..续本文上一页观念的全新认识。弦不是定义在普通物理时空中,而是定义在另一个被称为“弦空间”的二维内部的时空中。从普通物理空间看,基本粒子是一个点粒子,无结构,但从二维空间看,基本粒子不再是点粒子,而是一根弦。只有弦的张力趋向无穷大时,弦才收缩成一点。根据“弦”的振动和旋转方式,它们可以代表任何已知的基本粒子。如夸克、电子,也可以表现四种基本力(万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用)任何一种力,用这个非常复杂的数学模式以解释各种力的现象。学者认为,目前只有超弦理论能干净利索处理所有基本粒子的相互作用和无穷大的问题,使科学家能统一描写自然界的四种基本相互作用力。但超弦理论还比较粗糙,即使计算一些普通理论也相当繁琐。
英国罗伯特·马修斯《万物终极理论》说:理论家提出的超弦理论却足足有5种,且没有明确的方法能够在它们之间做出选择。故有学者评说超弦似乎仅仅是某种更加宏大东西的一个影子。
1955年,普林斯顿大学高级研究所的超弦理论家爱德华·威滕指出,所有5种超弦理论仅仅是对一项单一的、凌驾于一切之上的理论的粗略的描述,他称之为M理论。一些理论家争论说,“M”代表“母亲”、“神秘的”,甚至“魔术”。马修斯又说:今天,M理论仍然最有可能成为爱因斯坦所追求的目标。此外,它所提供的一项统一的描述不仅包括电磁力和引力,而且还包括其他基本作用力,以及这些力施以作用的所有粒子。这实在是一项惊人的成就,而且尚未完结。世界上的许多最出色的理论家都正在探索M理论丰富的数学空白,寻求尚存在的许多谜的谜底。究竟M理论11维当中,除了4维之外的所有维是如何卷曲到小得看不见?为什么会是如此?它们是可以通过试验察觉的吗?力和粒子之间优美的统一性为什么如此难以发现?甚至M理论最终也可能会被证明缺乏回答所有这些问题所需要的威力。但是最起码,它使我们获得了对宇宙以及其中万物的基本统一性叹为观止的一瞥。
被人称为20世纪的科学只有三件事将被记住:相对论、量子力学和混沌学。混沌学也被认为是20世纪的物理科学的第三次大革命。混沌学的出现,物理领域,高能粒子和量子力学占支配地位开始被打破。混沌学打破了各门科学的界限,不管是物理学、化学、生物学,并改变了科学家对系统组成只是各部的集合体(如夸克、染色体、神经元等),以此穷极分析、观察,转而从整体上理解复杂系统。开始把物理学与生物学、必然性和偶然性、自然科学和人文科学相融相合在一起。混沌学是过程科学,不是状态科学;是演化科学,而不是存在科学,宇宙也曾发生了从混沌到有序的自组织过程。混沌学打破了天和地、时间和空间、时空与物质的隔绝的屏障,并连接和统一了宇宙,混沌无处不在,就是时间对称的牛顿运动方程,也存在有混沌。自命为“混沌福音传道士”的物理家福特说:“一个大革命正在开始,我们对宇宙的整个看法,都会改变。”柯文尼认为,在这个世界里,动力学混沌是主导,不是例外。过去是固定,而未来是开放的;这样,我们重新发现了时间之箭,从而使创造性的演化成为可能。混沌学诞生在60年代的美国,70-80年代中,急剧兴起,使停滞不前的物理学注入了新的活力,(霍金的一篇报告就题为《理论物理学已否是穷途末路?》)人们对自然看法正经历着一个向着多重性、不平衡、非线性、暂时性、复杂性的根本变化,混沌着研究大自然不规则不连续那个侧面,这个无序复杂的使物理学不敢涉及的世界,将导致一场观念和心理的革命。故有人断言:21世纪将是“混沌的世纪”。著名物理学家惠勒在演讲时曾惊呼:“没有比电动学、几何动力学和色动力学这三个我们时代的最漂亮的场论体系与质朴性之间的矛盾更加激烈了。这三个体系包含一世纪的辛劳,在物理学和数学上的论证,是那么令人刻骨铭心,怎么可以想象这些累累成果竟会源于混沌呢?”
东方哲人的思索
除西方物理学家对时间、空间、物质及统一理论思考、探索外,东方又如何?先秦中国古代哲学家思想如何?两千五百年前的《老子》:“道之为物,惟恍惟惚,惚兮恍兮,其中有物。”一位诺贝尔奖得主撰文说,对老子模糊哲学大为惊叹。认为与物理学从最先进的物理实验室见到亚原子世界微粒子现象,与老子所描述的完全一模一样!对老子“天地万物生于有,有生于无”,英国物理学家惠勒也大为兴奋,宇宙不是从一无所有而产生森罗万象的世界吗?正与他近年倡导着“质朴性原理”,即物理学是从几乎一无所有达到几乎所有一切。何其相似乃尔!
《庄子·秋水篇》记北海若答河伯问大小问题:“夫物,量无穷,时无止,分无常终始无故。”这里说物质所具的空间是其大无外,其小无内,是无穷大和无穷小的。物质存在的时间是也是无止境的,物的界限(变化)也随时间的变化而变化,所以说是无常的。这里庄子借北海若之口,道出了物质、时间和空间三者是不可分割的统一整体,并认为是无始无终的。《天下篇》又介绍了惠施的时空物质观:“至大无外,谓之一大;其小无内,谓之一小。”说空间之大无边际是无穷大的,其小也是无穷的。“无厚不可积,其大千里”是说物质即使分割到极微,也是空间,所以也是与“其大千里”的空间没有什么两样的,因而“天与地卑,山与泽平”。天地、山泽,大小、高低,实际上是没有什么区别的,也说出了空间与物质的统一性。对时间与物质的论述:“日方中方倪,物方生方死。”一旦时空放大到“至大无外”,那么刚见到太阳在午时(现在)忽已日斜(过去),日中日落是刹拿的事。又说“今日适越而昔来”,“我知天之中央,燕之北,越之南”。都是破除时间和空间绝对的观点,要我们用相对观点看待时间和空间,并说明对时间和空间的分割区别并非实有其事。惠施最后又对天地万物下一结论,是一个统一体,故应该“泛爱万物”。从对时空、物质认识论,归结到社会伦理学。
《老子》“有无相生”,也说明了物质(有)与空间(无)是相互依存的统一体。
再看战国时另一位哲学实践家墨翟对时空物质的认识。《墨子·经说上第四十二》:“今久(宙)古今旦莫(暮)(指时间),宇东西家南北(指空间)。”《墨经下·第四十一》:“宇或(域)徙(指空间)说在长宇久。”《墨经下·第四十三》又解释:“宇,徙而有处宇,宇南北,在旦有在暮,宇徙久。”这里说物质的运动必须在空间中完成,由此时此地至彼时彼地,又如从南至北,由晨至晚。时间的变异与空间的变异是不可分割地联系在一起的,空间和时间统一于物质运动中,又说明物质与时间空间三者是不可分割的统一整体。
汉朝《淮南子·齐俗篇》卷十一给出时空的定义:“往古今来谓之宙(时间),四方上下谓之宇(空间),道在其中莫知其所。”这里也说时间和空间无穷无边,就是体悟大道的人也无法穷究其边涯和大小。后人因此推测,也许古人早已知道时间之轴与空间之轴之存在。
中国另一部被称为大道之源、中国哲学之源的奇书《易经》,不仅古今中外学者悉心研究,现代西方物理学家也对之产生了极大兴趣。玻尔发现他所倡导的并协原理(为量子论的中心思想),《易经》“阴阳”图正是并协原理的一个最好标志,认为“阴阳”就是“相反相成”。阴与阳是对称的,但这种对称并不是静止的,这种合理的对称暗示着无休止的运动。图中的点,象征着:每当两种力量之一达到自己的极端时,它早就孕育着自己对极的种子。
古代中国是又如何认识宇宙万有的统一理论呢?东西学者对此都有研究和论述,今举王锡玉所撰《当代自然科学162道难题》说。在人类认识史上唯一经久不衰,且随着现代尖端科学的发展越来越证明其集深邃奥秘真理于一体的就只有中国的《易经》。《易经》绝非单纯是占卜问卦搞预测的一门学问,实际上是囊括天—地—人一切领域的总学问、总宇宙观。《易经》的本质,即宇宙阴阳场数(素)交换的对立统一。而中国《易经》本源是河图、洛书和伏羲先天古太极、八卦图,它们即是宇宙场的本源,亦是宇宙数(素)的本源,是整个宇宙的本源。英国李约瑟博士经半世纪的研究,发现并证明人类文明的源头在中国。这个“人类文明源头”指什么?即是指代表“宇宙一元方程”,伏羲先天古太极八卦图彻底破译,以及宇宙元素周易经络图和宇宙元素周期表的完成。如同爱因斯坦等寻找发现“宇宙学—统一场论”。伏羲先天《古太极八卦图》正代表整个宇宙,是包容天—地—人整个宇宙之太极数(素)。
西方的混沌说是无形物质与无穷空间之无序,是有序宇宙存在之前的状态,这和《周易》中“气似质具而未相离谓之混沌”定义是不谋而合。蕴含宏深的古太极图所描述的正是这种处处皆混沌的世界。在太极图中,黑白阴阳鱼代表两个互为镜像的世界,它们在时空上互相依存,互相耦合,正如中间那条奇妙的“S”曲线所寓示的那样。阴阳曲线图所表示“万物生生,而变化无穷”。刚柔相济而生变化,正表现混沌学理论所涉及的具有无穷多个自由度,无穷大维度的相空间之中。
宋明理学倡”理一分殊”,朱子在集前人理学基础上,提出了理之体太极,与宇宙万有阴阳五行的统一。“本只是一太极(理),而万物各有禀受,又自各全具一太极尔。如月在天,只一而已,及散在江湖,则随处可见,不可谓月已分也!”(《朱子语类》卷九十四)“理皆同出一源,但所位不同,则其理之用不一”(《朱子语类》卷十八)。“各有等级差别”(同上卷九十八),“和而有别”(同上卷二十二)。“理”不仅产生、包容、规范着宇宙万有,我们人类的“心、性、天、一理也”(《孟子集注》)。“理、性、命、初非二物…
《科学、哲学与佛学的时间、空间、物质观(陈世忠)》全文未完,请进入下页继续阅读…