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物质存在的相对性

(2020-06-27 07:37:34)
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物质存在的相对性

物质存在的相对性

文章的标题“物质存在的相对性”也许会使读者产生疑惑,认为这是一篇关于哲学中唯物主义和唯心主义的文章。文章中也的确存在着某种唯心主义的观点,但作者并不认为这种观点对物理学或者科学是有害的。

本文是关于宇宙秩序一个假说,是一种建立在假设基础之上的理论。当然,假设也许是错误的,所以整个理论也许都是错误的。它不同于当今任何一种宇宙论,并且与目前得到公认的宇宙论截然不同,有些观点甚至是对立的。作者提出这样一种观点,目的是希望为中国的科学工作者或者物理学和哲学爱好者提供另一种思考宇宙的方式,换一种方式思维也许会在科学探索中有所发现。

爱因斯坦创立狭义相对论基于相对性原理和光速不变原理两种假设。但是作者认为这两种假设本身就是一对矛盾,微小的光子以光速运动与巨大的星系以光速运动怎么能具有可比性呢?庞大的星系运动为什么要受到光速的限制呢?这种理论推理到最后,只能得到一个静止的宇宙或者有限的宇宙。这与唯物主义哲学中的宇宙观是相矛盾的,唯物主义哲学认为宇宙是无穷大的,世界是运动的、发展的、联系的,不存在孤立物体。所以,作者并不认同光速不变原理,光速不是宇宙中的绝对速度,与宇宙无穷大一样,速度也是没有范围的。

物质存在的相对性的思想基于三点假设,即:物质级无穷、轨道与天体级别相对应、辐射与天体级别相对应。因为相对性更多的属于哲学范畴,所以本文最终的物理学的相对性也要从哲学开始。

人,或人类,这个名词可以从生物精神文化各个层面来定义,或者是这些层面定义的结合。生物学上,人被分类为哺乳纲灵长目人科人属智人种,拥有高度发展的大脑。精神层面上,人被描述为能够使用各种灵魂的概念,在宗教中这些灵魂被认为与神圣的力量存在有关;而在神话学中,人的灵魂也会被拿来与其他的人型动物作对照。文化人类学上,人被定义为能够使用语言、具有复杂的社会组织与科技发展,尤其是他们能够建立团体与机构来达到互相支持与协助的目的。
    生物学上人的学名为“智人”,与黑猩猩、大猩猩、猩猩、长臂猿、合趾猿同属人科的灵长目动物。人类与其它灵长目动物的不同在于人类直立的身体、高度发展的大脑,以及由高度发展的大脑而来的推理与语言能力。
    行为学上来看人类的特征有:懂得使用语言,具有多种复杂的互助性社会组织,喜欢发展复杂的科技。这些行为学上的差异也衍生出各文化不同的信仰、传说、仪式、价值观、社会规范。

下面将从物理学角度对“人”进行定义。人是在物质宇宙发展的过程中产生的。从远古时代最简单的单细胞生物体经过几十亿年的复杂的进化过程神奇地在宇宙中诞生。同最简单的生物一样,人类也是由物质与能量组合而成,这与地球上的其他生物在本质上是一样的。从物理学角度给人类下一个定义:人是由物质与能量经过特殊结合而形成的一种具有意识的特殊组合,这是物理学中人的定义,在物理学中,所有的事物和现象都是物质的,机器人是物质的,但是某一天也许他们会同人类一样或者更聪明。虽然人是物质的,但是人具有意识,意识能认识和改变物质世界,意识是物质世界的一个对立面,它与物质共同构成了宇宙。

人具有所有生物所共有的一种性质,就是人类的感觉器官能够像其它动植物的感觉器官一样对能量的刺激产生反应,比如人的眼睛是用来感受光的刺激的,耳朵是用来接受声波的,我们的皮肤也能感受冷热痛痒。这与含羞草害怕触摸,以及某些花种在白日开放,晚间收拢花瓣是一样的。对于每一种生物来说,都能感受到能量的刺激,生物正是具有这种性质,才部分的脱离了物质界,而能量也只有对生物来说才具有意义,因为对于没有生命的物质来说,能量就是运动的物质(能量也是物质,它是不同物质一种相对表现,也是一种相对的概念,请看《能量的相对性》)。人类具有所有生物都具有的感受能量的性质,同时,人还具有另一个唯人才有的特性——意识,或者说是智慧,虽然动物也具有一定的思维,但不能说具有意识。这也许是宇宙产生生物的最终目的。意识是人类的标志,正是因为具有了意识,才使人类从物质世界中彻底分离出来。人类的出现,使原来单一的物质宇宙分化为物质宇宙和意识宇宙,两个既对立又统一的宇宙元素,意识产生于物质,但是能改变物质。

在没有意识产生的时间里,也就是在没有人类出现的过去,宇宙中只有物质存在,它们是确确实实存在的,但是它们又是不存在的,没有意识对它们的认可,它们存在的意义就只有产生智慧,产生意识(生物的进化可以看作这个过程的一部分)。只有在人类出现以后,宇宙中的物质才具有了存在的意义,它们可以被认知,被利用,被改变,从而实现宇宙的进一步发展。我们说“宇宙是为人类而存在的”,是相对正确的。

意识是在物质世界发展的过程中产生的,并且意识本身也是在不断发展的,通过人类不断获得对物质新的认识而得以丰富。知识(意识的载体)在人脑中汇集,成为能够获得新的发现的基础,通过人类特殊的创造性获得对宇宙的新的认识,这就是意识的发展过程。意识在向前发展,由于人类能感受到物质所释放出的能量的刺激而将物质的性质输入人的意识之中,通过人脑独特的逻辑推理而逐渐认识事物的本质。只有当一种事物的某种特性通过能量的传递而进入人的意识之中的时候人类才能肯定这种物质是存在的,反之,则不能肯定这种物质的存在性。人类能够感受到能量,但并非所有的能量(比如红外线,紫外线等)人类都能直接感觉到,当意识没有发展到相当程度,对一种能量间接也无法发感觉得到的时候,人类便不能肯定这种物质是存在的,虽然它是确确实实存在的。电磁波就是一个很好的例子,即使麦克斯韦对它的存在作了理论上的预言,在赫兹真正在实验室找到它之前,是没有人敢肯定的,而今已经没有人对电磁波感到新奇。几乎每一个科学发现都是这样。科学是一个不断向前发展的过程,也是对宇宙不断产生新的认识的过程,人类永远都有没有认识到的东西,也就是说,在人类认为那些什么都没有的空间,一定存在着确切存在的物质。那些物质是相对不存在,没有认识到就认为它是不存在的观点实际上是哲学上的相对性,虽然有人会认为这种观点是唯心主义的观点,但是人们通常都会这样看待问题。

接下来将讨论物理学上物质存在的相对性。

我们之所以能够看到地球上的物体,能够看到太阳、九大行星、流星、彗星等,是因为我们的眼睛能够感受到从这些物体上射来的光线,这些光线中有物体自身发出的,也有的是靠反射太阳的光线。如果一个物体不发光也不反光,我们就看不到这个物体,这是一定的。宇宙中发光的天体是恒星,它们发出的强烈的光辐射使我们只能看到圆形的轮廓而无法观测到它表面的特征。恒星的光线是原始光线。在太阳系中,其它天体都吸收和反射太阳光线,人们通过接收它们的反射光线了解它们的特征,这与我们观察地球上的物体是一个道理,一切原子物体都是可以反光的,这是毋庸置疑的。要找到一个绝对不反光的物体,这个物体一定不会由原子构成(本书的三个假设之一的物质级别无穷假设,说的是宇宙是由不同的物质级组成的,并非只有原子)。不反光有两种情形,一种是当光子接触到这个物体的时候被完全吸收,另一种情况是光子对一种物体完全穿过。宇宙中的黑洞(黑洞不是由原子构成)就是由于能够吸收光子而使人的视觉无法察觉到的天体。

宇宙中的天体由于一级围绕着另一级旋转而成为天体系统,质量小的天体围绕着质量大的天体旋转。太阳由于具有相对于九大行星大得多的质量而吸引着它的下属旋转。太阳有着巨大的能量辐射形式,提供了地球所需要的能量。太阳系中的其它天体在吸收太阳辐射的同时,本身也在进行着一定程度的能量辐射(红外线),尽管这种辐射比太阳辐射要小得多,却在时刻不间断的进行着。这种辐射是一切原子物体所共有的。根据恒星轨道上星体级别特定假设宇宙中的天体存在着一定的秩序,围绕银河系中心旋转的只能是恒星(还存在少数几个黑洞),那么到底是碰巧这样,还是一个物体要想围绕银河系中心旋转就必须变成恒星呢?如果是必须改变那是怎样改变,以及恒星到底是怎样形成的呢?作者的观点是如果一个物体要想绕着银心旋转,那它就必须变成恒星。下文将讨论一种新的恒星形成机理,这种观点与当今科学界普遍认可的观点是对立的。

按照现在天体物理学的观点,形成恒星必须具备两个条件:一是要有主要由氢氦气体组成的星云;二是星云必须达到一定的质量,只有这样,恒星才能爆发。如果一个天体不是由氢氦构成,那么即使它的质量足够大,也依然无法成为恒星,因为它的原子当然不会变成氢氦原子。于是我们可以推断,宇宙中存在大质量行星,它有时可以吸引恒星转动。它当然还可以吸引许多比它质量小的恒星组成一个系统围绕银心旋转,甚至,只要它的质量足够大,还可以吸引银河系的中心黑洞。如果真的是这样,那么宇宙中将不再有秩序存在,这也与本文所依据的假设相矛盾,所以,作者认为这种现象是不存在的。问题就出现在认为恒星是由氢氦组成的热核反应的星球。我们可以通过这样的观点而得到一个更好的逻辑,即:太阳不是由氢氦原子构成,也根本不是由其它原子构成,而是由另外一种物质级构成,这类物质对应的辐射是光辐射。当一个行星的质量增加到超出某一界限时,组成行星的内部原子在星体重力的巨大压力作用下重新组合成恒星物质级,并相应的发出光辐射,当这种改变发生后,这类物质可以像原子一样稳定存在,即使将它的一小部分分离出天体放入宇宙,这一部分依然会稳定的保持恒星的特性。根据这样的观点,我们有必要改变一下恒星的定义,我们不再简单的认为恒星就是本身发光的天体,也不认为恒星是发生热核反应而辐射光和热的天体,而是定义恒星为一种由于具有大到一定程度的质量而使自身具有恒星物质级的单元,同时释放出光和热的天体。太阳上之所以存在这氢氦这样的轻原子,实际上是这种核反应的副产品。这种过程是:两个或多个原子在巨大压力的作用下,发生重新组合,由于压力特别巨大,使得这种组合变化突破了原子核反应的范围,而形成了一种新的能抵抗这种压力的新的物质级,同时释放出轻原子。本文的观点是:恒星不是由原子构成,恒星的能量辐射形式是由于自身的物质级所决定的必然的能量辐射(至于原子物体怎样在飞出太阳系而变成恒星类物质的问题,作者认为,引力场的改变是产生这种变化的原因,引力场的变化等同于压力的变化)。

同时,根据星体辐射假设,一切天体都要辐射能量,但是也都有相应的接收能量的过程,对于恒星来说,也并非只有一个向外辐射能量的过程,它也将接收来自宇宙中其它天体辐射的能量。这与九大行星自身辐射能量的同时得到太阳的能量是相似的,所有的恒星都将从另一类天体的辐射中得到能量。宇宙中的一切物体都要辐射能量,也都要接受能量。为恒星提供能量的天体是星系中心天体以及与它同级别的天体,我们的太阳从银河系中心巨大的吸光天体的辐射中得到能量。跟地球接收太阳的辐射一样,级别相对较低的太阳将从它的上一级,即银河系的中心天体那里得到能量。宇宙中所有低级别的天体,都将从它的上一级别的天体那里得到能量。

银河系的中心天体是什么呢?太阳已经具有非常大的质量了,而且围绕银河系中心旋转的天体数以亿计,并且运动在上万光年的巨大范围内,这必然要求银河系中心天体的质量更巨大,它的巨大的质量决定了它自身的物质级与恒星物质级的不同,物质进一步塌缩成一种高密度物质,主要是由于质量引起的巨大压力超出了恒星物质级所能承受的最大压力引起恒星物质级重新组合成能抵抗这种压力而稳定存在的物质。由于具有巨大的质量,使得被它捕获的光子没有逃脱的可能,又由于它本身不是以光的形式辐射能量,使得我们无法观察到它,但是人类能够通过红外线等技术探测到这个射电天体。科学家早已怀疑这个天体就是黑洞,使得他们不能肯定的原因是由于它与爱因斯坦预言的黑洞是有区别的,在广义相对论基础上发展出的现今的宇宙论认为,宇宙中存在两种黑洞,一种是形成于大爆炸初期的小型黑洞,另一种是恒星演化晚期的产物。这种理论对于解释银河系的中心天体无能为力,它是巨大的,也是不可能由恒星演化的。于是有人提出,宇宙中存在着恒星级黑洞和星系级黑洞,恒星级黑洞是恒星演化晚期的存在形态,星系级黑洞则是存在于星系中心的巨型天体。这两种天体是矛盾的,或者说不应该是一种天体,如果真的存在这两种天体,那么它们在本质上应该是不同的。本文认为:恒星和黑洞都是宇宙中实实在在的天体,它们都类似行星一样稳定的存在,不存在相互演化,它们差别在宇宙中的级别不同以及物质级的不同,但是可以通过改变它们的物质级而实现相互之间的转变。本文以后提及的黑洞都是指星系中心天体以及与之同级别的天体,实际上,所有我们看不到以及目前无法探测到的天体都是黑洞,这样,宇宙中黑洞的种类是很多的,而我们只探讨一种,即星系中心天体这一类黑洞。

黑洞是怎样形成的呢,如果一个天体的质量增加到一定的程度,它可以收缩成黑洞,一个物体的体积缩小到一定的程度也可以成为黑洞,应该称之为黑洞物质,一个原子如果无限缩小也可以成为黑洞,应该称之为黑洞单元。这几种形成的黑洞产物在本质上是相同的。就如同原子与地球在本质上是相同的一样。

黑洞的巨大质量使它有巨大的能量辐射,这种辐射到达太阳,补充了太阳由于辐射而消耗的能量。这种辐射的能量是巨大的,即使将所有银河系中的恒星的辐射能加在一起,也无法与之相比。人们肯定不会相信这一点,因为黑洞的如此巨大的能量为什么没有对地球产生任何影响,我们甚至无法感觉到它的丝毫的?于是人们普遍认为,黑洞就是只吸收而不辐射能量的天体。但是为什么我们不能这样来考虑:黑洞是辐射能量的,人类无法观察到它是因为这种辐射不会对原子产生作用呢?光子能够与原子产生碰撞而与它发生作用,人也能因此感受到光,但黑洞辐射的能量粒子与光子不同,它不会与原子发生作用,哪怕是密度极大的物体也不会对它产生丝毫阻挡,一切原子物体对于这种粒子来说就像不存在一样,正因为如此,由原子构成的人才不会感觉到它了。这实际上是本文的另一种观点,即:黑洞是辐射能量的,但是这种能量辐射对原子物体没有作用。

黑洞吸引恒星转动,恒星又吸引行星转动,那么是否行星在受到恒星引力作用的同时也受到黑洞的引力作用呢?目前没有科学家作过这方面的研究,表面上看来,在太阳系中探测出银河系中心对冥王星和地球之间微小的引力的差异似乎是不太可能,因为在银河系这个大尺度范围内,地球与冥王星之间的距离相对来说太小了。但是,与认为银河系中心对行星有吸引力的观点不同,本文的观点是,银河系中心对行星没有力的作用,也就是行星不受黑洞的引力。科学家并未发现行星或彗星运动的轨迹有黑洞引力作用的痕迹,这也正是多年来人类不敢肯定银河系中心存在巨大天体的原因,广义相对论以及以后的大爆炸宇宙论也未对星系的中心天体作任何解释或假说,显然,这种天体是处于这些理论之外的,需要一种新的理论来解释。本文已经提到过行星与黑洞没有引力的作用,确切的说一切原子物体都不受黑洞的引力。不同级别的天体对应着不同的引力场,原子物体有一种引力场,恒星有一种引力场,黑洞也有一种引力场,这三种引力场都不是万能的,它们只对特定的物质级有力的作用(场也是一种相对的概念,这与牛顿力学中的万有引力是矛盾的,本文并不认为引力是万能的)。黑洞的引力场对原子没有力的作用,但对恒星物质级和黑洞物质级有力的作用;恒星引力场对恒星物质级有力的作用,对原子物质级和黑洞物质级也有力的作用;对于原子物体来说,原子物体之间有力的作用,原子物体与恒星物质级有力的作用,同时对某种冷暗物质有力的作用。简单的说就是同一级别的物质级以及相邻级别的物质级之间有力的作用。这种结论不是靠公式推倒出来的,而是一种逻辑推理,归根到底是通过假设推出的假设,似乎没有说服力。让我们顺着刚才的思路继续推导下去吧。如果是这样,那么问题又出现了,既然原子不受黑洞的引力作用,那么当原子在脱离太阳系而进入银河系之后将怎样?如果按照牛顿的观点,物体在不受外力作用的时候总保持匀速直线运动状态或静止状态,那么这个物体将保持原来的速度作直线运动。惯性定律在研究以星体表面为惯性系时物体的运动是成立的,但是却不能解决物体在广大的宇宙空间的运动。首先,按照哲学的观点,宇宙中不受外力作用的物体是不存在的;其次,宇宙中的直线是无法定义的。牛顿的惯性定律无法在更广阔的宇宙空间中应用,然而,原子物体却是不可阻挡的要脱离太阳系,它的前途会怎样?按照我们的第二条假设,围绕黑洞旋转的主要是恒星,我们可以推测,原子物体在脱离太阳系之后,组成原子间发生重新组合而成为恒星物质级,像恒星一样围绕银河系中心转动,对于人类来说,它变得炙热明亮,另外还有一种可能,如果原子不改变的话,由于它不受黑洞力的作用,使得它获得了一个相对于宇宙的相当高的速度,在宇宙中某一未知天体的力的作用下作曲线运动(请看《物质与速度》)。

上面说的是原子物体不受黑洞力的作用,但是这到底是一个什么概念呢?两种没有引力作用的物体之间将怎样作用?最好的解释就是它们之间不存在任何作用。我们已经谈到过黑洞辐射的巨大能量不会对地球产生任何影响,能量是运动的粒子,是物质的,既然能量可以与物质不产生任何作用,那么理所当然存在着彼此之间不发生任何作用的物质。基于这种考虑,同时由于原子物体与黑洞无引力作用,推出:原子物体与黑洞不存在任何作用,与黑洞辐射能完全穿过地球一样,一切原子物体都可以横穿黑洞,因为对于原子物体来说,黑洞物质级是不存在的(对于两个没有力的作用的物体,作者认为它们只能是相对的不存在)。然而,不论原子物体,还是恒星及黑洞,在宇宙中都是确确实实存在的,它们的差别就在于它们物质级的不同,这就是物质存在的相对性。但是尽管物质是相对存在的,我们依然可以依靠科学的发展逐渐认识那些相对不存在的物质,促进科学的发展。

既然黑洞和黑洞物质级构成的物体与原子物体没有任何作用,我们就可以把它们从我们生活的空间分离出来,而认为它们是另一空间中的天体和基本物质单位,在那个空间中,原子物体是不存在的。我们生活在原子空间中,周围的一切物体都是由原子构成的。在我们生活的空间中,包括三类物质,一类是相对为能量的物质,如光热电等粒子;一类是相对为物质的物质,也就是各种原子构成的物质;一类是暗物质。由于宇宙中物质级是无穷多的(这是一种假设),在我们的空间中无法包容所有的物质级。我们的原子空间占有的宇宙中的物质级是有限的一部分,宇宙中的另一部分占大多数的物质级都是相对于我们不存在的其它层空间中的物质,因为黑洞与原子空间没有任何作用,我们就可以把那些不与原子空间发生作用的物质都称为黑洞类物质,从这一点来说,宇宙中可以存在着无数类黑洞,只要它们是相对我们不存在的。

假设我们乘坐一艘宇宙飞船在宇宙中航行,我们要从太阳系进入银河系,当到达两个系统的交接点时,将有什么现象在我们身上发生呢?有两种可能,第一种是我们自身将连同我们的宇宙飞船一同发生改变,组成原子发生重新组合成为恒星物质级,像其他恒星一样围绕着银河系的中心旋转,对于地球上的观测者来说,整个飞船瞬间变成一个发光体,成为了一颗恒星。而对于飞船中的人来说,他也许感觉不到自身发生的变化,但是他却发现周围的情景发生了改变。首先,他背后原本明亮的太阳突然失去了光芒,而变得像地球上观测到的九大行星一样,只有微弱的反“光”,当然这种“光”不是我们所说的光,而是银河系中心黑洞的辐射的反辐射。其次,他将发现宇宙中又出现了无数个更加巨大和明亮的“太阳”,其中最大的是银河系的中心天体,此外,还有几个围绕大黑洞旋转的小黑洞。对于完成这种转变的人来说,他不再惧怕恒星的高温,因为他已经具有了与恒星相同的物质级,而我们的地球,对于他来说则是由冷暗物质构成的世界,当他再次靠近我们的时候,由于他身体的温度极高,使得我们无法接近。这里,我们同样必须要用相对的眼光看待温度这个概念,宇宙中不存在绝对的温度,我们所说的绝对温度只适用于我们的原子空间,而原子空间中的温度范围只不过是宇宙中温度直线上原子空间对应的一段而已。另外一种可能是人连同宇宙飞船都不发生改变,但是,他们此时处于一个相对不受力的状态,由于宇宙是一刻不停的运动,整个银河系相对与它在做高速运动,这也就是说这个物体在不受力的作用下,获得了一个高速度(原子对应的宇宙中的速度),但是,绝对不受力作用的物体是不存在的,他们也将受到某一种天体的力的作用,而像光子一样运动在一个非常巨大的范围内。光子作为一种物质,它在宇宙中的运动也不可能是无限的,也应该具有一定的范围,所以,人类依靠光线判断宇宙的尺度,必然得出宇宙是有限的结论,这个脱离太阳系的原子天体也许也会像光子一样,在获得了一个高速度的同时,围绕着一个更遥远的天体运转,有可能它相对于这种天体表现为能量。作者的观点倾向于第一种可能。

以上就是物质存在的相对性的主要观点,把以上几个推断结合在一起对本文的主要观点作一个概括总结:宇宙是由无穷的物质级构成的,同一物质级别的物质有力的作用,相邻级别的物质级有力的作用,除此而外的物质级之间没有任何作用;每一种物质级对应一定的能量辐射,并且也只能接受特定的能量辐射,如果人类完成了从原子物质级向其它物质级的转变,将有可能突破时间和空间对人类的限制。

如果我们认为宇宙是由不同的物质级构成的,并且物质的存在是相对的,我们就可以推断:如果宇宙中存在生命,那么他不但可以生活在行星上,而且可以生活在恒星上,甚至生活在黑洞上。地球人将有着更广阔的活动空间,他可以通过可控的空间转变方法,来登陆黑洞,甚至去探索黑洞内部的结构。

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