评物理学的时空观
http://www.newdu.com 2024/10/05 04:10:44 问道网 佚名 参加讨论
时空观是物理学最基础、最重要的观念，因为物理学的所有内容都建筑在该基础之上。在写了“ 第236篇道家哲学时空观和物理学的未来 ”之后，本文就该写了，因为对先后居于统治地位的物理时空观应当有一个总结性的交待。 一、道家哲学时空观与牛顿时空观 1、牛顿时空观概略 牛顿的时空观是绝对时空观，绝对时空观用运动定律来描述就是惯性定律。 绝对时空观简言之：空间与任何外物无关，永远固定不动；时间与任何外物无关，永远均匀流逝；宇宙中存在绝对静止、绝对运动，存在着绝对静止中心，等等。 在牛顿那里，他虽然描述了绝对时间和绝对空间的性质，但却没有定义时间和空间。虽然他说上帝是时间和空间，但那不是物理定义。 2、时间和空间的定义 在《道家哲学和现代物理学基础》之中，曾有多篇文章讨论牛顿的绝对时空观，这里不再重复了。那么，道家哲学是怎样看呢？ 老子说：“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，强字之曰道。” （新一章，原著第二十五章） 可见，道家哲学首先认为“道”这一客观的总规律先天地而生，乃太初之始天地之母。然后又认为，在“道”之中，包含了空间和时间两者，其中有一个时空平台。 “寥兮”“独立而不改”描述空间的性质。“寥兮”表明空间是空荡荡的，空间是“无”。独立，即“无”的独立。不改，又表明空间独自站在那里，他不动、不改变。空间者，阳刚也。无限空间，太大了，不可能动摇他、打倒他，这就是所谓“至大而至刚”。空间者，直也；若不直，就改变了，所以空间又是“直”。 “寂兮”“周行而不殆”描述时间的性质。“寂兮”表明时间是静悄悄的。“周行而不殆”表明时间虽然是静悄悄的，但并不是静止的，她是变化的、流动的；时间者，阴柔也；时间是曲，往复循行而从不停息；时间是“有”，周行即“有”的运动，亦即“有”的静悄悄的活跃的运动。 虽然牛顿没有定义时间和空间，但我们根据老子“寥兮”“独立而不改”和“寂兮”“周行而不殆”的论述，在“道”物理学第四篇和第五篇中，首次对时间和空间给予简明而准确的定义： “寥兮”“独立而不改”——空间即对立。“寂兮”“周行而不殆”——时间即转化。 “周行”，它表明时间流不是牛顿所设想的那种永远的匀速直线运动。老子又说：“迎之不见其首，随之不见其后”（新十章，原著第十四章）。可见，时间应是无首无尾的无限的螺旋运动。 3、空间和时间的关系 从空间和时间的以上对比，我们可以总结出空间和时间有如下关系：1）空间和时间，一静一动。2）空间和时间，一无一有。3）空间和时间，一阳一阴。4）空间和时间，一刚一柔。5）空间和时间，一直一曲。6）空间和时间，两者虽然对立，但又共同组成道。 空间和时间的六点关系，表明它们既是对立的，又是相互紧密联系的。共同组成道表明空间和时间两者是统一体，是永不分离的相辅相成，两者不是孤立的，更不是绝对孤立。 4、道家哲学时空观的自然主义 时间的无首无尾，表明时间是无限的。但是，时间的螺旋又表明，时间还是有限的、实在的、可把握的。时间的螺旋还向世人优雅地显示：道家哲学的时空观本身就包含着园融、亲切、谦逊的美德。所以，在道家哲学里既看不到任何僵硬冷漠的绝对化，也没有任何唯我独尊的中心论。道家哲学时空观的自然主义还表现在“道”与“谷神”、时空平台的关系上面。 老子说：“谷神不死，是谓元牝，元牝之门，是谓天地根，绵绵若存，用之不勤。”（ 新十九章，原著第六章）。 “谷神不死”，指谷神永恒；“元”，第一；“牝”，女性；“元牝”，第一母；“是谓元牝”，指“谷神”是第一的伟大而慈爱的母亲；“元牝之门，是谓天地根”，指谷神的产门与天地脐连，乃天地之母；“绵绵若存，用之不勤”指谷神的产门还不断生养着万物，是万物之母。 谷神既然是天地万物之母，为什么老子又说，“道”“可以为天下母”呢？因为“谷神”是拟人化的慈母化的“道”。 “道”、“谷神”、时空平台的关系如何？时空平台在“道”之中，是“道”自身的体现；是“道”这一客观总规律运作之平台；亦是“谷神”运作之平台。 “谷神”是拟人化的慈母化的“道” ，“谷神”是老子的泛神、自然之神、自然规律之神、道法自然之神，她就是客观总规律“道”本身。 5、结论 在道家哲学的时空观里，蕴藏着深邃的、朴素的、活跃的、螺旋的、自然主义的色彩，所以道家哲学的时空观就是道法自然的时空观。时空观上的任何绝对化、直线化都代表僵化和暂时，与道法自然的园融、亲切、谦逊相去甚远。道家哲学温情而自然美的时空观，代表了另一种描述，它与牛顿冷漠而僵化的时空观是不一样的。 二、道家哲学时空观与爱因斯坦时空观 1、爱因斯坦时空观概略 爱因斯坦的时空观是相对时空观，可概括为：空间因运动而收缩，时间因运动而减慢，物质使时空弯曲。在爱因斯坦那里，牛顿的所有绝对化观念都被抛弃了。与牛顿一样，爱因斯坦也没有定义时间和空间。 道家哲学怎样看待爱因斯坦的相对时空观呢？ 2、静态和稳态时空 老子的话，除了“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，强字之曰道。”的前半段，还有后半段“强为之名曰大，大曰逝，逝曰远，远曰返。” （新一章，原著第二十五章） 前半段是老子静态时空、稳态时空的一面。后半段“强为之名曰大。大曰逝，逝曰远，远曰返。”是老子动态时空、非稳态时空的一面。 3、动态和非稳态时空 我们已经知道，道家哲学的时空平台在“道”之中，是“道”自身的体现，是“道”这一客观的自然的总规律运作之平台，也是拟人化的“道”（谷神）运作之平台。 “强为之名曰大”在这里是什么意思呢？就是说老子只能很勉强地把道（时空平台）称为伟大。为什么呢？因为它虽然很伟大，非常非常伟大，但这“伟大”却不是固定不变的，而是要变化的。需知，“道”正是要通过这个变来达成永恒，并显示其伟大。 “大曰逝”的“逝”即流动、变化之意。“大曰逝”的意思就是：道（时空平台）是可变化的，可以由大变小。 “大曰逝”的“逝”亦有消逝之意。“大曰逝” 的意思就是：时空平台是可变化的，甚至可以由小变到消失。“逝曰远”的意思就是：时空平台是可变化的，可以由近变到远。“远曰返”的意思就是：时空平台是可变化的，还可以逆向变化，可以返回，可由远返回到近。 “逝曰远，远曰返” 的意思就是：时空平台是可变化的，还可以逆向变化，可以返回，甚至可以由消逝而再现。何其丰富也！以下再用问答的方式作深入讨论： 一问：“大曰逝，逝曰远”与“不道律”有关吗？ 答曰：“大曰逝，逝曰远”表明“大”可以变小，可以再变到消逝，所以，与老子的“不道律”相协调。 二问：“大曰逝，逝曰远，远曰返”与“反者道律”有关吗？ 答曰：“大曰逝，逝曰远，远曰返”之中有“远曰返”，表明会返回，所以，与老子的“反者道动律”相呼应。 三问：“大曰逝，逝曰远，远曰返”与“有无相生律”有关吗？ 答曰：“大曰逝，逝曰远，远曰返”之中，既有“有变成无”，也有“无中生有”，所以“大曰逝，逝曰远，远曰返”与“有无相生律”相一致。 四问：“大曰逝，逝曰远，远曰返”与“玄之有玄律”有关吗？ 答曰：“既然有“大曰逝，逝曰远，远曰返”，返回之后当然可再次“大曰逝，逝曰远，远曰返”，可见与老子的“玄之有玄律”相辉映。 在这里需补充指出，时空平台的“大曰逝”、或“逝曰远”、或“远曰返”等等，这些概念一定要有比较才会产生。所以，时空平台一定不止一个。换言之，道家哲学允许有多个时空平台共存。道家哲学允许有多个时空平台共存，意味着允许有多个宇宙共存，它们之间不排除有相互转化的可能性。在每一个宇宙内部，其时标和空标是相对稳定的。但是，在不同的宇宙中，时标和空标则有可能不同。这里还可以引发许多研讨，但按下不表了。 4、结论 现在时空平台的“大曰逝”、或“逝曰远”、或“远曰返”，亦即时空平台的由大而小、由近而远、由小到消逝，或者反过来由消逝而再现、由远而近、由小而大、……等等，都应归于时空变换的新范畴之中。 爱因斯坦狭义相对论的时空因运动而减慢和缩短，广义相对论的时空因物质（引力）而弯曲等等时空变异，皆属于时空变换的范畴。不过，爱因斯坦相对论的时空变异比起道家哲学时空变换的出神入化则不可同日而语了。 三、道家哲学时空观与大爆炸宇宙论时空观 1、大爆炸宇宙论时空观概略 大爆炸宇宙论是继亚理斯多德的地球中心宇宙论、哥白尼的太阳中心宇宙论、牛顿的宇宙绝对静止中心论、爱因斯坦的稳态无边有限宇宙论、弗利德曼的非稳态膨胀宇宙论之后，由比利时物理学家梅特勒提出来的一种新的宇宙论。梅特勒认为，现今的宇宙是若干亿年前一个宇宙大原子爆炸的结果。梅特勒当年只有物理模型，但他的新奇思想引来了大批著名物理学家的追随，他们采纳了弗利德曼的非稳态膨胀宇宙论的某些成果，使大爆炸宇宙论的物理/数学模型不断达至完善，数学推导发现的时空模式有如下三种： 模式1）永远膨胀的开放式无限宇宙（时空曲率K<0），被认为可能性非常小。 模式2）平直静态式无限宇宙（时空曲率K=0），被认为不可能。因为，广义相对论说时空是弯曲的。 模式3）最大的可能是膨胀—收缩—膨胀—收缩……的震荡宇宙（时空曲率k>0），可修正为爆炸（宇宙第一极）—膨胀—收缩—爆炸（宇宙第二极）—膨胀……如此循环。这就是众所周知的占统治地位的大爆炸宇宙论了。 不难看出，虽然是往复循环，但时间和空间都是有始有终的。 与牛顿、爱因斯坦一样，梅特勒和追随他的著名物理学家们也没有定义时间和空间。 道家哲学如何看待这种时空观呢？ 2、道家哲学预言了时空的可变性和可循环性 前面刚讨论过的道家哲学关于时空平台的动态、非稳态性质，使我们看到，总的说来道家哲学已经预言了宇宙（时空）的各种可变性。 如果再仔细思考，我们还应该注意到，时空平台的六种变化（近—>远、大—>小、小—>消逝、消逝—>再现、小—>大、远—>近），能够形成如下具体的动态组合，即：逝——>小（或远）——>大（或近）——>小（或远）——>逝……如此循环。 时空平台的上述可循环性，还可表示为： 0——膨胀——收缩——0——膨胀……如此循环。 显然，道家哲学允许“时空平台循环变化”这类时空变换的可能，此即道家哲学时空观的一个重要论点。若与大爆炸宇宙论的爆炸（宇宙第一极）—>膨胀—>收缩—>爆炸（宇宙第二极）—>膨胀…相比较，不难发现其有相似之处，但这只是形似而已。 必须注意，道家哲学时空变换的循环并没有大爆炸循环的意义，这一本质区别是一定不能混淆的。 3、道家哲学断言时空无始无终 老子说“独立而不改，周行而不殆”（新一章，原著第二十五章），其实不难理解。 1）朋友，您明白吗？“独立而不改”就是表明空间无始无终啊。 因为，若空间有始有终，那空间就不是“不改”，也不是“独立”的了。所以老子说得很对啊。 2）朋友，您明白吗？“周行而不殆”是表明时间无始无终啊。 因为，若时间有始有终，那时间就不是“不殆”，也不是“周行”的了。所以老子说得很对啊。 道家哲学的时空无始无终论是对大爆炸宇宙论时空有始有终论的置疑，从而置疑大爆炸宇宙论本身。准确地说，我们现实的大宇宙是无始无终的，而其中的各种小宇宙则可能有始有终，或者说有生有死。 4、结论 道家哲学认为，我们现实的大宇宙，在可推测的过去，即使在许多个150亿年之前，也无任何大爆炸发生。但是，在局部的小宇宙里，例如银河系或其它星系则可能发生过爆炸，这些都是大宇宙中的寻常事。我们一定不要把局部爆炸的可能误认为是大宇宙爆炸的可能。 道家哲学认为，我们现实的大宇宙，在可预见的将来，也无任何收缩继而走向大爆炸的可能。即使在许多个150亿年之后，也不会发生。老子的二生三律制约着大宇宙的爆炸。 道家哲学认为，讨论中的“0”处，并不是宇宙的极点，“0”的哲学意义是“无”。“0”处，不是“0”；“0”处，实际是指时空平台“有变为无”的消失之尾，或“无中生有”的产生之始，“0”处是关节点，没有任何爆炸的意义。 既然未曾发生过宇宙大爆炸，宇宙红移和宇宙背景辐射是怎么回事？关于此，“道”物理学的第五十六篇至第六十五篇中，提出了对宇宙红移和宇宙背景辐射的新诠释，并描述了新的宇宙图画，可为参考。 （转载自张天健_560的博客） (责任编辑：admin) |