庄建西----第三章 时间与空间.docVIP

宏观物理学基本原理（第三章 时间和空间） 庄建西 (上海三爱中医门诊部?? 上海市? 200025) 哲学和物理学都比较注重研究时间和空间，打开这个话题应该能引起这两个基础学科的共同关注。不过我更愿意和物理学家对话，相比之下他们对物质世界的认识更开阔、更深入一些。虽然他们目前在微观科学思维惯性的引导下进入了一个思维误区，没有办法把相对论和量子力学描述的各种时空现象贯穿起来，但是我们只要运用宏观整体综合思维把宏观科学的时空观讲清楚，他们很快就会走出误区，仍不失为征服大自然的主力军。而哲学家就不同了，现代哲学出现了明显的衰落，有些哲学家甚至到了无法与之对话的地步。对此，霍金先生也有类似的论述：“十八世纪哲学家认为人类知识的整体（包括科学）是他们的领域，并讨论诸如宇宙是否有一个开始这类问题。但在十九世纪和二十世纪科学变得对哲学家（来）讲太技术性和数学化了，哲学家缩减了他们关心的范围，以致本世纪最著名的哲学家韦特根斯坦说：‘哲学仅余下的任务就是分析语言’。从阿里斯多德到康德的哲学传统衰落到以至于此”。我基本上还是同意霍金先生这一说法的。不过把哲学家落伍的时间定到十九世纪有点太早了。我认为哲学家落伍的时间应该是在20世纪初，广义相对论和量子力学产生之后。因为，在此之前，牛顿三定律虽然已经开始运用数学语言来表达物体的运动规律，哲学家一般都还能够完全理解其中的内涵，哲学家与物理学家之间还能够直接进行对话，自然辩证法也被许多自然科学家奉为必修课程。就是到了相对论和量子力学也并不仅仅是哲学家理解不了数学语言，问题的实质是相对论和量子力学打破了我们的时空观，让我们的哲学家不知所措。狭义相对论告诉我们物体运动可以压缩时间和空间，乘坐宇宙飞船的哥哥变成了弟弟，运动中的尺子缩短了；广义相对论告诉我们物体运动能影响时空的曲率，反过来时空结构又影响物体的运动；量子力学告诉我们在微观世界中时空结构是多么的不稳定。面对相对论和量子力学，准确一点说是面对相对论和量子力学表述的种种时空现象，大部分哲学家退缩了，就像霍金先生提到的著名哲学家韦特根斯坦那样把自己局限在分析语言的范围内。 “知之为知之，不知为不知，是知也”。他们在弄不明白的情况下，实事求是地暂时退却，虽然引起了整个哲学的退缩，但是作为一个学者，可谓是大家风范犹存，我们倒也无可厚非；可笑的是有这样一部分哲学家，他们面对物理学进入一个新的层次，拿不出与之相应的思想方法，还在物理学面前摆出一副智者的面孔硬充老大，拿着百年之前的哲学命题强撑门面，扰人视听，真不知道该如何评说他们是好。 唯物辩证法与牛顿三定律都是属于同一个知识层面上的理论，我们可以很随意地运用自然辩证法去解读牛顿三定律。因为它们的研究思路都是局限在矛盾双方面的对立统一关系上。比如，作用力和反作用力之间的关系；两个物体之间的万有引力等等。它们把复杂的事物看成是多对矛盾的简单叠加，自觉不自觉地形成了一种非常机械的辩证法。到了相对论和量子力学，物理学上升到了一个新的知识层面，物理学家看到的都是由多方面势力共同作用引起的复杂事件。相对论描述了宏观上发生的复杂事件；量子力学描述了微观上发生的复杂事件。善于解读一对矛盾之间对立统一关系的辩证法解读不了有高度复杂性的相对论和量子力学，因为它们不在同一个知识层面，就像用四则运算解决不了微积分问题一样。 哲学的无能难免会遭遇到被边缘化的命运。然而把哲学抛弃在一旁的物理学家们也并没有真正读懂相对论和量子力学。他们弄不明白为什么相对论和量子力学会势不两立。近一百年来，自然科学仅仅是在实际应用上把相对论和量子力学直接结合在一起，广泛地运用在各个学科，就形成了科学技术迅速发展，人类社会蒸蒸日上的繁荣景象。然而，基础理论停滞不前的背后潜伏着巨大的社会危机。科学的发展极需要有一个能够解读相对论和量子力学的理论出现。现在，这样一个理论已经出现了，它就是我们《宏观物理学基本原理》提出来的系统观察法，它包括：“系统的历史发展规律和系统内部矛盾的基本格局”以及“主客观协同控制论”。系统观察法与广义相对论、量子力学构成了三足鼎立之势，共同形成一个完整的知识层面，就像辩证法和牛顿三定律在19世纪形成人类社会的一个知识层面一样，为21世纪科学发展奠定了扎实的基础理论。历史的发展证明：哲学与物理学谁也离不开谁，它们只有紧密地结合在一起协同发展，才能形成一个完整的理论体系。由此可见：我们阐述宏观物理学的时空观不仅仅要把物理学家从20世纪偏执的思维误区中引导出来，还要把沉迷在19世纪睡梦中的哲学家强制性地带到21世纪来。从严格意义上讲，20世纪只有哲学工作者，没有哲学家。 1 宇宙大爆炸过程中的时空变化 宏观物理学认识客观世界，首先是将整个宇宙看成是一个巨系统。这是因为整个宇宙本身就是一个有着紧密联系的整体，割裂开来盲人摸象式的研究，难