“存在與虛無”的非均衡性

在我們可觀測的宇宙中存在物質和反物質比例的失衡,在宇宙誕生的開端,如果在“宇宙孵化器”產生了相同數量的物質和反物質,那麼由於物質和反物質發生相互的湮滅作用,物質的原子結構和宇宙的星系結構不可能在粒子核合成和分子氣體引力的作用下形成。現有的量子力學理論不能很好地解釋:為什麼在宇宙誕生的時刻物質粒子比反物質粒子的比例多出了0,01%、或0.001%。科學家不能以量子場論和絃理論為基礎,解釋宇宙之初物質和反物質數量微小的不平衡機制,他們假設了微小的比例差異對應多出的巨量物質粒子,在物質和反物質湮滅中遺留、或剩餘的物質粒子組成了宇宙的萬事萬物,“你和我”、一花一草、一景一物皆是“宇宙大毀滅”的倖存者。如果我們將宇宙最初發生的物質和反物質的湮滅過程稱之為“宇宙大毀滅理論”,那麼“宇宙大爆炸理論”和“宇宙大毀滅理論”符合哲學物質和星系生存論的“等效原理”,相比較而言,宇宙大爆炸理論有更多的證據,它是“家喻戶曉”的通俗理論,而宇宙大毀滅理論有更嚴密的邏輯,它是一種科學家“不言而喻”的主流理論。

原子結構和太陽系一類的恆星結構存在驚人的相似性,我們可以將原子結構看成是原子的“太陽系結構”或“行星系結構”;將太陽系或恆星系結構看成星系或宇宙的“原子結構”。物質和能量在宇宙大尺度上的分佈十分均勻,這種均勻性被稱為“宇宙學原理”,愛因斯坦運用這一原理建立了廣義相對論的場方程。物質和能量在原子和恆星系尺度上的分佈卻極不均勻,原子核只有原子尺寸的十萬分之一,它的質量卻佔到整個原子的大約99.98%。太陽是太陽系的中心天體,太陽系的八大行星、小行星、流星和彗星,星雲和塵埃圍繞太陽公轉,就像電子圍繞原子核旋轉一樣,太陽系的直徑大約為1光年,太陽的直徑大約為139萬2千公里,太陽系的直徑相當於太陽的六百八十萬倍,而太陽的質量佔到了整個太陽系的99.85%,太陽系內比原子內的物質分佈更不均勻。原子核質量在原子的佔比和太陽質量在太陽系的佔比十分接近,或者說原子核質量的佔比相當於太陽系中的太陽,太陽質量的佔比相當於原子中的原子核。原子和恆星系內物質分佈的不均勻性符合哲學失衡論的“等效原理”。原子由原子核和電子組成,原子核由質子和中子組成,電子的質量為9.109×10負31次方千克,而質子和中子的質量分別是電子的1836倍和1839倍。

“存在與虛無”的非均衡性

我們將原子和太陽系結構驚人的相似性描述為形式上的等效關係,電子圍繞原子核的運轉就像太陽系的八大行星圍繞太陽運轉,這種“巧奪天工”的自然安排難以解釋,量子場論和絃理論,經典力學和廣義相對論不能完全揭示原子和恆星系的神秘聯繫。原子尺度的絕對值很小,它的直徑大約為10的負10次方米,原子核尺度的絕對值更小,它的直徑大約為10的負14到負15次方,原子核的直徑只有原子直徑的十萬分之一,原子核的體積只有原子體積的幾千億分之一,我們可以看出原子內部的空間巨大,電子在距離原子核“十分遙遠”的位置“自由自在”地運轉,原子內部實際上是巨大的“空洞”。我們將原子的尺度放大,用比例尺放大的“等效原理”來形象地描述原子內部的“空空蕩蕩”,如果將原子核尺度按比例放大到一個足球的大小,那麼距離它最近的電子將在一公里之外的軌道上運轉。既然原子內部空曠無比,而原子的數量“密密麻麻”,比如:一滴水含有大約5×10的21次方個、或5000億億個原子,那麼像水一樣的物質為什麼不能壓縮到很小的體積?盧瑟福的經典原子模型不能解釋原子的穩定性問題,波爾量子化的原子模型以核外電子的能級結構解釋了原子結構的穩定,波爾學派的波恩、海森堡、泡利、狄拉克等科學家對波爾的量子化原子模型進行了改進。

太陽系內部空曠無比,我們將太陽系尺度縮小,用比例尺縮小的“等效原理”來描述太陽系內部的“一片空曠”,如果將一個邊長100米的正方體來縮放“龐然大物”的太陽系,那麼太陽的尺度只有1毫米,這相當於一根頭髮絲直徑的十分之一,在當太陽系縮小到100米邊長的正方體時,我們將看不到太陽系內的所有天體,看不到太陽,也看不到地球,地球相當於太陽體積的130萬分之一。太陽系是個空曠的“圓球”,天文學家不能精確劃定它的範圍,太陽系的最外層是含有不少活躍彗星的雲團,太陽系球體的半徑大約為1光年,從太陽能夠控制的引力範圍來測算,太陽系的半徑大約為2光年。從太陽到太陽系邊緣的雲團,太陽系內的“空曠度”隨之增大,一個天文單位為地球到太陽的距離,大約為1.5億公里,最近的水星距離太陽為0.39個天文單位;“第九大行星”——冥王星距離太陽為39.2個天文單位;柯伊伯帶距離太陽為89.2個天文單位,太陽風遇到最遠的星際介質距離太陽大約122個天文單位,太陽系邊緣的奧爾特雲距離太陽為10萬多個天文單位,相當於一光年的距離。從太陽系中心到邊緣發生了物質密度遞減的規律。地球到火星的距離與兩大行星的公轉週期有關,最近時為5600萬千米,最遠時為3.2億千米,“洞察者號”火星探測器在今年的5月5日發射升空,經過近7個月時間的漫長飛行抵達了火星。

“存在與虛無”的非均衡性

原子、黑洞和恆星系內物質分佈的不均勻性是一致的,科學家從宇宙空間物質分佈的非均勻性得到啟發,也許在極早期宇宙中有些區域的物質密度高,有些區域的物質密度低,某種未知的量子漲落機制導致了物質密度的“高低起落”,“量子宇宙”和宏觀宇宙的物質密度變化符合哲學同向論的“等效原理”,如果沒有在“量子宇宙”中物質密度隨機分佈的差異,那麼宏觀宇宙在絕對均衡的密度環境不能形成恆星和星系,星系和宇宙空洞。在宇宙大尺度的“絲帶結構”中,恆星和星系、塵埃和熱氣體物質沿網狀的“絲帶”密集分佈,宇宙“絲帶”圍合成遠大於星系體積的空洞,天文學家估計,宇宙空洞佔到整個可觀測宇宙體積的80%,隨著宇宙的加速膨脹,星系物質所佔的空間不斷減少,而宇宙空洞的體積不斷增大。宇宙呈現一種絲狀海綿結構,宇宙空洞的數量多到難以估算的程度。天文學家認為,銀河系位於一個宇宙空洞的附近,他們利用計算機模擬和大型巡天望遠鏡收集的數據來估算這個空洞的大小,它的半徑大約為10億光年,這個與銀河系“相依相伴”的空洞碩大無比,它是我們已知的宇宙中最大的一個。斯隆數字巡天項目的天文學家相信,宇宙中大多數空洞的半徑在9000萬到4.5億光年之間。大大小小的宇宙空洞不是空無一物的“虛空”,在一些宇宙空洞中分佈了稀少的行星和恆星,星系和星系團,即使是“空空如也”的虛空也充斥了粒子和宇宙射線的活動,大量的塵埃、冷熱氣體物質聚集在星系空間和宇宙空洞之中。

“存在與虛無”或“物質與空間”的不均勻分佈是原子和宇宙結構最顯著的特徵。在微觀尺度的原子中,物質集中在原子核上;在宏觀尺度的黑洞和太陽系一類的恆星系中,物質集中在“黑洞奇點”和太陽一類的恆星;而在超大尺度的宇宙結構中,恆星和星系的物質、能量集中在絲狀海綿體的“絲帶”上。物質和能量在原子、黑洞和星系、宇宙大尺度結構的集中分佈符合哲學非均衡論的“等效原理”,同樣,原子、黑洞和星系、宇宙大尺度內的空心化符合哲學空虛論的“等效原理”。自然的虛無程度大於存在,宇宙的空間體積大於物質,這種宇宙結構的存在是現有的量子和宇宙理論所不能徹底解釋的問題,宇宙暗能量大於宇宙的物質引力,這可能解釋了其中的原因,然而,宇宙物理學家目前不能說明暗能量與引力“對稱性破缺”的原因。

“存在與虛無”的非均衡性

(宇哲手稿:鄧如山

時間:2018-12-20)


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