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[转载]第三节:原子最外层为什么最多只能有八个电子?

(2018-01-02 21:04:02)
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分类: 古懂宝石民间艺术

第三节:八卦图表明了原子的结构形式

在我国从古至今对宇宙生成的探讨中,对宇宙起源问题主要集中在太极、两仪、四象、八卦这一物质基本生成过程的框架内。道家表明的从无极到太极,孔子在《易传》中指出的“易有太极,是生两仪,两仪生四象,四象生八卦”,相继较为完整地指出了物质从无到有的整个过程。在人们几千年的探讨中,中国人主要将这些理论用在指导中医和社会生活方面,西方人由于科学发展的局限,还未将自然科学、生命科学和社会科学作为一个整体来看待,所以中国古人的这个巨大命题被认为仅仅属于哲学的范畴。联系到《易经》中的“生生之谓易”,老子的“道生一,一生二,二生三,三生万物”,以及古老的天地人相通又相同的天地人一体观,我们不难看出,我们的祖先几千年来一直探讨的这一主题,它不仅包括精神学、生命学、哲学和社会学的方方面面,同时它更包括了物质产生过程这一自然科学的根本命题。

人是从生到死一代代繁演,从中国古代生生不息的观念来看,《易经》中的 “生”应该是产生和生成的意思,上下之间是母子关系,是从简单到复杂的生成过程及生成原理的逻辑关系。再考虑到中国五行学说的生克制化原理,更不难看出这是宇宙万物从无到有的生成理论。

但是,古人说的道和太极二者将如何看待?两仪又是什么?四象的具体含义是什么?八卦又指何物?为了便于在现代科学体系下培养出的众多人士共同来探讨这一问题,我们还是按西方人探讨世界的思维方法从后向前,也就是从最终生成的八卦开始,我们从下游向上游分层对照现代科学的有关命题来讨论。

中国自古以来的科学探讨,由于只是宏观方面的研究,对具体而且微小的实物不做细致的实证探索,再加上当时由于文字的匮乏和没有轻便的书写材料等原因,所以造成名词的泛指性。《易经》的物质生成是到八卦为止,老子所说的生的过程也只是到三生万物。

如果我们用现代科学所认识到的物质结构形式去对应中国古代的物质生成过程,我们将惊奇地发现,中国古代的宇宙生成观远比现代科学所达到的层面要广的多,对物质和精神的关系及在宇宙起源理论上的论述也要深的多。

现代科学的还原论表明,构成物质稳定存在的基本微粒是原子,原子可以以不同的方式组成千千万万种分子,分子构成万物,也就是说构成物质的基本单元是原子。而老子的三生万物的“三”应该是与原子同一层级。笔者认为,老子指出宇宙初期只有道的存在,一切物质皆因道而生,而且物质的生成是从无到有,从无形的形而上到有形的形而下依次产生。《易经》只提到宇宙的初始是太极,老子的道生一应该是第一次生成,也就是太极第一次生成两仪,一生二对应的是两仪生四象,二生三也就对应的是四象生成八卦,三生万物所对应的只能是八卦生万物了。后人在研究《易经》时也有许多人提到了八卦生万物,从原子生万物到八卦生万物,这是一个等同的还原论生成概念,只是名词说法不同罢了。那么八卦一定会含有原子的实证意义,从这一层面我们首先来看看是否可以将八卦看作原子。

我们先来看看八卦图和原子结构的对比。

(太极八卦图)

 

 

 

 

 

 

八卦图确定了原子最外层的电子数:我们都知道,原子核外层八个电子最稳定,而且原子最外层的电子最多只能有八个。为什么原子最外层的电子数最多只能有八个?而且最外层是八个电子的原子都是惰性元素,为什么这些元素的原子在常温和常压下一般都不与别的元素的原子发生化学反应,它们的原子就成了分子?为什么会有这种特性?到目前为止,现代科学对此只能从电子的引力上给予模糊回答,如果再问为什么满足八个电子以后电子之间就没有吸引力了呢?科学家们就无法回答了。

我们再看看八卦图,八卦图的外围由八组符号组成,这八个符号的八与原子核外最外层的八个电子的八在数量上是一致的,这难到是一种巧合吗?而我们祖先认为八卦是由四象生成,四象由两仪生成,两仪由单一的太极生成,在数学上它遵从一、二、四、八、十六、三十二、六十四这种象数法则,也就是2N次方,它表示了物质的生成层次在数字上的级数关系。就是说八卦图的八是有来笼去脉的,它遵循着宇宙的基本法则,而现代科学所知的电子层最外层的八只是实证的结果,没有原因可考。

八卦图的层数确定了元素的最大周期:我们再看一下元素周期表,从元素周期表中我们可以看到,在地球上发现的元素中,原子核外的电子层数最多只有七层,第一个周期是只有两个电子的首层,而最外层能够达到八个电子的只有六个周期。元素能否有更多的周期呢?现代科学不得而知,因为将我们现在在地球上发现的和人造的元素包括在内,第七周期也还没有填满。

可是我们从文王的《周易》中发现,八卦的每一组符号是由六层爻组成的,这六层爻与元素周期表中原子最外层能满足八电子的六周期数正好相同,难到说这又是一次巧合吗?文王将伏羲的每组三层爻按照对称性法则两两重叠,这样八卦的符号由每组三层变为六层。可这六层爻的卦象又正好道出了元素的原子核外电子层结构最多只能有七层,而最外层电子中满足八电子结构的也只能有六层,这样就反映出原子结构的又一个重要特性:宇宙中的物质在稳定状态下不可能存在第八周期的元素。现代科学中的原子核理论认为,原子核内的强相互作用力场只能管制七个周期内的原子核生存,当电子层超过七层时,由于超出了核力的控制力,这时生成的原子将会发生核裂变。现代科学的结论与中国古代八卦图所表达的含义又是如此的一致。

原子结构中首层只有两个电子,这用八卦图是无法表达的,因为这关系到光子对电子的隔离作用,我们在后面论述光子的作用时再去讨论。从八卦图的各种含义中我们还可以发现它与原子结构存在更多的相同或相似之处:

八卦图与原子的结构形式相同:原子是由原子核和核外的电子组成,八卦图由太极图和八卦符号组成,从总体来说太极图象征着原子核,八卦符号表达着核外电子层的变化规律和所遵循的原则,两者合一,不正是一个原子的结构图吗?

八卦符号与原子最外层电子数的变化方式相同:八卦图的八个符号,它也代表了数的变化。从乾卦到坤卦是依次递增的变化。经过八次变化后,一个变化周期已经完成,接下来是下一个周期的开始。而原子结构中,从第二个周期开始,是从原子核外有一个电子的锂递进到两个电子的铍最后到八个电子的氖,一个周期的结束也就有了下一个周期的开始。在元素周期表中A族按电子数来划分,即从外层八个电子的O族逐渐增加到族,元素周期表的A族共有八个不同元素,八卦图有八个不同的符号,它们都是按照数字的递增来分别命名,元素周期表中A族元素的族数与八卦的数字序列完全一致。

八卦符号的属性与A族元素的活性相同:元素周期表的族中,族对应的应该是乾,因为在八卦理论中乾属阳,阳易动,0族对应的应该是坤,坤为阴,性为静即不好动的特性,而O族的元素正是惰性元素,因为外层电子已满八个,所以一般情况下不与其它原子化合而处于静的状态,它与八卦中坤的属性何等相似,反观之,元素周期表中族的元素,按中国古人的属性分类,则应属好动的阳性,这些元素的原子最易与其它元素(O族除外)的原子化合,所以具有易动的特性,它和八卦中乾的属性又几近一致。

八卦图与元素的变化周期相同;八卦象数中的周期性规则所反映的特性是物极必反,这个反应该是反复的意思,元素周期性也是反复的,而且两者都是完成了八种变化后再返回,但这次反复已是高于前一个周期的反复,这种反复属于宇宙的周期性法则管制的结果。八卦的每组符号为六层,它与元素周期表中八电子层只有六个周期也相同。

八卦和原子都遵循物极必反的循环性法则:八卦的变化是从乾卦开始,经过六十四种变化后重新返回乾卦,这表明八卦图中爻的变化组合极限是六十四次。原子的八电子层在完成六个周期后也具有这样的特性,因为第八周期中元素的原子第五层就会有六十四个电子,这也是达到了极限,原子不能稳定存在就会分裂,也就是在完成第七周期后必定要返回到第一周期,又回到了起始状态。八电子层的第六周期是原子稳定存在的最大周期,这是宇宙的循环性法则决定的。循环性法则决定了星球上元素的有限性,改成现代科学的说法就是元素的原子在完成第七周期后必然发生核裂变,重新裂变为氢、氦一类元素。这也让我们看到八卦图是对宇宙根本法则的综合表述。按八卦原理,第七周期是粒子组合成原子的最大极限,超过这一周期,原子将不能稳定存在。物极必反是有名的哲学概念,八卦和原子在达到极限后都同样要反,这种反都是返回到初始。

八卦图的爻与原子电子层的起始顺序相对应:两千多年来,众多的《易》学研究者们都对八卦图中各爻排列的顺序称谓感到迷茫,中国自古对任何事物的看法及排列顺序都是自上向下、从右至左或从左向右,但唯有八卦卦象中六层爻的称谓却是自下向上。以乾卦为例,最下边的爻称为初九,依次向上分别称为九二、九三、九四、九五和上九。这种独特的排列称谓究竟包涵着什么意义,几千年来人们一直苦苦思索而不知其根源。

当我们把八卦图的结构形式与原子周期表对应起来看时,八卦图卦象中爻的顺序称谓不就迎刃而解了吗!原子的产生是从第一周期向第七周期的逐步过渡,除第一周期外,八电子结构的电子层共有六层,这正好对应着八卦的六层爻;而原子的电子层数是从内向外逐步增加,八卦图的爻也是从下向上逐步递变,若把八卦图中心的太极图看做原子核,八卦图中每个卦象的爻自然就象原子的电子层一样从内向外递增,这样去看八卦图,爻的排列次序自然就是从下向上排列了。

八卦的象数规则与原子各电子层对称分布的电子数相同:八卦图中六层爻是两组三层爻的叠加,它表现了宇宙的对称性法则。原子的电子层中各层电子数量的分布也同样体现出对称的原则,从第二层开始,电子的分布数量分别为八-十八-三十二-十八-八,这同样是遵循对称性法则的结果。但是,按照中国古代象数原则,第三层电子数应为十六个,为什么会多出两个电子呢?我们对照元素周期表就会发现,从第四周期开始出现的B族最后是三个元素的并列,对于这一点笔者现在还无法搞清楚,也可能与八卦的其它卦象有关,但肯定还有其它原因有待我们去探索。科学家们不搞清楚原子电子层内的电子为何要按照一定数量且对称式的排列分布,我们从八卦图的象数法则和对称性中可以看到,在原子的电子层中电子数量的对称分布同样遵循着八卦的象数法则,这些我们到本章第七节中再详细讨论。

通过八卦图与原子结构的对比,我们可以总结出几条相同或相似之处。首先是这两个图的结构形式相同;其次是从动到静的活性性质相同;第三是八卦符号的变化规律与元素总结构中原子核外的电子数递增相同;第四是八卦符号的层数与目前发现的所有八电子元素周期数相同;第五是八卦图中爻的变动是循环往复的,它与元素周期中电子层从低到高的往复相同;第六是原子的电子层中电子数的对称分布与八卦象数法则的对称原则相同;第七是八卦符号中爻的起始部位与原子中电子层数的起始部位相同。另外,我们可以从八卦符号六层爻的含义及八卦的象数法则中推论出宇宙中元素的最大周期:宇宙中只能有七周期内的元素,不可能有第八周期及以上的元素稳定存在。

通过对八卦图和原子结构形式的对比,我们虽然不能说八卦图就是原子结构图,但起码可以说八卦图规定了原子的组合原则,因为八卦图是对宇宙法则精确而简洁的表达,宇宙万物都必须遵循这些法则。所以我们首先可以确定中国古代的八卦图不是封建迷信,我们通过后面对四象、两仪和太极的进一步论证,更可以认定它在物质起源上是自然科学的最高端理论。

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