。中国古代的《淮南子·俶真训》中写道:

 

有始者,有未始有有始者。有未始有夫未始有有始者。有有者,有无者,有未始有有无者。有未始有夫未始有有无者。所谓有始者,繁愤未发,萌兆始蘖。未有形埒垠。无无蠕蠕,将欲生兴而未成物类。有未始有有始者,天气始下,地气始上,阴阳错合,相与优游,竞畅于宇宙之间。被德含和,缤纷茏丛,欲与物接而未成兆朕。有未始有夫未始有有始者,天含和而未降,地含气而未扬,虚无寂寞,萧条霄兆,无有仿佛,气遂而大通冥冥者也…… 

 

   中国神话中的创世纪并不突出,但是,中国古代的叙始理论却相当发达。从文明差异来说,中国古代人文文明的哲学思想发达,不同于其他文明的宗教思想发达,所以当其他文明纷纷发展创世纪时,中国发展了叙始理论。叙始理论不是关于宇宙创造的学说,而是一种生成哲学,这种学说中包括了宇宙论、万物生成、人类生成与个人发展的理论,是一种认识论。一定程度上,它是一种古代形态的发生认识论。类似于《淮南子》的理论我们可以从《庄子·齐物论》中看到:

 

有始也者,有未始有始也者,有未始夫未始有始也者。有有也者,有无也者,有未始有无也者,有未始有夫未始有无也者。俄而有无矣,而未知有无之果孰有孰无也。今我则已有谓矣,而未知吾所谓之其果有谓乎,其果无谓乎?2

 

   有了这样的认识理论,宇宙论中的种种困惑可以迎刃而解了,宇宙的开始与它的终结是联系在一起的,如果有始,则必有终,如果无始,亦无其终。

如果说宇宙无其始终,那么天体特别是太阳系是我们最关心的。太阳系是宇宙的骄傲,因为太阳系中的地球产生了生物与人类,地球产生人类的秘密,其实不在别处,就在太阳系本身。

地球生命的存在与进化是一个漫长的过程,从无生物到生物,从低级的生物到高级的生物,生命的存在与进化中,有一个相当显著的但是从来无人过问的现象:生物的生命呈现出两性形态,即雄性与雌性,也就是阳性与阴性。即使是一些低级生命形态如植物的花粉传播,有雄性与雌性的关系,更原始一些的动物中,还有自体繁殖现象,无论哪一种都有不同性别的存在。笔者认为这正是生命存在的秘密,也是地球产生生命现象的重要原因。由于地球在太阳系的位置位于太阳与月亮之间,太阳的引力与光热作用与月亮的引力作用方式不同,但又同时作用于地球之上,这两种分别代表阴阳力量的作用力对于最早的海洋生物产生作用,产生了生命,并且把生命的基本形态定格为阳性与阴性,生命通过阳性与阴性的交合得以继续。简单说,因为太阳系中太阳、月亮与地球三个星球之间的特殊关系,才产生了生物与人类。如果没有太阳系,没有地球与太阳、月亮或是三者之间的位置关系不是这样,地球即使有生命,其形态也不一定就是如此了。

正因为如此,地球生物生命形态是雄雌划分,人类与其他动物一样,区分为阳性与阴性,阳性为男人,阴性为女人,阴阳交合,是物化的力的形态,结合成为胚胎,并发育成人。如果从生命运动的总体模式来看,基本上是与宇宙和天体运动的模式相吻合的,也与生物进化的规律相一致。

最后还要说到,从本质上说,人类每一个个体生命的产生,其实在一定程度上重复着宇宙演化的原理,再现着生物进化的历史,自然在我们身上重演着它的轨迹,原因就在于我们是自然之子。以上是我们关于宇宙与人类关系的总体认识,这种认识是一种天人相关的认识论,它的形而上学层次虽然可以联系到中国古代的“天人合一”的认识论,但是从认识方式来看,它与现代的宇宙认识论之间并不对立。宇宙的演进对于人类的精神信仰起了最重要的作用,说到底,一切信仰的根源都来自于宇宙。最早的太阳神信仰曾经在埃及等文明中十分重要,这种信仰来自于对宇宙中太阳作用的崇拜。拜火教对于光明的崇拜同样与太阳有关,我们还可以从希腊神话中的太阳神、印度神话中的太阳神等看到类似的内容。

基督教与伊斯兰教全都有人类末日世界毁灭的信仰,这种信仰可以说是这两种宗教的最重要观念,宗教伦理建立于这种信念之上,只有末日的审判是公正的。如果我们从宇宙论角度来看,这种宗教信仰与宇宙是有始有终的观念密切相连的,甚至可以说是把宇宙论变成了神学的信念。耶稣与释迦牟尼都曾经有过宗教沉思的经历,在这种经历中,宇宙论必然是其重要内容,他们正是透彻地想清楚了宇宙必然毁灭这一结局,才有了世界末日的思想。

更为引人注意的是,现代科学中的宇宙大爆炸理论与宇宙终结论,与基督教上帝创世和世界毁灭的理论之间完全有一种精神上的内在呼应,难怪当代信仰基督教的科学家们对于宇宙大爆炸理论表示了与神相通的理解。



2 []恩斯特·海克尔:《宇宙之谜》,郑开琪等译,上海世纪出版集团,2002年版,第208页。

 

]史蒂芬·霍金:《时间简史》,许明贤、吴忠超译,湖南科学技术出版社,2003年版,第101页。

 

《淮南子·俶真训》,载《诸子集成》,中华书局影印本,七,第19页。

《庄子集解·齐物论》,载《诸子集成》,中华书局影印本,三,第1213页。


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