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老子的宇宙论——关于今年诺奖的联想
宇宙演化、物质结构、生命起源,是科学研究的三大基本问题。今年诺贝尔物理奖,授给天体物理学家,奖励他们对宇宙演化研究的贡献。
获得2011年诺贝尔物理学奖的天体物理学家美国科学家索尔·珀尔马特、拥有美国和澳大利亚双重国籍的科学家布赖恩·施密特以及美国科学家亚当·里斯,通过对超新星的观测发现超过50颗遥远超新星所发出的光比预想的要微弱,表明宇宙正在加速扩张,而且逐渐变冷。这个发现,被瑞典皇家科学院称为“震动了宇宙学的基础”。“不过,发现宇宙扩张正在加速,令人惊异。”评审委员会介绍说,“如果扩张继续加速,宇宙将以冰冻状态终结。”
关于宇宙演化,老子早在两千五百多年前就有论述。解读如下。
在宇宙生成之前,老子认为“有物混成,先天地生”。(《老子·二十五章》)庄子认为“太初有无,无有无名;一之所起,有一而未形”。(《庄子·天地》)道呈现混然一体的状态,还没有形成实体。就是说,太初是一片零物质充斥的虚无的混沌状态,只有无,而无有,无名,亦无形。无是零物质,零物质质量为零,没有形体。
太初混一的状态中,虽然“道之为物,惟恍惟惚”,但是“恍兮惚兮,其中有象;恍兮惚兮,其中有物;窈兮冥兮,其中有精,其精甚真,其中有信。自古至今,其名不去,以阅众甫。”(《老子·二十一章》)老子是说,道虽然恍惚,但恍惚之中有实物,深远暗昧中却涵着极细微的精气,这极细微的精气最具体最真实。自古至今,它的名字永远不会消失。根据这极细微的精气,才能认识万物所起始。虽然“有一而未形”,但是“未形者有分,且然无间”。(《庄子·天地》)庄子是说,虽然没有成形体却有阴阳之分,不过阴阳的交合是十分的吻合而没有缝隙的。
解读:太初混一状态的零物质中,有实物,有阴阳。这实物便是以前的正物质宇宙和反物质宇宙的质量的总和,二者原是一个巨大的物质对,湮灭后形成了这一混一的零物质;这阴阳便是指的全部正物质和全部反物质对立的势力,虽然它们交合得十分吻合,但它蕴藏着分裂发展的动力,这是零物质能够分裂的内因。
老子曰“道生一,一生二”。(《老子·四十二章》)《周易大传·系辞上》曰:“是故易有太极,是生两翼,两翼生四象,四象生八卦。”就是说,一分为二是自然界的根本法则,现代哲学也公认。所以说,零物质的分裂是必然的。
宇宙产生于“大爆炸”已经得到科学界众多的科学家的认同。但是,究竟是什么东西发生“大爆炸”产生了宇宙?比利时勒梅特说是“原始原子”,英国物理学家斯蒂芬·霍金(Stephen W.Hawking)和罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)则证明了宇宙起源于一个“奇点”。“奇点”是个数学概念,指的就是“原始原子”。它体积无限小,质量无限大,密度无限大,时空曲率无限大。
这样的原始原子,虽然“体积无限小”但也是“有”,况且还“质量无限大,密度无限大,时空曲率无限大”,更说明是“有”。所以,这一假说不符合老庄宇宙产生于“无”的论断,而且也没指出原始原子的来处,这有违物质不灭定律或能量守恒定律。根据“有生于无”的论断,某零物质才是真正的原始原子。但它的体积为零,质量为零,密度为零。
大约140亿年前某一瞬间,某零物质(真正的原始原子)受到扰动, 即是受到了某“量子涨落”正好和某“自组织行为”相遇的共同作用的扰动。“扰动”这个外因促使该零物质内部阴阳矛盾对立的斗争激烈化,达到势不两立程度,导致其发生分裂,一分为二,变成为两个“原始原子”:一个完全由正物质组成,叫做“正(阳)原始原子”;另一个完全由负物质组成,叫做“反(阴)原始原子”。二者质量的绝对值相等,都体积无限小,质量无限大,密度无限大,时空曲率无限大,温度极高。内含的非零物质都是质量无限接近于零的微小颗粒,颗粒的体积比原始原子的体积是更高阶的无穷小。但是就在这无限小的空间里,却包含了整个宇宙的质量:正原始原子包含着全部正宇宙的质量,反原始原子包含着全部反宇宙的质量。由于原始原子内的空间极狭小,密度无限大的非零物质难以施展其运动的本性。
如果不把零物质算作通常意义上的物质的话,那么可以说是某零物质的分裂产生了物质,无(零物质)产生了有(非零物质)。这就是老庄哲学所说的“有生于无”的本义。但是这个“无”字的含义是无形无状、质量为零,不是“没有”的意思。零物质一分为二产生非零物质,并非是字面意义上的“无中生有”,实际上还是“有生于有”。零物质一分为二产生正反两个原始原子,是完全符合物质不灭定律或能量守恒定律的。
在新生的正原始原子和反原始原子极狭小的体积内,全部是由无限多同性物质颗粒组成的,因而存在着巨大的斥力。此斥力促使二原始原子在10亿分之一秒的时间内同时各自分别发生了“大爆炸”,形成了两个宇宙:正原始原子爆炸形成了正物质的宇宙──正宇宙,反原始原子爆炸形成了反物质的宇宙──反宇宙。两宇宙平行发展,各行其道,完全对称,只不过是正宇宙的物质质量都为正值,反宇宙的物质质量都为负值。“大爆炸”后非零质量的物质运动产生了时间和空间,非零物质不断的运动使时间沿直线前进,使空间不断扩张。非零物质的不断运动产生了物质的各种排列组合形成的多态多性、多层次、变化无穷的万事万物。非零物质继续运动,新生事物不断增加,时空继续膨胀。
以上就是对老庄宇宙论的新解读。
老子在《老子·四十二章》概括地总结性地叙述了他的宇宙论:“道生一,一生二,二生三,三生万物。万物负阴而抱阳,冲气以为和。”这段话可作如下的解读。
“道生一”:道产生混一状态的混沌系统,即零物质,即原始原子。
“一生二”:系统分裂为对立的两个方面,即零物质分裂为正反两个原始原子。
“二生三”:对立的两个方面产生众多的第三者,即正反两个原始原子分别发生了“大爆炸”产生出众多的新生物。秦前,“三”有众多的含义。《国语·周语》:“人三为众,女三为粲,兽三为群。”
“三生万物”:新生的众多的第三者产生万物,即众多的新生物不断地相互作用,排列组合,不断产生出更新的新生物,不断丰富和发展万物。
“万物负阴而抱阳”:万物内蕴含着阴阳,即万物遗传有母体原始原子(某零物质)的结构与特性,蕴含着矛和盾对立的势力。
“冲气以为和”:万物中的阴阳在看不见的气中得到统一,即万物都是在自然规律和自然法则约束下的矛盾统一体。
正宇宙和反宇宙对称存在和运行,我们生活在正宇宙。我们可以参照正宇宙的运行实际,按镜象对称原则推知反宇宙的运行情况。而正反二宇宙的信息沟通和能量交换极可能便是通过黑洞作为隧道来实现的。
随着非零物质运动的不断发展,时间、空间便不断地扩张,总质量保持不变,密度和时空曲率在逐渐减小。据现代科学研究推断,当时间前进到10-43s这个瞬间(普朗克时期),可观测宇宙的尺度的半径扩为10-38cm(比原子核的空间还小),密度为1037t/cm3,温度降至1038℃。此后,便是人们了解较多的宇宙发展了。迄今,时间已前进到140亿年,宇宙经过膨胀、冷却,可见物质的平均密度为2×10-31g/cm3。
非零物质继续运动,时空继续扩张。直到空间扩张到某临界值,使得非零物质的分布变得极为稀薄,正、负原始原子内产生的斥力与物质的引力达到相等而平衡,非零物质为引力所束缚,再也无余力进行扩张运动,被圈束在空间的边缘之内。于是,空间达到极大,宇宙停止了膨胀,温度降到了最低。正宇宙和与其同步运行的反宇宙,同时都变成死寂的宇宙。老子说:“大曰逝,逝曰远,远曰反。”(《老子·二十五章》)事物发展到极点就必然向着相反的方面转化。紧接着(时间没停止),引力逐渐大于斥力,空间开始坍缩,宇宙变成最巨大的黑洞,事件反演,开始回归:正宇宙通过坍缩返回到正原始原子,反宇宙坍缩返回到反原始原子。此刻,导致原始原子──某零物质分裂的扰动──某“量子涨落”正好和某“自组织行为”相遇的共同作用,已不复存在(存在的几率极小极小),于是二原始原子发生湮灭合二而一,回复到太初原始原子,复成为零物质,复归于混一的无形无状的虚无的道。又重是恍兮惚兮,隐藏着交合得十分吻合没有缝隙的阴阳玄机,等待着新的扰动的到来,以开始新一轮的宇宙创生。倘被扰动,便又是原始原子──零物质分裂、“大爆炸”、产生万物万事、宇宙膨胀、坍缩、湮灭。尾首相接,循环往复,以至无穷。但是,每次循环,因为初始条件(即零物质和扰动)不会与前次完全一样,所以每次循环的内容和形式也会有变化,不可能有完全的重复。
这里需要说明的是,宇宙开始坍缩时,时间并未停止,依然向前,即时间箭头未有反转。就是说,时间之箭从“大爆炸”开始,一直向前,直到宇宙坍缩为原始原子才停止。反演并非是时间从宇宙坍缩时倒流、逐减,到宇宙坍缩为原始原子时时间变为零。这就好像我们乘飞机飞美国,往程需12小时,返程需12小时,往返程共需24小时,而不是共需零小时。时间(和空间)是物质运动的产物,宇宙“大爆炸”是物质运动,宇宙坍缩仍然是物质运动,所以时间不会停止。宇宙坍缩所需的时间不一定和膨胀所用的时间相等,坍缩的路径也不应是沿膨胀的原路返回,坍缩形式也不会是宇宙膨胀电影胶片的倒放,因为那样不符合量子力学不确定性原理。
现在,梳理一下宇宙发生、发展、灭亡和再生的大致轨迹。
太初是一个零物质,无形无状,一片虚无,惟恍惟惚,混然一体,是一个混沌系统,是一个物质对湮灭的产物,即是某正物质宇宙和与其对应的反物质宇宙湮灭的产物──某零物质,同时还是产生新宇宙的原始原子。该系统内还存在着前正宇宙和反宇宙湮灭的痕迹──阴和阳。阴阳虽然交合得十分吻合,但还是界线分明、矛盾对立,它们是在系统内蕴含着的自然规律和自然法则的管束下,和谐地存在于该零物质的统一体中。大约在140亿年前的某一瞬间,该零物质受到扰动,即受到了某“量子涨落”正好和某“自组织行为”相遇的共同作用的扰动,促使其内部矛盾斗争激烈化,导致原始原子分裂为一正(阳)一反(阴)两个新原始原子:正原始原子完全由正物质组成,反原始原子完全由负物质组成。二原始原子都体积无限小,质量无限大,密度无限大,时空曲率无限大。二原始原子内同性物质的巨大斥力导致二者各自发生了“大爆炸”,产生了同步并行的、镜象对称的两个宇宙:正宇宙和反宇宙。“大爆炸”后,由于非零物质开始并随后持续不断的运动,二宇宙的时空便从无到有持续不断地扩张,直到斥力和引力达到平衡。空间停止扩张,达到了极大;温度停止下降,降到了最低,两个宇宙同时变成没有活力的死寂状态。物极必反,瞬间二宇宙时间继续向前,空间迅速持续坍缩,分别坍缩返回到正原始原子和反原始原子。接着,二者合而为一,湮灭成为被我们称作太初原始原子的那个零物质。时间停止,空间变为零。这便是宇宙的生活史。该零物质倘再被扰动,便会开始新一轮的循环。
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