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论宇宙的概念

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发表于 2016-11-8 16:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
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论宇宙的概念
刘靖屏
摘要  从狭义上讲,宇宙是指屋檐和栋梁或指观测到的宇宙;如果从广义上分析,宇宙则是无始无终地客观存在着的无限空间和物质总量的总称。宇宙中的物质总量既有可能是无限的也有可能是有限的,物质的表现形态具有多样性,有些物质经历了复杂的“——聚集——分裂——再聚集——再分裂——”的物理和化学演化过程。
关键词 宇宙概念之争  观测到的宇宙  广义上的宇宙
一、宇宙概念之争
宇宙有限论与宇宙无限论之争实际上是宇宙概念之争。宇宙的本来概念是指屋檐和栋梁或指时间和空间。“《淮南子•览冥训》:‘凤凰之翔,至德也……而燕雀佼(骄)之,以为不能与之争于宇宙之间’。高诱注:‘宇,屋檐也;宙,栋梁也’。《淮南子•原道训》高诱注:‘四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地’”[1]。《新华词典》注:“宇:指无限空间。宙:指无限时间”[2]。“但是现在在天文学通用的宇宙的观念,却不是指时间和空间,而是指天文学观测所能达到的物理世界或物质世界”[3],把宇宙“‘一般当作天地万物的总称’,‘广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称’”[4]。“通常把我们观测所及的宇宙部分称为总星系”[5],“把总星系称为‘观测到的宇宙’、‘我们的宇宙’;也有人把总星系称为宇宙”[6]。
从宇宙论的发展看,“在中国古代,关于宇宙的结构主要有三派学说,即盖天说、浑天说和宣夜说。盖天说认为大地是平坦的,天象一把伞覆盖着大地;浑天说认为天地具有蛋状结构,地在中心,天在周围;宣夜说则认为天是无限而空虚的,星辰就是悬浮在空虚之中。在古代的希腊和罗马,从公元前六世纪到公元一世纪,关于宇宙的构造和本原有许多学说。如毕达哥拉斯学派的中心火焰说(设想宇宙中心有一团大火焰);赫拉克利德的日心说;柏拉图的正多面体宇宙结构模型等等。进入中世纪后,宇宙学被纳入经院哲学体系,地心说占据正统地位”[7]。“16世纪哥白尼倡导日心说,使人类宇宙观发生根本变革。17世纪,牛顿开创了用力学方法研究宇宙论的途径,建立了经典宇宙论。广义相对论的建立使经典宇宙论更有了统一的严格的数学基础;大量的天文观测资料支持了广义相对论的科学预言,并由此产生了现代宇宙论”[8]。而现代宇宙论又分为哲学宇宙论和天文宇宙学,其中哲学宇宙论所指的宇宙是“一切存在的总体”[9],天文宇宙学所指的宇宙则是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称,对广漠空间的大小和其中存在的各种天体以及弥漫物质总量存在的时间都没有定论,加之天文宇宙学也想从整体的角度来研究宇宙的结构和演化,即“宇宙学亦译‘宇宙论’”[10],由于哲学宇宙论的宇宙概念与天文宇宙学的宇宙概念不同,从而产生了宇宙有限论与宇宙无限论之争。
二、观测到的宇宙
由于天文宇宙学必须以观测到的客观事实为基础,因此,天文宇宙学所指的宇宙只能是观测到的宇宙,而观测到的宇宙中的“任何物体的存在和运动,都占有一定的位置,具有一定的体积和一定的形状,都有长、宽、高三个方向”[11];在天文学观测所能达到的物理世界或物质世界中,无论是测量空间或物体的大小,还是观测物质膨胀或运动的范围,都有一定的实数值,无论人们的观测能力有多强,观测到的宇宙范围总是有限的;观测到的宇宙中的空间不存在膨胀或收缩,只有物质发生膨胀或收缩,无论物质怎样运动或变化,都只能改变占据宇宙空间的位置或大小,宇宙空间不可能随物质运动,虽然发现了星系红移,但并未发现星系和星系团(如银河系、太阳系)膨胀。在观测到的宇宙中,物质的表现形态具有多样性,其分布也很不均匀,它以星系团、星系、恒星以及行星际弥漫物质等形式出现,它们都是由分子、原子(原子又由原子核和电子组成,原子核又由质子和中子组成)等基本粒子构成的,并经历了复杂的“——聚集——分裂——再聚集——再分裂——”的物理和化学演化过程。从已知的守恒定律可知,观测到的宇宙中的物质既不能被创造,也不能被消灭,只有各个具体时期的具体形态才有生有灭,在一定条件下,一种物质形态可以转变为其它物质形态,任何一种物质形态也只能由别种物质形态转变而来,不能无中生有,也不能由有变无,同时,在转化的过程中保持量的不变,即参与物质的总量不会增多也不会减少,如果认为物质是从无到有或从有到无,则无疑是脱离了人类的科学实践。观测到的宇宙中的物质产生能量、释放能量、传递能量,但物质不转化为能量,能量也不能转化为物质;能量可从一个物体传递给另一个物体或由一种能量转变为另一种能量。因此,观测到的宇宙决非起源于一个奇点,也没有什么观测事实证实有这个奇点,如果认为有这个奇点,则超出了观测到的宇宙范畴。观测到的宇宙中的物质“的存在和运动,都是一个持续的过程,其间经历着不同的阶段,它表现为:一事物到另一事物、一个运动过程到另一个运动过程依次出现的先后顺序,它们之间的间隔的长短,一事物存在和一种运动过程进行的久暂”[12],其存在的时间“只有过去、现在和将来一个方向,它的流逝总是沿着单向前进、去不复返”[13]。
三、广义上的宇宙
如果“按照定义,只有一个宇宙”[14],而且宇宙是一切存在的总体,那么整个宇宙空间则具有无限性,整个宇宙空间和其中存在的物质总量在时间上具有永恒性;整个宇宙既不存在起源也不存在灭亡,宇宙空间既不存在膨胀也不存在收缩。相反,如果广义上的宇宙是有限的,那它应该有个边界,而这个边界在哪里呢?边界之外又是什么情形呢?如果广义上的宇宙是有限的,那它应该有个中心,而这个中心又在哪里呢?如果广义上的宇宙是有限的,那它必有起源和灭亡的时刻,而起源前和灭亡后的情形又是怎么样的呢?如果时间、空间和物质是起源于一个奇点的大爆炸,那这个奇点及奇点之外又是什么情形呢?由于观测到的宇宙之外的情形既不能用观测的方法证明它存在也不能证明它不存在,那么用数学中的∞或无限大进行分析(按照“数学中的∞或无限大,在实数的集合中是没有严密的定义的。它的比较严密的定义是说,给定了一个大数后,可以找到一个比这个数还要大的数”[15]),则在整个宇宙空间的任何一个方向(无论是向上或向下、向前或向后、向左或向右)都无法找到终点,从数值上来查找,也无法找到一个最大的实数值。由于宇宙空间是无限的,则宇宙间的物质总量也有可能具有无限性,但是,宇宙空间不一定都被物质所占据,所以宇宙间的物质总量也有可能是有限的。观测到的宇宙中的空间和其中存在的物质在各个时刻的集合是一条线段,而整个宇宙空间和其中存在的物质总量在各个时刻的集合则是一条直线,谁都无法在这条直线上找到开端和终止的时刻
二○一六年九月三日
   
主 要 参 考 文 献

1、夏征农 主编.辞海.缩印本.上海:上海辞书出版社,1989
2、新华词典编篡组编.新华词典.北京:商务印书馆出版社,1984
3、何祚庥.有关宇宙论的哲学问题.红旗杂志社,1987.5
4、中国大百科全书•天文学.北京.上海: 中国大百科全书出版社,1980
5、胡显章.曾国屏 主编.科学技术概论.北京:高等教育出版社,1998
6、李秀林.王  于.李淮春  主编.辩证唯物主义和历史唯物主义原理.北京:中国人民大学出版社,1982
7、[美]F.N巴什著.王鸣阳.张大卫译.通俗天文学.北京:科学普及出版社,1985


注释:

[1]、摘抄自《辞海》缩印本1989年版第1123页
[2]、摘抄自《新华词典》1980年8月第1版第1026页
[3]、摘抄自《红旗》1987年第5期第10页
[4]、摘抄自《中国大百科全书•天文学》1980年12月第1版第514页
[5]、摘抄自《中国大百科全书•天文学》1980年12月第1版第588页
[6]、摘抄自《中国大百科全书•天文学》1980年12月第1版第514页
[7]、摘抄自《中国大百科全书•天文学》1980年12月第1版第523~524页
[8]、摘抄自《科学技术概论》1998年6月第1版第90页
[9]、摘抄自《新华词典》1980年8月第1版第1026页
[10]、摘抄自《辞海》缩印本1989年版第1123页
[11]、摘抄自《辩证唯物主义和历史唯物主义原理》1984年5月第2版第53页
[12]、摘抄自《辩证唯物主义和历史唯物主义原理》1984年5月第2版第53页
[13]、摘抄自《辩证唯物主义和历史唯物主义原理》1984年5月第2版第53页
[14]、摘抄自《通俗天文学》1985年7月第1版第227页
[15]、摘抄自《红旗》1987年第5期第11~12页


作  者  简  介

刘靖屏(刘静平),男,1960年2月23日出生,湖南省衡东县石湾镇清景村人;现在湖南省衡东县环境保护局工作。
联系地址:湖南省衡东县环境保护局     
邮政编码:421400
QQ号码:33841289
微信号:18173430398

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