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第4章 谜一样的宇宙(1)

【上篇】揭来源之谜

宇宙无边无际、无始无终、无穷无尽,因为我们永远无法洞悉其一切,它是构成所有存在的基础和总称。我们能够产生作用与发生联系的全部,包括接触或接触不到的、意识或意识不到的、与自己有关系或没关系的,都在宇宙的范畴之内,都属于宇宙的一部分,都只是宇宙运行的产物。

我们不可能有任何超出宇宙范围的认识和体会,也不可能有任何脱离于宇宙之外的行为与实践,包括我们自身在内,一切存在及其变化都只是在宇宙大舞台里上演的一段演出、扮演的一种角色而已,而且既是参与其中的一个演员,也是置身其内的一个观众。宇宙囊括了我们全部的认知,而且是人类一切认识的根本和最终出发点。我们要形成符合实际的思考与思想,首先就要了解宇宙的真正实质。

宇宙的构成

浩瀚的宇宙由物质和能量组成。能量有形化为物质,物质无形化为能量。物质从能量中产生,最终又回归能量,从一定意义上可以说物质也是能量存在的一种方式,宇宙就是能量,能量构成了宇宙。我们的宇宙充满了活力,物质在运动,能量在变化,周而复始,不断循环,永不停歇。

一、物质与运动

物质层次

物质是我们能够感知与认识的一切的总称,是我们赖以生存的基础,它是宇宙中的一种客观存在。我们当今所在的这个客观世界就由各种不同的物质组成,我们所有的认识和知识也都是针对物质而言。我们首先可以将能接触到的物质分为宏观物质和微观物质两类,它们具有不同的形态和性质。有一定质量和体积,我们用肉眼可以看得到的物质是宏观物质,也可称之为物体,例如太阳、月亮、星星以及我们日常所见的各种生活物品;质量和体积较小,且看不到的是微观物质,细菌、细胞乃至分子等都属于微观物质。

不管是宏观还是微观物质,其实都是由各种粒子组成,原子以及组成原子的质子、中子和电子都是一些不同的粒子,太空中看得见的光线以及各种看不到的射线本身也都是一种粒子。所有的粒子最终又由基本粒子构成,基本粒子则是由能量子组成的最小粒子,而能量子从能量中产生,是最初的一种物质,也是构成所有物质的基础。因此宇宙中所有的物质我们实际上都可以把它们分成三种类型:能量子、包括基本粒子在内的各种粒子、由粒子构成的微观和宏观物质。

物质从宏观物质和微观物质到粒子,再到基本粒子,直至能量子构成了一个完整的塔形层次结构。下一层物质通过组合形成上一层物质,上一层物质通过分解成为下一层物质。每个层次中又拥有不同性质、不同数量的很多类型,其内部也延续着同样的层级结构,如粒子中就有许多不同的层次和种类,多数都由其他更低层次的粒子组成。越往上的层次,物质的种类越多,越往下的层次,数量越多,形成了物质之间相对平衡、协调的结构特色。各种物质彼此联系而又相互构成,由此产生了物质的多样性特征。

运动方式

物质的根本属性是运动,以运动的方式存在。不同的物质运动形态不同、运动速度各异,但一切物质的运动都遵循同一最基本、最简单的方式:自旋和旋转,这些运动主要以圆周的方式进行,只不过从我们认识的角度物质自旋运动是相对于自身而言,旋转运动则是相对于外界而言,其他的各种运动形式都建立在此基础之上,或是其形成的某种叠加和组合,或是由此产生的一种变形与转换。

自旋是物质运动的内在方式,自旋的方向不同、速度不同,使自旋的形式也不一样。尽管物质都是由更低层次的物质通过组合而构成,但组合方式却取决于物质内部的自旋运动。各种自旋形式使物质以不同的方式聚合,产生了不同的类型,形成了不同的性质,因而物质的属性主要由自身内在的自旋运动决定。虽然各种层次的物质其组成和来源可能相同或相似,但内部构成之间自旋方式的不同,使物质产生了显著的差异,有了根本的区别。

旋转则是物质运动的外在表现,决定了物质的外部形态和特征。旋转主要是针对自身以外的运动区域和其他物质,以及自身产生的运动轨迹而形成的一种运动表述。物质在运动中形成的各种状态和表现、出现的不同变化和现象,其根源都是由于旋转运动产生的结果。

可以说自旋和旋转是所有物质运动最基础的形式与特点,决定了物质的基本属性和变化规律。其中自旋决定物质的性质,旋转形成自身的形态。宇宙中的物质从根本上讲就是拥有自旋和旋转这一运动方式的一种有形化能量。

相互作用

物质的自旋和旋转在运动中相互影响、彼此促进,自旋使物质也进行旋转,旋转又加强了自身的自旋。物质在运动中自旋形成场,旋转产生力,场和力是物质由于运动而产生的一种特有作用与力量,能够影响自身和周围其他物质,使其运动状况也发生改变。两者虽有差异,但实质上却如同自旋和旋转一样,相互关联、相互依存、相互变化,是同一种性质和现象的不同表现。只不过为了我们能更好地加以认识而做出如此的划分,也可以说力主要源于旋转,针对力量的大小而言,而场则是自旋的反映,更多的是描述作用的一种分布形态。

场和力是物质在运动中表现出的一种主要特征,也是物质与能量之间产生的重要区别。能量是构成宇宙最基础、最广泛的一种客观存在,是我们无法感知的宇宙本质,也是一切物质最初的来源和最终的归宿,尽管用物质的方式看不见、摸不着、感觉不到,却充斥四周,无处不在。但物质在运动中都会产生出特定的场和力,而能量却没有这种作用与性质。

不同物质的场和力种类不同、作用不同、力量不同,又都受到其他物质的场和力的影响。场和力既是物质在运动中由于相互影响而产生的一种手段与方式,反过来又成为决定物质运动的主要力量,两者共同构成了物质之间的相互作用。物质之间的这种相互作用成为影响和决定物质运动及其演化的主要因素,在各种不同的场和力的推动下,才造就出各式各样的物质及其运动。

通过场和力的相互作用,物质在彼此之间产生出相对的运动,并在其中不断发生聚合和分解,导致物质包括内在属性和外在形态等各个方面都持续地发生改变,使物质由于运动和变化而产生特有的演化现象,以及演化的不同过程和阶段,形成了物质从出现到消亡的运动周期,并在演化周期中产生出一定的规律,形成了一定的秩序,表现为一定的形态,各种物质就以这些不同的形态和过程,共同构成了我们这个五光十色的大千世界。

碰撞

场和力决定了物质自身内在属性与外在形态上的各种变化,是物质发生演化的主要原因。相互作用的力量除物质本身规模大小的因素外,主要取决于彼此之间的距离,距离小时相互作用强,距离大则相互作用弱。物质在运动中距离最小形成相互接触,由此产生了物质之间的碰撞。碰撞是物质最高的运动方式,是相互作用最强的表现,也是物质演化的决定性因素。物质运动的最终结果都是发生碰撞,只有碰撞才能形成物质的聚合和分解,实现物质及其运动最终的改变,使物质产生出演化的不同阶段和过程,也只有碰撞才能导致物质演化实现从一个阶段向下一个阶段的转变。未发生碰撞时物质主要通过相互作用影响彼此之间的运动状况和自身形态。

物质相互之间的运动最终可以归结为两种形态,要么相互靠近,要么彼此离开。物质之间有不同的场和力,但根据其对物质这两种运动状态的不同影响与作用,相应的也可将它们分成相互吸引和相互排斥两种类型。吸引产生靠近和聚合,排斥导致分隔与离开。物质从产生到消亡,其间的运动和演化大多是聚合的结果,推动物质不断形成,规模不断扩大,而排斥形成的分离则是物质在演化过程中运动形成的一种特有现象,也是导致运动发生反复和循环变化的主要原因。

运动空间

所有物质聚合、分离的运动和转化都需要一定的空间,在特定范围的空间里存在和演化,规模越大的物质在运动中所需要的空间也越大,所以物质能够产生和运动的前提与条件是拥有足够的空间。弥漫在宇宙中的能量存在方式形成了现有的空间架构,正好满足了各种不同物质的这一要求,使物质的产生和运动最终得到实现。能量的这种空间形式是宇宙当前存在的唯一方式,也是一切运动和变化得以进行的保证。正是在这种能量空间里才有了物质的出现,成为我们所有存在和认知的基础,也才有了我们在此可以讨论的意义。

对物质自身的运动而言,能容纳的空间有内和外两种,物质都是由更低层次的物质聚合而成,其构成方式一旦确定,就不会轻易改变,因此向内运动已不是物质本身的运动,而是改变自身属性的一种方式,这就决定了物质正常的运动不可能向自己内部进行。物质的自旋和旋转要求物质在能量空间里的圆周运动,只有向外才能展开,这样也才有足够的空间保证,可以说在自身以外的空间里运动是物质运动最基本的途径,否则将无法实现真正的自旋和旋转。

膨胀

向外运动表现为膨胀,所以物质运动主要通过以膨胀的方式不断向外,直到发生碰撞而改变。物质在运动中膨胀,在膨胀中运动,膨胀是物质进行运动、发生演化形成的一种内在属性和特征,是旋转和自旋的必然要求与结果,只要存在运动,就会产生膨胀,并不需要借助外来的力量、依靠外在的作用。

膨胀是物质在运动中产生,由于运动而表现出的一种特点和现象,也是物质运动惯性的最终来源。形成的这种惯性膨胀推动物质不断向外运动,在各种相互作用影响下,产生直线或曲线等向外扩散的不同运动形态,成为物质运动的一个主要特征,它既是物质本身的一种运动性质,也是自身表现出的一种运动状态。

向内收缩和致密性运动则是物质运动的另一种形式,作为形成和改变自身性质的主要途径,其主要通过内部构成物质的运动,而不是本身的运动来实现。物质的收缩运动需要克服自身膨胀的力量,在本身之内形成强有力的吸引作用,通过吸引让内部更低层次的各种构成物质能够相互结合,或使彼此间的联系变得更为紧密。物质之所以会形成各自的形状,使自身能够以一定方式出现和存在,并且产生各种有规律的运动,而不是由于内部构成的膨胀而导致自身四分五裂,陷入无序和混乱之中,就因为由物质产生的内外相互作用力量抵消了这些膨胀的影响。如果没有物质的各种场和力,也就不会有我们可以看到的现有一切物质现象的存在。

由于膨胀是物质运动的固有现象,而物质之间能够相互影响、相互作用、共同演化,主要依靠的是物质的吸引作用,吸引就成为物质聚合和演化的主要运动形式。只有通过吸引才能产生物质、发生碰撞、形成演化,所以物质之间的场和力大多都表现为相互吸引的作用与力量,引力就是主要的一种表现形式。

运动形态

自旋和旋转使物质以圆周的方式运动,圆周运动会产生一种向心或者离心的力量,以维持或打破既有的运动。由于向心力的作用和影响,进行圆周运动的物质自身在运动状态稳定以后,大都会形成圆形或类似的形状,围绕自身中轴进行旋转,这是物质在运动和变化中最平衡、最稳定形态,从生活中的水珠到在天体运动中的行星和恒星,我们见到的很多物质在自由运动中都会体现出这种特点;而不同的物质在相互作用影响下运动处于平衡时则形成相互环绕,在物质世界里小到原子内部电子围绕原子核的运动,大到行星围绕恒星的运动,以及恒星在星系里的运动,都会表现出与月亮围绕地球运动一样的这种圆周环绕形式。

不论是宏观还是微观物质,只要有足够的运动空间,在一定的演化阶段里大都会形成球体和环绕这两种运动形态,这是物质处于相对平衡和稳定的状态时表现出的一种普适特征,主要原因就是各种相互作用的力量形成的向心力在圆周运动中达成相对的均衡和一致。在旋转和环绕时,如果引力的作用在物质自身和周围区域里存在不同,还会使运动轨迹由于受力不均匀而表现出椭圆的特征。很多球形星体在自旋运动中都变为略为椭圆,也是由于自身物质在球体旋转的不同位置,产生的向心力大小不一所致。

物质在自旋和旋转的圆周运动中产生的向心力主要由物质之间相互作用中的吸引力量形成,物质之间的引力构成了圆周运动的向心力,而离心力则由物质之间的惯性膨胀以及相互作用中的排斥力量组成,物质之间的斥力形成了圆周运动的离心力。本来物质运动固有的膨胀会使物质相互之间形成排斥和分离的运动状态,但由于引力的出现,在引力大于膨胀的惯性时,两种物质之间会产生相互吸引,在运动中表现出逐渐靠近的状态,直至发生碰撞而聚合;在引力的作用不足以克服膨胀的惯性时,物质之间会形成排斥和分离的现象,如果有其他排斥作用的加入,则分离更为明显和加快;吸引与排斥两种力量处于平衡和稳定时,导致彼此之间既无法靠近,又不能分离,就形成常见的环绕运动现象。

在引力和斥力的共同作用下,物质之间无论是相互靠近还是分离,其圆周运动都以螺旋的方式进行。吸引时圆周运动的半径逐渐缩小直至碰撞,分离时半径逐渐扩大直到斥力不能再产生作用。两者的运动轨迹都表现为螺旋的曲线形式,除非是相互作用很小的物质,否则极少出现直线的运动和碰撞。

我们当前正处在物质运动演化过程中相对平衡、稳定、有序的中间阶段,星体以及由其构成的不同星系、由星系构成的大规模星系团的运动主要表现为环绕状态下的旋转,这也是大多数固体物质的运动方式。由于固体物质产生的相互作用,包括引力在内,力量最为强大,其他形态的物质如星云等,就弥散和依附在固体物质周围,跟随其一起运动;而较小的粒子,像一些光线和射线,因规模太小,运动速度很快,受到的相互作用影响也相对小得多,能够克服各种星体、星系的制约,运动会向其他区域弥漫和扩散。

所有这些运动状态和现象只有在物质演化过程的中间阶段,特别是在前后两次碰撞之间才会出现,此时也才会产生出各种相对的平衡和稳定。如果是在物质出现和消失的起始阶段,由于运动和变化激烈,则不可能形成上述的这几种运行特点。

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