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自然科学理论体系的巨大缺陷,使其最终会在错误的理论基础上走向畸形化发展,如不及时予以纠正,将会使人类越来越远地偏离正确的认识轨道,从而使人类不能认清宇宙正确演化趋势并最终导致无可挽回的危机。那么,宇宙发展与演化的真实情况究竟是怎么样的哪?统一信息论所提出的一种全新的宇宙观——宇宙稳恒膨胀理论,将会给我们带来全新图景(作者:王江火)。
A、空间收缩及膨胀公式
宇宙的演化是在其空间的收缩和膨胀中完成的,故我们首先要认识宇宙空间收缩和膨胀的一般规律。我们已知,物质之间的空间收缩和膨胀有如下几种情况:其一,基于性能质量分解和集合极限粒子而产生的空间收缩和膨胀;其二,基于物质质量分解极限粒子而产生的空间收缩,宏观物质的性能质量一般只能呈现中性为0的性能质量,故基于物质之间一般只产生通过自身质量而进行的极限粒子分解,从而造成空间收缩。
一般情况下,如果在某个时间段内,甲乙两物质在其连线的方向上,造成了极限粒子的分解或合成,且引起了n个极限长度单位长度的空间凹陷或空间膨胀,其空间凹陷或凸显的侧面积相当于或接近于甲乙两物质在其连线的垂直方向上的横跌面面积。那么,如果不考虑其它因素,它们将在该时间段内凹陷或凸显n个极限长度单位长度,从而相互拉近或远离n个极限长度单位。
由于极限粒子周围的物质存在极其复杂,这使得物质之间并不能总是在普朗克时间内具备收缩或膨胀一个极限长度距离的条件,这将取决于甲乙两物质之间的质量和甲乙两物质在其连线的垂直方向上的横跌面面积。甲乙两物质之间的空间收缩度或膨胀度与其性能质量或自身质量成正比,性能质量或自身质量越大,其在单位时间内造成极限粒子分解的强度和造成的空间收缩度就越大,相互之间距离拉近的速度就越快。另外,甲乙两物质之间的空间收缩度或与其面积成反比,面积越大,其在单位时间内造成造成的空间收缩度或膨胀度就越小,相互之间距离拉近或远离的程度就越小。
物质之间的空间收缩或膨胀程度,可用两种物质之间的空间凹陷或膨胀尺度,即两种物质所拉近或远离的距离L来表述。假如甲物质的质量为M1,其在甲乙连线方向上的垂直横跌面积为S1;乙物质的质量为M2,其在甲乙连线方向上的垂直横跌面积为S2;常数为K。则甲乙两种物质之间的空间收缩及膨胀公式为:
L=K×M1×M2/( S1×S2)。其中,L的单位为米,M的单位为千克;S的单位为平方米;K为可变常数,M为性能质量的常数K将远大于M为物质自身质量时的常数K。
由此可以看出,物质之间的空间收缩及膨胀公式与物质关系公式(R=K×M1×M2/r^2)具有明显的对应关系。它们合在一起可以解释宇宙万物的所有现象,并且也能作为基础性学术理论解释生命、精神、社会等主体性问题。因此,可以这样认为:物质关系公式和空间收缩及膨胀公式揭示了宇宙所有事物现象。
此外,物质之间的空间收缩程度还与空间收缩所用时间t成反比,单位时间内物质之间空间收缩尺度越大,就说明它们的之间的空间收缩度越高。这样,我们就进一步得出了物质之间的空间收缩速度公式:v=L/t。
空间收缩公式使我们对进一步确定物质的运动形式有了依据。至此,我们发现所有极限粒子及由极限粒子所构成的物质都具备分解或集合极限粒子的功能,并由此而导致空间收缩和膨胀,从而形成物质运动。由此,我们似乎意识到宇宙的收缩和膨胀应该基本接近,其实完全不然。
B、宇宙以近2倍光速膨胀
极限粒子有一个极为重要的性能特性——当量完全相同而性能质量相反的极限粒子接触后造成“湮灭”。由于这个原因及宇宙初始分布的各向同性和均匀性,宇宙在大爆炸初期造成了极为普遍的“湮灭”现象。因此,宇宙初期往往会造成两种极限粒子分布两个各自不同的区域的情况,仅有少数性能质量相反的极限粒子融合的到性能质量相异的区域中,以形成“物以类聚”现象,宇宙便基本上形成了这样一种模式:绝大多数同性极限粒子分布在同一区域中,又由于同性极限粒子合成同性极限粒子后,它们之间又会合成更多的同性极限粒子。这样,两个不同区域的极限粒子就会呈现几何级数增长,而极限粒子的形成是以最小的普朗克时间内造成的。这样,当宇宙中充满大量游离的能量子的时候,理论上,宇宙将会在这两个不同区域以光速合成极限粒子,并由此造成在这两个不同的区域中以光速膨胀。事实上,由于自然科学已找到了宇宙3K辐射背景,就说明了宇宙仍然含有大量的游离的能量子,这就为造成在这两个不同区域的光速膨胀提供了足够的能源。
宇宙整体上会出现论证相对立的态势。一方面,由于宇宙诞生时存在各向同性和均匀性特征,而这两种性质相反的极限粒子将基本分处两个不同的区域内,这就会造成了以宇宙奇点为中心的各个方向上的空间光速膨胀;另一方面,由于宇宙内也存在大量的因极限粒子分解而形成的空间收缩现象,且随着实在物质的不断增加,其空间收缩速度也在不断加快,这使宇宙空间的膨胀速度会相应降低,但这种收缩现象目前相对于膨胀还是非常小的。基于此,宇宙将会出现膨胀与收缩并存的情况,但相对而言,能量子一旦集合形成实体性质的极限粒子,一般情况下是不容易分解的,或者说因实体物质分解所导致的宇宙收缩速度,要远小于因能量子合成实体物质所导致的宇宙膨胀速度。因此,在整个宇宙的相对方向上,由于速度的叠加,宇宙应该以略小于2倍光速的速度进行膨胀。
由于光速是恒定的最大速度值,宇宙在相对方向上应该以2倍光速膨胀的速度应该是稳恒的,但宇宙膨胀的这个速度只能在宇宙的边缘上才能获得最大值,主要原因在于:由于宇宙中心到宇宙边缘的物质质量密度逐渐降低,而宇宙边缘物质质量密度最低,其分解极限粒子的速度也就最低,膨胀速度自然最大,故宇宙膨胀速度应该是按照从宇宙中心到宇宙边缘逐渐加大的。事实上也是如此,哈勃常数就是一种按照距离远近确定的速度增加值。欧洲航天局于2013年3月21日宣布,根据普朗克卫星的测量结果得出新的哈勃常数值为67.80±0.77(km/s)/Mpc(Mpc表示百万秒差距,大约为300万光年),即在每增加300万光年的距离上(或每过300万年),星系远离地球的速度增大67.80±0.77千米每秒。
但是,近期的一些科学家通过观测发现:远距离星系的退行速度在加大,并把这种现象理解成宇宙膨胀速度在加快。北京时间2010年3月31日消息,据美国太空网报道,通过对宇宙近50万个变形的星系进行深入的研究,一支由多国科学家组成的研究团队近日发现了宇宙扩张速度正在不断加速的确切证据,这些变形星系都是由“哈勃”太空望远镜所观测到的,而这些科学家所得出的宇宙膨胀速度加速的结论,是通过对来自距地球7 0 亿光年到1 0 0 亿光年远的1 4 颗超新星的光进行分析后获得这一发现的。实际上,这么遥远距离的星系退行速度较大本就是一个非常正常的现象,这其实只是证明了哈勃定律(来自遥远星系光线的红移与他们的距离成正比),问题仅在于:这些天文学家因为没有搞清楚宇宙在相对方向有一个最大膨胀速度,即近2倍光速的稳定值,而只是凭借上述某个单方面观测单纯得出了宇宙膨胀速度加快的结论。此即“只见树木不见森林”,正是由于这种片面性,也有很多科学家质疑宇宙加速膨胀的观点。2015 年 6 月 3 日,有一个研究小组根据新的统计研究,质疑了“宇宙加速膨胀”的结论,并发表于《科学报告》杂志。英国每日邮报报道,2016年10月,英国科学家指出,科学家通过观察宇宙中超新星,结果表明暗能量促使宇宙加速膨胀是不可靠的。事实上,星系再遥远也不会超过宇宙边缘,退行速度再大也无法超越近2倍光速的稳定值,宇宙整体上的近2倍光速膨胀速度却一直是稳恒的。
C、宇宙具有灿烂的光辉前景
关于宇宙的最终趋势,目前主要有两种相对立的悲观观点。一种认为,宇宙将无限膨胀下去,宇宙由此最终将走向趋向于无限稀薄的死寂黑暗状态;另外一种观点则认为,宇宙膨胀到一定程度后,物质强大的引力将会使宇宙重新收缩,并最终坍缩到宇宙奇点,万物生灵将彻底消亡,然后宇宙再次大爆炸,周而复始。曾几何时,这种观点连同外星人威胁地球等悲观论调充斥着视听,使人类因看不到未来而趋向消极。
理论观点的不同会导致不同的结论,认知史上有一种现象值得重视:当一种理论体系不能适应于时代发展处于逐渐落后状态时,其对自然或人类发展趋势的论调往往就会带有悲观的色彩,比如后现代其实就是现代理论的集体哀嚎,其实质背景正是基于现代理论的没落。事实正是如此,信息时代以降,现代科学理论体系矛盾百出,其认知的落后性和局限性日益明显,现代科学的负面作用日益加大,已经难以继续适应当代社会的发展。为此,人类的认知领域正在酝酿着全面而根本的认知革命,其中具有21世纪最先进前沿背景的统一信息论首先打出了针对现代科学理论体系进行全面认知革命的旗帜,并在宇宙终极趋势上得出了完全相反的极富前景的结论,认为宇宙会向越来越有生气的方向发展,并最终形成最稳定的恒稳状态。
统一信息论认为,由于物质是基于能量子的集合而成,宇宙之所以能成为宇宙,一切的一切都是基于作为宇宙原始始基的能量子而形成的。宇宙的形成主要分为四个环节:能量子——极限粒子——微观粒子——宏观物质。其中,能量子和极限粒子是宇宙万千世界和千变万化的最基础的根源所在,宇宙的演化和膨胀完全基于此。由于宇宙开初充满着巨大能量,所以必然会通过能量子合成极限粒子并占据空间的方式而迅速膨胀,期间也有极限粒子分解成能量子而收缩空间(所谓的吸引力和斥力实际并不存在,只是一种空间收缩和膨胀的外在假象),但总体空间膨胀大于收缩,这导致了所谓宇宙大爆炸(其实质是宇宙大膨胀)。而这种膨胀需要以不断有大量能量子合成极限粒子为代价,于是随着时间推移和宇宙的不断膨胀,能量子的分布密度也会相对越来越少,这就导致了所谓的宇宙背景辐射的温度逐渐降低,以至于降低到目前的3k背景辐射。但是,由于能量子合成极限粒子的速度总是以光速进行的,故即便宇宙背景温度很低,也还是会在宇宙球体的相对方向上以2倍光速膨胀,不过这种情形不会持续太久,如果宇宙没有其他持续不断的能量供应,其最终将会因游离能量子的不足而使膨胀速度不断降低,特别是当宇宙背景辐射温度降低到接近0k时,宇宙将迅速降低膨胀速度,及至完全停止膨胀。而宇宙停止膨胀后,并不会向原来许多人所以为的那样向相反的收缩方向发展,因为宇宙停止膨胀后意味着宇宙进入了稳恒态。
第一,宇宙空间的膨胀是基于极限粒子的合成,而宇宙空间的收缩是基于极限粒子的分解,由于宇宙的总能量和总动量的平衡性,在宇宙在没有获得外来能量的情况下,极限粒子的分解与合成的这两种状态将会走向平衡,走向极限粒子分解和合成数量的基本一致状态,而导致宇宙最终形成既不膨胀也不收缩的稳恒态。第二,由于并没有所谓的引力存在,因此根本不存在引力所造成的所谓塌缩现象,所谓的引力收缩是一种理论观点的不成熟结论。第三,由于物质存在适应性特征,宇宙演化必然也会使物质走向不断的彼此适应,从而最终能够保持一致相对恒定的对应关系。第四,宇宙演化的总趋势是不断由低级走向高级的,其最终结果将不断使物质有机化,而且催生出越来越高级的主体性存在,而主体性存在天然具有改造自然的功能,随着主体存在的主体能动性的不断提高,这些宇宙杰出的生灵也会最终能够以起强大的能动性去优化宇宙的结构和组成,不断消除威胁宇宙健康发展的各种因子,使宇宙越来越富有生气,形成越来越完善的稳恒态。抬头远望,我们看到的是星空灿烂,各种探测器也给我们展示了各种星系精彩纷呈的美丽图景,一切都是那么恒久稳定祥和。
关于稳恒态宇宙学,最早是由英国天体物理学家邦迪、戈尔德和霍伊尔在1948年提出的。他们的观点是:在相对论中时空是统一的,既然宇宙学原理认为所有的空间位置都是等价的,那么所有的时刻也应该是等价的。也就是说,天体(物质)的大尺度分布不但在空间上是均匀的和各向同性的,而且在时间上也应该是不变的。根据这些观点,稳恒态宇宙学不仅可以避免奇点,认为哈勃常数不仅对空间各点是常数,而且不随时间变化,所以宇宙空间的膨胀在时间和空间上都是均匀的,也就是在任何时代、任何位置上观察者看到的宇宙图像在大尺度上都是一样的,这一原理称为"完全宇宙学原理"。稳恒态宇宙学出台后曾经引起过轰动,但稳恒态宇宙学与观测符合的程度并不好,这方面相对不如大爆炸宇宙学。
不难看出,稳恒态宇宙学与统一信息论的稳恒态理论还是有根本性区别的,统一信息论所认为的稳恒态是在宇宙发展到足够长的时间后才形成,这样就可以很好地解释并兼容宇宙大膨胀理论(大爆炸理论)。与稳恒态宇宙学的相对静态特征不同,统一信息论是用一种动态的宇宙学观点全新诠释了稳恒态宇宙。根据稳恒态宇宙学的"完全宇宙学原理",宇宙空间在膨胀,而物质的分布又与时间无关,这样就必须有物质不断产生出来以"填补真空",也就是填补宇宙膨胀所产生出来的空间。据其计算,物质的相对产生率为三倍的哈勃常数,也就是每年在二到三立方公里的体积内产生相当于一个质子质量的物质来,而这是需要物质和能量不守恒,才能很好地解释其基本观点,霍伊尔为此提出修改爱因斯坦场方程,他认为新产生的物质是由新产生的真空由高能级向低能级跃迁引起的真空相变产生的。显然,稳恒态宇宙学这个缺点是致命的,为了自己的理论显得正确而没有根据地否定另外一个具有很多事实根据的理论,这是很不严谨的趋利行为。不过,这个缺点却被统一信息论完全弥补,稳恒态宇宙学所提出的的“必须有物质不断产生出来以‘填补真空’,也就是填补宇宙膨胀所产生出来的空间……新产生的物质是由新产生的真空由高能级向低能级跃迁引起的真空相变产生的” 等在当时看起来很虚的观点,明显具有猜测性,但幸运的是他的这个结论现在被统一信息论用另外一种方式证明了。统一信息论所提出的“能量子转化为极限粒子的方式……从而用物质实体占有并形成空间”等统一信息论时空观,很好地解释了稳恒态宇宙学的上述猜测性观点。
稳恒态宇宙学尽管存在很多问题,但其许多观点还是有很大进步意义和价值的,正如百度词条所解释的那样:“虽然这一学说目前还没有完全得到证实,但提出这一学说的人是伟大的,不是说这一学说伟大(因为还没有证实),是说提出这一学说的人的这种科学精神”(参阅[47])。 稳恒态宇宙学尽管还是一个很虚的空壳理论,却也似乎感悟到了统一信息论所提出的时空观,其所提出的“必须有物质不断产生出来以‘填补真空’”具有很重大的前瞻意义。另外,通过完全宇宙学原理和爱因斯坦场方程可以求出宇宙的时空结构,可以得到宇宙的三维曲率为零,也就是三维空间是平直的,这些都是与最新的宇宙观测结果是很吻合的,也与统一信息论有相通之处。
宇宙膨胀的根本原因在于不断有大量能量子被集合成极限粒子,事实上也说明了这样一个道理:宇宙之“无”当为万物之源。这儿所说的“无”不同于没有任何内容的虚无或本不存在的所谓“真空”,也不是指形而上的所谓“太极”、“上帝”等无法论证的东西(形而上存而不论),而是指能量及其存在方式。能量以能量子(光量子)为最小单元的方式存在,其外在表现形式就是造成宇宙万千色彩的信息,信息的实质就是能量,但由于能量没有空间维度(零维度)和质量,不具备物质实在特征,给人类的直观感觉似乎是一无所有,因而被称之为“无”。相对而言,那些具有三维空间和质量的物质则就是实在之“有”。
作为能量之“无”无处不在,它是宇宙所有物质的根源所在,同时也分布于整个宇宙并承载于所有物质之体,其中,作为宇宙原初之始的那个蕴含极大的能量子最令人耐人寻味。如果这个能量子所蕴含的能量是有限的,那么,宇宙终将有一天会停止膨胀,并达到膨胀与收缩的均衡状态;如果这个能量子所蕴含的能量是无限的,那么,宇宙将会一直无限制地膨胀下去。但即使如此,宇宙也会因为不断获得能量而合成越来越多的物质,使宇宙呈现更见丰富多姿的状态,而不会造成主张宇宙膨胀理论的科学家们所谓的“逐渐疏稀化“宇宙观的悲观论调。总之,宇宙的演化应该是越来向富有生命力的灿烂前景的。
在这儿可能还涉及到一个形而上的问题:你是如何看待这个作为宇宙原初之始的那个蕴含极大的能量子(宇宙奇点)的?本文对此不置可否,仅仅给出这样一个看法:当你把这个能量子视为自为自在的存在时,宇宙就是纯正自然的存在;当你把这个能量子进行形而上思考时,它最终会被神化为“上帝”。一切仅仅在于认知方式和态度的不同,而这也就是宗教和自然理性认知的分歧根源所在。
C、宇宙演化呈现由简单到复杂总趋势
宇宙大爆炸后,宇宙由最基本简单的基础粒子组成,此后,任何物质(在没有受到外力破坏的情况下)都不断呈现出一种由简单到复杂的正向演化发展方向,而不是相反。这就是宇宙的正向演化规律。宇宙何以会造成这种趋势哪?主要有2个原因。
其一,作为宇宙始基的能量子具有无限丰富多样性所致。由于能量子种类繁多,使由其构成的极限粒子也具有无限的丰富多样性,进而造成无限多样的电子、中子、质子、原子、分子等微观粒子。可以想见,在其基础上构成的宏观物质更是具有丰富多样性,这种丰富多样性必然会造成物质不断走向复杂和高级。另外,基于极限粒子的合成和分解所导致宇宙空间的膨胀和收缩,更是加剧了整个宇宙不断的变化和发展,将宇宙从简单到复杂的演化程度进一步加大。
其二,物质自身所具备的适应性特制,使物质不断向高级演化。物质的适应性特征,使物质总要按照其适合于自己的方式而存在,而适应性状多样化和相对高级的物质存在更容易生存,这就使得物质界形成了“适者生存”规律。基于这个规律,物质的进化必然越来越高级,并最终到了有机体即生命的诞生,并最终导致人类的形成。而人类作为具有强大主观能动性的生命存在,也必然不会满足于自己的现状,他们最终将会在宇宙正向演化规律的作用下,通过其主观能动性的技术方式,是自己演化成更加高级的社会存在——超生界(参阅第十一章)。人类由此将进入更加高级文明的社会状态。
根据宇宙稳恒膨胀理论,还可以得出另外两个结论。其一,如果宇宙2倍光速膨胀速度以及138亿年龄被最终证实,那么宇宙目前的空间尺度将约为270亿光年;其二,宇宙必将存在一个宇宙中心,而该宇宙中心则是一个类似于中国道家太极图的巨大太极球天体,正是基于此,宇宙才形成了如此规模的膨胀速度,才会形成生生不息、生气盎然的宇宙!(参阅《先锋小镇·新文明乌托邦》,卷四,上海三联书店出版社)。
本文选自:今日头条 |
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