“我們現(xiàn)代的科學(xué)研究這個(gè)東西,還是差得很遠(yuǎn),和整個(gè)宇宙中存在著高級(jí)智慧星球那些生命比起來,我們?nèi)祟惖目萍妓绞窍喈?dāng)?shù)偷?。就在同時(shí)同地存在著另外的空間我們都突破不了…… ……物質(zhì)在微粒下有分子、原子、質(zhì)子,最后往下追查下去,如果每一層你能夠看到這一層的面,而不是一個(gè)點(diǎn),看到分子一層的面、原子一層的面、質(zhì)子一層的面,原子核一層的面,你就看到了不同空間中存在的形式。任何物體包括人身體都是和宇宙空間的空間層次同時(shí)存在、相通的。我們現(xiàn)代物理學(xué)研究物質(zhì)的微粒,只研究一個(gè)微粒,把它剖析、分裂,原子核分裂之后再研究它裂變之后的成分。如果有這樣的儀器能夠展開,看它這一個(gè)層次中,所有的原子成分或者是分子成分在這一層中整個(gè)的體現(xiàn),要能夠看到這個(gè)景象,你就突破了這個(gè)空間,看到另外空間存在的真象了。人的身體和外面的空間是對(duì)應(yīng)的,它都存在著這樣的存在形式”。
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對(duì)于以上論述,現(xiàn)代科學(xué)界開始逐漸有了相似的認(rèn)識(shí)。
縱觀人類時(shí)空觀發(fā)展,可以分為三個(gè)階段。
牛頓由經(jīng)典物理學(xué)的成果出發(fā),把宇宙看成是機(jī)械的,看成是一個(gè)以固定規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)的精密的機(jī)器,比如地球圍著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),星系如同一個(gè)巨大鐘表的很多齒輪。這就是機(jī)械的時(shí)空觀,是絕對(duì)時(shí)間、絕對(duì)空間的框架體系,把時(shí)間與空間完全割裂開來。
第二階段,以愛因斯坦的相對(duì)論為基礎(chǔ),摒棄了牛頓的絕對(duì)時(shí)空的概念,將空時(shí)結(jié)合起來建立了相對(duì)論時(shí)空觀。對(duì)于任何一個(gè)慣性系,時(shí)間是用相對(duì)于這個(gè)慣性系靜止的、同樣構(gòu)造的鐘來度量的。廣義相對(duì)論時(shí)空觀還取消了慣性系的概念,以彎曲的空間概念把物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、時(shí)空聯(lián)系在一起,否認(rèn)了時(shí)間、空間割裂的思想。但是愛因斯坦的相對(duì)論是描述靜態(tài)的、孤立的、均勻分布的時(shí)空,沒有建立高維動(dòng)態(tài)空時(shí)流形的物理概念,沒有分析時(shí)空結(jié)構(gòu)的演變。而且新的觀測(cè)事實(shí),如水星進(jìn)動(dòng)、X射線爆發(fā)源對(duì)愛因斯坦的廣義相對(duì)論發(fā)起了挑戰(zhàn)。
第三階段,現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到我們存在的時(shí)空世界事實(shí)上是十分復(fù)雜的,決不是只存在著我們?nèi)祟愑萌庋劭梢愿兄降目臻g。在這基礎(chǔ)上,人們發(fā)展了現(xiàn)代時(shí)空理論。
1.現(xiàn)代時(shí)空論及量子物理時(shí)空觀
現(xiàn)代時(shí)空論的觀點(diǎn)是宇宙是由各種不同維度的空時(shí)結(jié)構(gòu)組成。高維空時(shí)流形的實(shí)質(zhì)是復(fù)能量流,即空間的實(shí)質(zhì)是能量流。比如超弦理論認(rèn)為:真實(shí)的時(shí)空是高維的,可能是10維,也可能是26維等。若以10維的為例,量子力學(xué)認(rèn)為一切粒子均有波動(dòng)性,其波長(zhǎng)為l=h / p,其中p為動(dòng)量,h為普朗克常數(shù)。若粒子的波長(zhǎng)比空間尺度l大許多,則這一維必將被緊致。根據(jù)卡魯查克萊因理論,要在緊致后的4維時(shí)空中獲得正確的引力常數(shù)G,則其余6維的尺度l都要在普朗克線度lp之內(nèi)(lp= h / (mp·c),其中分母表示動(dòng)量)。由此可見,要探測(cè)余下的這6維時(shí)空,則發(fā)射的粒子應(yīng)具有大于(mp·c)的動(dòng)量,這樣使得l < lp,即余下的這6維時(shí)空才能不被緊致23。而這么大的動(dòng)量所需要的高能量在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室內(nèi)是可望不可及的。人體特異功能者能夠發(fā)放外氣,經(jīng)探測(cè)高功能的氣功師的外氣中有許多高能粒子,包括a、b、g粒子及熱中子等。那么,人體特異功能者發(fā)放的高能量粒子,如果能量足夠大,就可能探測(cè)到另外的6維時(shí)空。最新的超弦理論研究還指出,宇宙相當(dāng)于全息成像的產(chǎn)物。例如馬爾達(dá)塞納的模型認(rèn)為4維的場(chǎng)可以認(rèn)為是5維場(chǎng)的全息投影,就象激光全息攝影中三維物體被投射到二維的平面上一樣。在全息的宇宙里,某一體積內(nèi)所有事物的信息會(huì)以某種方式顯示在表面。
關(guān)于量子物理時(shí)空觀,著名的量子物理學(xué)家、牛津大學(xué)教授德伊茲教授作了最好的表述,他說:“量子力學(xué)本質(zhì)上是關(guān)于多個(gè)平行宇宙的解釋,有些宇宙和我們這個(gè)宇宙很相似,而另一些則很不一樣。在我們附近的宇宙可能只跟我們宇宙相差一個(gè)光子,而最遠(yuǎn)的那些宇宙則跟我們的宇宙完全不同。”,“現(xiàn)實(shí)世界并不是由一個(gè)宇宙構(gòu)成,但是我們只能在它的一個(gè)層面上活動(dòng)。”
另外近十余年來,隨著量子物理學(xué)和廣義相對(duì)論的交匯,特別是規(guī)范場(chǎng)理論中對(duì)稱破缺相變的最新進(jìn)展,現(xiàn)代宇宙學(xué)提出了許多宇宙形成假說。宇宙大爆炸理論、暴脹宇宙論和宇宙弦理論就是這些理論中很重要的一部分。例如,根據(jù)1983年A. Linde提出的混沌暴脹宇宙模型,極早期宇宙中存在著若干個(gè)空間疇,每一個(gè)空間疇將作指數(shù)膨脹,形成大小超過可觀測(cè)宇宙的微宇宙泡。每一個(gè)微宇宙泡可以演化為一個(gè)對(duì)應(yīng)的宇宙,而我們生活的這個(gè)宇宙只是由其中一個(gè)微宇宙泡暴脹演化而來的。
這些宇宙是連通的。根據(jù)1935年愛因斯坦提出的“蟲洞”(Wormholes)理論。蟲洞能扭曲空間,是宇宙的隧道,可以令原來相隔億萬公里的地方變成近在咫尺。也就是說不同的子宇宙空間可通過蟲洞聯(lián)結(jié),但“蟲洞”的引力極其大,以至于可以毀滅所有進(jìn)入它的物質(zhì)27。
2.多層面時(shí)空理論
如前所述,現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了多個(gè)時(shí)空的存在,并提出了以上各種理論,但是這些理論還存在很多問題。比如對(duì)于宇宙大爆炸理論,我們無法解釋0~10-43秒之間宇宙是什么狀態(tài)?為什么極早期宇宙中粒子和反粒子數(shù)目不對(duì)稱?為什么宇宙中光子數(shù)和粒子數(shù)之比為10-9數(shù)量級(jí)22?1964年發(fā)現(xiàn)的所謂的“大爆炸火球”,在1992年后的觀測(cè)中有溫度的波動(dòng),即其密度是在密與疏之間波動(dòng),這與宇宙大爆炸理論的推論不相符。
又例如,1997年1月9日,權(quán)威科學(xué)雜志《Nature》上的一篇關(guān)于星系分布的文章指出,超級(jí)星云是按規(guī)則晶格排列的,每個(gè)長(zhǎng)方形的格子邊長(zhǎng)三億六千萬光年。據(jù)Estonia的Tartu觀測(cè)中心的J. Einasto博士報(bào)道,超級(jí)星云的整個(gè)分布就象一個(gè)三維的棋盤。1990年2月,英國(guó)Durham大學(xué)天文學(xué)家T.J. Broadhurst和一個(gè)多國(guó)科學(xué)家組成的小組,在范圍不大的一塊天空區(qū)域向縱深觀察,觀測(cè)范圍至60億光年。他們使用一種筆心式(Pencil Beam)掃描儀器確定,星云間是以3億光年間隔的密度按周期分布的。天文學(xué)家已經(jīng)知道星系會(huì)組成片狀或絲狀的星云,圍繞著沒有星系的空間運(yùn)轉(zhuǎn),但周期性的結(jié)構(gòu)卻是非常出乎意料的。所有這些觀測(cè)結(jié)果向我們?cè)葘?duì)宇宙的認(rèn)識(shí)提出了挑戰(zhàn)。根據(jù)宇宙大爆炸理論,星云應(yīng)該是隨機(jī)地分布在整個(gè)宇宙中的。加州大學(xué)伯克利分校的Marc Davis博士說,如果星系的分布真的是周期性的,那么完全可以說,我們對(duì)宇宙的早期情況實(shí)際上一無所知。
超弦理論也存在困難,比如弦論提出的量子色動(dòng)力學(xué)(QCD)的標(biāo)準(zhǔn)模型能把強(qiáng)作用力、弱作用力、電磁力統(tǒng)一起來,但很難將引力也統(tǒng)一進(jìn)去。再有,是不是宇宙間就只存在這四種基本作用力?宇宙間的g射線超能爆發(fā)就不能簡(jiǎn)單歸結(jié)為這四種力的作用。超弦理論對(duì)此也無法解釋。另外,弦論中維數(shù)的概念本身沒有解釋宇宙演化的物理本質(zhì),它的結(jié)論是不可檢驗(yàn)的(物理學(xué)家必須建造一個(gè)周長(zhǎng)為1000光年的粒子加速器,而整個(gè)太陽(yáng)系的周長(zhǎng)才一光天)。超弦理論在物理學(xué)領(lǐng)域把數(shù)學(xué)工具用到了極致,被稱為“數(shù)學(xué)之舞”,把宇宙的演化變成了純“數(shù)學(xué)游戲”,甚至失去了物理意義,成了“美學(xué)”的作品。
總之,現(xiàn)在人類對(duì)于宇宙、時(shí)空的認(rèn)識(shí)還有待于進(jìn)一步完善。
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(卷二)中明確指出:“宇宙最根本上就是能量構(gòu)成的”,這段話深刻地揭示了宇宙的本質(zhì),啟示我們應(yīng)該從能量本質(zhì)的角度去分析宇宙的不同層次空間。事實(shí)上,現(xiàn)代時(shí)空論也已經(jīng)認(rèn)識(shí)到空間的實(shí)質(zhì)是能量流23。另外量子力學(xué)告訴我們,微觀粒子在不同條件下可以分別表現(xiàn)出波動(dòng)性和粒子性,此即“波粒二象性”。然而在亞原子層面,波粒的分界消失,物質(zhì)不能只被作為其中的一種來解釋,它們既是波又是粒子。波是一種能量,它不表現(xiàn)為我們可見的粒子狀態(tài),但是不能說它不是物質(zhì)。此時(shí)物質(zhì)的概念發(fā)生了變化,也就是說能量也是物質(zhì)。愛因斯坦相對(duì)論的質(zhì)能關(guān)系式E=mc2告訴我們,物質(zhì)的質(zhì)量是能量的一種表征形式,所以物質(zhì)即能量。物質(zhì)與能量是統(tǒng)一的,“波粒二象性”就是這種統(tǒng)一性的證明。既然能量是物質(zhì)的本質(zhì),那么也就是宇宙的本質(zhì)。宇宙從 根本上來說,就是由能量構(gòu)成的。
現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,物質(zhì)是由分子、原子、原子核、電子、質(zhì)子、中子、各種介子、超子、共振態(tài)粒子、一層一 層一直到中微子等組成的 。宇宙不同層次中各種物質(zhì)狀態(tài)維持依靠的是能量,粒子越微觀,能量越大,宇宙的演化就是能量在同一層次間、不同層次間的相互作用、轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化。不同層次能量包括:龐大天體(宇宙島、銀河系、恒星系)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能、我們周圍物體的機(jī)械能、生物能、分子間的作用能(如熱能、化學(xué)能)、原子間的作用能(如核能)、 被夸克禁閉的空間的能量、中微子放射能(可輕松穿透1000光年的鋼板),還有更微觀的及更宏觀的未被認(rèn)識(shí)的能量狀態(tài)等。晶體和生物分子之間對(duì)應(yīng)幾電子伏 特;一般無機(jī)和有機(jī)分子對(duì)應(yīng)幾千電子伏特;原子核對(duì)應(yīng)幾百萬電子伏特;質(zhì)子、中子對(duì)應(yīng)幾十億電子伏特;夸克、中微子對(duì)應(yīng)更強(qiáng)大的能量級(jí)別,是現(xiàn)有科技水平無法探知的。
現(xiàn)代科學(xué)只能研究微觀粒子的點(diǎn)狀存在,不能看到微觀粒子存在的整個(gè)面,是因?yàn)檠芯吭轿⒂^的粒子要求越高的能量去探測(cè)。目前在實(shí)驗(yàn)室中的最高能量可以探測(cè)到中微子,雖然中微子離物質(zhì)的本源相差還很遠(yuǎn)很遠(yuǎn),但再往微觀下去就無能為力了。而在微觀上,物質(zhì)內(nèi)部不同粒子的不同整體層面、 不同能量級(jí)別就構(gòu)成了相應(yīng)的不同空間。