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1:达根(國中)張貼:2008-05-28 15:51:58:

物质基本结构知识新水平

春耕

【提要】 虚空物质在我们纯粹思维上的有效把握,与当代自然科学取得的历史成就有关。由于“物质基本结构实虚二重性”是当代人类在具体科学上取得的第一个质朴的普遍性原理,虚空物质是当代人类在具体科学上开拓发现的一个相对于自然界实物物质形式的物质内容新世界,而且这个新知识的思维逻辑,与一切科学原理完全保持一致,所以,这个虚空物质观正在实现人类具体科学关于物质结构的已知知识的真正进步,并代表着当代人类科学思想关于自然界物质结构知识的最新水平。

关键词:物质基本结构实虚二重性、虚空物质、 物质内容 对称性原理 空穴 夸克禁闭

物质由简单的基本粒子组成已是很古老的见解,现成自然科学正是在这个基本观点上, 选择了一个最为恰当的方法和突破口,从而已经取得了今天人类关于自然界物质基本结构认识进步的历史成就。但是,“自然统一论” ( 郑凤荣:《科学新意境的求索》,北京华龄出版社, 2000 年版,第 38 页。 ) 思想理论的当代发生,又一次 在人类对自然界认识的历史长河中,让人们看到的物质基本结构事物又总是流逝着,变化着。

1 、物质基本结构已知水平

对于自然界物质的基本组成,公元前 400 年左右,古希腊的德谟克利特曾经就提出物质由简单的基本粒子组成的观点。三百多年前,牛顿重复着古代人的在物质的结构中有某些琠w的东西的思想,曾经有过这样的一段著名的论述:

“在我看来,很可能上帝一开始用固体的、坚硬的、不可穿透和可以移动的粒子塑造物质,这些粒子的大小、形状和其他诸性质、它们空间的比例,最适合于上帝要塑造它们的目的。这些坚固的原始的粒子,较之任何由它们所组成的有孔隙的物体来说,是无比坚硬的。它们是如此地坚硬,以致永远也不会磨损或打成碎片。上帝在最初的创造中塑造成的东西,是任何普通的所不能分开的。”他还在结束这段论述时说,“各种有形事物的变化,只有在这些永久性粒子运动的分离和各种新结合的数值中,才体现出来。” (牛顿:《光学》)

本来,近代科学家道尔顿、拉瓦锡和许多科学家也发现原子是不可分的物质。然而,后来的物理科学的研究,却在证明了另外一回事实。牛顿所说的粒子,可以理解为十九世纪人们所发现的原子,因为“原子”一词在希腊文里的意思是“不可分”。但是,在上世纪初,卢瑟福和其他科学却证明了原子是由核和电子组成的,这样,人们就开始打碎了牛顿认为的“上帝在最初的创造中塑造成的东西”。

接着,又不断出现了许多有决定性意义的发现: 1932 年,查德威克深入到核的内部,发现了中子; 1952 年,费密和他的合作者踏进了质子和中子本身的结构,导致了基本粒子的发现。

现在,我们取一小片物质,例如一片金属,已知它由原子所组成,原子由化学力而结合在一起。而原子本身,是由核和在核周围的电子所组成,核和电子之间的电吸引力把它们束缚在一起。至于原子核,又是由质子和中子所组成,由核力把这些质子和中子约束在一起。再下去,每个质子和中子是假定由三个夸克所组成

但是,当代物理科学关于物质基本组成的科学研究步伐,正在面临着不可思议的困难。因为科学家们再也不能使夸克从质子或中子中出来。即,人们越是要使夸克从质子或中子中出来,但把夸克保持在里面的力则变得越强,因此,夸克好像是被囚禁在里面似的,分离出来是不可能的。

于是,如果我们现在把牛顿所说的粒子,理解为现在人们所面对的夸克,那么,这个上帝在最初的创造中塑造成的东西,又是不能打碎的了。

2 、虚空物质新知识及其科学原理

本来,根据古希腊人哲学文明的原子说的基本观点, 当代人们仍然要沿着自然科学开拓的分子→原子→核子、电子→中子、质子→夸克→……的量子阶梯,习惯的在物质微观层次不断深入的继续前进,以努力去发现自然界物质的一个又一个新的王国、一些新的现象,并希望有朝一日,我们会到达阶梯的终级,一切东西都可以从中派生出来。

但是,我们一个不经意的自由研究,却正在打破这一科学的发展 习惯 。一开始,我们只是发觉到人们社会生产活动上的“生产”不等于“生产力”的区别,从而否定现在教科书上的三要素说的传统生产力观,并提出一个新的生产力定义:“ 生产力是人类社会物质资料或社会产品的生产能力,即人类社会存在的生产过程中所运用的人力和物力的总和”。 (郑风荣:“传统生产力观质疑”;《福建论坛》 1986 年第 6 期第 40 页。) 客观事物的二重性现象,从此依稀可辨。

接着,我们新的生产力观点文章发表是一回事,而在人们社会现实中通行的,仍然是传统生产力观的教义不变,包括今天也还是这样。而当时我又坚持认为,关于生产力对象的一个基本认识的正确与否,实际上关系到建立其上的整个生产力理论的科学与否,乃至最终影响到人们社会发展生产力的实践上的成效如何。于是,当时就准备写一个生产力专论,即争取建立一个科学的生产力理论体系。结果,也正是这样的,历史果然喜欢开玩笑,本来要进生产力这个“房间”,后来却在一个人们不经意的地方,通过一个原来只是一孔之见的时空新隧道,一口井打下去,进入了反映客观世界整体性方面的基本特征的“自然统一论”建立的另一个“房间”。

“自然统一论”最重要的基本思想是自然界实物之外的六大全新自然领域在我们纯粹思维上的有效把握的开拓发现;在具体科学上迈开最重要的第一步,是把自然界物质整体性即宏观物质的第一特征的归结为“ 0 ”,并揭示了这个“ 0 ” 的物质基本结构实虚二重性的普遍性事实,并把这个有效研究结果归结于一个数学公式的表示:“ 0=1+ ( -1 )”。至于其中的“虚”,就是虚空物质。现在,我们是在具体科学的意义上发现,相对于自然界实物物质形式的客观存在,虚空物质是构成自然界物质的第二要素,是自然界物质内容的第一个现象,是自然界一个负物质形态的客观自然领域,属于自然界物质负方向运动的一极,居于一般自然界物质统一性的内在内容层次。

作为一个新的基本点,虚空物质的科学原理在于对自然界又一个客观实在的真实反映,而不拘泥于今天任何的科学逻辑方法的羁绊;知识的重要性在于为未来自然科学的发展奠定新的基础或选择了一个最为恰当的方法和突破口,而不在乎今天急功近利者的任何要求。但是,作为一个新的研究方法所取得新的的科学思想结果,它却仍然要给当今科学界人们的理解带来一定的困难,乃至被认为这一观点与自然科学根本无关。

其实,虚空物质的基本观点同样可以追溯的 古希腊人的哲学思想。比如古希腊的德谟克利特提出的物质由简单的基本粒子组成的更完整的观点,应该是虚空 - 原子说:宇宙里一部分是充满的,一部分是虚空;一切事物的本质是原子与虚空,没有虚空,原子就无处安身,自然界因此是一幅可分割与不可分割、非连续与连续的图景。只是,现成自然科学只选择其中的一个基本观点偏执地发展起来。而当我们今天要还给德谟克利特的一个更完整的虚空 - 原子说的基本观点的时候,人们却往往要忘乎所以的认为原子说才是科学的正统,我们的虚空说是不科学的。

最重要的是,真正的科学逻辑基础是一致性的。我们当代虚空说的重新确立,首先正在揭示自然界物质本身的一个实物与虚空、形式与内容、正与负和有限与无限的 对称性结构的本来辩证法; 而 对称性从来就是物理科学家们公认的一个指导理论构建的普遍性原理。比如,爱因斯坦“广义相对论是把对称性作为普遍性的原理导出可靠理论结果(即对称支配力)的第一个例子”, (张沁源:“自然科学中的普遍性原理”;《自然辩证法》 1998 年第 14 卷,第 1 期,第 17 页。) “狄拉克首先发现了自然界的这种基本对称性:必定有物质和反物质。他是纯粹通过数学分折而不是通过实验得出这一结论的。” (﹝美﹞维克托 • 弗 • 韦斯科夫:“物质结构新见解”;《人类知识新水平》,中国对外翻译出版公司 1985 年版,第 46 页。) 又如,杨振宁在《对称与物理》一文中写到;“今天还未能解决的问题,很可能是出于我们还未把对称性这个慨念推广到头。……其实,所有这些发展方向的精神都是一样的,就是要把我们已扩大到相当大的,前所不能想象的一些对称观念再扩充一下。……假如你去问一个研究基本粒子的人,这个总的方向——希望把对称性的观念再扩充一点,再延展一下,通过这些努力企图解决一些我们现在尚未解决的问题,是不是一个正确的方向?我想 90% 的人都会觉得这是一个正确的方向,虽然这个正确方向中的一些细节要向何处去,还在探索之中。”而我们今天虚空说的最核心知识部分,就是这样顺着一条物质因的二物对称性的辨证关系的逻辑通道去开拓发现;因此我们的一个逻辑思维,也正是这样的已经从一个新的角度,“把今天我们已经扩大到相当大的,前所不能想象的一些对称观念再扩充一点,再延展一下”。

根据对称性原理,一分为二地辩证分析和直接推理自然界宏观物质物理的基础结构上的辨证关系,这几乎是一个不需要太多解释就可以理解的科学思想方法。所以其研究结果不一定是出于科学实验方法,却在具体科学上仍然是合法的。何况,我们这里一个探索着的思维走在对称性原理的逻辑大道上,正在奠定以后人们在有关方面的科学问题研究和科学思想交流的一个共同的逻辑通道和观测标准,许多自然界的尚未认识的深层次问题,以后也可能因此获得人们一个共同语言和共同目标的实验检验和逻辑论证,乃至最终可能去形成一个公认的、科学公理与经验事实保持一致性的结论。甚至,今后的具体科学实践,也将因此找到一种可以精确因果关系模式的人类行为。

3. 虚空物质与狄拉克“空穴”

虚空概念源远流长,但一个负世界特征的 虚空物质,却是我们在纯粹思维的有效把握上,开拓发现的自然界物质的一个新的要素和新的客观领域。而对于这个虚空物质的客观实在性, 历史上物理科学家的思维触角,其实早已经在具体科学上触及。——当物理学家狄拉克的“空穴”理论概念形成的时候,就等于当时人们已经走到自然界一个负物质世界的门口。

只是,就在物理学上出现“能量竟是负数”的现象的关键时刻,狄拉克虽然依据量子力学原理去考虑存在着下限的负能级的可能,却只能预计到“正电子”的存在,而并没有再进行“空穴”物质的本质内容问题的一个更加深入的思想探索。

  于是,狄拉克提出“空穴”理论之后,本来他可以进一步去探索自然界一个负物质“海洋”的客观世界,可是,受现成自然科学原子说基本观点的眼界的局限,他绕了一大圈,却只能以把“空穴”称为“正电子”了事。结果,他虽然已经站在一个负物质的虚空世界的海岸边,却无法看到虚空负物质的“海洋”。至于“正电子”的预言,相当于他只看到虚空负物质“海洋”逸出的“水滴”现象。

整体科学基础研究上的一个最基本的原则是:判断物理学上最基本的实在概念的是非,终极意义的权威和标准是自然界物质本原的客观实在本身。所以,关于自然界的虚空物质的客观实在性,是人类主体意识实现一次飞跃下的知识进步,与任何科学实验证据无关。不过,关于自然界的一个虚空负物质的客观实在,如果现在有人一定要求提供什么证据的话,那我们又可以这么说:由于 1928 年狄拉克建立的“相对论性”的电子方程中包含了负能解,因此,狄拉克这个“相对论性”的电子方程中的负能解,在目前的条件下,它就可以被看作自然界虚空负物质在现成物理科学上得到的一个有效证明的证据。

4 、虚空物质与夸克禁闭现象

20 世纪中期,科学家在量子阶梯层次进行物质结构的不断的分析活动时,中途出现了一种夸克禁闭现象:“有趣的是,我们不能使夸克从质子或中子中出来。越是要使夸克从质子或中子中出来,把夸克保持在里面的力则变得越强,因此,夸克好像是被囚禁在里面似的。我们可以用质子里面的夸克做实验,但我们不能把它们分离出来。在自然界,发现力随着距离的增大而变得更强,这还是第一次;一般是力随着距离的增大而减弱。我们可以把原子分开,因为电子一旦从核中分离出来,就不再有吸引力了。而在这里却是另外一回事。越要把夸克分离出来,力就变得越强,因此把夸克分离出来是不可能的。它们被囚禁在质子或介子中。这种情况很有趣,但尚难于思议。” (﹝美﹞维克托 • 弗 • 韦斯科夫:“物质结构新见解”; 《人类知识新水平》,中国对外翻译出版公司 1985 版,第 52 页。)

而这时候,自然界虚空物质新世界的新发现,和一个“物质基本结构实虚二重性”的物质结构观的确立,将使得夸克禁闭现象变得很一般很简单了,而且是完全可以理解的——

站在自然界宏观物质的整体角度和虚空负物质的立场上观察,宇宙自然界中一种虚空对实物禁闭的现象是十分普遍性的。即,太空中的星系、甯P、行星等各个天体,它们本来就是被虚空统一场禁闭着。比如,我们把宇宙虚幔统一场中的星系、甯P、行星等所有的实物物质形式全部忽略不计,剩下的就是虚空本底场的客观实在;而正是这个无限大的虚空本底场,正在把宇宙太空中的各个宏观天体以及所有的微观实物粒子禁闭着。

而对于越来越小的物质结构,人们一般是在使用越来越大的斥力能量去激励,以争取达到对物质结构分解的目的。但是, “现在简单叙述一下原子王国、核王国和亚核世界之间的差别。在原子王国里,激励一个原子使其摆脱稳定状态所必需的能量是很小的,只要几个电子伏特;这意味着电子质量的十万分之一和质子质量的一亿分之一。在这里,我使用了爱因斯坦的能量 - 质量关系,因此我仍可以用质量来说明能量。激励核所需的能量较大,但还只是质子质量的千分之一。然而,在亚核王国,所需的激励能量与质子质量同数量级。其结果很有趣。如果亚核王国的能量交换是与质量能量相等的话,反世界就成为重要的了,因为在这里能量就大得足以产生粒子和反粒子。这是物质第三王国的最显著的特征。” (﹝美﹞维克托 • 弗 • 韦斯科夫:“物质结构新见解”;《人类知识新水平》,中国对外翻译出版公司 1985 年版,第 46 页。)

不过反过来,我们同样可以类比爱因斯坦的能量 - 质量关系原理,用虚空物质负能态特征能量级的变化,来说明量子阶梯前沿的物质结构关系变化。——沿着引力能量级方向运动,一般情况下,是宏观物质系统越小,虚空统一场的特征能量级就越高。但是,在物质量子阶梯前沿,如果基本粒子场的特征能量级别是与实物质量能量相等,甚至更高的话,那虚空物质本身的负质量就成为重要的了。因为在这里,基本粒子场的特征能量级就高得同样足以形成虚空负质量的粒子形式,比如胶子场的产生。与此同时,一旦基本粒子场的特征能量级高得足以形成负质量的粒子形式,原来自然界的物质形式与物质内容的结构,就要发生关系颠倒的变化,比如原来实虚二重性的基本结构,就要发生形式变内容、内容变形式的结构关系颠倒的变化;与此同时,今天物理学上“力随着距离的增大而减弱”的颠倒现象,也就自然而然的发生了。这是自然界又一个物质王国的最显著的特征。

结论:走整体研究方法的自然科学发展道路,是 从感官和特殊的东西飞跃到最普遍的原理,其真理性即被视为已定而不可动摇,而由这些原则进而去判断,进而去发现一些新的公理。于是, 世界整体性方面的第一特征“ 0 ”的思维模型的科学预设性前提,和 自然界 “物质基本结构实虚二重性”普遍性原理的建立,以及自然界虚空物质在我们纯粹思维的有效把握上的开拓发现,就是目前人类实现关于物质基本结构知识的一次飞跃,其观点的实在 性也被视为已定而不可动摇,然后科学就是要由这个基本观点,可以进而去判断,进而去发现自然界许多新的物质新事实。因此,一个与实物对立统一关系的、负世界特征的虚空物质观点,代表着当代科学思想关于自然界物质基本结构知识的最新水平!


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