锡剧唱段100首曲谱:物质究竟是什么?缘来是空
来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/05/03 06:11:40
物质究竟是什么?缘来是空
自然科学创造的巨大物质财富:核能、激光、电子技术,等等,一面却不了解
甚至不接受它的一些基本观念。其实这些观念有大量严谨的科学根据,不过真
正懂得它们的人太少,因此没有被人们重视和接受。
下面这则消息就说明了这种状况:
(中新网)北京2006年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。
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。本文尝试
用大家听得懂的语言,大致解说一下弦论的主要概念,以期让读者体会些敬畏
和震撼,并一窥宇宙的奥秘。
我们从当代著名的哲学家施太格缪勒(Wolfgang Stegmüller)在《当代哲学主
流》[1]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”[2]。你可能会
问,究竟什么是物质?它为什么是科学感到最困难、最难解决和最难理解的概
念?
它所出,最后又复归于它,它不生不灭,不增不减,是世界过程绝对同—的起
点和终点。物质作为普遍的、不变的东西,必然是绝对的实体和基质。实体
者,“实实在在”的客体之谓也。物质及其性质必须独立于人类的意识而存
在,是客观的实体。
后来,以牛顿力学为基础的经典物理学,继承了上述古代原子论的观点,把物
质归结为具有某些绝对不变属性的质点的集合。质点概念本来是对作整体运动
的固体的一种抽象,但它在液体、气体乃至热现象中的应用也获得了成功。对
于所有这些能够具有机械运动的物质形态,物理学称之为实物。在当时的自然
哲学中.又称之为实体。把物质归结为物体,进而把物质看成实体,这同质量
在牛顿力学中的特殊地位和作用有关。牛顿之所以把质量定义为“物质多少”
的量度,就是因为在任何机械运动过程中,乃至在化学反应中,质量始终如
一。质量被理所当然地看成是物质本身所绝对固有的,被看成物质不灭或实体
不变原理的具体表现。
物质是绝对实体的唯物主义成了在二十世纪处于支配地位的哲学,正如前面引
用的施太格缪勒的名言所讲的。
然而,二十世纪爱因斯坦发明的相对论开始揭示出了物质的实体观的谬误。首
先,相对论证明质量与速度有关,同一个物体,相对于不同的参考系,其质量
就有不同的值。
越快,但随着时间的推移,它的质量也越来越大,起初像车上堆满了木柴,然
后好像是装着钢铁,最后好像是装着一个地球……当小板车达到光速时,整个
宇宙好像都装在了它上面——它的质量达到无穷大。这时,无论施加多大力,
它也不能运动得再快一些。
难,那施加的能量去哪儿了呢?其实能量并没有消失,而是转化为了质量。爱
因斯坦在说明物体的质量与能量之间的相互转化关系时,提出了著名的质能方
程:能量等于质量乘以光速的平方。不久后科学家们发现了核裂变和链式反
应,把部分质量变成巨大能量释放出来。现在知道原子弹的人,都相信质量可
以转化成能量。
了意义。既然物质与能量是可以相互转化的,能量并非“实体”,物质也就不
能再被看作是实体。
与此同时,科学家对物质结构的认识也迅速深入发展。在本世纪30年代以前,
经典物理学一直认为:物质是由分子构成的,分子是由原子构成的。原子是组
成物质的最小“砖块”。1932年,科学家经过研究证实:原子是由电子、中子
和质子组成的。以后,科学家们把比原子核次一级的小粒子,如质子、中子等
看作是物质微观结构的第三个层次,统称为基本粒子。1964年,美国物理学家
马雷·盖尔曼大胆地提出新理论:质子和中子并非是最基本的颗粒,它们是由
一种更微小的东西——夸克构成的。为了寻找夸克,全世界优秀的物理学家奋
斗了20年,虽然一些实验现象证实了夸克的存在,然而单个的夸克至今未找
到,人们始终不识庐山真面目。对此,粒子学家们的解释是:夸克是极不稳定的、寿命极短的粒子,它只能在束缚态内稳定存在,而不能单个存在。
过强相互作用衰变的“共振态粒子”(如△粒子、∑粒子等)。它们的伙伴特别多,占基本粒子家族成员的一半以上,共200多种。它们的寿命之短达到了惊
人的地步,以至于人们很难用确切的形容词来描述它们的衰变过程;粒子物理
学家即使利用最优的实验手段也已无法直接测量它们,而只能用间接的方法推
算出它们的寿命。它们只能生活一千万亿亿分之一秒左右,即寿命大致是10-28
秒。
为什么绝大多数基本粒子都如此短命?如何理解我们的物质世界就是建立在这
些瞬息即逝的“砖块”上?在二十世纪的后期,物理学的一个前沿领域——弦
论的发展又使我们对物质的看法更进了一步。
什么是弦论呢?爱因斯坦在后半生中,一直在寻找统一场论,即一个能在单独
的包罗万象的数学框架下描写自然界所有力的理论。他渴望以前人从未成功达
到过的清晰来揭示宇宙活动的奥秘,由此而展示的自然界的动人美丽和优雅。
爱因斯坦未能实现他的梦,因为当时人们还不知道自然界的许多基本特征。但
在他去世以后的半个世纪中,人们已构筑起越来越完整的有关自然界的理论。
如今,相当一部分物理学家相信他们终于发现了一个框架,有可能把这些知识缝合成一个无缝的整体——一个单一的理论,一个能描述一切现象的理论,这
就是弦论。它正在实现当年爱因斯坦满怀热情追求的统一理论的理想。
本单元,如电子、光子、中微子和夸克等等,看起来像粒子,实际上都是很小
很小的一维弦的不同振动模式。正如小提琴上的弦,弦理论中的宇宙弦(我们
把弦论中的弦称作宇宙弦,以免与普通的弦混淆)可以作某些模式的振动。每
种振动模式都对应有特殊的共振频率和波长。小提琴弦的一个共振频率对应于
一个音阶,而宇宙弦的不同频率的振动对应于不同的质量和能量。所有的基本
粒子,如电子、光子、中微子和夸克等等,都是宇宙弦的不同振动模式或振动
激发态。每条宇宙弦的典型尺度约为长度的基本单位,即普朗克长度(10-33厘
米)。简言之,如果把宇宙看作是由宇宙弦组成的大海,那末基本粒子就像是
水中的泡沫,它们不断在产生,也不断在湮灭。我们现实的物质世界,其实是
宇宙弦演奏的一曲壮丽的交响乐(参见[3])!有人会说,把物质世界看成是
宇宙弦演奏的一曲交响乐,不正是与物质的对立面——意识有些相同了吗?是
的。按照当前流行的观点,意识是完全基于物质基础(我们的脑)而存在,但
意识不是一种具体的物质实在,因为没有人在进行脑科手术时在颅骨内发现过
任何有形的“意识”的存在。我们都知道贝多芬的交响乐,可以用一套乐器把
它们演奏出来。但这套乐器本身并不是交响乐。意识是大脑演奏的交响乐。这
个图像为理解“心物一元”,即意识和物质的统一,开辟了新途径。
客观实在,它们是组成物质世界的基本单元,因此物质世界也应该是客观实
在。此话不准确。组成物质世界的基本单元是宇宙弦的各种可能的振动态,而
不是宇宙弦自身,就像组成交响乐的单本单元是乐器上发出的每一个音符,而
不是乐器自身一样。
在弦论之前,物质的实在性体现在组成客观世界的砖块是上百种原子,这些原
子都是由质子、中子和电子等基本粒子组成。这些基本粒子都被当作是物质实
体,都是组成物质世界的“超级砖块”,因而可以把物质世界看作是物质实
体。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!
的吗?回答是,有的。事物之间的关系就是实在的。我们根据二十世纪自然科
学的进展,可以用关系实在来取代绝对的物质实体,即主张事物不是孤立的、
由固有质构成的实体,而是多种潜在因素缘起、显现的结果。每一存有者都以
他物为根据,是一系列潜在因素结合生成的。“现象、实在和存有被限定在一
组本质上不可分离的关系结构中”[4]。
是用例子来解说。我们看见一束红光,这是一个事件,是一个“果”。这个果
是由多种因缘聚合而产生的。首先是光的波长值,借用哲学家们熟悉的语言,
这是“第一类性质”,这类性质还有如物体的广延性等,是物体自身内在所固
有,它既不依赖于观察者,也不依赖它物,也就是说,它是无对而自行确立
的。我们把这些第一性质又称为“因”。其次,我们还需要具备一些其它条
作,如眼睛正好睁开,没有色盲,往正确方向看,以及眼与光源之间无障碍
物,等等。我们把这些条件称为“关系参量”,又称为“缘”。这些因缘聚合
产生了红光这个果。“红色”这类颜色性质是“第二类性质”,其存在至少部
分地依赖于观察者。“关系实在论”就是说,关系参量是不可消除的,没有它
们,就不会有“看见红光”这个果,因而是实在的。
是“因”。但是单靠这粒种子也不会长成一颗苹果树,比如把种子放在仓库
里,无论放多久也不会长出树来,所以单有因是结不出果的。一定要将种子放
在土壤中,并且要有适当的水分、阳光、温度、肥料等等的配合,种子才会发
芽长大,最后长成一颗苹果树,结出苹果来。这里的土壤、水分、阳光、温
度、肥料等等,就是“缘”。所以“因”一定要配合适当的“缘”,在因缘和
合之下,才能生出果来。缘是许多的配合条件。缘有好缘,也有不好的
(“恶”)缘。因此即使是同样的种子,结出的果也就很不相同了。比如,把
种子放进贫瘠的泥土里,或者施肥不够,苹果树必然长得不大,结出的苹果也
不会好吃。假如把种子放在肥沃的土壤中,加上细心照料,结出的果实就会香
甜好吃。由此可见,同样的因遇到不同的缘,结出的果便会很不相同。同时,
由于缘是由很多条件配合而成的,所以缘会不停地变化着。既然缘会影响果,
而缘又在那么多条件配合下产生作用,假如某个条件改变了,甚至消失了,那
么果便可能不再存在。在苹果的例子中,如果天旱缺水,苹果树便会因之枯
萎。所以当因缘散尽之时,果就会灭。换句话说:“因缘和合而生,因缘散尽
而灭。”有的读者可能已经发现,以上这些关于苹果的文字,是转述潘宗光
《佛教与人生》[5]一书有关缘起法内容。所谓“关系”者,“缘”也,“关
系实在论”其实与佛学缘起说的基本思想一致。
的禅境了。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!
体。物质世界的万事万物,都是风缘引起的海上波涛,换言之,物质世界就是
风缘吹奏宇宙本体产生的交响乐。
《入楞伽经》云:“譬如巨海浪。斯由猛风起。洪流鼓冥壑。无有断绝时。藏
识海常住。境界风所动。种种诸识浪。腾跃而转生。”
平静的大海,生起重重无尽的浪波,从此便如万壑怒号,天地晦冥,再没有停
息澄清的时候了。宇宙的本体——藏识海(如来藏)本是澄然湛寂,随缘常住
而不变的。因内外境风的吹荡,便使寂然清净的本体,随变为浪潮起伏,跟着
生起前面七识的种种作用。由此波浪互相撞击,奔腾澎湃,便转生一切境界,
而无有止境了。
非不异。海水起波浪。七识亦如是。心俱和合生。”(转引自[6])。
的日月光华等等,追溯根源,也都是由如来藏识一体的变相。这些物体和藏
识,在本质上并非相异,可是当它们形成为万物之后,却不能说与心识的作用
是无异的了。譬如海水既然转变成为波浪,波浪的形式与作用,和整个的海水
便不同了;可是波浪的根本,还是由海水所转变而来的。由物的方面来说,万
类的分齐差别(分化和归类)也都是从此一体所化生。由心的方面来说,七种
识的分别作用,也都是由如来藏识所转生。又因心与物的和合,发生世间种种
事情,于是本来澄清的识海,便永无宁日了。
乳及石蜜,是指鼻根香尘的对象。淡味众华果,是指舌根味尘的对象。日月与光明,是指身根触尘的对象。)
这里海水与波浪的关系,正是弦与音乐的关系。它们也正是物质世界与宇宙本
体的关系。当我弄懂了这个道理的时候,心里充满了敬畏和震撼。读到这里,你可能感到:“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!”
后序
家,对于自己发明的力学规律,始终解释不了行星绕日运动的第一推动力问
题。于是,他晚年的时候,只能违心地把行星绕日运动的第一推动力说成是上
帝给的力:上帝的“第一脚”。
时空,所以无法解释行星绕日运动的第一推动力。
上帝还要高明一点!
物质不是客观实在了,事物之间的关系才是客观实在的。物质此时已经和哲学
上的物质合二为一了。物质是什么?物质是关系。关系是缘,而缘起性空。物
理学家在探索物质本源遇到无法解释的问题时,将问题哲学化,也不失为一种自
我安慰。