第五十七章无限与有限

物质的宇宙由运动的天体组成。无论一个天体的存在状态如何，都是由不同形态的物质构成。在单位尺度越来越大的情况下，任何巨大的天体都退缩成为宇宙中的一个质点。宇宙的简化模型就是运动的质点的总和。

宇宙是无限的还是有限的，科学上还没有确切证据，不能做出定论。但是，我们可以从其它方面讨论宇宙的有限和无限性。

从信仰的角度来看，自然神论认为神就是宇宙，宇宙就是神。神的存在是永恒的，神的存在也是无限的。这就等同于说宇宙是永恒而无限的。宇宙在时间上是永恒的，在空间上是无限的。

从哲学角度来讲，假设有两个哲学家，哲学家甲认为宇宙是无限的，哲学家乙认为宇宙是有限的。他们两人都同意他们讨论的是同一个宇宙，并且宇宙只有唯一的一个，即他们生活于其中的那个宇宙。甲说：既然如此，无限必然包含有限，所以宇宙是无限的。乙不能证明宇宙的有限性，于是他不得不同意宇宙是无限的。

从逻辑角度看。宇宙由实体与空间两个因素构成。实体是基本因素，空间为生成因素，实体的分布形成了空间。实体的间隔形成空间，没有实体也就没有空间。实体包括从最小的电子原子分子直到星体。

如果宇宙在空间上是有限的，它就应当有边界。如果这个边界是空间，就应当有实体标记出这个空间，实体成为了宇宙新的边界。如果实体为边界，它必须成为连续的实体包围有限的宇宙。但是，宇宙应当处处相同，而这个有限宇宙的边界属于这个宇宙，而又不同于这个宇宙的其它部分，因此宇宙有限的观点逻辑上不成立。这样，既然宇宙有限的观点不成立，宇宙无限的观点就应当是正确的。

无限的宇宙不需要起点，它不需要有空间的起点，也不需要有时间的起点。宇宙在空间上是无限的，在时间上是永恒的。

人类是一种生物。由低级到高级的生物系统是在地球上逐渐发展起来的，是地球上特定元素组成与元素组合状态的发展结果。地球上虽然产生了智慧的人类，地球在宇宙中却是普通到可以被忽略的地步。

人凭借自以为无穷的智慧，想出种种方法去描述自身作为一个组分的宇宙。尽管人认识到得抽象概念中空间可以是任意维的，人类感知到的实际的物理实在却只能是三维的。由我们自身开始，人体是三维的，地球是三维的，太阳系是三维的，银河系是三维的，整个宇宙怎能不是三维的呢？

人类是物质世界的一个组成部分，人类和物质世界是一致的。三维的物质世界产生了三维的人类，所以人类认识到的物质世界是三维的。因为人类自身是三维的，所以人类所从属的物质世界必定是三维的。

艾伦费斯特^①的研究表明，在高于三维的空间中的物质运动不会组成稳定状态的运动系统，因此稳定运动的宇宙只能是三维的。

宇宙是三维空间中的物质分布，不存在如同三维空间中的二维闭曲面式的高维空间中的闭合三维空间。

物质的存在是唯一的真实。空间是物质的分布关系，时间是物质的运动度量。

如果认为光的传播速度是一定的，以地球绕太阳转动一周为时间单位，距离单位就是光年，即光在一年时间里传播的距离。

在无限的宇宙中，电磁波是传递信息与能量的唯一方式。因为光线的红移，导致能量的降低与信息的模糊。从某一距离传播到地球的光已损失全部信息，这个距离就是人类能观测的最大距离。因此人类对宇宙的认识是有界限的。客观的宇宙是无限的，人类可以认识的宇宙是有限的。

①《空间—从相对论到M理论的历史》，关洪著，清华大学出版社，2004年5月第一版。