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智慧的极限----寄星语
送交者: 1218 2006年02月01日09:17:24 于 [跨国婚姻] 发送悄悄话

智慧的极限

人类自从产生智慧与思维以来就从来没有停止过对物理世界的探索。
神话传说和直观的感觉混合在一起,天圆地方,女娲补天,盘古开天地以及种种说法和理论都在影响着我们的思维,考验着我们的想象。

智慧是宇宙的反思,人类是智慧的载体。时间的久远,空间的无限在展示着宇宙的博大。历史长河中人类的出现与智慧火花的闪现似乎只是大自然的一个随机。但是法国作家雨果曾经说过,“比陆地辽阔的是海洋,比海洋辽阔的是天空,比天空辽阔的是人的内心。”
也许每当晚上看着满天繁星都会自问,我是谁,我从那里来,我将到那里去。。。
哥白尼的日心说推翻了地球是宇宙中心的理论,同时也就推翻了人类是宇宙智慧中心的假说。

人类第一次建立起的比较系统的宇宙观 ---- 牛顿经典物理学说告诉我们,宇宙是一个各向同性,平直,无界的时空。时间是无限的,空间是无限的;物质的存在与运行同时空无关。经典物理学的局限性在於其自身的悖论。因为如果按牛顿的万有引力推论,宇宙中的所有物质在有限的时间段里最后都会吸引在一起。可是观测结果却恰恰相反,宇宙中的星系不仅没有互相靠拢,反而以高速在远离而去。多谱勒的红移现象无可辩驳的证明着距离地球越远的星系飞散的速度越快。因此科学家们认为存在着一种暗能量在对抗着万有引力。
这种暗能量使宇宙在扩大,物质变稀薄,空间变暗淡。物质是运动着的能量形式之一,空间是运动着的能量的另一种形式。能量的运动决定了宇宙的几种可能的未来。扩张的宇宙:能量无限的消散,稀薄下去,就象一个无限趋零的几何曲线。最终的结果是宇宙的单位体积能量无限趋零,整个宇宙接近于绝对零度(-273.8度)的死寂。脉动的宇宙:能量扩张到一个临界点以后开始收缩;红移变为紫移。能量由扩散变为收缩,最后又收缩为一个能量无限大,空间无限小的“时空奇点”。由於这个奇点无法维持其几何稳定,於是又一次的大爆炸开启了一轮新的宇宙脉动。稳态的宇宙:能量的收缩与扩张处於平衡的临界点上。这取决于我们这个宇宙的总质量与宇宙空间总扩张速率之比。大爆炸产生的微薄背景辐射可以说是携带着这次宇宙最初始信息的载体。大量暗物质的存在才是决定宇宙真实状态的关键。

爱因斯坦的相对论对物理世界的解释是“时空弯曲”。也就是说我们生活的世界不是一个平直的空间,而是一个弯曲的空间,不仅空间是弯曲的,时间也是弯曲的。当然,从我们的直观感觉中是不可能体会到这一点的。因为任何的差别体验需要参照系的比照。任何被观察系统和参照系统的信息来源都需要一个客观的“信息载体”。从我们直观的经验来看,唯一客观信息载体也就是“光线”。其实“光线”是一个很不严谨的形容。准确一点应该说是“电磁波”。光线只是电磁波中一个能被人眼睛感受的特殊频谱段落。牛顿的经典物理学其实就是把类似这样一些概念放在了不需怀疑的特殊的地位上。问题是电磁波(光线)本身并不具备这种“客观信息载体”的性状。能量场的存在会弯曲甚至闭合电磁波(光线)的传播。能量场的存在也会加速或减慢甚至停滞时间的流程。如果这些信息载体的客观性遭到了质疑那么我们又如何决定“宇宙”的平直或弯曲的性状呢?

在牛顿的经典物理学里,世界是由物质,时间和空间组成的。而现代物理学则认为世界是能量与时空组成的。能量会造成时空的弯曲,当这种弯曲到达一定程度的时候,就会形成闭合的时空。其实举一个简单例子就明白了。无论你在地球上怎样走,最后还是在地球上,你觉得是在沿直线前进,却不知不觉的走着一个圆。经典物理学认为是万有引力的作用。现代物理学认为是能量场决定了时空的弯曲。其实走的确实是直线;弯曲的是空间。这时候你可以用地球外面的参照物来判断运动轨迹。可是当能量场足够大,足够强。强到连光线也被弯曲了,那么参照物也就没有了。其实所谓的物质在现代物理学看来就是能量集中和表现的一种形式。这种能量的集中同时也就以“场”的方式在它的周围形成了与之相适应的范围,我们把这个范围称之为“时间和空间”,简称“时空”。
宇宙就具有足够的能量造成一个弯曲到闭合的时空。其实每一个星球都会造成时空的弯曲,但是由於其能量场不够大,不能形成闭合时空。光线可以自由出入这个时空,带来外面的信息,使我们得以认识到周围的世界。如果有足够的速度就可以离开这个时空。比如,对於地球时空而言,每秒11.2公里的速度就可以离开,对离开太阳系而言,每秒16.7公里就足够了。这个速度对於每秒30万公里的光速来说差得太多,所以光线是可以自由进出地球或太阳的能量场的。而宇宙总物质所造成的能量场的逃逸速度也许就会远大於光线的速度每秒30万公里。这样就造成了一个所谓的“闭合”时空。因为人类的信息来源就是光线,在一个光线都不能逃逸的空间自然就认为是“闭合”的了。而这个时候光线的行进路程就和你在地球上的行进路程相似;区别在於光线可以在空中反射和折射和弯曲。当光线回来的时候,也许有一天会在空中看见多少年以前的地球影像,和咱们的先祖呢。不过先别太高兴了。据说宇宙的直径是1560亿光年。换句话说,光线在宇宙里面从一头穿到另一头要1560亿年。人类现在探测到的宇宙范围大约是150亿光年。地球的年龄是46亿年,也就是说从地球诞生那天开始,地球上发出的光线才走了46亿年。等回来还早着呢。

因此,宇宙不是平直、开放、无限的,而是弯曲、闭合、有限的,这就是牛顿的经典物理学与爱因斯坦的现代物理学对世界解释的区别。注意,上述定义不仅指空间,也指时间。所谓“上下四方为‘宇’,古往今来为‘宙’”。

智慧,原来是有极限的。

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