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追究物质、空间、时间的真正本质
[楼主] 作者:马国梁  发表时间:2012/11/08 16:18
点击:1213次

 

追究物质、空间、时间的真正本质

物质、空间、时间都是现实世界反映到我们头脑中以后所形成的概念。它是我们人对自然界进行认识的结果。

人对自身及周围世界的认识自从觉醒以后就立即开始了。来自外界的各种信息通过眼、耳、鼻、舌、身这五种感觉器官汇总到我们的头脑中,从而使我们意识到自己还有别人以及无数物体的存在,它们彼此间的相对运动及相互作用,并渐渐形成了许多概念,有了记忆、思维和反应。

我们最早建立的概念应该是有形的"物体",它是组成整个世界的基本单位。它往下可以分解成各级组成单元,往上可以组合成各级独立系统。可是后来人们又发现各物体之间还有间隙,且间隙大小可以变化,各物体能够在其中连续运动,这样就形成了"空间"的概念,并意识到每个物体都是占有一定空间的。且所有的空间还可以统一起来,向各个方向连续延伸到无限远处,从而构成一个静止的无边的容器。而对"时间"概念的建立则要再晚一些。它是我们通过观察物体运动和状态变化的连续性、次序性、周期性而抽象出来的。它就像一条匀速流动的无边的长河,所有物体都像在其中漂流的船只,我们不知它们从何方而来,又将向何方驶去。

"物质"是指物体的所有组成部分,它是物体的无形状态,也是组成现实世界的原料。

当然到了现代,这些概念都已经大大的发展进化了。但若要我们给它们下一个严格的定义还是太难了。这是因为要定义概念必须得先有概念,而对最基本的概念我们是无法定义的。所以它们就"只可意会、不可言传"了。就是说你不论怎么定义,都会产生让人追问的新概念。

在哲学上对物质的定义是这样的:它是不依赖于人的意识而存在并能为人的意识所反映的客观实在。这是从存在的角度、利用物质和意识的关系来定义的,它无疑是正确的。因为现实存在的一切,无非只有精神和物质两大类。其中物质第一性、精神第二性。物质的存在不依赖于精神,而精神的存在则必须依赖于物质。所以只要除去精神后剩下的全是物质。

在物理学中,物质的体现又何尝不是这样?我们对物质的认识就是从我们人体自身开始的。

首先我们人是物质的。且因为只有同性的事物才能相互作用,所以只有那些能够或可能与我们发生相互作用、从而引起我们感觉的一切才是物质的。然而由于我们的感觉器官并非完善,不可能接收到所有的信息,所以对物质的定义又延伸为:凡能与我们已经认定的物质发生相互作用的一切也都是物质的。鬼神所以不能被所有人都相信它们的存在,就是因为它们的非物质性。它们不能与我们平等互动,我们无法通过物理实验研究它。中微子、引力波、暗物质、暗能量、以太至今被人们怀疑,也是因为它们是那样难以捕捉,来去无踪。

但物质的一切并不一定是物质本身,还可能是物质现象。例如我们从电影、电视中看到的"人"并不是本人,而只是本人的影像;我们所听到的声音它也不是物质,而是一种物质波;还有我们在睡梦中也常常能够感觉到身临其境甚至亲密接触,但不管梦境多么逼真,最终醒来都是一场空欢喜,因为那也只是对大脑活动映象的记忆。可尽管我们的判断会经常失误,但在绝大多数时候,我们还是应该相信我们的感觉。如过怀疑一切,那么我们的知识体系将无从建立。

当然我们的观测系统还远未尽善尽美,在当代即便应用最先进的仪器设备,我们也不可能发现所有的物质,更不可能收到所有的信息,所以在我们的知识体系中存在这样那样的缺陷毫不奇怪。不仅只此,客观世界虽然只有一个,可是反映到我们每个人头脑中的主观世界却有无数个。所以人的认识共同点虽然很多,但是差异也存在不少。

对于空间,我们现在是这样认为的:它是我们从所有物质的存在、运动后面提取出来的公共背景。空间当然不是物质,但它是空白的,可以盛放物质,且在所有的空间中都充满了物质,没有任何物质的"绝对真空"是不存在的。这就是空间和物质的不可分割性:即没有不占空间的物质,也没有没有物质的空间。不过物质虽然占据了所有的空间,但其分布并不均匀。其中密度最高的是趋于无限大的质点(奇点),而密度最低的则是趋于零的"真空",密度居于中间的就是各个物体。它们往上可以组成更高级的物质系统,往下可以无限可分,其最基本的粒子应该是趋同的。

总的空间应该是无限的、静止的、刚性的,但总的这样并不意味着每个物体所领有的空间也都这样,即物体的体积和形状都永远不变。所以极有可能物体的空间特性会因时、因地、因状态而异,其稳定不变只是相对的、暂时的。

而对于时间,我们现在则是这样认为的:它是在所有的运动、变化过程下面隐藏着的一条与之平行的公共轴线,它向前、向后都是无限伸展的。它的最小单位即最小粒子的运动周期,趋于零;而最大单位则是最高级恒星系统的演化周期,趋于无限长。总的时间连续的,长度不可伸缩的。但总的不变也不意味着每个物体的时间特性也不变,即它的寿命和演变过程不变。所以每个物体所领有的时间也极有可能都是相对的,可变的。

所以当物体运动时,发生"尺缩钟慢"的现象是完全可能的。

牛顿所坚持的不只是绝对时空观,他也承认时空的相对性。因为他说过:"相对的、表象的和普通的时间是可感知和外在的(不论是精确的或是不均匀的)对运动之延续的量度,它常被用以代替真实时间,如一小时,一天,一个月,一年。"他还说过:"相对空间是一些可以在绝对空间中运动的结构。"而爱因斯坦则只是相对时空论者,他否认时空的绝对性。

从理论上讲,我们人类的认识能力是无限的。只有还没认识的物质,而没有不可认识的物质。但我们并不因此否认认识过程的阶段性。所以我们的认识水平永远是相对的、有限的。在微观领域,虽然我们坚持物质无限可分,但在每个历史时期内,我们所能深入的程度都是有限的。在宏观领域也是这样,虽然我们坚持物质和空间的无限性,且在目前通过最大的天文望远镜已经观测到几百亿光年远的星空,今后还可能继续延伸,但我们永远也到不了无限远处。

然而宇宙的无限性却是不容置疑的,它的巨大不是我们人类所能想象的。虽然我们无法从观测上给予充分证明,但通过思维我们还是能够从逻辑上进行证明的。这是因为:(1)有限的宇宙模型将给我们带来不能解决的稳定性问题;(2)我们没有理由认定空间是有限的,更没有理由认为"在无限的空间内只有有限的物质";(3)在"宇宙的边缘"也没有通过观测证明的情况下,那么现有的状态将起着决定性的作用。因为惯性定律是一条最基本的定律,所以如果没有其它因素干扰,那么我们就应该假定这样的星空还会继续延伸下去。即使有一天我们这个宇宙被证明是有限的,那么我们也应该想到在它外面还会有无数个这样的宇宙。

那么究竟为什么会有这样一个物质的世界呢?我们的回答是:不应该提出这样的问题,并且要反问"怎么会没有这样一个物质世界呢?"这是不可能出现的情况。

因为"有"和"没有"是我们从局部空间中的物体运动和变化中发现的两种状态,所以它不适用于宇宙总体。宇宙总体只有静止和永恒,而没有运动和变化。所以"有"是绝对的,"没有"则是相对的。"一切都有"就包含了"没有"这种情况,而"一切都没有"则成了自相矛盾的悖论:如果不包括它自己,那就不是"一切";而如果包括它自己,那就是它承认"没有没有",从而变成了"有"。故这句话话是不成立的。

全体物质的总量是守恒的,并且在封闭的空间内,其物质的总量也是守恒的。不管它们在内部如何运动和变化,其总量始终不增不减。这就是著名的质量守恒定律。

全体物质的运动总量也是守恒的,势能是对运动能力的储蓄,可将之视为潜在的运动。在封闭的空间内,其物质的运动总量也是守恒的。不管它们的形式如何变化,其运动总量也始终不增不减。这就是著名的能量守恒定律。所以根本用不着担心宇宙内会发生"死寂"的情况。我们绝对相信:宇宙内的物质将会永远运动下去,其演化过程永远也没有完结。

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