宇宙观的大变革

来源 :发明与创新(综合版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaokexiaoai1314
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  自古人们都认为虽然万物在变化,但作为大背景的宇宙却是静止不变的,这一观念一直到20世纪初也未改变,当有人用爱因斯坦创立的广义相对论推导出,宇宙若不是在坍塌便是在膨胀时,连爱因斯坦本人起初也持反对态度,认为这是不可能的,怀疑是自己的公式有毛病。
  20世纪中叶,由于大爆炸说得到了一些科学的证实。人类终于从静态宇宙观发展为动态宇宙观。今天,则将进一步变革为进化宇宙观。
  宇宙诞生后,往哪个方面发展呢?是越来越有序,还是越来越无序?
  最流行的是依据热力学第二定律得出的宇宙热寂说:宇宙是越来越走向无序、熵增、死亡。热力学第二定律揭示:热总是从高向低流动,一个封闭系统的熵总是不断增加的,这是单向的变化过程,是不可逆的,最后必须会达到热平衡(均匀的温度)。有些人便据此作出种种宇宙不断退化的描述。如控制论创始人维纳就曾说:
  “随着熵的增大,宇宙和宇宙中的一切闭合系统将自然趋于变质并且丧失掉它们的特殊性,从最小的可几状态运动到最大的可几状态,从其中存在着种种特点和形式的有组织和有差异的状态运动到混沌的和单调的状态
  哲学家罗素也哀叹:
  “一切时代的结晶,一切信仰,一切灵感,一切天才的光华……人类全部成就的圣殿将不可避免地会埋葬在崩溃宇宙的废墟之中。所有这一切,几乎如此之肯定,任何否定它的哲学都毫无成功的希望。”
  有的持热力学第二定律来推测宇宙发展的人,不仅认为宇宙是在走向热寂,甚至认为局部的进化只能促进宇宙整体的熵增和退化。如里夫金等在《熵:一种新的世界观》一书中,就认为进化会加速宇宙的毁灭,他说:“毋庸赘言,生物呈现了很大的秩序。进化本身就代表着日益增长的秩序的不断积累。”(《熵一种新的世界观》,第47页)他接着说:这只是问题的一个方面,而实际上“进化意味着越来越大的孤岛而必然带来更大混乱的海洋。”
  然而,140年前提出的宇宙热寂说却是与宇宙诞生后发展的史实不相符的。迄今137亿年来,整个宇宙正是一个由平衡向不平衡,由无结构向有结构,由混沌向递序,由低级向高级,由简单向复杂发展的过程,用两个字来概括,那就是:进化。
  普利戈津就曾提出不同于宇宙热寂说的新见。开始他认为宇宙存在双向运动,一种是封闭系统包括宇宙,受热力学第二定律的支配,在不断地熵增;另一种是开放的非平衡态系统,则相反,在不断地增长负熵,如生命就是这样。后来,他进一步指出:今天的宇宙是进化的结果,宇宙是一个进化的系统。因与热力学第二定律不同的非平衡态热力学方面所做的研究,他获得1977年诺贝尔奖。
  熵,等于被传递的温度除以热量。宇宙在大爆炸后,辐射场的温度开始为10的28次方K,一直到30万年左右,仍高达4000K,这仍足以使所有的物质气化,达到热平衡所需的条件,不仅极热,而且温度非常均匀,不存在热的传递,所以,是熵值最大的时刻,不可能再熵增。按照热力学第二定律所说,系统一旦热平衡就不会再有变化,但宇宙却一直在演化,仅此就可以看出热力学第二定律是不可以套用于宇宙的。
  宇宙是一个多维协同调控的系统,不单具有热能,能聚集和产生能量的因素不仅是多样的,如引力、核力、电磁力等等,而且它们构成了一个不可割裂和孤立对待的时空质连续统。热力学第二定律,只是针对热逐渐趋于平衡而谈的,孤立的热量的确只能由高向低流动;但是,宇宙中除热能外还有许多别的因素,不能照搬在小尺寸人工系统上得出的热力学定律来推论宇宙的演化。宇宙中种种因素的多维协同、系统调控,使热量能由低向高处流动,如引力使原子、分子结合为星云,星云聚集为星系,物质的聚集也是能量的聚集,太空中出现了高温的恒星,以及比一般恒星还要产生更大热量的超新星,从而使宇宙由无温差到有温差,温差也不是越来越小,而是越来越大。宇宙从而在不断地进化而不是退化。
  宇宙中的确到处都能见到热量由高处向低处流动。但正如地球上的“水向低处流”一样,40多亿年过去了,地球上并未出现“水平衡”。因为地球也是一个多维仂,同调控的系统,不只有地心吸引力,还有月亮的引力使海水每天两次涨潮,从低向高流动,海啸能使水冲上海岸等等,特别是空气的浮力使水蒸气从低处向高处流动,变成雨落下来。所以地球一直在进化并未“水寂”。同样,多维协同调控的宇宙,也因各种能产生热量的因素协同调控,反而使无温差变为有温差,而且差额越来越大,越来越走向有序。
  建立在此不断有序的大动态环境上的概率很少的星球上,某些第二代物能系统逐步进化为第三代非知(本能)自组织系统生物。生物以本能为指向,信息为前导,发挥进化的对象性,或是寻找、识别、组合对象,或是通过长期主动的活动,吸取新信息,引起DNA的反馈演进,逐步由单细胞生物、进化为多细胞生物、腔肠类、鱼类、两栖类、爬虫类、哺乳类、灵长类。灵长类发生代的演变,进化为第四代自知自组织系统人类。在天促下,第四代人类发挥其进化的对象性,通过逐步自知的创造与创造的对象结合而不断地由原始人进化为智人、现代人、当代人。如今,正在创造更先进的宇宙第五代人类地球自组织系统……从热平衡到不平衡,从无序走向有序,这就是宇宙137亿年来的发展史。
  任何自组织系统的发展都遵循兴衰两段律。一个人有生必有死,这是不争的事实,但从某些大分子在男性和女性体内形成精子和卵子,结合、出生,一直到20岁前,却是从物能系统进化为人的历程的缩影,一直处于不断生长,负熵不断增长中,而不是越来越走向熵增、死亡;20岁后机体才开始衰退,老化。宇宙也一样,在其漫长的历史中,前半截却是一直在进化,只是到了或斥力或引力,超过临界值,失去系统平衡之后,它才或开始坍塌,或急速膨胀,走向类似不断熵增直至热平衡(之所以说是类似,是因为宇宙中没有完全孤立的系统,也不是只以热能来调控的),直至坍塌为无体积的奇点或者普通物质全部消失。然而宇宙开始退化是未来遥远的事,与宇宙从诞生起便一天天走向熵增、毁灭的“一段律”说法是两回事。
  正因为宇宙从诞生起直到今天以及遥远的未来都是越来越走向有序而不是走向混乱,所以,才有今天宇宙的第四代人类在这里探讨宇宙走向何方。宇宙如果一直走向混乱,哪来的秩序井然的太空,哪来的太空中的太阳系,哪来的太阳系中地球上生物不断的进化,哪来的地球上今天的繁荣?宇宙系统不断走向更有序,是物能系统、生物和人类之所以能诞生和进化的前提和基础。“更大的混乱的海洋”是不会有宇宙递序膨胀期,或者说进化阶段出现的。
  理论是否正确说千道万、归根到底要看能否有实证来证明。去年美国宇航局宣布,哈勃太空望远镜拍下的“宇宙诞 生后不久产生的最早星系”照片,发现“当时宇宙比现在要更为混乱和无序”(2004年3月10日。新华社电)。有力地证实了将热力学第二定律套用于宇宙是不符合宇宙实际的,与宇宙从诞生起就一直在熵增、退化的错误说法相反,宇宙是一直在不断地走向递序和进化。
  不断退化熵增的宇宙观变革为两段律进化宇宙观,有着极为重要的意义。许多人由于按热力学定律来推断宇宙发展的方向,对宇宙的未来陷入无所作为、听天由命的悲世哲学。秉承达尔文进化天定论的莫诺就是其中一个,他说:“人类至少知道他在宇宙的冷冰冰的无限空间中是孤独的,他的出现是偶然的,任何地方都没规定出入类的命运和义务。”从而,迷失了发展的方向和生存的价值。宇宙进化观则认为,人类的诞生是必然的偶然,在拥有1250亿个类似银河系的星系中他决不是孤独的,而且,正如物理学家弗里曼·戴森所说:“如果不将生命和智慧的作用考虑在内,对遥远未来进行详细的预测是不可能的。”(《发明与创新》,2003年第12期,第37页)
  宇宙进化了一百多亿年后,太阳与具有特定环境的地球温差的形成和演化,才出现了生物。生物已进化了38亿年。由生物进化而来的人类迄今只有六七百万年的历史,文明史只有五六千年,主要的成就都是近一二百年取得的,人类的自知创造将越来越发挥无可估量的巨大作用,进化呈几何级加速发展着。霍金认为100年后人类将开始移居其他星球,笔者预测未来5万-10万年宇宙的第四代——通常称为智慧生命的子孙宇宙的第八代或第九代,将星火燎原,走向全宇1250亿个星系,去创造一个无比进化、发达、美好的宇宙天堂。何徒悲世,谈何孤独呢?
  也许有人会说,你不是说宇宙最后也要退化和毁灭吗?是的,但不论宇宙的未来是坍塌还是失控膨胀,都至少是宇宙再进化(而不是退化了)几十亿年、几千亿年……后的事了。就像人人都知道自己要死,可谁也不混吃等死一样,为了自己这代和万代子孙的未来,人类一直在奋进着。何况正如爱因斯坦所说,宇宙的未来怎样,还须等着瞧。无限高度发达的科学技术,使宇宙的第四代的后代,也许在这个宇宙未毁灭前已迁往另一个新生的进化的宇宙了。杞人不必忧进化了几十亿、几百亿、甚至几千亿年后的天。
  抱残守旧的宇宙退化观只能使人产生诸如消沉、厌世、自私,乃至冷酷、残忍、玩世不恭、醉生梦死等等人类性的异化。科学的宇宙进化观,不仅能呼唤人类性的解放和发挥,使人类充满信心和希望面向未来,而且会引起一系列诸如哲学观、人生观、真善美观等的大变革。随着进化的加速发展,21世纪人类正迎接一次广泛而深刻的认识和实践的革命。
其他文献
意大利—家公司研制成一种有翼的高速渡船,它能以每小时近120海里的速度在英吉利海峡和地中海航行。  该渡船之所以有这么快的速度,是因为它带有飞翼并采用了以军用激光、雷达和声纳设备为基础的技术,这些技术使得渡船在很远的地方就能辨认出前面的障碍物并使它安全驶过。  这种兼有船舶和飞机性能的新型运输工具,被命名为“海上公共汽车”,船身全长为50米,翼展宽达100米,能运载800名乘客和120辆汽车。其航
作为“国家科技队”,中国科学院将瞄准国家战略需求和世界科技前沿,重点建设一批科技创新基地,以在未来5年引领与带动国家创新体系进入以提升自主创新能力为主的新阶段。  记者从中科院获悉,这批科技创新基地包括信息科技创新基地,空间科技创新基地,先进能源科技创新基地,纳米、先进制造与新材料创新基地,人口健康与医药创新基地,先进工业生物技术创新基地,现代农业科技创新基地,生态与环境科技创新基地,资源与海洋科
1949年,蒋介石大陆政权溃败,百万大陆军民仓皇迁台。但当时究竟什么人能获得一张去台的船(机)票?  除军队之外,中央研究院是蒋介石最先指示迁台的机构。但中研院成功迁台的仅总办事处、历史语言研究所和数学所,其他12个自然科学研究所与社会学所,都选择留在了大陆,在81名院士中,仅朱家骅、傅斯年、李济等9人选择赴台,陈寅恪、李四光、陈垣等60人留在大陆,另有胡适等12人去美。拒绝赴台的学者中,辅仁大学
新技术能让大脑与网络相连    最近,美国科学家成功地将电路移入弯折及拉伸的橡胶材料中,制作出一种特殊的帽子,可以让人的大脑与网络连接成为超级搜索引擎。这项技术是在人的大脑上安装一个真正的电子芯片,然后与人的脑电波相联系,而今后这种技术和装置甚至将可以实现人的神经系统和互联网进行连接。  通常情况下,人们普遍认为电脑中的电路板只能被组装在坚硬的塑料板上,而一名来自美国的科学家将使人们改变这一看法。
近日,美国一家公司的科研人员发明了一种新型的可在空中漂浮的像云一样的材料,这种新型材料形成的云朵非常具有广告效应,该材料是以混合肥皂泡为原料,重量比氦气还要轻。  据科研人员介绍,“设计师首先采用电脑软件技术,把制作好的模板放入这种特殊机器里,然后机器就会根据所置入的模板喷射出相应的形状。”一般来说,喷发出去的云朵可以长2英尺,宽1英尺。可根据天气情况持续几分钟到一个小时不等。它们能飞翔数公里远,
北宋文学家、书法家黄庭坚在《四休居士诗序》中写道:“粗茶淡饭饱即休,补破遮寒暖即休。”这就是“粗茶淡饭”的由来,意在形容饮食简单、生活简朴。  现在,我们常常听到“粗茶淡饭”这个词。许多老人把“粗茶淡饭”同健康挂钩,因而时常劝告年轻人多吃素。但这里要做出区分,健康的“粗茶淡饭”并非主食只吃粗粮、不吃肉或完全吃素。  字面上,所谓“粗”,指的是粗糙、简单。在我国茶文化中,“粗茶”是指较粗老的茶叶,口
让子孙保持耕读之家本色,过常人俭朴勤奋的日子,不染官宦子弟的纨绔习气,这是曾国藩教诫子侄辈的一个重要话题。他常将这些话挂在嘴边,不停地唠叨着。曾国藩的如此家教既体现了他远过庸常的眼光,也体现了他对子孙深厚永久的关爱。  曾国藩致诸弟  咸丰四年四月十四日澄侯、温甫、子植、季洪四位老弟左右:  十四日刘一、名四来,安五来,先后接到父大人手谕及洪弟信,具悉一切。  靖江之贼现已全数开去,窜奔下游,湘阴
一、重要任务      为进一步深化高职专业建设和课程改革,适应社会和职业发展的需要,进行基于工作过程导向的专业课程设计开发,已经成为高职教育探索和实践的重要任务。  本文按照基于工作过程导向的课程开发理念和开发模式,根据企业调研确定职业岗位,分析典型工作任务,融合国家职业资格技能(应知、应会)的标准要求,将实际的“工作”与“学习”有机地结合在一起,对高职PLC课程内容的结构进行了设计开发。在实训
湖南烟气脱硝技术获重大突破    3月11日,由湖南永清环保股份有限公司和长沙理工大学合作研发的“脱硝催化剂前端烟气与氨均混技术”在长沙通过鉴定,经过省内知名环保专家鉴定后一致认为:该技术已处于国内领先水平。这标志着我省在烟气脱硝技术领域有了重大突破。湖南省科技厅科技成果处处长易向凡,副处长李立文,长沙市科技局范真祥处长出席了鉴定会。  据悉,目前的烟气脱硝技术几乎都掌握在西方发达国家手中,我国从
阳光明媚,春风拂面,三、四月间正是桃花怒花的季节,在这莺歌燕舞、蜂蝶纷飞的日子里,您不妨照医者之言,自己动手酿制桃花美酒,定会使脸色黄、气声差的人们收到良好疗效。  桃花单生,有淡红、深红或白色,性苦、平、无毒,可入药。桃花美酒宜采用淡红、深红色者为佳。桃花美酒其功效:破瘀、通筋、活血、通便、除粉刺、美容、治腰脊痛等。其中美容功能尤为显著,细饮桃花美酒后就会使人脸色保持红润细嫩,青春常驻。  制作