空間性質(zhì)作用量規(guī)律論文
時(shí)間:2022-09-13 11:33:00
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內(nèi)容摘要:本文借用現(xiàn)代科學(xué)理論的陳述體系將中國傳統(tǒng)哲學(xué)對(duì)自然的理解做重新解釋,推測傳統(tǒng)哲學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)對(duì)接的可能性和嫁接點(diǎn)。以傳統(tǒng)哲學(xué)中表述的三個(gè)觀點(diǎn)為鏡像和參照,通過對(duì)空間、能量、物質(zhì)的存在形式及相互關(guān)系進(jìn)行分析,提出了關(guān)于空間性質(zhì)的理論假設(shè)。對(duì)空間性質(zhì)進(jìn)行的數(shù)學(xué)模型化描述,合理地導(dǎo)出了牛頓萬有引力、開普勒第三定律、宇宙間普遍的產(chǎn)能機(jī)制等現(xiàn)代科學(xué)的基本理論,用哲學(xué)和數(shù)學(xué)相互確證的方法邏輯地給出了空間性質(zhì)的本質(zhì)性內(nèi)涵。對(duì)空間性質(zhì)的相關(guān)概念(如引力、質(zhì)量等)也作了新的解釋。運(yùn)用這一兼具東西
方特征的理論對(duì)宇宙紅移、太陽系的觀測特征、赫羅圖、黑洞、地質(zhì)演化等自然現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證性分析,證實(shí)空間運(yùn)動(dòng)的哲學(xué)觀點(diǎn)對(duì)客觀物理事件具有強(qiáng)烈的解釋力,從而證實(shí)了中國古典哲學(xué)中本已蘊(yùn)涵著現(xiàn)代科學(xué)基本內(nèi)容的邏輯基礎(chǔ)。這同時(shí)也說明東方哲學(xué)的內(nèi)容與現(xiàn)代科學(xué)的基本理論之間具有相互連通的邏輯通道。
主題詞:空間性質(zhì)產(chǎn)能機(jī)制引力板塊動(dòng)力
空間是一種具有無形無相認(rèn)知特征的客觀存在形式,用現(xiàn)有的科學(xué)手段難以直接地將其作為邊界清晰、目標(biāo)明確
的研究對(duì)象,因而運(yùn)用觀察、測量、實(shí)驗(yàn)的方法獲得相應(yīng)感性事實(shí)資料的有效性受到了硬性的制約。物理學(xué)發(fā)展為一門實(shí)證科學(xué)的整個(gè)過程所獲得的全部關(guān)于空間性質(zhì)的認(rèn)識(shí),在總體上存在著以下兩個(gè)方面的缺憾:其一是所提供的事實(shí)資料在絕對(duì)數(shù)量上不足以構(gòu)成涵蓋空間主要屬性的有效樣本集,達(dá)不到歸納過程據(jù)以發(fā)揮創(chuàng)造性聯(lián)想所需的最低限度,不可能在構(gòu)建適用的空間性質(zhì)理論過程中發(fā)揮應(yīng)有作用。其二是緊緊束縛于各種事實(shí)中心點(diǎn)周圍的關(guān)于空間性質(zhì)的陳述,不能廓清空間這一實(shí)體的內(nèi)涵和外延而難于脫離客觀事實(shí)表象的規(guī)定性,無法為假設(shè)、猜想等思維活動(dòng)的起飛提供有效和合理的客觀基礎(chǔ)。所以這些已有的關(guān)于空間性質(zhì)的事實(shí)資料及對(duì)其進(jìn)行簡單理性加工形成的認(rèn)識(shí)群,象散布于大海上的孤立島嶼一樣相互間缺少關(guān)聯(lián),無法以空間這一最基本的視角形成簡明有效的基本概念,去排列和闡明相關(guān)事實(shí)、建構(gòu)出實(shí)用的空間性質(zhì)理論。本來在無法獲得直接觀測結(jié)果的情況下,還可以通過分析空間與其它物理對(duì)象相互作用產(chǎn)生的結(jié)果的途徑,間接地找到理性認(rèn)識(shí)所必須的邏輯起點(diǎn)。然而,科學(xué)發(fā)展的歷史卻并不按理想的狀態(tài)進(jìn)行,也正是由于空間存在形式無法觀測的這一特征,使得空間這一
客觀實(shí)體在有史以來的物理學(xué)研究中往往不被當(dāng)作物理過程的平等參與對(duì)象,空間自身參與物理作用產(chǎn)生的效果常常被先驗(yàn)地、不加分析地劃屬于參與同一物理過程的空間以外的對(duì)象,空間自身的屬性在人們的觀念中成了這些非空間對(duì)象的偽屬性,空間自身卻被剝奪得一無所有。因此,空間成了理性認(rèn)識(shí)活動(dòng)中一個(gè)明知存在卻又不能清晰辯識(shí)的怪物。由于上述原因,在作為認(rèn)識(shí)對(duì)象的空間客體與企圖探究這一問題的好奇者之間形成了一條難以跨越的鴻溝。對(duì)空間這一特殊對(duì)象的理性認(rèn)識(shí)活動(dòng)中,最為困難的已經(jīng)不是一般情形下由事實(shí)資料上升為理性陳述的發(fā)現(xiàn)過程,而是阻滯于建立對(duì)空間客體性質(zhì)感性認(rèn)識(shí)的過程,這項(xiàng)工作的現(xiàn)實(shí)難度使哲學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展過程就此停頓。以往針對(duì)空間性質(zhì)建立假說和理論嘗試大體上有三種形式:要么為玄學(xué)或形而上學(xué),處于理性認(rèn)識(shí)自身營造的環(huán)境中不能自拔,與現(xiàn)實(shí)空間存在形式缺少對(duì)應(yīng);要么由于理論自身的內(nèi)涵不能容納客觀事實(shí)的實(shí)證要求而被淘汰;要么由于理論過于繁難,不知所云而缺乏實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。相關(guān)于空間性質(zhì)的理論與一般意義上成熟理論所應(yīng)具有的內(nèi)容充實(shí)、形式完備、適用邊界清晰、實(shí)用性強(qiáng)的要求有著較大差距,寫實(shí)地描述空間性質(zhì)的理論圖象始終沒有出現(xiàn)過,人們不能象運(yùn)用引力計(jì)算相類似的方法處理空間的問題。
但空間并不是不可以認(rèn)識(shí)的自然對(duì)象,依據(jù)世界上所有事物之間都存在著普遍聯(lián)系的這一觀點(diǎn)看,空間的存在絕不會(huì)是孤立的,其必然與物質(zhì)、能量等其它形式的物理對(duì)象發(fā)生著各種各樣的作用與聯(lián)系。這是自然界為我們尋找認(rèn)識(shí)空間性質(zhì)問題的突破點(diǎn)所插上的一塊免費(fèi)的路標(biāo)。無論我們對(duì)空間與其它物理對(duì)象間的關(guān)系持什么樣的觀點(diǎn),只要是將空間作為一個(gè)明確的研究對(duì)象時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn),它幾乎是所有基礎(chǔ)性的物理學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)都回避不了的內(nèi)容。由于這樣的原因,近代物理學(xué)在對(duì)不同的研究領(lǐng)域,不同的研究內(nèi)容,進(jìn)行不同目的的觀測和實(shí)驗(yàn)的過程中,實(shí)際上已經(jīng)不自覺地獲得了大量的相關(guān)于空間性質(zhì)的事實(shí)資料,只是由于忽視了空間的客觀存在所造成的作用效果界定不清、對(duì)空間基本概念和理解錯(cuò)誤造成的事實(shí)性質(zhì)判定不準(zhǔn)兩個(gè)原因,使得這些事實(shí)資料在目前的科學(xué)認(rèn)識(shí)中被認(rèn)為是無關(guān)于空間性質(zhì)的內(nèi)容而不能直接地用來說明空間某一方面的性質(zhì)。現(xiàn)存科學(xué)事實(shí)的陳述形態(tài)也不是以研究空間性質(zhì)的面目而出現(xiàn)的。想要利用這些科學(xué)事實(shí)闡明空間性質(zhì)的問題,有必要在判定這些事實(shí)資料具有客觀性的同時(shí)重新審視其陳述形式,從新的視角來確定其內(nèi)涵、外延關(guān)系,剔除附著于其上的主觀影響因
素,還其作為空間性質(zhì)理論基本素材的本來面目。作類似的操作需要對(duì)已有的相關(guān)于空間性質(zhì)的科學(xué)事實(shí)的實(shí)質(zhì)有比較深刻理解的同時(shí),還要對(duì)空間自身存在狀態(tài)作出整體及宏觀性的理性把握,以求新確立的理論框架能自洽地容納科學(xué)及哲學(xué)兩個(gè)方面的內(nèi)容,從而使理論更加有效地逼近自然的真相。
單純的數(shù)學(xué)方法作為研究工具所提供的空間模式并不是真實(shí)物理世界的描述。摻入物理因素形成的數(shù)理方法是對(duì)予設(shè)前提下過程的一種描述,其邏輯的完備性和過程描述的精確性不是理論的全部內(nèi)容,只是理論的構(gòu)成要件之
一。認(rèn)識(shí)空間性質(zhì)的邏輯起點(diǎn)在數(shù)理方法之前,所以邏輯起點(diǎn)的構(gòu)建才是空間性質(zhì)理論這一特殊對(duì)象的基礎(chǔ)和核心。數(shù)理方法的合理性和表達(dá)力取決于這個(gè)邏輯起點(diǎn)的涵蓋性、科學(xué)性以及規(guī)范性。如邏輯起點(diǎn)構(gòu)建的合理,則數(shù)理形式就會(huì)有相對(duì)簡潔的特征;如邏輯起點(diǎn)的內(nèi)涵不科學(xué)或不合理,則命題表述就會(huì)以復(fù)雜的數(shù)理形式出現(xiàn)。所以簡潔性歷來是理論選擇性判別的一個(gè)基本原則。這里想著重說明的是:所謂簡潔性是指理論的數(shù)理形式及數(shù)理形式運(yùn)行過程的可操作性兩個(gè)環(huán)節(jié)均應(yīng)具有直觀、簡單和有效的特征。形式的簡潔不代表運(yùn)行過程可操作性的簡潔,這兩個(gè)方面中的任何一個(gè)方面不具有簡潔性,則就標(biāo)志著概念的理論規(guī)范工作做得不夠完美,畢竟本質(zhì)對(duì)于現(xiàn)象而言是簡潔的。
空間性質(zhì)的研究直接地是自然觀的一個(gè)組成部分,作為認(rèn)識(shí)對(duì)象其內(nèi)涵和外延均涉及較廣泛的內(nèi)容,單純地以數(shù)理形式對(duì)這一命題內(nèi)容進(jìn)行研究,其涵蓋性及表述能力遠(yuǎn)沒有哲學(xué)形式更為有效。在數(shù)理方法之外哲學(xué)對(duì)存量知識(shí)進(jìn)行綜合、抽象的優(yōu)勢研究方法,可以嘗試作為研究工具直接介入到空間理論框架的建構(gòu)中來。運(yùn)用哲學(xué)研究所擅長的思辯功能,對(duì)二十世紀(jì)科學(xué)提供的素材進(jìn)行不設(shè)前提的深入思考和加工提煉,也許能夠創(chuàng)造哲學(xué)與科學(xué)
再次融合的成功范例。將哲學(xué)引入這一問題研究的另外的原因是:①空間性質(zhì)研究需要宏觀的視野和理性的綜合;②自亞里斯多德以來,空間就是哲學(xué)所關(guān)注的內(nèi)容,關(guān)于空間性質(zhì)的理性思考大多數(shù)以哲學(xué)論述的面目出現(xiàn)于哲學(xué)著作中;③空間感性認(rèn)識(shí)過程本身的特殊原因(存在形式)。
東方哲學(xué)對(duì)自然規(guī)律宏觀的、形象的描述與現(xiàn)代物理學(xué)對(duì)自然現(xiàn)象的許多理論解釋有著形式和內(nèi)容的相似性(比如陰陽的概念),這一事實(shí)已經(jīng)引起近代和當(dāng)代國內(nèi)外許多科學(xué)家及哲學(xué)家的充分重視。只是由于非中文基礎(chǔ)的研究者對(duì)中國文化理解的局限以及中文基礎(chǔ)的研究者對(duì)古代哲學(xué)與科學(xué)關(guān)系的錯(cuò)誤觀念,遲滯了東方傳統(tǒng)哲學(xué)與西方哲學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展的主流科學(xué)之間在本質(zhì)上的交流、融合進(jìn)程,沒有發(fā)展出新的具有雜交優(yōu)勢的科學(xué)成果。東方哲學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)對(duì)自然現(xiàn)象的相似性描述可以肯定地說,并非完全是一種認(rèn)識(shí)結(jié)果的偶然巧合。它證明了一種觀點(diǎn):即比類取象的認(rèn)識(shí)方法對(duì)宏觀現(xiàn)象的本質(zhì)性的理解有著獨(dú)特的效果。對(duì)現(xiàn)代自然科學(xué)而言,東方哲學(xué)關(guān)于自然的理解無疑是提供了一種全新的認(rèn)識(shí)視角。借鑒宏觀摹寫自然規(guī)律這一全新視角,并以現(xiàn)代科學(xué)理論及其認(rèn)識(shí)論作為重新審視、詮釋傳統(tǒng)哲學(xué)內(nèi)容的方法,對(duì)空間性質(zhì)及其與其它作用對(duì)象間的相互關(guān)系進(jìn)行邏輯表述,也
許會(huì)成為認(rèn)識(shí)自然存在的新方法,從而產(chǎn)生新的符合科學(xué)規(guī)范的有效認(rèn)識(shí)。
1.空間客觀性質(zhì)的哲學(xué)證明過程
《易經(jīng)·系辭》中“易有太極是生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦”的論述以及卦爻的結(jié)構(gòu)方式包容著建立空間性質(zhì)理論感興趣的兩條自然規(guī)律:其一是已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)以及哲學(xué)基本法則的陰陽對(duì)立觀念。這一觀念在高度抽象地、理論性地刻畫宏觀自然規(guī)律的同時(shí)寫實(shí)地描述了電子等粒子的電性對(duì)稱。其二是《易經(jīng)》提出了一種解釋物質(zhì)存在和發(fā)展規(guī)律的三層結(jié)構(gòu)模式,客觀地表述了自然界的生成和發(fā)展過程。同樣的物質(zhì)生成發(fā)展思想也出
現(xiàn)在《道德經(jīng)》中:“道生一,一生二,二生三,三生萬物,萬物負(fù)陰而抱陽,中氣以為和”。可以注意到其生成層級(jí)的數(shù)量描述同為三。兩種理論描述的關(guān)于物質(zhì)創(chuàng)生的模式都是在既存背景基礎(chǔ)上連續(xù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)變異。它不是一種存在形式的出現(xiàn)以另一種存在形式的消失為代價(jià)的交換過程,事物由簡到繁發(fā)展的過程是在同類基礎(chǔ)上進(jìn)行的反復(fù)疊加,在新生成的異類中包容著舊有的存在形式,新舊形式相互將對(duì)方作為共存元素構(gòu)成系統(tǒng)。同一事物整體與局部的上下級(jí)之間由于至簡原則的制約有著全息模寫的對(duì)應(yīng)關(guān)系。佛教經(jīng)典《般若波羅蜜多心經(jīng)》中有:“色不異空,空不異色。色即是空,空即是色”的理論陳述。其主要含義是說自然界(或物質(zhì))與空在本質(zhì)上是同一種存在形式。用現(xiàn)代科學(xué)的理解、譯介這些沉淀在我們民族潛意識(shí)中的智慧晶體時(shí),首先碰到的問題是它們究竟說的是什么?陰陽的概念由于現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)的普及在中國人的觀念中已經(jīng)與實(shí)指的科學(xué)概念(如正負(fù)粒子)相融合而可以無障礙地接受。《道德經(jīng)》的數(shù)字“一二三”顯然不可以理解為畢達(dá)哥拉斯數(shù)本原式的對(duì)自然界的認(rèn)知和描述,作為存在于本原規(guī)律(道)與萬事萬物之間中介環(huán)節(jié)的“一二三”不僅僅是數(shù)字,而是代表了
三個(gè)層次的具有本原色彩的、性質(zhì)特征可以類比的、相互聯(lián)系著的事物,由于古人的表義符號(hào)系統(tǒng)與現(xiàn)代科學(xué)的復(fù)雜的表義符號(hào)系統(tǒng)不同,原著對(duì)此又沒有做進(jìn)一步解釋,其意旨我們現(xiàn)在無法了解。同樣地,釋迦“空”這一概念的原始含義究竟是指空間還是空無,其意旨我們現(xiàn)在也無法了解。但只要是把宇宙或物質(zhì)的創(chuàng)生過程作為描述對(duì)象,則可以用運(yùn)的基本構(gòu)成要素畢竟只有有限的幾種,內(nèi)容正確但表述不同的理論之間必然可以找到相互融通的邏輯通道。我們將現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)建立的完善的陳述系統(tǒng)與東方哲學(xué)理解自然現(xiàn)象的內(nèi)容及其邏輯形式強(qiáng)行進(jìn)行綜合或者說嫁接,將上述兼有東西方特色的、縱跨古今的、對(duì)空間性質(zhì)的認(rèn)識(shí)作為研究空間性質(zhì)的基本假設(shè),則有:
能量與物質(zhì)是同一客觀存在實(shí)體——空間的異化表現(xiàn)形式;空間凝聚則成能量,能量凝聚則成物質(zhì);三種存在形式的動(dòng)態(tài)指向是自然界規(guī)定性的演化順序。
我們將上述假設(shè)稱為空間性質(zhì)的同一性假設(shè)(簡稱同一性假設(shè))。所謂同一性就是說空間、能量、物質(zhì)三種存在形式在本質(zhì)上是同一個(gè)客觀實(shí)體,外在特征上的不同是且僅只是聚集狀態(tài)的不同;自然界三種存在形式之間存在著的動(dòng)態(tài)變化也就是空間密集程度的不斷變化。三種存在狀態(tài)在所知自然界的由空間聚集產(chǎn)生能量進(jìn)而由能量聚
集產(chǎn)生物質(zhì)的演化順序,不是任意發(fā)展的,而是有著明確指向以強(qiáng)規(guī)律的形式發(fā)展的。
由于在一般物理作用中康德稱之為感性純直觀的時(shí)間和空間有著相似特征的緣故,牛頓以后的物理學(xué)已經(jīng)根深蒂固地將時(shí)間和空間歸為一類,常用時(shí)空的聯(lián)合概念來為物理過程提供背景,在天文觀測中甚至以光速為基礎(chǔ)將二者當(dāng)作一個(gè)可換算的量。正是這一看似合理的分類造成了對(duì)空間性質(zhì)理性認(rèn)識(shí)的邏輯困難。常規(guī)觀念中時(shí)空同一的概念割裂了現(xiàn)實(shí)世界中空間與非空間事物的本質(zhì)聯(lián)系。時(shí)間和空間兩種在本質(zhì)上不具有類比性的物理對(duì)象的并
列,誘導(dǎo)人們將空間視若無物,放棄了對(duì)空間物質(zhì)性特征及其與其它對(duì)象相互作用的關(guān)注。對(duì)于自然的三態(tài)存在而言,如果我們剔除了時(shí)間的因素,則這種存在的形式?jīng)]有任何改變。但如果在存在關(guān)系中剔除了空間因素,則存在狀態(tài)就無法想象[1]。這個(gè)事實(shí)說明將空間劃出三態(tài)結(jié)構(gòu)與時(shí)間并列是對(duì)空間性質(zhì)了解不足的表現(xiàn)。有鑒于此,將空間、能量、物質(zhì)當(dāng)作統(tǒng)一實(shí)體描述的同一性假設(shè),提供了以分析空間、能量、物質(zhì)的相互關(guān)系作為基本出發(fā)點(diǎn)進(jìn)而研究空間性質(zhì)的理性認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)。
自然存在的空間是物質(zhì)、能量存在的背景、條件和本源,因而空間是具有更加本質(zhì)意義的存在形式,能量次之,
物質(zhì)再次之。由此形成了一個(gè)物質(zhì)、能量、空間三態(tài)存在本質(zhì)性的序列關(guān)系。這一序列闡述了自然界進(jìn)化形式的發(fā)展特征。空間作為能量創(chuàng)生的背景和本源其自身已經(jīng)是最本質(zhì)的存在,因而否定自外于空間的其他本源和背景的存在,所以能量被無可選擇地包容在空間中;空間的存在先于能量,空間必然獨(dú)立于能量。能量作為背景和本源的特性有別于空間同一特性的是——能量只是空間內(nèi)屬的存在物——它不可能整個(gè)地充滿空間,所以能量在空間中必然是有界的存在形態(tài)。同時(shí)空間獨(dú)立于能量的存在特性在任意能量存在的邊界之外提供了與此相同條件,能量的存在就不能排除與此完全相同的另外的存在,換句話說就是能量的存在不是唯一的。以能量作為觀察問題的立場,對(duì)此作出表述就是:能量是不連續(xù)的,因而它與空間之間必然是有界的。由空間能量依存關(guān)系相同的道理推論可知,能量與物質(zhì)的依存關(guān)系為:在能量背景基礎(chǔ)上生成的物質(zhì)不可能獨(dú)立于能量存在;相反能量可以獨(dú)立于物質(zhì)而存在(即電磁輻射)。在客觀現(xiàn)實(shí)中物質(zhì)不能有獨(dú)立于能量的存在這種依存關(guān)系表現(xiàn)為:一方面物質(zhì)自身就是能量歷史的積累;另一方面物質(zhì)總是能量的載體。電磁輻射可以看作是物質(zhì)邊界以外的能量,這是其作
為物質(zhì)存在背景有自外于物質(zhì)存在邊界的證明,也即是其存在本質(zhì)性的證明。這也造成這樣的存在狀態(tài):除電磁輻射外物質(zhì)與能量總是以相互伴生的面目出現(xiàn)。而且由于物質(zhì)不能脫離能量存在的規(guī)定性使這種依存關(guān)系表現(xiàn)得極為明顯,常使人將兩者看作是相互平等且相互作用的物理對(duì)象。空間和物質(zhì)的關(guān)系可由空間和能量、能量和物質(zhì)的邏輯從屬關(guān)系獲得解釋,顯然物質(zhì)不可以獨(dú)立于空間存在,空間可以獨(dú)立于物質(zhì)存在。
總而言之,空間、能量、物質(zhì)的依存關(guān)系可以表述為:物質(zhì)和能量不能脫離空間而獨(dú)立存在,空間能夠脫離物質(zhì)
和能量獨(dú)立存在;能量能夠獨(dú)立于物質(zhì),但不能獨(dú)立于空間存在;物質(zhì)不能脫離空間和能量而獨(dú)立存在。所以存在獨(dú)立性與本質(zhì)性在這里是內(nèi)涵相同的兩個(gè)概念,它們均源于創(chuàng)生關(guān)系。對(duì)自然界三態(tài)存在形式的關(guān)系進(jìn)行實(shí)際的考察,不難取得三態(tài)依存關(guān)系理論的有效和直接的事實(shí)證據(jù)。自然界空間不斷地轉(zhuǎn)化成能量,進(jìn)而轉(zhuǎn)化成物質(zhì)這種生成秩序維持著宇觀系統(tǒng)、微觀系統(tǒng)的能量支出及其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。光子的運(yùn)動(dòng)若沒有這種生成秩序作為其不向空間方向轉(zhuǎn)化的保證就不會(huì)保持穩(wěn)定,存在著自動(dòng)消解為空間的可能性;物質(zhì)如果沒有能量增生維持著電子自旋等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的需求就會(huì)向能量方向轉(zhuǎn)化而解體。在三態(tài)轉(zhuǎn)化的過程中,空間是最為活潑的存在狀態(tài);而物質(zhì)是終態(tài)存在形式,是空間和能量運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,也就是最為穩(wěn)定的存在形式。對(duì)于存在形式的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)而言,質(zhì)量和能量的守恒都是對(duì)各自形態(tài)封閉層級(jí)上穩(wěn)定性的一種表述,超出這種封閉的系統(tǒng),意味著能量和物質(zhì)都不會(huì)守恒——質(zhì)量有可以觀測到的增加,能量則處于一種動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)化過程中。空間和物質(zhì)相互關(guān)系在這里提供了的能量和物質(zhì)質(zhì)量的定義,它是以空間為背景或計(jì)量起點(diǎn)的空間聚集量的同意語。可以說由此我們得出的能量和質(zhì)量概
念是絕對(duì)能量和絕對(duì)質(zhì)量的概念。
對(duì)于三種的存在狀態(tài)而言,主要有三個(gè)可以描述的特征:①連續(xù)性:指空間域內(nèi)任選點(diǎn)間均可以找到不超出該域的路徑相連通的特性。②均勻性:指自然存在空間的存在特征處處相同。③簡潔性:指存在形式具有單一的、有效的和直接的特性。如果定義理想性的含義為:指稱對(duì)象的存在和作用具有最高形式的均勻性、連續(xù)性、簡潔性特征。那么,以存在狀態(tài)來說,空間是最理想的形式,能量次之,物質(zhì)再次之。造成這一現(xiàn)象的根本原因是,從空間到物質(zhì)的每一次異化所提供的新的存在形式都是在原有存在形式上的疊加,因而也就是存在形式的復(fù)雜化,連續(xù)性以及均勻性都向遠(yuǎn)離理想狀態(tài)的方向發(fā)展。以三態(tài)間相互作用的形式來說,由其理想性決定了一個(gè)不同存在狀態(tài)之間相互作用的理想性序列:空間和能量(光子在真空中的運(yùn)動(dòng))>物質(zhì)與空間(有質(zhì)量的粒子在真空中的運(yùn)動(dòng))>能量與物質(zhì)(熱傳導(dǎo)、電傳導(dǎo))>物質(zhì)與物質(zhì)(流體運(yùn)動(dòng))。這個(gè)序列內(nèi)涵的一種判別方法是參與作用的所有對(duì)象的異化次數(shù)之和較小的作用形式相對(duì)而言理想性較高。以本體的屬性而言,三種存在狀態(tài)屬性的理想性也具有類似的排列。以上即是關(guān)于空間性質(zhì)及其在三態(tài)關(guān)系中作用效果的理性表述。這些內(nèi)容本身是客觀性
的,只是其認(rèn)識(shí)的抽象程度更高而適合于哲學(xué)性描述。由此可以邏輯地推論得出以下成為物理學(xué)范疇的空間性質(zhì):
*物質(zhì)性:
由三態(tài)同一性假設(shè)可以推論:由于能量、物質(zhì)是空間這一客觀實(shí)在的異化表現(xiàn)形式,且三態(tài)存在的轉(zhuǎn)化是一種連續(xù)的發(fā)展過程,而非斷然的變異(而且在轉(zhuǎn)化過程中互為存在背景)。所以三態(tài)中的任何一種存在形式,必然蘊(yùn)涵著其它存在形式的屬性,只是其表現(xiàn)的形式有理想性程度的差別。必然地空間具有與物質(zhì)相同的某些屬性。空間的物質(zhì)性是空間在異化為物質(zhì)的歷程中保持著的空間自身的屬性,因?yàn)檫@種屬性在空間和物質(zhì)中都可以發(fā)現(xiàn),因而稱做空間的物質(zhì)屬性,不是指物質(zhì)屬性向空間的反向延伸。如空間擁有可測的介電常數(shù)、光子以恒定速度在真空媒介中運(yùn)動(dòng)。
*運(yùn)動(dòng)性:
由連續(xù)性和空間同一性假設(shè)聯(lián)合推論:空間不可能以撕裂等破缺形式轉(zhuǎn)化為能量而消失,缺失的部分只能由相鄰物空間給予補(bǔ)充的唯一形式就必然會(huì)造成空間實(shí)體此一局部與彼一局部的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。空間之所以可以運(yùn)動(dòng)是由于我們已經(jīng)將空間從空無的觀念形態(tài)中尋找出來,并恢復(fù)了其實(shí)體物質(zhì)的固有屬性。空間的運(yùn)動(dòng)也就有了邏輯的基礎(chǔ)。從一般意義上說,空無的存在狀態(tài)本身是無所謂運(yùn)動(dòng)和靜止的,“存在”這一哲學(xué)概念是劃在空無與實(shí)有相
互邊界上的判據(jù)。歷史上人們?yōu)榱丝陀^地描述空間的實(shí)在性,避免空間作為異己或外在的存在形式給人帶來的不可知特征,曾提出了各種各樣的描述,其中中國古典哲學(xué)中“氣”的概念以及西方近代“以太”的概念都有效地描述了空間的物質(zhì)性,只是由于不知道如何將這種物質(zhì)性與其他物理常識(shí)邏輯地聯(lián)系起來,被掩埋于錯(cuò)誤觀念的歷史封塵中。據(jù)說以太概念是由于邁克爾遜—莫雷的實(shí)驗(yàn)結(jié)果才被否定,實(shí)際上這一實(shí)驗(yàn)所說明的是空間的物質(zhì)特性與空間的運(yùn)動(dòng)特性具有相對(duì)獨(dú)立性,同時(shí)空間存在的理想性不等同于我們所知物質(zhì)或能量的理想性。
*剛性:
在存在形式上空間已經(jīng)是最高形態(tài),它與物質(zhì)和能量的區(qū)別是沒有獨(dú)立于自身的外在存在背景,或者說是空間以自身為存在背景的。這就可以推論,當(dāng)我們承認(rèn)空間是均勻的這一基本的原理時(shí),也就等于承認(rèn)了空間沒有局部的稀薄化或稠密化。空間具有物質(zhì)性就等于是說空間的存在是有即存量的概念的。這個(gè)量的概念不是數(shù)學(xué)上的概念可以人為地設(shè)置增減變量來表達(dá)一種發(fā)展的趨勢。現(xiàn)實(shí)世界的即存量的改變,是要相關(guān)系統(tǒng)的相互作用才能實(shí)現(xiàn)的。空間即存量的增減如果沒有找到相關(guān)系統(tǒng)的改變足以抵償這種改變的事實(shí)依據(jù),則其結(jié)論就是違反基本邏輯的。上述兩點(diǎn)推論的明確結(jié)論是只要空間具有均勻而穩(wěn)定的存在形式,也就是說空間具有絕對(duì)的剛性。空間大爆炸理論就是一個(gè)缺乏哲學(xué)底蘊(yùn)的理論,因?yàn)橄⒑拖”』俏镔|(zhì)的屬性,這種動(dòng)態(tài)過程的背景和參照是空間,空間擴(kuò)張應(yīng)該需要物質(zhì)的補(bǔ)充,由此形成的宇宙結(jié)構(gòu)應(yīng)具有可觀察物質(zhì)組織消解的特征,這與普遍存在的物質(zhì)狀態(tài)基本特征不符。
*廣延性:
空間的廣延性是指能夠被人為設(shè)定的坐標(biāo)體系描述的空間的可測度特性。廣延性是由于空間的連續(xù)性沒有方向的限定所表現(xiàn)出的一個(gè)特性。由于物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)的原因使人們的理解有了外延于物質(zhì)的條件,于是空間的廣延性成
為進(jìn)入人們感覺世界的唯一特性。真實(shí)的自然空間是沒有超出其范圍的事物的。
2.空間性質(zhì)哲學(xué)解釋的數(shù)學(xué)模型化描述
物質(zhì)是異化的空間形式,區(qū)別于空間的特征是其存在形式有形有相。有形就是有可觀測的特征,擁有一定的體積。也正是這種可觀測特征使空間和物質(zhì)的關(guān)系顯化,空間因?yàn)槲镔|(zhì)的這種存在特征而可以被物質(zhì)提供的尺度所度量。目前物理學(xué)已有的關(guān)于空間的度量形式(如體積和位置等)都是物質(zhì)度量形式向空間的延伸。物質(zhì)的存在為物質(zhì)與獨(dú)立存在的空間劃上了一條明確的邊界。在這個(gè)邊界之外是純粹意義上的空間。邊界之內(nèi)是純粹意義的物質(zhì),物質(zhì)內(nèi)部的空間已經(jīng)成為物質(zhì)的屬性——體積——這是空間異化為物質(zhì)過程中所保留的自身屬性,由于物質(zhì)自身可感知的原因被顯現(xiàn)出來。空間向能量的轉(zhuǎn)化造成了空間的收縮運(yùn)動(dòng)。空間的收縮可以發(fā)生在空間自身范圍(如微波背景輻射),同時(shí)也可以發(fā)生在能量存在的范圍,或者發(fā)生在物質(zhì)的內(nèi)部。我們從純粹空間的存在角度考察空間收縮的數(shù)量關(guān)系,即建立空間存在量與收縮量之間的數(shù)量關(guān)系時(shí)不難理解,在空間存在均勻性作為規(guī)范前提下的空間收縮必然會(huì)具有處處相同的觀測特征,空間沒有內(nèi)涵任何不同于其它點(diǎn)的特殊點(diǎn)表現(xiàn)出優(yōu)先或滯后
的收縮傾向。這種觀測特征表現(xiàn)在量上即為所有空間點(diǎn)的產(chǎn)能量處處相同。由此可知產(chǎn)能的數(shù)量與空間的既存量呈正比例。對(duì)于能量和物質(zhì)內(nèi)部的空間收縮而言,可以將物質(zhì)和能量視作是空間量的歷史積累值,所以在能量內(nèi)部空間的收縮要比空間自存狀態(tài)的收縮表現(xiàn)的強(qiáng)烈,而其在物質(zhì)內(nèi)部的收縮則是最強(qiáng)烈的。對(duì)此還可以引入透明度的概念,空間對(duì)其自身的完全透明的,而對(duì)絕對(duì)密實(shí)的物質(zhì)則是完全不透明的,不透明的物質(zhì)對(duì)空間有阻斷作用,由此誘發(fā)空間恢復(fù)其連續(xù)性的運(yùn)動(dòng),則透明度正相關(guān)于空間的收縮強(qiáng)度。
這里主要研究物質(zhì)內(nèi)部空間收縮所造成的空間運(yùn)動(dòng)效應(yīng)。對(duì)于空間的運(yùn)動(dòng)給出什么樣的度量這是研究空間運(yùn)動(dòng)效應(yīng)的基本問題。由于空間存在無形無相的特征無法為空間的度量提供設(shè)定基準(zhǔn)、相互比較等技術(shù)操作方法,且空間存在的均勻性和連續(xù)性不提供任何可分割的依據(jù),所以從空間自身是無法給出關(guān)于空間的度量的。現(xiàn)實(shí)中空間的度量所依據(jù)的是物質(zhì)在空間中的可見形式,是物質(zhì)度量特性在空間的延伸。
球體是宇宙間物質(zhì)的普遍存在形式,這一形式自身也是空間運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。以球體物質(zhì)系統(tǒng)為例描述空間運(yùn)動(dòng)的宏
觀效應(yīng),可以較好地說明宇宙間物質(zhì)與空間運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。如果我們將物質(zhì)的存在及其相關(guān)的空間獨(dú)立地劃作一個(gè)系統(tǒng),則可建立用于描述空間和物質(zhì)相互作用的理想物質(zhì)系統(tǒng)模型(如圖1):設(shè)虛線的位置距地心足夠遠(yuǎn),空間在此處的運(yùn)動(dòng)的速度小于特定的微量而可以忽略不記,則認(rèn)為物質(zhì)系統(tǒng)在虛線的位置運(yùn)動(dòng)速度為零,稱虛線為物質(zhì)系統(tǒng)的外邊界。具有外邊界的物質(zhì)系統(tǒng)定義為理想物質(zhì)系統(tǒng)。真實(shí)的物質(zhì)系統(tǒng)將不具有運(yùn)動(dòng)速度為零的外邊界,所以上述理想物質(zhì)系統(tǒng)是對(duì)真實(shí)物質(zhì)系統(tǒng)的近似,由此所獲得的理想物質(zhì)系統(tǒng)的表述也相應(yīng)地是對(duì)真實(shí)物質(zhì)系統(tǒng)的近似。
P
圖1地球物質(zhì)系統(tǒng)中物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)模型
以下我們用數(shù)學(xué)方式對(duì)空間運(yùn)動(dòng)描述的有效性和精確性作為基本方法,建立與現(xiàn)代物理學(xué)的關(guān)系,以此證明空間性質(zhì)哲學(xué)論證的正確性。首先明確以下數(shù)學(xué)表述的前提:
*如果物質(zhì)的既存質(zhì)量隨時(shí)間的變化較為緩慢時(shí),可以認(rèn)為在研究空間運(yùn)動(dòng)所選定的時(shí)間跨度內(nèi)(如千年、世紀(jì)),空間的運(yùn)動(dòng)是只相關(guān)于物質(zhì)存量的定常流動(dòng)。
*空間的三維存在特性要求在空間性質(zhì)的研究中采用體積(線形量的立方)作為描述空間運(yùn)動(dòng)的基本度量形式。
*物質(zhì)邊界內(nèi)不再是純粹意義上的空間,所以空間的運(yùn)動(dòng)將不存在(速度為零)。
*描述空間的運(yùn)動(dòng)需要引入時(shí)間參數(shù),在習(xí)慣的觀念中存在是一個(gè)時(shí)間概念。實(shí)際上存在首先是一種形式,當(dāng)我們講述一種存在時(shí)往往是說他的形式而抽離了時(shí)間概念。當(dāng)我們講述運(yùn)動(dòng)或變化的概念時(shí)才用到時(shí)間的概念,所以說空間的運(yùn)動(dòng)是時(shí)間的原因。如果沒有空間的運(yùn)動(dòng)宇宙間將沒有物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)及變化,沒有運(yùn)動(dòng)和變化也就不會(huì)有時(shí)間的概念,或則說沒有時(shí)間的存在。所以說時(shí)間只是空間運(yùn)動(dòng)的屬性,在這里為了簡化研究對(duì)象假設(shè)時(shí)間是獨(dú)立于空間的一個(gè)參數(shù)。
若以空間的體積度量指標(biāo)描述單位時(shí)間內(nèi)流入物質(zhì)的空間數(shù)量規(guī)律,則顯然有:
*物質(zhì)存在的形式?jīng)Q定了空間運(yùn)動(dòng)是圍繞球體物質(zhì)的、具有數(shù)學(xué)理想特征的球形空間流場。
*理想的物質(zhì)球體的質(zhì)心是一個(gè)特殊點(diǎn),空間從所有方向均布指向質(zhì)心的結(jié)果是空間運(yùn)動(dòng)在質(zhì)心的相互抵消(虛擬狀態(tài)),空間的運(yùn)動(dòng)將以該點(diǎn)作為參照點(diǎn)。
*空間運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)正相關(guān)于物質(zhì)的存量,即相同的物質(zhì)存量在相同的時(shí)間內(nèi),所吸收的空間量相同。
由此不難推論:空間從虛線位置開始到物質(zhì)邊界為止的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)于質(zhì)心的理想的勻加速運(yùn)動(dòng)。所謂勻加速運(yùn)動(dòng)是指從物質(zhì)理想系統(tǒng)的外邊界到物質(zhì)邊界的整個(gè)運(yùn)動(dòng)中,空間以體積量為度量的加速度具有恒定的數(shù)值,且數(shù)值
與物質(zhì)質(zhì)量成正比例。為研究空間運(yùn)動(dòng)過程,標(biāo)定一個(gè)隨空間運(yùn)動(dòng)的虛擬點(diǎn)p。則以質(zhì)心為圓心過p點(diǎn)的同心球面的運(yùn)動(dòng),就等價(jià)于同心球面所圍空間被物質(zhì)逐漸吸收消失所造成的運(yùn)動(dòng)。滿足上述前提的空間運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)描述是:
gv=4πh2g(1)
其中g(shù)v為以體積度量的空間運(yùn)動(dòng)加速度(m3/s2),它不同于空間框架下有體積存量物質(zhì)流體的勻加速過程描述方式。t為空間消失的時(shí)間(sec)。h為物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)任意點(diǎn)距質(zhì)心的距離(m)。g為相應(yīng)距離點(diǎn)的線形加速度(m/s2)。在目前物理學(xué)觀念中,重力加速度隨距物質(zhì)質(zhì)心距離的平方反比變化,就是將gv轉(zhuǎn)化為線形量表示的結(jié)果。
考慮物質(zhì)表面具有特殊性,建立空間運(yùn)動(dòng)在物質(zhì)表面的運(yùn)動(dòng)描述,由式(1)得到:
d2v/dt2=4πR2g0(2)
其中,V是過p點(diǎn)的同心球面所圍空間以體積度量的數(shù)量(m3)。t是從邊界開始記錄的時(shí)間(sec)。g0是空間流入球體物質(zhì)表面的最大線量速度(m/sec),等于物質(zhì)表面最大加速度和一個(gè)時(shí)間量的乘積。R為物質(zhì)球體的半徑(m)。
對(duì)于上述物質(zhì)與空間的運(yùn)動(dòng)體系,可表述為以點(diǎn)p為表征的空間流動(dòng)的線速度,則其速度值是位置的函數(shù)。由
此解析空間運(yùn)動(dòng)速度、加速度與位置的關(guān)系可建立物質(zhì)球體周圍空間的理想流動(dòng)方程。在空間任選點(diǎn),距物質(zhì)中心為h。以h為半徑的空間球體體積V的改變寫作線形表達(dá)形式代入式(1),并對(duì)時(shí)間微分得空間速度、空間加速度、物質(zhì)的位置三者的關(guān)系為
h2g+2hν2=R2g0︳h>R(3)
其中g(shù)是任意選定點(diǎn)空間運(yùn)動(dòng)的線量加速度,v為該點(diǎn)空間運(yùn)動(dòng)的線量速度,g0是空間在物質(zhì)球體表面運(yùn)動(dòng)的線量加速度,三者均指向質(zhì)心。式(3)揭示了在物質(zhì)系統(tǒng)系統(tǒng)中,任意選定點(diǎn)的空間運(yùn)動(dòng)速度、加速度都可以表示為空間位置的函數(shù)。即在任意選定的空間位置,都有相應(yīng)的空間運(yùn)動(dòng)的速度、加速度數(shù)值。空間作為其自身的存在形式在其越過物質(zhì)邊界的瞬間將不復(fù)存在,因此當(dāng)h=R時(shí),空間的運(yùn)動(dòng)亦不復(fù)存在,其表述形式即空間運(yùn)動(dòng)速度為零。因此式(3)是一個(gè)間斷函數(shù),只在h>R的范圍內(nèi)連續(xù)。空間在其流入物質(zhì)內(nèi)部后雖然作為空間的運(yùn)動(dòng)形式不存在了。但其具有物質(zhì)屬性的原因,作為物質(zhì)仍然發(fā)揮著特殊的作用。式(3)是物質(zhì)系統(tǒng)中空間運(yùn)動(dòng)的基本方程,揭示了空間運(yùn)動(dòng)的一般形式,而與目前物理學(xué)的內(nèi)容相同。
建立了物質(zhì)存在決定的空間運(yùn)動(dòng)場之后,以下研究空間運(yùn)動(dòng)場中的四種現(xiàn)象:
A.物質(zhì)相對(duì)于運(yùn)動(dòng)空間靜止的運(yùn)動(dòng)
空間與物質(zhì)之間相對(duì)靜止的含義是引入空間場的另外的物質(zhì)與空間場自身相對(duì)于引起空間運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的質(zhì)心兩者的運(yùn)動(dòng)速度相等,即物質(zhì)系統(tǒng)中物體p的運(yùn)動(dòng)完全等同于空間的運(yùn)動(dòng)。將式(1)積分,整理并用線量代替體積量可得:
h3/t2=3/2R2g0(4)
其中h為物體p所在位置與質(zhì)心的距離。R是物質(zhì)的半徑。g0是空間運(yùn)動(dòng)在接近物質(zhì)表面時(shí)的最大加速度。t是物體p所在位置到地心的空間運(yùn)動(dòng)時(shí)間。式(4)描述的是物體從遠(yuǎn)離質(zhì)心的位置下落所遵循的規(guī)律,是物質(zhì)隨空間運(yùn)動(dòng)
的理想落體方程。在這一過程中物體不受力的作用。
物體作圓周運(yùn)動(dòng)基本條件是離心加速度等于向心加速度。如果T為一個(gè)物體在距質(zhì)心一定位置繞質(zhì)心作圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)繞周期,則由式(1)和圓周運(yùn)動(dòng)加速度的定義式經(jīng)過推導(dǎo)可建立其與落體時(shí)間的關(guān)系:
(5)
將式(4)和式(5)比較則有:
T2/t2=6π2(6)
式(5)即是從空間運(yùn)動(dòng)的前提出發(fā),獲得的理想物質(zhì)系統(tǒng)的開普勒第三定律。物理意義顯然是描述了過理想物質(zhì)系統(tǒng)任意點(diǎn)且以物質(zhì)質(zhì)心為圓心的封閉球面運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。式(6)是圓周運(yùn)動(dòng)條件(離心加速度和向心加速度相等)的另一種寫法。
B.慣性力與引力的區(qū)別與聯(lián)系
考察運(yùn)動(dòng)物體與其上放置小球所組成的系統(tǒng)(圖2)。當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí),小球會(huì)向物體運(yùn)動(dòng)相反的方向滾動(dòng)。經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為這一現(xiàn)象是小球受到了慣性力的作用,而這是一種找不到施力者的虛擬力。
圖2運(yùn)動(dòng)物體與小球系統(tǒng)
虛擬的慣性力與引力之間沒有任何實(shí)質(zhì)性的可區(qū)別的作用特征。這種描述有一種將事物本質(zhì)聯(lián)系割裂的感覺。用空間運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)解釋這一現(xiàn)象可以得出以下結(jié)論:將空間和物質(zhì)作為運(yùn)動(dòng)過程中平等的參與者,空間相對(duì)于物質(zhì)與物質(zhì)相對(duì)于空間的加速運(yùn)動(dòng)應(yīng)具有相同的效應(yīng)。引力即是加速運(yùn)動(dòng)空間對(duì)存在于該空間物體作用結(jié)果的顯示;而慣性力是主動(dòng)運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)于空間加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效應(yīng)。這就是說,力是空間和物質(zhì)的相對(duì)加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的
作用效應(yīng),慣性力和引力僅由于參照系選擇的不同才分別給出了兩種力的不同定義,沒有本質(zhì)的區(qū)別。牛頓萬有引力定律所表述的就是空間運(yùn)動(dòng)對(duì)于物體作用的結(jié)果,牛頓第二定律所表述的慣性力就是物體自身運(yùn)動(dòng)作用于空間所產(chǎn)生的結(jié)果。由于在人類認(rèn)識(shí)發(fā)展的歷史上還沒有發(fā)現(xiàn)兩者之間內(nèi)涵的一致性,將慣性力與引力看作了兩種具有不同特征的作用力。如認(rèn)為空間的作用是系統(tǒng)響應(yīng)的原因(小球運(yùn)動(dòng)),則慣性力只是物體相對(duì)空間加速運(yùn)動(dòng)時(shí)空間對(duì)小球的作用。引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量高精度相等這一現(xiàn)象即有力地證明了引力和慣性力是同一種作用以不同立場得出的結(jié)論(分別認(rèn)定物體和空間作為運(yùn)動(dòng)對(duì)象)。由于此前的物理學(xué)不加論證地假定空間是靜止的,因而對(duì)萬有引力的作用方法和性質(zhì)都無法給出事實(shí)以外的、富余邏輯的解釋。忽略空間的物理存在及其對(duì)物質(zhì)作用前提得到的引力作用被認(rèn)為是一種由物質(zhì)出發(fā)到物質(zhì)的超距作用,對(duì)這種力究竟如何傳遞這一問題就有了光子傳遞引力的近乎玄學(xué)的解釋。建立了空間運(yùn)動(dòng)的概念后引力的傳遞方法和過程就可以進(jìn)入理性認(rèn)識(shí)的范圍。由此也可以合理地解釋引力能夠被運(yùn)動(dòng)所抵消這一物理事實(shí)的含義:空間加速運(yùn)動(dòng)對(duì)物質(zhì)的作用效果等同于物質(zhì)相對(duì)
于空間的加速運(yùn)動(dòng)的效果。
C.空間相對(duì)物質(zhì)加速運(yùn)動(dòng)
經(jīng)典物理學(xué)清晰地辨析了引力和慣性力的不同,實(shí)際上就是將相同作用形式在不同參照系描述產(chǎn)生結(jié)果所表現(xiàn)出的細(xì)微差異給出了區(qū)別,這就將一個(gè)最有可能影響其體系完整性的因素在自覺與不自覺之間有效地排除了。牛頓第二定律給出的關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系實(shí)際上是物質(zhì)和空間作用關(guān)系精致的數(shù)學(xué)描述,可以看作是對(duì)實(shí)際的空間結(jié)構(gòu)及其與物質(zhì)作用關(guān)系進(jìn)行理想性抽象得到操作模型系統(tǒng)后,用實(shí)驗(yàn)方法確定的物質(zhì)與空間相互作用效果的定量關(guān)系。之所以說牛頓第二定律是理想的操作模型系統(tǒng),是因?yàn)槠涑闪㈩A(yù)設(shè)了以下的前提:
*空間相對(duì)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的參照系是靜止的;
*空間獨(dú)立于物質(zhì)的存在,不參與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程;
*運(yùn)動(dòng)過程產(chǎn)生的所有效果只相關(guān)于物質(zhì),而與空間的存在無關(guān);
*物質(zhì)在空間中的運(yùn)動(dòng)速度不至于使我們感覺到空間流速場的等速曲面的影響;
*在選定的物體運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi),空間的性質(zhì)處處相等。
理解了牛頓第二定律的上述預(yù)設(shè)前提之后,就可以將牛頓第二定律的觀念擴(kuò)展運(yùn)用于考察物體p在地球理想物質(zhì)系統(tǒng)行為。相對(duì)地球質(zhì)心靜止的物體p若以空間作參照就必然相對(duì)于空間作加速運(yùn)動(dòng),因而產(chǎn)生力的作用效果,由式(1)可得:
F=mR2g0/h2(7)
其中F是引力力值(N)。由前面的論述可知:恒定的物體質(zhì)量獲得恒定的表面加速度,加速度與物質(zhì)質(zhì)量成正比,若G0為比例常數(shù),則:
4πR2g0=G0M,令G=G0/4π,
則式(1)可表述為:
F=GMm/h2(8)
式(8)牛頓萬有引力定理可以由其第二定律無任何假設(shè)地推導(dǎo)出來。引力隨距離變化采用平方反比衰減的方式就是空間球體運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)特性在萬有引力定律中的反映,這就可以圓滿地解釋萬有引力的平方反比率的由來。引力
常數(shù)(G)的含義可以解釋為:單位質(zhì)量物質(zhì)所能引發(fā)的空間流動(dòng)在物體表面的加速度值,其單位的量綱對(duì)此結(jié)論是一個(gè)有效的證據(jù),只是目前引力常數(shù)與此常數(shù)差4π因子。
牛頓第二定律提供了絕對(duì)質(zhì)量的有效測試方法,由加速運(yùn)動(dòng)過程測出的可由長度和時(shí)間標(biāo)志的物質(zhì)質(zhì)量數(shù)值是絕對(duì)質(zhì)量。質(zhì)量不再是密度和空間占有量的關(guān)系常數(shù)和純粹物質(zhì)自身量的相互比較,質(zhì)量是物體運(yùn)動(dòng)過程中空間與物體相互作用所產(chǎn)生效果的一種具體的表征,由此可以建立運(yùn)動(dòng)和重力聯(lián)系,進(jìn)而由此出發(fā)研究空間的運(yùn)動(dòng)。如果沒有空間和物質(zhì)的這種作用,物質(zhì)將只有可以測量的體積,而沒有可測度的質(zhì)量。因而質(zhì)量歸根到底只是物質(zhì)與空間相互關(guān)系的度量。在現(xiàn)有觀念中把質(zhì)量看作只是物質(zhì)自身的屬性,原因是不懂質(zhì)量的根本意義。
D.理想物質(zhì)系統(tǒng)中近地表空間對(duì)物體的作用
在近地表運(yùn)動(dòng)距離較短時(shí),g=g0為常數(shù),自由落體可視作任意點(diǎn)初速度為零時(shí)物體隨空間的運(yùn)動(dòng)。這時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)速度不等于空間的速度,運(yùn)動(dòng)過程中仍受空間的作用。物體運(yùn)動(dòng)遵循規(guī)律是:
h2dh/dt=R2g0t(9)
整理并略去小量得:
V=g0t(10)
其積分形式便是伽利略斜塔落球?qū)嶒?yàn)所求證的結(jié)果,自由落體等同于勻加速運(yùn)動(dòng)。
由于式(1)在地表是間斷的函數(shù),結(jié)合式(10),從空間方向逼近地表可得最大空間運(yùn)動(dòng)速度:
h2dh/dt=R2(dh/dt+g0t)(11)
整理,當(dāng)h→R時(shí),
Vmax=(1/2Rg0)1/2(12)
代入數(shù)值Vmax=5.587km/s,此即流入地表的空間速度。顯然式(12)適用于所有天體系統(tǒng)。物體運(yùn)動(dòng)的切向速度等于徑向速度時(shí)為正圓周運(yùn)動(dòng),由此合成的環(huán)繞速度為:
(13)
其中V1為第一宇宙速度。
以上四個(gè)方面的表述并不謀求給出經(jīng)典力學(xué)定理新的數(shù)理推導(dǎo),而是希望籍此證明空間性質(zhì)新的哲學(xué)解釋在具體應(yīng)用中的可能性,并用數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程完備的邏輯來檢驗(yàn)空間運(yùn)動(dòng)論所提供的這種哲學(xué)觀念的正確性。如果承認(rèn)上述推導(dǎo)過程所證明的空間運(yùn)動(dòng)理論提供了此前物理學(xué)所沒有的內(nèi)在邏輯的和諧性和簡潔性,使的牛頓第二定律、開普勒定律、萬有引力定律之間的相互關(guān)聯(lián)剔除了空間運(yùn)動(dòng)假設(shè)以外的所有其它主觀假設(shè),就應(yīng)該從理論判斷方法的角度承認(rèn)空間具有受物質(zhì)作用而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的特性。上述推導(dǎo)過程直接應(yīng)用了牛頓力學(xué)中的速度、加速度、動(dòng)量等概念而沒有重新定義,顯示了空間運(yùn)動(dòng)理論可以兼容經(jīng)典力學(xué)的所有方面。建立動(dòng)態(tài)空間的觀念就可以清晰、完整地理解開普勒第三定理、牛頓第二定理、萬有引力定理、加俐略落體實(shí)驗(yàn)等經(jīng)典理論內(nèi)涵的哲學(xué)統(tǒng)一致性,并對(duì)其數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu)形式、常量、適用范圍等作出合乎理性的解釋。
3.空間性質(zhì)哲學(xué)描述所蘊(yùn)涵的新的宇宙觀
自然界凡物質(zhì)聚集的地方均存在著不同程度的能量釋放過程,例如恒星輻射、星云紅化、太陽系行星及衛(wèi)星均含有內(nèi)部熱源等。天文觀測中質(zhì)光關(guān)系的發(fā)現(xiàn)更進(jìn)一步地為這一現(xiàn)象提供了定量的表述。從空間同一性的觀點(diǎn)出發(fā)宏觀地解釋這一問題所得到的結(jié)論是明確的:伴生于物質(zhì)存在的能量過剩現(xiàn)象是空間凝聚產(chǎn)能導(dǎo)致的結(jié)果。空間在異化為能量與物質(zhì)之后已經(jīng)有三種具體的存在形式,這為空間的收聚產(chǎn)生能量提供了三種不同形式的場所,即空間收聚產(chǎn)能分別在空間、能量、物質(zhì)的內(nèi)部發(fā)生。在空間場所發(fā)生的空間產(chǎn)能現(xiàn)象,如宇宙空間的無源x-ray等高能射線爆發(fā)、微波背景輻射等都是這一現(xiàn)象的理想侯選對(duì)象。空間在能量場所的聚集目前無法觀測,因?yàn)槲覀儫o法對(duì)光子或電磁波在統(tǒng)一地點(diǎn)作兩次能量變化的測試,對(duì)此高能物理的研究也許會(huì)提供光子或電磁波在空間的運(yùn)動(dòng)中會(huì)得到能量的補(bǔ)充證據(jù)。相比較而言在物質(zhì)場所空間聚集產(chǎn)生能量的過程是最容易發(fā)現(xiàn)和證明的。對(duì)宇宙間普遍存在的能量過剩作空間收聚產(chǎn)能的解釋,要比目前通行的核能解釋合理和有效。由于以往物理學(xué)所知道的產(chǎn)能方式有限,將無法理解的自然過程統(tǒng)統(tǒng)裝入了核能解釋的口袋。對(duì)其解釋邏輯上的致命缺陷只能采取視而不見的態(tài)度:物質(zhì)釋放核能必然要帶來引力持續(xù)減小的后果,引力數(shù)十億年持續(xù)減小積累的結(jié)果對(duì)于一個(gè)星系發(fā)展的歷史而言,會(huì)造成星系的結(jié)構(gòu)消散的現(xiàn)象,這與星系普遍盤卷、收聚的有序化、組織化的觀察特征不相符。相
反,能夠合理解釋物質(zhì)收聚的原因只有一個(gè),那就是引力的增加改變了物質(zhì)的固有存在結(jié)構(gòu)。進(jìn)而引力的增加只有一種可能的原因——物質(zhì)質(zhì)量的增加。核能解釋還有一個(gè)缺陷——不能對(duì)不同聚集態(tài)度物質(zhì)的能量產(chǎn)生過程給出統(tǒng)一解釋,例如將太陽發(fā)光解釋為核聚變,太陽系行星的地?zé)峤忉尀楹肆炎儯珶o法解釋星云紅化。這與本質(zhì)的存在形式具有單一性的基本認(rèn)識(shí)特征存在深刻的矛盾。對(duì)所有現(xiàn)象做個(gè)別性的分析不能理解這些現(xiàn)象之間所蘊(yùn)含的共同特征,而正是這些隱藏在現(xiàn)象背后的共同特征的才是理解過程所要達(dá)到的真正目的。直接地將現(xiàn)象所共同擁有的作用要素(如空間、能量)選擇作為研究對(duì)象去理解不同現(xiàn)象間共性的產(chǎn)能方式是一種宏觀的、繞開了復(fù)雜的綜合和抽象的過程的更為有效的認(rèn)識(shí)方法。
空間在某種意義上說是一種蔬散存在的能量形式,大量流入物質(zhì)內(nèi)部在向質(zhì)心收聚的過程中轉(zhuǎn)化為能量的形式,這種能量是宇宙間能量的根本來源,它維系著宇宙基本能量的過剩支出形式。恒星質(zhì)光關(guān)系和赫羅圖的發(fā)現(xiàn)更為徹底地揭示物質(zhì)存量與能量的上述依存關(guān)系。物質(zhì)瞬時(shí)存量與空間的流入量可由式(4)導(dǎo)出以下關(guān)系:
V=3.546×10-5m(1/ρ)1/2(14)
其中v為物體表面的空間流速,m為物體的質(zhì)量,ρ為物體的密度。
空間收縮量與能量值的數(shù)量關(guān)系為:
E=ηV(15)
以地球引力定義的太陽質(zhì)量M=1.9892E30KG。代入式(14)得V=1.8793E24M3/S。
太陽總輻射功率Q=3.83E26J/S。則得空能轉(zhuǎn)換系數(shù)η=203.8J/m3由太陽數(shù)據(jù)獲得空能轉(zhuǎn)換系數(shù)沒有考慮其質(zhì)量增長,因而數(shù)值偏小。
對(duì)于恒星輻射、星云紅化、超新星爆發(fā)、類星體發(fā)光、太陽系行星及衛(wèi)星含有內(nèi)部熱源等現(xiàn)象所說明的宇宙物質(zhì)普遍存在著的能量過剩支出機(jī)制,由空間運(yùn)動(dòng)論所給出的解釋是:我們所知的自然宇宙空間,其最根本的運(yùn)動(dòng)是以物質(zhì)為最終目標(biāo)的聚集和收縮,因而不可能是膨脹或擴(kuò)張的。目前公認(rèn)的、有較大影響的宇宙大爆炸理論的解釋是:所有能量來源于更高級(jí)的能量存在狀態(tài)(爆炸前的奇點(diǎn))。顯然這是形而上學(xué)的理論推演方法,對(duì)一種現(xiàn)象無法解釋時(shí)往往假設(shè)一個(gè)更高的同樣無法解釋的原因來解釋現(xiàn)有問題,這從特征上類似于用烏龜下面還是烏龜來解釋大地不沉,或者用上帝來解釋第一推動(dòng)的問題,是是哲學(xué)對(duì)于宇宙間普遍存在的空間、物質(zhì)、能量的依存關(guān)系的認(rèn)識(shí)處于初級(jí)階段的標(biāo)志,不能發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象背后的本質(zhì)而導(dǎo)致對(duì)不同的現(xiàn)象本身提出了相對(duì)獨(dú)立的解釋。
物質(zhì)自增長理論得出的關(guān)于新星、超新星爆發(fā)的主要原因有兩種:a.固體小星體(例如地球)增長到一定質(zhì)量時(shí),星體溫度會(huì)增加到其構(gòu)成物質(zhì)的氣化溫度,星體在較短的時(shí)間內(nèi)氣化膨脹,并拋射出物質(zhì)外殼;b.中心星體引力增大使星系坍縮,其環(huán)繞星體落入中心星體產(chǎn)生的爆發(fā)現(xiàn)象。與上述理論相吻合的是觀測到新星爆發(fā)有向銀心聚集的趨勢。
5.空間性質(zhì)哲學(xué)的結(jié)論
由東方哲學(xué)觀點(diǎn)導(dǎo)出的空間運(yùn)動(dòng)的概念,將許多看似無關(guān)的問題建立了本質(zhì)性的相互聯(lián)系,由空間性質(zhì)哲學(xué)證明過程提供的邏輯起點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過簡單的數(shù)學(xué)模型化就可以得到牛頓萬有引力定理、開普勒第三定理等解釋宇宙結(jié)構(gòu)的基本原理這一事件本身就說明:物質(zhì)、能量、空間是本質(zhì)上相同的存在形式這一理解在理論上是正確的。空間的諸特性中空間具有運(yùn)動(dòng)的特性這一事實(shí),可以被人們用物質(zhì)質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)定律的形式理解。引入全新的空間運(yùn)
動(dòng)的觀念,將在更為合理的哲學(xué)背景上建立物理學(xué)的基本框架,使經(jīng)典物理的內(nèi)在和諧性增強(qiáng),從而繞開牛頓力學(xué)在現(xiàn)代觀念下哲學(xué)解釋的困難。在目前的已知宇宙中,空間運(yùn)動(dòng)的最終結(jié)果是收聚產(chǎn)生能量,空間轉(zhuǎn)換為能量的轉(zhuǎn)換常數(shù)為η=203.8J/m3。由此我們可以拋棄違反自組織特征的宇宙大爆炸理論,而無障礙地建立宇宙收縮的理論。由此可以說,現(xiàn)代科學(xué)沒有在東方發(fā)生并非是由于中國沒有自然哲學(xué)背景的結(jié)果,東方哲學(xué)形態(tài)是更高級(jí)的形式,它可以產(chǎn)生對(duì)現(xiàn)代科學(xué)的超越,對(duì)其深層認(rèn)識(shí)產(chǎn)生重大影響,正是由于哲學(xué)理解和現(xiàn)實(shí)描寫之間的這個(gè)跨度太大的緣故,我們?cè)诂F(xiàn)代科學(xué)的陳述體系和背景下,才能真正地了解其中的含義。