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《宇宙的真谛》讲座第一讲,第二讲

吴东敏

第一讲???宇宙的定义

科学的宇宙观念主要有两种:经典的宇宙观和相对论宇宙观。在两种宇宙观里,宇宙的定义是完全不同的。

一,?经典的宇宙观,空间时间物质概念。

什么是宇宙?经典的或称牛顿时代的宇宙观念认为:宇宙是物质结构,是万物的总称。在天文观察或者观测中,宇宙泛指总星系(指所有的星系)。宇宙包含总星系占据的空间和这一空间中的一切物质粒子及其物质结构。宇宙中的物质结构始终随时间不断地发生变化并且在广大空间里处于不断地运动之中。

什么是空间?什么是时间?在人们的传统观念中,空间就是“空”的空间,是容纳万物的场所。时间就是光阴岁月,它永不停止,永远向前流逝。在传统的或称经典的牛顿时代时空观念里认为:世界万物(宇宙万物)都在共同的三维立体空间与共同的时间里运动演化。在物理定量上,空间与时间又是一种尺度或者工具,就像人们生活中的度量衡工具一样,是绝对的。三维空间用来度量宇宙万物之间的距离与位置,时间用来度量每个空间状态先后间隔过程的长短。空间和时间是客观存在的,不为人们意志为转移,不能因为某人没有看到空间,时间就认为空间时间不存在,也不能认为在人类或其它物种没有产生之前和消失之后,空间时间不会存在。这样就可以消除“人择原理”引起的无意义的纷争。时间空间不是物质,仅仅是一种存在而不是实在。空间和时间观念通常作为高等生命——人类大脑中的思维意识而存在。普通动物,植物,微生物,它们虽然在空间里生存,但是,它们并没有空间时间存在的观念和意识,也不能因为这些生物没有意识就认为空间时间不存在。没有空间和时间的存在,就没有不断演化中的宇宙,万物在空间中存在,在时间里演化是永远不变的真理。

在经典的宇宙观里,空间绝对静止,连续不变,各向同性,尺度无限。空间不包括空间中的任何物质(基本粒子,以太等),指的是绝对虚空或绝对真空的场所。这种把物质从空间中独立出来是一种研究方法,一种把复杂化为简单的方法。空间就是“空”的空间,是任何粒子都不存在的空虚的空间。这样,通常的物质及其它如暗物质,以太,场,引力,电磁力,真空能等物质与物质现象就无法在空间中躲藏起来,就可以避免有些科学工作者研究员高级教授在研判中堕入到唯心主义的歧路中去,甚至拔不出来。把物质独立出去以后,剩下的则是一个绝对静止,尺度无限,连续不变,各向同性的人们常知或者熟悉的几何空间,称为欧几里得几何空间(欧氏空间)。这样就可以自然地把黎曼空间,罗氏空间,高维空间等畸变空间理念从欧氏空间里请出去。因为只有在欧氏几何空间里的物理理念才符合人类生存,生产,生活的正常习惯。假如,爱因斯坦的弟子认为,由于地球的存在,地球表面及附近的空间会畸变成黎曼空间的话,他们首先必须详细提供地球如何能使空间歪曲的充分的物理理由。这种物理理由至今没有人能够提供,今后也不可能有人能够提供。因为地球引力只对物质的质量产生作用,不可能对空间发生作用。对于卡拉比丘成桐多维空间也是如此。宇宙的物理问题与数学游戏应该严格区别出来。

在空间中,我们不管往哪个方向看,其尺度都是无限大,就像无限大的半径,其球的体积无限大。或者以空间中某一点为原点,它的前后,左右,上下的尺度均为无限大,空间的体积等于无限深乘以无限宽乘以无限高等于无限大,这一点一直为人们所理解。前后,左右,上下三条相互垂直的直线构成了三个相互垂直的平面,这三个平面决定的空间,就是人们常知的三维空间。三维空间中某一点,比如天空中飞机的位置,我们可以用经度,纬度,高度三个坐标尺度来表示它的位置。空间尺度的计量单位主要有:国际标准米(m,微米(μm),纳米(nm),千米(km),光秒(ls,光年(ly,天文单位(日地距离),千秒差距(kpc),兆秒差距(Mpc)。

除了绝对的欧氏数学空间观念以外,有不少物理学家和物理学研究者提出了相对的物理空间观念,把他们认为存在的暗物质,暗能量,宇宙弦,各种场物质,以太物质,量子类圈体,旋进量子,光子海,磁单极子海,超流体,太极子,宇宙子,斥力子等等不能直接观察到的物质包含在空间中,表示空间的特性,演变出形形色色的多种空间观念及其理论。在此须要特别提醒,在设想解释物质粒子相互作用,及其形成的物质结构时,不要误入再次的,主观意想的,唯心主义的,脱离物理定律的歧途之中,请始终不要忘记:任何物理空间必须以一无所有的不含有任何物质的三维的几何空间为背景。

时间永远流逝,永远向前,它的连续性,单向性就像一条有方向性的直线。在数学里可用数轴表示。时间没有开始,也没有结束,它是无限的。在人们的思维中,时间可以向前看50亿年,500亿年,5000亿年……,也可以倒溯到过去的50亿年,500亿年,5000亿年……,你想时间多长就有多长,全凭你的想象力。时间在描述宇宙物质运动演化时,它是矢量,表示物质运动顺序的单向性,人们把它比喻成流水,总是向前,不能倒流;此时的时间,表示物质运动的时间坐标在移动。但通常的时间是标量,表示两个空间物质状态的时间间隔。时间间隔的计量单位主要有:秒,毫秒,微秒,纳秒,分,小时,日,月,年(回归年),万年,亿年。时间的计量方法主要有:铯原子钟的铯衰变辐射周期法。当地太阳时认定法(当地两个相邻太阳最高点时的时间间隔为一日,太阳最高点定为当地时间12点)。格林尼治时间测量法(相邻两次穿过国际日期变更线上某地的时间间隔为一日)。天文时间观测法(相邻两次在某天文台同一位置同一方位观测到某星座恒星的时间间隔为一回归年)。全球GPS系统同步时间定位法(统一的地球时间)。美籍物理学张操教授把如小时,日,月,年等表观的,通常的,可感觉的,外部的(精确的或者不精确的)量度看成是牛顿物理绝对时间观中的相对时间。与现实生活中的时间观念比较相符。他认为:“时间的定义不应该局限于一种特定的物质运动,例如光的运动。时间(和空间)是比光速更为基本的物理量。世界上即使没有光线,也照样有时间的定义。”绝对时间中的“秒”与认为是相对时间中的日(地球自转一周所需的时间),月(月球公转一周所需的时间),年(地球公转一周所需的时间)之间的换算差异诞生了现代天文历法。采用阳历闰年,阴历闰月等方法来加以调节。满足人们的生产需要和生活习惯。

宇宙是物质结构,是万物的总称。什么是物质?物质既是一种存在,又是一种实在。它有形状,有尺度(大小),有质量,有特性(电荷)等。不具有形状,尺度,质量,特性的存在,就是非实在,非物质。这样就可以把物质与非物质的概念区分出来。

大部分物理学家把物质分为两种形式,一种是有形有质量的实体物质,另一种是有能量无形状的物理场物质。把场物质定义为特殊物质。可以暂定为特殊物质的有:各种场,以太,超流体等等。特殊物质是人们在不了解自然现象的本质情况下的设想,有待人们揭开它的本质。

宇宙中只有物质与非物质,没有特殊物质的观念可以把物质的概念统一起来,避免在学术研究中因为概念的演变引起无休止的争议。物质是不依赖人的主观意志为转移的客观实在。携带质量和能量(或电荷)是物质的基本特征。通常物质(基本粒子及其结构)必须具有几何形状和空间尺度。

古希腊科学家亚里士多德认为地球上的物质由水,气,火,土等四元素组成。古希腊哲学家德谟克利特认为一切物质均由许多“原子”排列组合而成。现代粒子物理学认为,一切物质(物质结构)由62种基本粒子构成。它们是:36种夸克,12种轻子,14种玻色子。但是,62种粒子的形状,尺度,质量,性质没有明确规定,距离定义它们为物质粒子还遥遥无期,目前仅仅停留在模糊的设想之中。在我的“二粒三构”理论学说中,一切物质结构均由两种基本粒子构成,它们有质量,有电荷,有形状,有尺度。二粒三构理论学说是《宇宙的真谛》的核心部分。

宇宙在尺度上是有限的,还是无限的?有部分物理学家把空间当成宇宙,由于空间无限大,所以他们认为宇宙的尺度无限大。在经典的宇宙观里,宇宙是万物的总称,假如无限大的空间里都存在着物质结构,则我们可以说宇宙无限大。

20世纪40年代以前,大部分科学家都相信宇宙无限大。在天文观测中,遥远星座在天球投影的位置角度,年复一年始终没有变;人们也祈盼着恒星(太阳)永远不老,宇宙永远不朽不变。即使空间中的恒星不断地消亡,但是又会不断地产生,宇宙是永恒的,在时间上,宇宙没有开始,也没有结局。所以把这种在宇观大尺度结构基本不变的宇宙称为“稳恒态宇宙”或称“稳态宇宙”。后来,有些科学家以为宇宙是从大爆炸开始,从很小变成很大,而且越变越大(宇宙不断膨胀),那么这个宇宙是有限的。因为有限的爆炸膨胀速度乘以有限的膨胀时间等于有限的宇宙尺度(s=vt)。如果这个宇宙越来越大,宇宙中物质的平均密度越来越小并趋向于零,然后整个宇宙在广大的空间中慢慢地消失,科学家称这种宇宙的结局为开宇宙。反之,如果宇宙的体积反变缩小,越来越小,物质的平均密度越来越大,最后收缩成为一点或很小的体积,科学家称这种宇宙的结局为闭宇宙。

在传统经典的宇宙观里,宇宙尺度可能存在如下几种状态:

1,?空间无限大,空间里布满物质结构(星系结构)。宇宙是无限的。

2,?空间无限大,宇宙里包含的物质结构(星系结构)只占据部分空间。宇宙是有限的。

3,?空间无限大,宇宙是有限的。空间里存在许多个宇宙,甚至无限个宇宙。

二,?相对论时空观。

20世纪初,爱因斯坦先后发表了被称为狭义相对论和广义相对论的文章。经爱因斯坦的弟子学习总结后,形成相对论时空观。在相对论里,宇宙的定义发生了变化。什么是宇宙?宇宙就是时间和空间,合称为“时空”。此谓:“四面八方(空间)为宇,古往今来(时间)为宙。”当然也包括时空中的物质。按照人们的传统观念,空间无限大,时间无限长,宇宙尺度应该无限大。但是在这里,时间与空间也可以是有限的,它可以从某一时刻,某一大小开始到某一时刻结束。时间与空间是宇宙的主体,再也不是度量工具。相对论时空观把时间与空间两个完全不同的量结合起来成为“时空”一个概念:时间不能完全脱离和独立于空间,而必须和空间结合在一起形成所谓“时空”的客体。把三维空间加一维时间发展成为“四维时空”(闵氏时空)的相对论宇宙观。

随时间变化的三维空间中的物质运动,其图像简单直观。可以用电影摄影机来比喻,它以每秒24格的频率连续拍摄,将活动图像分解成24幅静止的图像来研究,把复杂化为简单。在电影放映机里又可以用每秒24格的速度播放,还原物质的真实运动。其它,如用于人体健康检查的CT扫描拍摄也与此雷同。把时间与空间独立开来,有利于人们认识世界。而“四维时空”把时间与空间结合在一起,把简单化为复杂,把人们的大脑渐渐地向歧路中引进,五维时空,十维时空,28维时空直至M理论认定的11维时空。时空如此复杂,那么在复杂时空中运动的物体和人类将如何生存?高维时空能为时空隧道,时间机器等荒唐的怪物,提供理论基础。对于人们现实的生存生活则没有任何物理意义。空间和时间是非物质性质的存在,把空间量子化,时间量子化,所谓空间量子尺度为10-35m,时间量子尺度为10-43s,量子化的空间与时间是可以分离的,不连续的。显然是无稽之谈,十分荒谬!

对于爱因斯坦本人来说,他还是奉行传统经典的宇宙观念,为了得到一个稳定的宇宙,曾在他的方程中加了一个宇宙常数项。在膨胀宇宙的发现和确认以后,爱因斯坦后悔自己错了。

相对论建立在相对性原理,光速不变,等效和广义协变性原理上。在光传播需要时间和天体的引力场对时空影响作用的现象和原理来看,遥望夜空的星象,并非实际的星图:1,数千年,数万年前的星光到现在才进入我们的眼帘,其实际位置早已偏离。2,星系之间的相对位置与状态的表观现状,与其实际状况可能大不不同。3,远处星光穿过临近星体(主要指太阳)到达地球,远处星体的表观位置与实际位置不同而发生视差。4,地球的自转,公转,太阳绕着银河系中心的复杂运动,又使人们的观测复杂化。

在地球上看宇宙,或者说在星系里(银河系)看宇宙,只能看宇宙的局部,是在看宇宙的过去。比如说,我们观测太阳是在看它820秒前的样子,因为阳光从太阳走到地球这段距离需要的时间是820秒。看仙女座大星云(编号为M31)是在看它220万年前的模样,因为M31与地球的距离约220万光年。许多旋涡星系的平面是斜着倾向地球,它的一侧与另一侧与地球的距离相差数万光年,因此,人们拍摄到这样的星系的模样非其真实的样子,两侧相差数万年时间。所以,在地球上看宇宙犹如坐井观天,瞎子摸象,无法把宇宙的全部图像或者局部图像描述出来。看到的图像大部分不正确,不精确。要了解宇宙的全部结构和宏观模样,就须要一个共同的时间,共同的空间,也就是说人们的认识必须回到牛顿时代以来经典的空间时间观念上来,通过多种方法途径,多种技术手段,逐步建立直观的宇宙结构模型。目前,螺旋结构的银河星系模型已经比较直观地呈现在人们的面前,我们的太阳位于英仙臂和人马臂之间的猎户支臂外侧,距离银心2.7万光年的位置上。宏观的宇宙图像和模型不能建立在可变的相对论时空里。在传统的牛顿时空观念里,人们考虑到光速不变,光传播须要时间,天体结构,天体力学,天体物理学方面的问题,客观地探测宇宙结构的真实模型及其演化规律。在传统的宇宙观里,宇宙,空间,时间,物质等概念清晰,条理分明,各行其道,表述简单。避免了相对论时空观把时空物三者融合在一起的复杂性及其引起说不清道不明的无休止的百年之争。当初,爱因斯坦对迈克尔逊和莫雷的光速测量实验感到十分兴趣,把光速不变的实验结果引进他的论文中,用光速去度量时空,是赶时髦的冲动。对于光的本性本质问题,笛卡尔,牛顿,惠更斯,麦克斯韦,爱因斯坦,霍金等大批科学名家始终没有搞清楚。在光速的本质问题完全不清楚的前提下,把光速不变原理作为相对论中的重要理论依据是十分不妥当的。这是相对论从诞生之日起就受到许多著名物理学家质疑的根本原因之一。

爱因斯坦是伟大的学者,在科学研究上有其不可磨灭的功勋,但不是他的相对论。最著名的是他的质能等价方程E=mc2,是核能研究的理论基础。目前为止,还没有找出更合适的方程取而代之。出于原子弹的威力,爱因斯坦登上世界科技高峰的最高宝座。许多人把爱因斯坦一般的甚至错误的东西视为至宝是可以理解的。青山遮不住,毕竟东流去,相对论及其宇宙观现基本上已被人们所抛弃。当代前沿科学家,实验物理学家基本上不相信相对论。霍金在《时间简史》第九章时间箭头里说过:“任何这些可能性都不符合我们所观察到的情况。然而,正如我们看到的,经典广义相对论预言了它自身的崩溃。当时空曲率变大,量子引力效应变得重要,并且经典理论不再能很好地描述宇宙时,人们必须用量子引力论去理解宇宙是如何开始的。”所以,把霍金列为“当代最重要的相对论家”是张冠李戴,完全不合适的。霍金讲解相对论,但是不相信相对论,也不相信大爆炸理论,他相信的是量子力学和超弦理论。作为一种理论,只要主要部分的某一点被证伪,这个理论就要放弃。还没有被证伪的,可以暂时保留下来进行继续考证。许多民间科学工作者已经发现相对论的弊端,试图把爱因斯坦和相对论作为大老虎打,全面揭露,无情批判,进行了几十年还不休止其诚是可嘉的。相对论淡出空间物理学是必定无疑的,也不要期望有一天某位主流物理学家出来宣布:相对论是错误的。如果要宣布,早在20世纪80年代世界主流物理学界就可以宣布广义相对论和大爆炸理论死刑。因为爱因斯坦是祖师爷,多少徒子徒孙仍然直接或间接在享受着他的俸禄。何况这种理论引发的无意义的争论对社会并没有产生实质上的危害。其实,作为科学研究,批判相对论不是目的。

霍金在《时间简史》中说:“科学的终极目的,在于提供一个简单的理论来描述整个宇宙。”大道至简,理论以简单朴素为美。其实质却能无所不至,万象包罗,而且尽可能地做到定性明确定量简单,能告诉大部分人们而不是少数科学家:我们赖以生存的宇宙的真谛所在?

三,?宇宙学公理,小结。

自从古希腊科学家哲学家亚里士多德和德谟克利特以来,至今已有2400多年的历史,人类可以归纳出如下有关时间,空间,世界万物的宇宙学公理:

1,?时间空间是不以人类主观意志为转移的客观存在。时间空间是虚的存在而非物质性的存在(非实在或者虚在)。

2,?世界万物是不以人类主观意志为转移的客观存在。世界万物是实的存在(实在)。

3,?世界万物始终随时间不断地发生演化,并在空间中处于绝对运动的状态之中。

4,?时间具有连续性,顺序性,单向性。时间犹如光阴岁月,江河流水永不停息,均匀流逝,勇往直前。空间是承载世界万物的场所。空间绝度静止,尺度无限,各向同性。

5,?时间空间是表述万物运动的两个不同的物理量,物质的运动轨迹可以由它的空间坐标和时间坐标移动轨迹来表述,但它们不是物质,只有数学度量。

2400年来,人类形成了传统的,经典的宇宙观念,后来被称为牛顿时代的宇宙观:“什么是宇宙?宇宙就是世界万物。”通俗认为包括太阳,月亮,星星,大地。泛指总星系及其占据的空间以及空间中的一切物质结构和一切物质粒子。经典的宇宙观念把宇宙定义为“万物”。描述的是实在的物质第一性的宇宙。它是唯物主义哲学宇宙观,自然科学的基石。近100年来,出现了相对论的宇宙观念,把宇宙定义为“时空”。描述的是虚拟的非物质性的宇宙。它是四大宗教里唯心主义哲学的延续和演变。西方国家神的意志推动下的时空大爆炸,与东方中国盘古王开天劈地,然后万物生机盎然,如出一辙。演变成意识第一性,物质第二性的唯心主义哲学宇宙观。这种非物质性的宇宙演化,把没有物理特性的简单的欧氏空间,唯心地设想成各种歪曲空间,黎曼空间,高维空间。但是,始终难以找到空间畸变原因的可靠的物理解释。

 

 

第二讲??质量与能量

一,?质量与能量的定义。

在牛顿力学中,物质具有质量和能量。质量与能量是物质的两个基本特性,这是区别物质与非物质唯一的重要标志,凡是物质必须具有一定数值的质量和能量。

质量是定义物体或物质含有物质多少的一个物理量值。质量大小表示物质或物体含有物质数量的多少。在这个定义下建立起来的牛顿力学定律里,物体质量的大小显示了物体惯性能力的大小,质量越大,惯性能力或者效应越强。同时,物体的质量的大小也显示了物体抵抗外力或产生引力效应能力的强弱,质量越大引力效应越大。在相对论里,爱因斯坦根据牛顿力学里的这两个效应,用运动和力的角度去理解与发展和重新定义质量,引进了“惯性质量”和“引力质量”两个概念,把牛顿力学里,质量是物质多少的概念演变成相对论质量,提出静止质量和运动质量概念。生活在地球赤道上的人类,时时刻刻跟着地球以每秒大约465米的速度自转,以每秒大约30公里的速度绕太阳公转,又以每秒大约250公里的速度随同太阳绕银河系的中心转动,银河系又有可能以更大的速度在空间中运动,宇宙中没有静止的物质和天体,何谓静止质量?所以判定静止质量与运动质量没有具体标准和现实意义,会把事件变得愈加复杂。在牛顿力学中,物体的质量的大小与其运动状态和运动速度无关,始终不变,牛顿力学中的质量定义才是客观地表达物体或物质性质的一种基本物理量。在相对论力学里,物体的质量与其运动速度有关,速度越大,质量越大,而且这种质速关系是非线性关系。物体在运动过程怎么能够获得更多的质量呢?似乎十分荒唐的唯心设想对表示物质性质不会有任何贡献,只会增大事物的复杂性。与此相反,中国重庆有位学者认为:物体的质量随着其运动速度的增大而减小,当物体的速度达到光速时,质量减小到零,这位学者的设想与推导似乎也很正确,并没有什么问题。然而,物质的速度达到光速时,质量到底是零还是无穷大?反正,运动中的物体的质量无法直接测量,胡说八道都行。但是,它们违背了哲学,逻辑学的原理。相对论力学的质量概念来自牛顿力学质量定义之下,却又演变出否定牛顿力学质量的定义,是自相矛盾的舍本求末,违背了逻辑学的“同一律”。相对论力学源自于牛顿力学,却偷换了牛顿力学最根本的质量定义,模糊了质量与动量的概念,设想了相对论动力学方程,从逻辑上讲,这条方程是不允许的,也不可能得到实验的验证。所谓的验证,必须重新引起人们的深思。相对论力学不是牛顿力学的发展,而是基本概念上错乱发展的产物。数百年实验证明,牛顿力学才是近代科学最完美而不可动摇的经典理论。

能量的定义是物质运动做功能力的一个物理量值。能量大小表示物体或物质做功能力的大小。物质能量的扩散传递与转换通过力的形式发生作用,人们称它为“能力”比较合乎常理。通常的能量类型主要有:机械能(动能,势能),热能,电能,磁能,电磁能,化学能,光能,核能等等。

机械能是物质的速度和所处的位置具有的能量。

热能是物质粒子无序自由的无规则振动具有的能量。

电能是带电物质与带电物质之间具有的能量。

磁能是磁性物质与顺磁性物质之间具有的能量。

电磁能是原子核与核外电子之间具有的能量。

化学能是电子,离子之间的电磁结合具有的能量。

光能是光子质量具有的动能和光波具有的波动能量。

核能通常人们以为是核子之间的结合能。

从以上可以看出,在各种能量中,人们无法找到离开物质的能量。?同样,人们也无法找到没有质量的物质。已知的世界万物都是如此。如果我们设想有一种没有质量的物质或者基本粒子,唯物主义者认为,应该拿出一张纸,把它的结构图形画出来,赋予它有一定的形状,尺度,性质,结构;才能向他人说明该粒子是如何与其它物质之间产生相互作用。然而人们会发现,这种粒子的结构图形是画不出来的。即使画上一个圆圈,圆圈的中心空空的没有质量,人们很容易理解,如果有人问,圆圈是什么物质材料怎么没有质量?就难以回答。更难的是,一个没有质量,没有电荷的粒子是如何与其它物质发生作用?还得要设想除了引力,电磁力,强力,弱力四种相互作用以外,还要发现第五种自然力。发现第五种自然力可能是超难问题。但科学家妄想用一种避开自然力的说辞如耦合,场效应之类加以敷衍,演变出一种机制。目前最“成功”的是希格斯玻色子在希格斯场机制下能使粒子获得质量,竟然能使部分科学家相信,还能获得诺贝尔奖。这个世界上,前沿物理荒唐之事层出不穷,一种研究,只局限于搞学术研究的小圈子里的部分人所主宰,不可能让圈外人提出质疑,说白了是少数几个人说了算,怎么能证明它的正确与否?这是人类科学的悲哀!

自然界所有的能量均由物质所携带,物质携带质量和能量是物质的基本特性。物质之间的相互作用力是因,运动变化是果,有因才有果,因果律不能颠倒。

二,质能方程。

1,牛顿力学的质能方程:E=mgh+mv2/2

这是一条最完美,最精确的质能方程。它表示处在地球引力范围内的地球表面物质的能量等于其位于该处相对的引力势能与其动能的和。它至今仍然是现代水力发电站设计的理论基础,在世界范围内,它已经通过不计其数的实际验证。在此不必细说,估计没有人提出异议。

2,爱因斯坦的质能等价方程:E=mc2

这是一条最重要的质能方程。是核能研究和核电站建造的主要理论基础。物质的能量由它的位置和速度来决定,本方程缺少位置项,只有速度项,显然是一条不完全方程。在牛顿力学质能方程里,如果估计势能mgh等于动能mv2/2的情况下(即:mgh=mv2/2时),此方程就变成爱因斯坦的质能方程E=mc2。所以,我们可以把爱因斯坦的质能方程看成近似的基本正确的质能方程。所以,我认为爱因斯坦质能方程是牛顿质能方程的特例,而不是发展。

验证爱因斯坦方程的精确性虽有困难,但是至今仍然无法找到更加合适的方程取而代之。

一条不很精确的方程也可以用其它参数加以调节,把它变成十分精确的方程并不奇怪,例如,把核燃料利用率数值进行调整会使E=mc2变得十分精确。

爱因斯坦的质能方程显示了核反应中的核材料的质量亏损化作光子,中微子,以太等其它粒子质量的同时放出核子之间的结合能。它应该理解成质能等价方程而不是质能互换方程。请不要把它理解成质量可以变成能量,能量可以变成质量。在核反应过程中质量始终守恒,在这里,质量守恒定律依然是不可否定的宇宙学基本定律之一。许多物理学家把质量守恒定律,能量守恒定律演变成质能守恒定律,这个微小的差别,把质量能量混为一谈,不知不觉会把现代科学引向歧路。许多前沿物理观念的设想就是从这个错误观念开始,导致物理学前景依旧一片茫然。

3,相对论质能方程:?E=m0c2/√1-v2/c2

20世纪30年代以后,粒子加速器的开发制造和不断改进,能量从1MeV以下的低能加速器到如今的1TeV以上的超高能加速器,能量提高百万倍以上,科学家发现,被加速的带电粒子束流的速度始终不能突破光速,并遵循上述质能方程。因为它源自相对论质速方程m=m0/√1-v2/c2?,所以称为相对论质能方程。

相对论质能方程限制了光子的质量m0必须为零,光子在作光速运动时,E=0/0=于任何数,方程成立;如果m0是不为零的任何数,则任何数除以零等于无穷大,光子的能量将变成无穷大,方程将不能成立。本方程也限制了任何物质的运动速度必须小于光速,否则,质量能量出现虚数,显然违背物理规律。然而,光子的能量不可能无穷大,光子的质量也不可能是零,有许多实验如康普顿散射实验效应,光电效应实验能够证明光子具有一定数值的质量,动量与能量。

宇宙中白矮星的数量很多,白矮星是恒星燃烧了数亿年后衰老的恒星,质量大约减小了一半。恒星燃烧把自身的质量以光子辐射和恒星风抛洒暗物质粒子(中微子和其它粒子)的形式带走了天体的质量,仍然遵守质量守恒定律。在相对论的指导下,在天文观测方面,前沿科学家为了满足相对论的须要,把光辐射列为能量辐射而不是物质质量辐射的范畴,把宇宙物质结构的组成列为:能量73%,暗物质23%,通常可见物质4%,虽然没有大错,但须要重新审视。

为了使相对论质能方程不与质量守恒定律相悖,本人在2004年写有文章《爱因斯坦方程的再讨论》发表在西陆网现代物理争鸣论坛上。把光速分为绝对真空光速和相对真空光速,绝对真空是没有任何物质的欧氏几何空间,相对真空是含有暗物质,以太,场物质的物理空间。物理真空中的光速始终略小于绝对真空中的光速,这样,相对论质能方程就允许光子携带较小的质量下可使方程仍然成立。后来几年,我发现相对论是一个不可验证的理论,只会引起人们无意义的争论不休,所以把空间分为绝对真空和相对真空并没有多大意义。更重要的是,当我发现光的本性以后,认为光不可能在绝对真空中长久辐射,因为光结构在绝对真空辐射中散架了;前沿科学家观测到宇宙空洞,辐射到宇宙空洞中的光突然寂灭可以得到证明。

三,能量的起源与自然的力。

能量起源于力,但能量有别于力。力有三要素:大小,方向,作用点;力是矢量。能量有大小,但方向和作用点不是唯一的,而经常是多个方向,多个作用点,所以能量是标量。能量是力做的功,能量也表示物体做功的能力。物质能量的传递,交换与转换的微观过程须通过力的相互作用来完成。人们在长期的科学总结中,发现了4种自然的力:万有引力,电磁力,强核力,弱核力。我把它们细分为6种力:

1,万有引力,或称牛顿力。它是基本粒子或者物质结构的质量之间的相互作用力。

2,电力?,或称静电力或库仑力。它是基本粒子或物质结构的电荷之间的相互作用力。

3,磁力。它是磁性物质之间的相互作用力。

4,电磁力。它是电子之间或者电子与原子核之间的相互作用力。它也存在于某些天体之间的相互作用力。

5,强核力。核子之间的结合力。

6,弱核力。核子内部的离散力。

进一步的研究表明:6种力的本质只有两种力:牛顿力和库仑力。它们分别是基本粒子或者物质结构的质量或者电荷之间的相互作用力(详细分析请看后文)。所以,一切物质的能量起源最终归结于牛顿力和库仑力。可谓:“没有力?哪有能?”

某些权威的物理学家认为宇宙中的能量分为正能量和负能量,这是没有物理根据的不正确的说法,认为宇宙的正能量等于负能量,总能量等于零,它违反了质量守恒定律和能量守恒定律。能量是标量不是矢量,也不分正负,能量的最小值是没有能量即零能量,宇宙可以从无到有,但构成宇宙的基本粒子不能从无到有,基本粒子的能量也不能从无到有,宇宙的总能量等于构成它的一切基本粒子能量的总和。宇宙始终遵守质量守恒,电荷守恒,能量守恒定律。通常有些人们把正义的能力称为正能量,不在此例,它不属于物理学范畴。

四,?质量的自聚性和能量的离散性。

1,?引力,重力,重量和质量。

我在网上看到许多学者教授对引力,重力,重量,质量的概念理解不同,纠缠不清。在此首先表示我的看法:

处于地球表面的人类在生活工作活动中,经常感觉到我们身边的各种物质物体都具有重量,那是因为这些物体具有重力,重力是地球对物体的引力,重力和引力的单位在标准国际单位制中用牛顿和达因来表示(1牛顿=105达因)。重量是重力大小的量值,重量的大小本应该也用牛顿来表示,但是,按照人们的生活习惯,重量的单位采用公斤(kg),克(g)来表示。并设置在常温常压下(摄氏20度,海拔为0米时,一个标准大气压时)物体的重量等于物体的质量,即1公斤的重量等于1公斤的质量。1公斤质量的物体,不管它置放在海平面还是放在珠穆朗玛峰上,或者月球表面或者火星表面,它的质量始终是1公斤,因为它所含有的物质的多少没有变化。1公斤质量的物体在海平面,在高山上,在月球上,在火星上,在飞船上,它的重量是各不相同,因为它在不同的地方所受到的引力大小各不相同。重量表示重力的大小,物体的重量与它接受到的引力等值。

2,?质量的自聚性。

地球表面所有物质物体以及地球内部的一切物质都具有重力,重力的方向都指向地球的中心。这表示构成地球的所有物质的质量具有自聚性。地球的中心,包括地球的质心,地球的重心,地球的几何中心三者几乎重合在一点。通常的质量的自聚性指的是构成物体的各个质点向物体的质心自聚的特性。质量的自聚性可以很容易地由牛顿的万有引力定律得到理解,它是构成物体的所有质点的万有引力的合力表现出来的特性。

我们看到气态的云雾凝结成球形的小水珠下落到地面;我们看到铸造工厂里有许多熔融态的金属凝结成球形的小珠子;中国女航天员在飞船中的物理实验,看到失重状态的液态水凝聚成水球在空间中漂浮。这些都是物质具有质量自聚性的杰作。由此,我们会理解高温气态的恒星为什么会呈球形;我们也会判断出地球,月球,水星,金星,火星的早期曾经经历过高温熔融状态。

3,?能量的离散性。

物质的能量包括机械能,热能,电能,磁能,电磁能,化学能,光能,核能等。地球物理学研究认为,地球的结构由地壳,地幔,地核构成。地球内部物质的温度和压力随着深度的增加而不断增高,使熔融态的岩浆除了有地心的引力,又有以热能为主引起的离散力,这种离散力的微观本质是电磁斥力。地壳的厚度约840公里,在地壳板块较薄弱的区域经常发生火山爆发或发生地震。这证明构成地球物质由于携带热能而具有离散性。地球内部各个质点的离散力与它的重力方向相反,由于热能带来的高温高压,离散力大于重力,它试图冲破地壳的阻力,迸发出来。

恒星燃烧发出的各种巨大的能量,其本质主要是氢聚变产生的核能。能量的离散特性主要表现在天体的高温高压和以光辐射与粒子抛洒为主要方式。

物质物体具有质量的自聚性与能量的离散性是物质的基本特性。这种特性,也可以用人类的活动来理解,宇宙中一切物质和物质现象包括人类的活动,如一个党派,一个团体,一个企业,一个企业集团也都同样具有自聚性和离散性两个方面。

4,?天体的自转与粒子的自旋。

除了地球日以继夜的自转以外,科学家在天文观察中发现,几乎所有的球形天体都是自转的。天体为什么会自转?我们应该找出它的主要原因。天体质量的自聚性和能量的离散性使天体处于自聚引力和离散力的平衡状态,这种平衡是不稳定的,一旦天体表面某一质点受到外力的作用,根据力合成的平行四边形法则,质点会有一个切线方向的分力,驱使天体开始转动。开始转动的天体,每个质点的离散力向质点运动方向倾斜,分力加大,使转动速度加快;速度越快,每个质点的离散力越向运动方向倾斜,切线方向的分力变得越大,使转动加速,直到天体达到最大的自转速度。

天体自转的角速度与天体质量的乘积表示天体的自转角动量,它的大小取决于天体的能量大小(或者离散力的大小),这是内因,当然,天体自转角动量的大小还与天体的外部环境有关,这是外因。内因与外因共同决定天体的自转角速度。发光发热的天体具有较高的能量,因此具有较大的自转角动量。科学家可以观测天体的自转角动量来估算天体的能量并可获得天体内部结构方面的部分相关信息。

对于微观粒子,科学家在长期反复的研究中发现它们有自旋的性质,如离子,原子核,电子,光子等。由于它们携带电荷,构成每个微观粒子内部的每个质点携带同性电荷,它们彼此之间的库仑斥力使它们具有离散性。处于质量自聚引力与电荷离散力平衡的微观粒子一旦表面受力,粒子则会产生振动;由于力合成的平行四边形法则,质点在切线方向产生分力,使粒子开始转动,转速越大,每个质点的离散力越向转动方向倾斜,驱使转动的分力更大,转速会越来越大,直至达到最大值。粒子自旋的角动量数值的大小取决于粒子的电荷与质量的比值,这个比值称为粒子的荷质比。所以,微观粒子荷质比越大,粒子自旋角速度越大。这样,可以帮助人们估计出微观粒子之间在空间中运动和相互作用方面许多相关的性质和规律。

五,宇宙的纯朴性和复杂性。

我们的宇宙是物质性的宇宙。宇宙的演化,归根结底是宇宙物质物体的质量与能量发生运动和变化。任何物体由基本的物质构件组成,基本粒子所谓的“基本”,表示它既不能消灭,又不可创生,也不可以再分,它们是组成基本物质结构的原始材料。数量庞大的基本粒子及其结构,形成了五彩缤纷的复杂世界,它们把上百类自然科学及其分支从根本上联系在一起。科学家都相信宇宙是纯朴的,纯朴就是朴素简单,它是由基本粒子排列组合而成的物质结构的运动变化。科学的目的是不断探求更深层次的基本构件,反复多次地从底到顶,从顶到底,梳理推导,总结研判,直至发现基本粒子的原型及其性质。基本粒子非常纯朴,它们在通常的三维空间中存在,没有遇到卡拉比丘空间流形,它们不懂得加减乘除和复杂的数学,更不知麦克斯韦方程组,薛定谔方程,爱因斯坦场方程是什么?基本粒子与基本物质结构在相互接触时只表现为吸引作用或排斥作用。粒子的质量引力和电性引力能使各种各样的物质结构形成,电性的能量离散斥力能使物质结构发生运动变化。

宇宙的复杂性表现在:宇宙中只有相似,而没有相同的物质结构与运动状态。从物质的表观特征来看,有人找过,在地球上找不到完全相同的两片树叶,两粒砂子,两个指纹;找不出两个完全相同的人,即使是同一个人,他的昨天与今天不同,早上与晚上不同;追溯到构成这些物质结构体的不同与变化,以至找不出完全相同的的原子,电子,甚至基本粒子。虽然我们不能观察基本粒子的表观特征与内部结构,但我们可以判断它们不能处于相同的状态(位置与速度)所表现的特征。不同粒子的排列与组合数非常巨大,构了非常复杂的宇宙。所以,在宇宙中很难找到统一的“放之四海而皆准”的绝对真理。宇宙中的真理都是局部适用的相对真理。质量能量的运动变化不可能全部按照规则定律来进行,常常是确定性与随机性相伴随,有序与无序相连接,简单与复杂相交融,表现出宇宙演化的混沌性,无规性。宇宙是个复杂的大系统,宇宙学与系统科学,混沌科学的研究应该联系起来,并不仅仅是相对论与量子力学。

 

 

 

 

 

 

 

 

 


王令隽:朱清时院士的佛教物理学

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一.一位朋友从国内转来一篇2009年登载于《中国企业新闻网》上的文章:《中科院院士朱清时 佛法解释物理学》,摘要如下:
 “ 3月8日下午3时开始,朱清时院士发表了精彩的讲演:《物理学步入禅境:缘起性空》。引起了听众的极大兴趣,对这一惊世骇俗的论点,报以热烈的掌声。
  朱清时先生,是中国科学院院士、第三世界科学院院士、原中国科技大学校长、国际书协顾问。他作为国际著名物理学家和教育家,立足于现代物理学后最新成果,与佛教哲学相结合,探讨了物质与意识的本质意义。
  他以爱因斯坦的统一场论和霍金的“弦论”,与佛学经典《成唯识论》的“藏识海”进行比较研究,他认为是相通的。物质世界,是无数宇宙弦的交响乐,与眼前世界是藏识上因风缘而起的波浪,是极其相似的。
他不无幽默地说:“科学家千辛万苦爬到山顶时,佛学大师已经在此等候多时了!”这一论点,可以说,彻底动摇了二十世纪以来作为主流认识论——“唯物主义”的基础。”
如果朱清时先生是一位喇嘛或者方丈,我们读过这篇奇文之后也就可以一笑置之。偏偏这位朱先生头上顶着“中国科学院院士、第三世界科学院院士、原中国科技大学校长、国际著名物理学家和教育家”的光环,他对物理科学居然如此见识,不能不使人感到一种莫名的悲哀。
朱校长所谓的科学家千辛万苦爬到的“山顶”是什么呢?是“弦论”,是“能描述一切现象的理论”,又叫“最终的万能理论”,英文叫“Theory of everything”。其实弦论根本就没有得到科学界的认同。粒子物理标准模型的创立者之一,世界著名的理论物理学家、美国科学院院士,1979年诺贝尔物理奖得主格拉肖说:“超弦理论将演变出一些只有在未来的神学院里的神学家们导演的活动。自黑暗的中世纪以来,我们第一次看到崇高的科学研究最终的结局竟然是再次以信仰取代科学。” 另一位知名物理学家杨振宁先生的意见和格拉肖的意见异曲同工。20几年前我在纳什维尔的范德比尔特大学物理系工作时,我们请杨振宁教授给了一次讲座。有人问杨先生对弦论有什么看法。他回答说,弦论不能够给出任何一个物理量供实验物理学家检验。也就是说,这个理论和实际的物理世界毫不搭界。这样的理论够资格为物理学的“前沿”“山顶”吗?一个完全脱离物理现实世界的理论绝对不是前沿物理理论,而是前沿神学,前沿玄学,前沿佛学。弦论不是科学的“山顶”,而是20世纪理论物理背离科学的崎岖山路往唯心主义的沟壑下滑到谷底。在这个谷底等候着弦论的到底是西方神学还是东方佛学,科学家没有必要太感兴趣。

弦论产生的根源是粒子物理理论的深刻危机。基本粒子理论的无穷大发散问题始终得不到解决,即使重整化也不能解决所有的发散问题。引力场就没有办法重整化。理论物理已经走入了死胡同。于是一些大胆的理论家就提出革命性的假设—高维时空,以图走出困境。超弦理论由格林和施瓦兹于上世纪八十年代提出。这一理论需要十维空间,其中六维“额外维度”卷曲成尺寸在普朗克长度(10的负43次方米)的线段。 超弦理论的问题是,它给不出任何一个可以为实验检验的物理量。同时,这种理论并不是唯一的。至少有五种不同的超弦理论相互竞争。但是物理规律必须唯一,不能亦此亦彼,亦黑亦白,模棱两可,或模棱五可。1995年,惠滕(Whitten)引进了第十一维空间,于是“超弦”的线段就变成了“超膜” (Membrane)。惠滕猜想这五种不同的十维超弦理论有可能是同一个十一维“超膜理论”的不同表现形式。这种“Membrane Theory”简称为“M-Theory”,其具体结构尚不清楚,所以只是一种猜想,对五种不同的超弦理论至少是一个安慰。就是这么一种精神安慰,被许诺为“20年后就可以结束基础理论研究的“最终理论”。其实这种漂浮在11维数学空间中的M-理论只不过是以数学和物理字眼进行现代化包装的古典神学和佛学,只是还没有佛学那么高妙庄严。

可以肯定,除非超弦理论家们从高维空间或曰“额外隐形维度”回到现实的三维空间和一维时间,他们的理论就和实际的四维时空中的物理现象没有任何关系。他们的理论就只能是神学和佛学。指望躲到“额外隐性维度”中去解决现实维度中的物理问题,无异痴人说梦。做这种梦的朋友其实连自己的研究经费都还得指靠四维时空中的纳税人的三维钞票。因为如此,弦论家们和所有的宗教家们最起劲反对的就是唯物主义和科学实证主义。在这方面,朱清时校长也不肯后人。为了证明唯物主义的错误,朱院士请动了一位洋大人施太格缪勒:

  我们从当代著名的哲学家施太格缪勒(Wolfgang Stegmuller)在《当代哲学主流》一书中写的一段名言开始。
  他写道:“未来世代的人们,有一天会问:二十世纪的失误是什么呢? 对这个问题,他们会回答说:在二十世纪,一方面唯物主义哲学(它把物质说成是唯一真正的实在)不仅在世界上许多国家成为现行官方世界观的组成部分,而且即使在西方哲学中,譬如在所谓身心讨论的范围内,也常常处于支配地位。
  “但是另一方面,恰恰是这个物质概念始终是使这个世纪的科学感到最困难、最难解决和最难理解的概念。”
这就是说,一方面以“唯物主义”为标记的哲学广为流行,而另一方面“物质”究竟是什么? 却又说不清。施太格缪勒正是在这里看到了“二十世纪的失误”。
施大人所说“恰恰是这个物质概念始终是使这个世纪的科学感到最困难、最难解决和最难理解的概念。” 恰恰与事实相反。使20世纪科学感到困难的真正原因,是理论物理学家们逐渐抛弃了经典科学的物质概念,背离了唯物主义,滑到了唯心主义的道路上而不能自拔。
既然施大人认为科学的物质概念是错误的,那您就应该告诉我们证据何在,应该告诉我们什么是正确的。可是施大人唯一的理由是“物质究竟是什么,却又说不清”。您怎么可以把自己的困惑当雄辩?难道您说不清楚的概念都是错误概念?难道因为您搞不明白物理上“物质”的概念,就可以断定物质概念的错误?既然您搞不清楚,为什么不可以认真学习,等搞清楚了以后在发议论?朱院士称施太格缪勒为当代著名的哲学家。他所引用的施大人的这段论述,却不太像一个“当代著名哲学家”的议论。不过,只要他的姓氏不在中国的百家姓中,而是盎格鲁萨克逊姓氏,他的议论也就具有天生的伟大基因,值得朱校长敬畏、惊讶和震撼的。
施大人是学哲学的,不懂物理也罢。朱院士是科学家,中国科学院院士,为什么也跟着这位施大人否认“物质”的概念,说唯物主义是“20世纪的失误”?
唯物主义和唯心主义的争论早在古希腊时期即已开始,并非20世纪的哲学争论。唯物主义在科学从黑暗的中世纪的神学中解放出来的斗争中起了关键的作用。随着物理科学在十九世纪的确立,物理学研究基本上遵循着唯物主义,即任何科学理论必须能够解释自然现象,经受实验和逻辑的检验。即使在唯心主义盛行的某些领域,理论最终逃脱不了实践的检验。这是国际学术界一个不变的原则。自欧洲的宗教改革,文艺复兴和启蒙运动以后,科学慢慢挣脱了黑暗的宗教统治,摆脱了神学认识论,确立了科学认识论。科学认为大自然的规律是可以通过人类的实验和逻辑推理认识的,而不是只有少数圣人智者才能了解的东西。新康德主义价值哲学的创始人之一在《启蒙哲学》中指出,启蒙精神是一种实证精神,推理精神和分析精神,而不是纯粹的假设。科学认为人的知识的源泉是科学实验和工程实践,而不是少数智者的抽象思维和先验的假定。所以,凡是不能经过实验验证的理论都不是科学理论。普朗克说过:“实验是我们掌握的唯一知识,其他全是诗意和想象。”就连爱因斯坦也承认:“对现实的知识始于经验,终于经验。” 实践不但是检验真理的唯一标准,也是所有科学理论与科学逻辑的最终源头。这就是科学实证主义,科学上的唯物主义。
可是这一科学原则在20世纪后半叶已经被理论物理学界完全抛弃。代之而起的是中世纪的神学原则。大自然的理论不是始于经验,终于经验,而是始于假设,终于假设。理论上禁止测量的,比如夸克禁闭,或实验上根本无法测量或验证的,比如需要比太阳系还大的加速器来验证的大统一理论,被视为前沿科学。人们对理论的信心不是建立在反复重复的独立实验之上,而是建立在对先验的原理的信仰之上。信仰取代了实证,中世纪的权威崇拜和神秘哲学取代了科学实验和逻辑推理,成了判断科学理论真伪的标准。科学先驱们通过艰苦的反复实验来发现物理定律被鄙弃了,代之以理论家们草稿纸上的数学游戏。理论家们一拍脑袋就可以将基本粒子总数翻一翻;理论家们一拍脑袋就可以从每一个立方厘米的空间中每秒钟创造出10的143次方个宇宙;理论家们一拍脑袋就可以在10的负33秒钟的时间内以超过光速20 几个数量级的速度将宇宙暴涨到成人宇宙;弦论家们一拍脑袋就可以创造26维空间或者11维空间。霍金公然宣称创造论符合现代科学精神,宣称虚时间比实时间更实在,宣称人们无法决定什么是实在的。科学实证主义完全被虚无主义和玄学取代。创造论取代了科学的物质不灭定律和能量守恒定律。大爆炸宇宙学以地心说和有限宇宙论取代了科学的无限宇宙论。巫术和遁术被堂而皇之地当作科学大肆宣扬。毫无物理意义的弦论被自吹为前沿科学和万能的最终理论。这是科学史上从唯物主义向唯心主义的大倒退,从科学向神学玄学的大倒退。朱清时校长在科学的大是大非面前,选择的是与弦论共进退,反对物理学的“物质”概念和科学实证主义,以至于奉佛经为高于科学理论的真理,走入了极端的唯心主义。据维基百科的介绍,2000年之后,朱清时的思想中宗教尤其是佛教的成分日渐增加。其著作《东方科学文化的复兴》认为“以‘整体论’为指导的东方科学思想将成为第二次科学革命的灵魂”。2009年3月8日,他发表《物理学步入禅境:缘起性空》的宣传佛教演讲,认为当代物理学弦理论就是佛教的缘起性空观点,“科学家千辛万苦爬到山顶时,佛学大师已经在此等候多时了!”

朱清时校长2009年在《物理学步入禅境:缘起性空》一文中,长篇大论地对物理学的发展做了一个标准教科书的科普介绍以后,得出了一些惊人的结论。他说:

  在弦论之中,情况发生了根本变化。过去认为是组成客观世界的砖块的基本粒子,现在都是宇宙弦上的各种“音符”。多种多样的物质世界,真的成了“一切有为法,如梦幻泡影,如露亦如电,应作如是观。(《金刚经》)”物理学到此已进入了“自性本空”的境界!
  有人会想,天啊!物质都不是客观实在了,那么,世界上还有什么东西是实在的吗?
  回答是,有的。事物之间的关系,就是实在的。
在朱清时院士看来,物质都不是客观实在,可是事物之间的关系倒是实在的。也就是说,罗密欧和朱丽叶虽然不是客观存在,但是没有恋人的“事物之间”的爱情是实在的。这比柏拉图式的爱情更进一步,更加唯心。太阳和地球都不是客观存在,可是“它们之间”(谁们之间?)的万有引力是存在的。朱院士是从事同位素分离的化学家,用的就是激光与同位素之间的相互作用,或曰“事物之间的相互关系”。如果激光和同位素这两个“事物”都不存在了,还存在任何“事物之间的相互关系”吗?当然您仍然可以把激光器和同位素放在您的实验室,这时候当然会有“事物之间的相互关系”。那么,为了保证这种“相互关系”的存在,激光器和同位素须不须要存在呢?唯物主义者认为他必须存在。朱教授当然可以认为摆在您实验室的激光器和同位素“不是客观存在”。这正是唯物主义者和唯心主义者的区别,也是物理科学和弦论的区别。唯物主义者认为,没有不运动的物质,也不存在没有物质的运动和没有物质的相互关系。朱院士则认为“一切有为法,如梦幻泡影,如露亦如电,应作如是观。(《金刚经》)”

为了说明“以弦论为代表的物理学”如何神奇,朱清时院士没有讨论任何物理,而是举了一个种苹果树的例子,一个本该在农业大学课堂里讲述的课程。朱教授说,为了得到一个苹果树,必须要有“因缘”。苹果种子是“因”,其他条件如土壤,水分,肥料,阳光,温度等是“缘”。我不由得想起了“水肥土种密保工管”。原来农业八字宪法是从佛经里面得到的因缘。朱校长长篇大论地说了一大堆种苹果树的因缘之后,立即得出结论说:“总之,在二十一世纪开始的时候,以“弦论”为代表的物理学,真正步入“缘起性空”的禅境了!”我怎么也接不上从农科课程的叙述到弦论之间的逻辑关系,理解不了苹果树与弦论之间的因缘。朱院士的逻辑推理水平难道就是这样?

二. 朱校长在文中两处提到了霍金:
  中新网北京8月19日消息:霍金在昨天的科普报告过程中只赢得了两三次掌声,全场几乎没有会心的笑——他的理论太玄奥,以至于大多数来自北大、清华的学子都说没太听懂。
  据北京晨报报导,昨天下午,北京国际会议中心排起数百米的长队。门口有人私下兜售门票–最少500元一张。询问退票的人也不少,大家都期待着一睹霍金风采。但两个小时的公众科普报告尚未结束,已有人提前退场——实在听不懂。
从中新网和北京晨报的报道看,霍金此次访华,已经非常不吃香了。朱校长把霍金市场的滞销归因于弦论的深奥难懂。他说:
  霍金这次讲的《宇宙的起源》,其基础是当代自然科学的最新成就-弦论。真正懂得这个理论的人,都会产生一种强烈的敬畏、惊讶和震撼感。
稍后,他又说:

  回头再看一下本文起头的那则消息,不难明白为何人们难以听懂霍金的那么生动的报告,原因就是:“物质是实体”的观念,在人们的心中太执着了!
  佛学认为,物质世界的本质,就是缘起性空。藏识海(又名“如来藏”)是宇宙的本体。物质世界的万事万物,都是风缘引起的海上波涛。
从朱清时校长的上下文看来,他自己是懂得弦论的,因为他说“人们难以听懂霍金的那么生动的报告,原因就是物质是实体的观念在人们的心中太执著了!”朱校长是不执著于物质是实体的观念的,所以就不会听不懂霍金深奥的报告。他不但听懂了,而且觉得霍金的报告“那么生动”。他自认为是“真正懂得这个理论(弦论)的人”,产生了“一种强烈的敬畏,惊讶和震撼感。”我对朱校长的这一番表白和宣示有一丝丝怀疑,因为如果您真的懂得了这个理论,就不太会感到震撼。
我们不妨把这次霍金的访问和2006年霍金访问的情形作个比较。据朱清时校长的前任方励之校长的记述, “霍金在中国访问时的待遇,‘很接近党和国家领导人’了。2006年,他的公众学术报告被安排在北京的人 民大会堂举行。听众数千,有学者专家,有高政治级别的人物,也有霍金爱好者。”“《时间简史》出版后,销路极佳,霍金成大众‘明星’了。《时间简史》的中译本,也是中文科普丛书《第一推动》的首册。尽管如此,我敢说,大部分公众仍然并不真知道霍金的学术贡献在那里。TIME(时代)杂志有文说,购有《时间简史》者,大多只看到(或只能看到)第三页。可以推断,在北京人民大会堂里的数千霍金听众,读过第三页以后者,也不会多。”
霍金在2006年在北京人民大会堂的演讲,听众同样听不懂,但是却盛况空前。何以几年以后,霍金的报告却受到如此冷落?以至于他的科普报告只赢得了两三次掌声,全场几乎没有会心的笑,两个小时的公众科普报告尚未结束,已有人提前退场?其原因不是他的理论太玄奥,而是学生们开始头脑冷静下来了,不再盲目地追捧依靠谎言和谬论支撑起来的权威和权威理论了。你可以在某一个时期欺骗所有的人,也可以永远地欺骗一部分人,但是不能够永远地欺骗所有的人。尤其是北大清华的学子,是不太好欺骗糊弄的。霍金在中国的市场价值,还会继续下滑。

三. 朱清时院士公开地宣传佛教物理学,在任何意义上都够格被称为“朱清时现象”。这种现象有几个明显的特征:1。一个有地位的科学家成为自己并不懂的“弦论”等玄学理论的拥趸。2。一个非常有成就的物理学家最终走向宗教迷信的道路,认为物理学的出路在某种神学和宗教。

朱清时现象的第一个方面比较容易解释。朱院士是化学家,对粒子物理理论和弦论其实不太了解。可是因为身居高位,不得不对主流理论物理和自诩为万能的最终理论的弦论表示一个热烈拥护的态度,以表示自己称职,无愧于中国科学院院士和中国科技大学校长的头衔。他的弦论方面的知识是从媒体宣传和科普读物中得到的。而这些宣传最重要的两点是:1)弦论是前沿科学,是物理学的顶峰;2)弦论是万能的最终理论。这两点对于包括朱院士在内的广大不知情的科学工作者有非常大的震慑作用。因为不知情,就容易迷信,真以为弦论是物理学的顶峰。对于身居高位的院士和校长,必须维护学术领军人物的形象,因此对于学术上的热门话题必须有公开的态度,当然就必须根据媒体和科普读物的宣传中归纳出一个看来是主流的观点,。

朱清时现象的第二个方面比较复杂一些。这里有两个原因:1)20世纪理论物理本身陷入了不可自拔的神学玄学泥坑;2)中国社会近年来封建迷信的泛滥。

第一个原因是内因,是主要原因。如果不是理论物理本身陷入神学玄学,不管社会上宗教迷信如何泛滥,科学家也不会陷入迷信。事实上,在科学从黑暗的中世纪中诞生时,整个欧洲社会不仅在思想上沉浸在长达一千五百年的宗教传统里,而且在政治上和法律上也束缚在宗教审判的枷锁里。可是科学先驱面对宗教淫威毫不畏惧,宁可被宗教裁判所烧死,也要坚持科学原则和科学真理。因为有了这些科学先驱的殉道精神,科学慢慢挣脱了黑暗的宗教统治,摆脱了神学认识论,确立了科学认识论。如果说,在启蒙运动时期,科学家们对“物质”与物质的“运动规律”和“相互关系”还没有清晰的定义和定量分析,那么到了牛顿时代,这种定义和分析就已经非常清晰,非常科学了。以科学实验为知识源泉,以指导科学技术实践为目的的科学研究的方法也成熟了,因而有了现代科学技术的辉煌成就。可是,这一科学实证主义自20世纪初慢慢为理论物理学家们逐渐抛弃了。1905年,爱因斯坦彻底颠覆了经典时空理论,假定时间不是独立于空间的自变量,而是依赖于空间和速度的因变量。自此以后,整个20世纪的时空观便成了理论家们的玩偶,变得毫无物理意义,以至于发展到时光可以倒流,因果可以倒转。霍金甚至认为时间可以是二维的复时间,而且虚时间比实时间还要实在。你叫崇拜霍金的朱清时院士如何不从佛学中去找因果?爱因斯坦的狭义相对论的一个最重要的结论就是质能等价原理。根据这一原理,质量和能量可以互相转换。这又是对经典的质量观念的彻底颠覆。按照经典物理学,质量是物质多少的量度,而能量是物质运动的多少的量度。这两者相关但是不等价,不能互相转换。狭义相对论的质能等价观念对20世纪粒子物理产业具有至关重要的作用。一方面,质能等价概念是将几百号共振态认定为粒子的唯一根据;另一方面,质能等价原理加上海森伯测不准原理又为真空创造物质制造了借口,为物理学滑向创造论提供理论依据,彻底混淆了物质与意识(物质之间的相互作用)的区别。物质成了完全的虚无。这当然会使许多科学家像朱清时院士一样,认为“物质都不是客观实在了,那么,世界上还有什么东西是实在的吗? 回答是,有的。事物之间的关系,就是实在的。”朱校长的这一感叹和认知,根源也在狭义相对论的质能等价原理。

除了以上这些非常关键的对经典物理学的颠覆以外,还有一些违反数学规则和物理事实的假定,比如重整化将无穷大等于零的假定,比如要求物理规律和方程式服从规范协变性,以至于不容许任何粒子带有质量的假定;自动对称破缺要求所有粒子都必须通过上帝粒子获得质量的假定等等。这些荒唐假定违反最基本的数学物理逻辑。朱清时院士和许许多多不明就里的科学家们当然无法理解这些荒唐假定,有不得不表示拥护,所以只有遁入空门和神学,诉诸上帝和佛祖。
这些,就是造成朱清时现象的内因—20世纪理论物理本身坠入了唯心主义的深渊。因为是20世纪理论物理本身的问题,所以不但中国人,外国人也有坠入神学的,英国人霍金就认为“上帝在创造天地之前根本没有制造任何东西。事实上,这非常接近现代思想”。他认为时间有始点和终点, “这使许多物理学家非常不满,可是却使相信创世记的宗教领袖们欢欣鼓舞,因为这就是(创造论的)科学证明”; “在对未来的预言中,星象学并不比科学定律差。” 还有一個美国人,一个諾貝爾獎得主,費米實驗室的主任利昂理德耳曼,他把超高能對撞機比作古代巴比倫人動工建築可是並未竣工的通天塔。理德耳曼说超高能加速器建成以后,我们就可以进入天堂,明白大自然的最终规律,或者说,“能够读懂上帝的思想”。

朱清时现象的第二个原因是中国近年来风行的宗教迷信活动。这或许是对文化革命思想专制的过度反叛。文化革命以后,对宗教思想的压制基本上取消了,这本来是好事。可是什么事情都有一个度。如果将宗教自由的本意歪曲为大张旗鼓地恢复封建迷信,就会泛滥成灾。如今中国的寺院道观里,无不香火鼎盛。烧香许愿的施主们,有在仕途上不畏艰险攀登的贵族,也有在温饱线上挣扎的农民工;有西装革履的高等学府的教授,也有穿着肚跻装的妙龄少女。这些施主绝大多数不是来和方丈或者真人探讨佛学或者道德经,而纯粹是为了一些世俗的目的。这种封建迷信普及之快之广,简直令人不敢置信。有钱的土豪在办公桌上摆个貔貅以保生意兴隆,没钱的的哥在反射镜下吊一个伟人像以保交通安全,在赤县神州已经司空见惯。如果说土豪和的哥没有文化,受过高等教育的大学生们应该不至于如此迷信吧?不见得。我曾经和一位来自北京的留学生闲聊。他说北京许多大学生想出来留学,为了那拿到外国大学的Offers(入学许可和奖学金),就到卧佛寺去烧香。因为“卧佛寺”和“Offers”谐音。朝拜了“卧佛寺”,就能得到“Offers”。高等学府的学生怎么会迷信到如此无知的程度?有了朱清时这样的校长教员,高等学府里面生产出迷信无知的学生也就不足奇怪了。中国高校中像朱清时校长这样明目张胆地宣扬迷信,倡导佛教物理学,用《金刚经》《入楞枷经》来诠释物理学,扬言“科学家千辛万苦爬到山顶时,佛学大师已经在此等候多时了!”,似乎不是孤立的现象。有的比朱清时校长走得还远,以至于为一些江湖术士和得道半仙宣传造势,颁奖合影,还要美其名曰“弘扬中华传统文化”。这种现象,难道不值得教育部和科学院关注,进行适当的监督约束吗?

杰佛逊《宗教自由宣言》的本义,是对宗教统治的反叛,是指公民有选择自己宗教信仰的自由,也就是说,公民有不皈依占统治地位的宗教的自由,以及不信仰任何宗教的自由。这一宣言对于在美国不信仰基督教的其他教徒(犹太教,天主教,摩门教等)是一个法律保护。中国近代国情不同,文革以前占统治地位的思想是无神论。宗教实践被长期置于统战工作的框架之内。文革以后,这一框框被打破,各种宗教活动开始有了真正的实践和自由。这就使国人将“宗教自由”误解为“弘扬宗教”甚至“宣扬迷信”,与杰佛逊的本意背道而驰。

世界史上几千年来的各种各样的宗教对人类文明所起的作用,是一个大题目。见仁见智,求同存异吧。我不想在此文长篇大论地谈论宗教史,只想简单谈谈在现代社会中,我们应该如何正确对待宗教。人类既然已经从过去的历史接受了充满几十个宗教的社会遗产,就应该懂得不要使这笔遗产继续给人类带来宗教仇恨和宗教战争。不同教派的教友要学会互相尊重对方的宗教取向。不要把其他教徒都看成是该入地狱的异教徒或邪教徒。要把他们看成自己的兄弟姐妹,是Fellow Human beings。信教的目的,应该是为了追求人伦道德的清纯高尚和心理的平安。我在巴特尔国家实验室工作期间,与当地华人基督教会相处甚洽。我送给他们一副对联:“慈善勇义是基督,仁爱敦睦即轩辕。”无论是西方的基督教,还是中国的儒道释,讲究的都是慈善忠恕,仁爱敦睦。伦理道德是相通的。如果人们能够坚持政教分离的原则,不让宗教干扰政治,干涉教育,渗透科学,仅仅把信教作为一种个人信仰,道德追求,行事准则,生死态度,那宗教信仰就完全是个人私事,别人干涉不得的。这就是宗教自由。

但是,对于公众人物,在公开场合宣扬某一种特定宗教,并以影响科学教育为目的,就不仅仅是私人的事情了。一个堂堂中国科学院的院士,中国科技大学校长,是级别相当高的政府官员。头上冠着顶戴花翎,袖里揣着银子官印,其一言一行的社会影响力,和市井小民的街谈巷议自不可同日而语。作为一个科学家和教育家,必须时时谨记自己的科学责任和社会责任。谨记我们的责任是推动科学的发展而不是推动科学向神学倒退;是传道授业解惑而不是以神学玄学误导学生,使他们越来越惶惑,越来越糊涂,越来越愚蠢。像“科学家千辛万苦爬到山顶时,佛学大师已经在此等候多时了”这样的话,如果出自雍和宫中喜滋滋地数香火钱的小沙弥之口,人们自然不会去认真理会;可是出自中国科技大学校长朱清时院士之口,再经过媒体炒作,其社会影响力,尤其是对高校学生的误导作用,就不是小沙弥的说教可比于万一了。因为支撑着朱清时声明的并不是他的逻辑,他的学问和他的信仰,而是中国科学院院士和中国科技大学校长的头衔所代表的公权力。