对宇宙的辩证认识

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识

研究生姓名：汪建

学院年级：电子信息学院 2001级专业：模式识别

对宇宙的辩证认识

摘要：辩证分析对宇宙的科学认识和阐述自然辩证法与科学对宇宙认识的不同，并进一步分析辩证法在对宇宙认识中的作用。

关键词：宇宙、自然辩证法、无限、辩证、认识、物理

通过本期自然辩证法的学习，结合自己以前物理的学习和工作经验，谈谈对宇宙的辩证认识。

康德曾写道：“有两样东西，我们越是持久和深沉地思考着，就越有新奇和强烈的赞叹与敬畏充溢我们的心灵：这就是我们头顶的星空和我们内心的道德律。”这段极其诚挚的文字真实地道出了人类几千年的心声，星空宇宙的确是人类持久思索的神奇对象，宇宙论问题今天依然是科学和自然辩证法密切关注的主题之一。

世纪已经过去，当我们回顾物理学的发展历程，不得不为人类在这一百年里的智慧成就所折服。在微观领域，我们有所谓的标准模型来解释强、弱、电三种相互作用的本质和各种基本粒子的存在；在宏观上，建立在广义相对论基础上的大爆炸宇宙学描绘了整个宇宙演化的图景，并且正在不断改变和深化人类关于整个世界的看法。而对宇宙创生的研究则使“第一推动”这个本属于宗教神学的问题变得理性了。斯蒂芬·霍金即因这方面的开拓性成就而受到梵蒂冈教廷的敬仰。

一、宇宙认识的发展

人类对宇宙的认识是不断发展的，科学宇宙论便是一定时代人类对宇宙的认识。由于人的认识活动是无止境的，宇宙论也总处在发展和变化之中。

亚里士多德在《论天》中就指出：“地处在中心，与各端距离相等，没有朝某个方向运动──无论朝上、朝下，或是朝旁边的运动，因为对它来说，同时实现相反方向的运动是不可能的，所以它必然保持静止不动。”亚里士多德还首先解释无限概念。他说：“无限的真正含义与人们平常所说的恰好相反，它不是此外全无，而是此外永有。”在《论天》中，亚里士多德还进一步就宇宙的无限问题作了研究。他详细证明了一个作圆周运动的物体不能是无限的。这一点在他看来是显然的，一个无限大的半径运转的物体，线速度将会是无限大。这不可思议。

最早认识到地球是一个球体的是毕达哥拉斯和他的学派。他们充分重视数学对于认识宇宙的意义，并上升到本体论的高度，创造了

数即万物之本的毕达哥拉斯主义哲学；他们从数的和谐中领悟到宇宙的和谐，毕达哥拉斯学派的宇宙论包含着更少的感性直观和更多的理性思辨，他们提出的许多革命性的见解，在宇宙论思想史上具有划时代的意义

阿尔基塔（Archytas ，公元前4世纪，柏拉图的同时代人）为了论证毕达哥拉斯学派球状宇宙之外存在无限虚空的观点，提出了一个著名的问题：“如果我到达（宇宙的）外边即恒星天层，我能还是不能向外伸出我的手或手杖？”阿尔基塔的问题引起了日后长久的历史回响，几乎所有的宇宙无限论者都必定坚持追问：如果宇宙有限，宇宙之外是什么？

在近代宇宙认识上，是布鲁诺第一次明确宣称并有力论证宇宙的无限性。在他的《论无限、宇宙与世界》中写道：“只有一个统一的空间，一个单一的无比巨大的我们可称之为虚空的空间：在其中有无数象我们居住和生长于其上的星球一样的星球；布鲁诺旗帜鲜明的宇宙无限观为近代无限的宇宙图景奠定了基调，但近代科学接受这样一幅图景还需要时间。布鲁诺对无限空间和无数宇宙的论证是纯思辨的、哲学的。

约翰·开普勒（1571-1630）发现了行星运动的椭圆轨道，摧毁了天体遵循完美的均匀圆周运动的观念，但是开普勒反对布鲁诺的无限宇宙观。在开普勒看来，宇宙是上帝的显现，在其结构中体现着数学的秩序和和谐，而一个无限的从而完全无形的宇宙是谈不上秩序与和谐的。而且，从天文观测的角度讲，一个无限的宇宙也是不可思议的：如果宇宙是无限的，各向同性处处均匀的，那么恒星的分布也应该是均匀的，可是我们所见到的天空中恒星的分布并不是均匀的，因此我们的宇宙应该有着独特的结构；一个可见的星星不可能离我们无限远，因为否则就得有无限大的尺寸；一个不可见的星星也不可能离我们无限远，因为一当我们谈到距离，它就不能是无限的；一当我们谈到星星，我们就不能把它们放在无限远处。

大约1OO年以后的 16世纪初，当伽利略通过刚刚发明的望远镜观测发现木星居然有卫星、金星居然有盈亏圆缺现象。伽利略对宇宙的认识所凭借的是观测证据，也就从那时起，科学形成了自己的行为和思想的定式。现代科学应运而生了。在现代科学那里，只有其结果能够在相同条件下惟一性地产生并且是可重复地出现的实验或观测才是至高无上的，相关的理论只能产生于这些实验或观测之后而不是在它们之前。就如斯蒂芬·霍金所说：“无论如何，科学的力量在于，凡是未经实验验证的东西就不能被认为是真实的存在。”正是由于现代科学把上述原则视为最高准则，才注定了它到了近代发展得盖世无双、硕果累累，形成了促进人类社会发展的真正第一生产力。

二、对宇宙认识的辩证性

当真正意义上的自然科学即近代科学还没有建立以前，对宇宙的整体把握就是通过自然哲学和辩证法来进行的，近代科学兴起以来，自然科学的宇宙学开始在同自然辩证的宇宙论模糊的关系中发展，直到自然科学的一个分支──现代宇宙学产生之后，自然辩证的宇宙论和自然科学的宇宙学(简称“宇宙学”)才有了一个比较明确的区别。

辩证学宇宙论与宇宙学在把握宇宙时方法的截然不同，决定了它们属于两种不同的规范。辩证学宇宙论的方法论特征可以概括为：（1）直观性原则。以常识及那些为世人所公认并已渗透到研究者的心理中的科学知识，作为其想象的背景。

（2）科学性原则。它含有三层意思：第一，把思维中的联系直接外化成自然界中的联系，如为了论证宇宙是一个整体，提出宇宙间的物质除了直接联系(引力作用)外，还有间接联系，可是这种间接联系并不存在任何的物理根据和科学机制；第二，使用哲学语言而非科学语言，具有很大的模糊性和不确定性。如认为“一切运动的基本形式都是接近和分离，收缩和膨胀──是吸引和排斥这一古老矛盾的对立”，其中的“排斥”意义不确，因为直到现在，自然科学只发现了万有引力，没发现什么万有斥力；第三，从基本辩证学原则出发逻辑演绎出世界体系。如说“唯物辩证法从物质是世界的唯一本原，物质和运动不灭，空间和时间是运动着的物质的存在形式这些原理出发，得出了空间和时间具有无限性的结论。”

在对宇宙认识的发展过程中，无限空间概念虽然来源于神学，但也反而是物理学的内在的必然要求。牛顿惯性定律说，一个不受外力的物体将保持其静止或匀速直线运动状态不变，那么，宇宙必须为一个自由运动粒子准备无限的空间以保持其匀速直线运动状态；牛顿的万有引力定律也暗含了以无限远处的引力势为零作为边界条件。无限宇宙论是新物理学的宇宙理论，它是纯粹的观念革命的产物，但它为天文学走出太阳系进入恒星宇宙奠定了思想基础。

但牛顿的时空观痕迹极其明显：宇宙存在于时空之中，而不是时空存在于宇宙之中。这种论证的实质是：先把宇宙与时空剥离开来，可以论证：宇宙虽然有限，但它可以被超越，所以它之外还有时空，再把时空与宇宙联结起来，从而有限宇宙之外还有宇宙。

随着相对论的确立，牛顿时空观就开始为人们所抛弃，奠定在广义相对论之上的爱因斯坦有限无界宇宙模型，作为一种科学上可能的宇宙模型就可以宣告下列论证的破产：有限宇宙虽然可以被超越(人类思维总能做到这一点)，但是有限宇宙之外却没有时空。