敢于冲破传统观点的科学家 霍金和他的时间简史

敢于冲破传统观点的科学家 霍金和他的时间简史

2023年7月9日发(作者:)

自然辩证法研究Vol115,No15,1999・自然哲学・敢于冲破传统观点的科学家———史蒂芬・霍金和他的《时间简史》李 宴 耕  英国物理学家史蒂芬・霍金经历了千难万苦,终(副标题为于在1988年写成并出版了《时间简史》)一书。此书一出,立刻轰动西“从大爆炸到黑洞”“存在形式”,是物质及其运动所固有的;是永恒的客观实在,在人类出现之前就存在着,不受人的主观感觉的影响;时间这一实在,没有开端也没有终点,象几何学中的直线似的正负向都是无限的;时间与空间、物质、运动是紧密相连而不可分离的。列宁说:“时间是客观实在的存在形式。”“运动着的物质只有在空间和时间之内才能运动。”恩格斯说“:物质的这两种存在形式(指时间和空间———笔者注)离开了物质,当然都是无,都是只在我们头脑中存在的空洞的概念、抽象。”唯心主义者认为:时间只是意识、观念的产物,不是客观实在,是人的意识强加到事物上面的主观形式。黑格尔认为“,绝对观念”发展到一定的阶段,使自己“外化”为自然,这时才出现空间形式;时间则是在“绝对观念”发展的更后一个阶段上出现的。康德认为,时间是人类感性直观的先天形式,用此去感知事物,才给予事物以时间性。马赫认为,时间是“感觉系列调整了的体系”,是用来整理认识材料的工具。贝克莱把时间空间看作是主观体验的形式。还有形而上学唯物主义者,则把时间与运动的物质相割裂,认为在运动着的物质之外另有一个时间空间的空框子,物质是被安放在这空框子中的。例如牛顿,他承认时间是客观存在的,但他认为时间是绝对均匀流逝的与物质运动毫不相干的纯粹的持续性。一般人无意中都持有牛顿式的时间观,觉得很符合日常生活中的观察体验、是天经地义的。实际上,人们对时间和空间的认识是在不断改变和深入的。杰出的科学研究者,能从平常处看出不平常来,能突破和敢于突破“世俗”之见。非欧几何证明了空间在特大的范围内(在天文学范围内)将是“弯曲”的;相对论揭示出时间的相对性:当运动速度接近或等于光速时,时间的持续就明显地加长了,方,几个月内在美国就售出50万册;到1991年在英国则已被重印20次。在中国大陆《时间简史》,自1997年出版以来,也曾引起了相当的轰动,至今畅销不衰,有求大于供之势。1论及《时间简史》,不妨先谈谈在霍金之前,人们对时间的认识的“简史”。《淮南子》云“:四方上下谓之宇,往古来今谓之宙。”《老子》则把“先天地生”的“道”概括为空间和时间即宇宙的根源。屈原在《天问》中问道“:曰遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?”对时间空间的形成发出了疑问。《太平御览》中说“:天地混沌如鸡子,盘古生其中万八千岁。天地开辟,阳清为天,阴浊为地。盘古在其中,一日九变,神于天,圣于地。”对宇宙的起源作了生动形象的“神话”式描述。《旧约全书》的“创世纪”第一章说“神创造天地”,即宇宙是上帝创造的。现在,一般人对时间的理解和认识是:时间表示一种过程的延续,可分别出事件发生的先后顺序;时间是由过去、现在、将来所构成的连绵不断的系统;时间是具体的,一分一秒地在消逝,时间具有一去不复返性,是一维的不可逆的,故曰“机不可失,时不再来”;时间是可以感觉到的,是可以度量的,通过事物的变化,如机械运动、原子振动、日影移动等可以测量出时间及其长短。在哲学方面,对时间的认识分为两大派系。辩证唯物主义者认为:时间和空间是运动着的物质的1© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.  自然辩证法研究即所谓“运动的时钟变慢”了,甚至会出现“洞中方七日,世上已千年”的中国最古老的神话奇迹。相对论的这一结论已得到部分事实的印证。持唯心主义观点的人,看到人们对时间观念的不断改变,则宣称时间确实只是主观意识的产物,客观上并不存在,更“有理由”认为根本没有时间这个东西。辩证唯物主义者则认为,时间有相对性,同时认为茫茫宇宙,无边无垠,无始无终;在时间上,宇宙的发展变化既无开端也无尽头,并断然地说,如果根据每一个别事物的时空有限性去判断整个宇宙也是有限的,则必将导致荒诞不经的幻想,就会认为现实世界之外还存在有一个超时间超现实的神的世界,从而陷入宗教迷信。故而又认为,对整个宇宙来说,它只有内因而无外因。牛顿等人无法解释宇宙被“启动”的“第一推动力”,只好归结为是上帝推动;无法解释微分学推理中二阶及以上的无穷小量被“镇压”而消逝,只好幽默地说它们去上帝那儿了“,化为灵魂”了。宇宙究竟有没有起源?时间是否有起点和终点?是否有过“第一推动力”?这类根本性的问题,的确一直萦绕在人们的思想中,困扰着人类的智慧。甚至有人认为,到目前为止,人类的智力(认识能力)尚远未发展到那个程度,对这些问题是根本不能理解和解决的,甚至连关于这些问题的想象力也没有。在《时间简史》的一开头,霍金就十分明确地提出“:宇宙从何而来?它为什么,并怎么样开始的?它会有末日吗?如果有的话,会发生什么?”霍金对这些问题敢于正视,敢于并善于探索,并得出了一些有说服力的惊世骇俗的新结论。这显然是此书能引人入胜,造成大“轰动”的原因所在。第15卷 第5期 出发,较深入地探索了宇宙(即时空)的起源和归宿,逐渐在解开宇宙之谜。于是,在物理学的天空中便升起了一颗光芒夺目的超新星,霍金成为当今继爱因斯坦之后的最杰出的物理学家,被誉为战士、轮椅上的爱因斯坦传人、当代的爱因斯坦。《时间简史》一书所表明的霍金的新观点、新成就、新贡献是什么呢?笔者的看法是:第一,对多数人认为纯粹是宗教迷信的传说,霍金不但没有回避,相反却给予了相当的注意,并试图以真正的科学研究的态度来考察这些传说。霍金写道“:根据一些早先的宇宙论和犹太人、基督教、穆斯林传统,宇宙开端于有限的、并且不是非常远的过去的某一时刻”。(这与中国上古神话“盘古开天”之说)并引用奥古斯丁的观点说“何其相似。:时间是上帝所创造的一个性质,在宇宙开端之前不存在。”由此而引出了哈勃的“大爆炸”理论、牛顿理论、相对论、量子论、达尔文的自然选择原理以及“人择原理”。这种叙述或说是带有推理性的叙述,堪称别具一格,不同凡响。他由此而大胆地指出“:从爱因斯坦广义相对论可推断出,宇宙必须有个开端,并可能有个终结。”在论述中,不乏辩证唯物论味道,并打破了宇宙既无开端也无终结的传统说法,肯定了宇宙有开端,也应有终结,否定了宇宙过去无限将来也无限的旧观点。这应当算是霍金的新思维、新贡献。第二,肯定了哈勃的大爆炸及宇宙膨胀理论。霍金说“:宇宙膨胀的发现是20世纪最伟大的智慧革命之一。”并说,空间和时间都是有限的,但却没有边界。内含辩证法“颗粒”。第三,论证了时间是有开端的。这也是最引人入胜的部分。霍金写道“:在宇宙中存在一点,在该处理论自身失效。这正是数学中称为奇点的一个例子。”“就我们而言,发生于大爆炸之前的事件不能有后果,所以并不构成我们宇宙的科学模型的一部分。因此,我们应将它从我们模型中割除掉,并宣称时间是从大爆炸开始的。”到1970年,霍金与彭斯合作,最后证明了:“宇宙包含着我们观测到的这么多物质,则过去必有一个大爆炸的奇点。”“它被包含在叫做黑洞的空间-时间的一个区域中。”第四,霍金在统一相对论和量子论的研究上,前进了重大的一步。他说:“前面讨论的奇点定理指出,至少在两种情形下引力场会变得非常强———黑洞和大爆炸。”“我们还没有一个完整、协调的统一广2“好事多磨”,霍金因患了肌萎缩性侧索硬化症而全身瘫痪,被禁锢在轮椅上已有20多年。但他身残志不残,脑不残,思维不残。他精力充沛,变残废的劣势为优势,他干劲冲天,记忆力超常,能够完全在脑中进行大量方程式的“心算”。他意志坚强,勇于与命运抗争。不单如此,他更是一位敢于冲破传统观点陈旧观念的科学研究家。他超越了相对论、量子力学、大爆炸理论,他的科学思想遨游于太空,终于在相对论、量子力学方面迈出了重要的一大步,创出了新理论,得出了崭新的结论,从而解答了人类一直难以解答的宇宙起源这一难题。他从研究黑洞2© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 敢于冲破传统观点的科学家 义相对论和量子力学的理论,但我们已知道这理论所应有的一系列特征。”第五,他独树一帜地研究了黑洞。他证明了空间—时间—定存在奇点,在奇点处所有的定律及可预见性都将失效。奇点可以看成是空间时间的边缘。有两个最重要的奇点是黑洞的奇点及宇宙大爆炸处的奇点。还证明了奇性定理和黑洞的面积定理。他指出整个宇宙起始于大爆炸的奇点。他从对黑洞的研究中,探索了宇宙的起源和归宿,论证了宇宙将会在大挤压奇点处或在黑洞中的一个奇点处结束。第六,霍金相信科学,反对伪科学,他具有一定的反宗教迷信意识。正如在《时间简史》开头卡尔・沙冈所写的《导言》里所说,这是一本关于上帝或许是上帝不存在的书。霍金说“:宇宙完全是自足的,而不被任何外在于它的东西所影响。它既不被创生,也不被消灭。它就是存在。”及其局限性的影响,在有意无意中,霍金明显地在肯定宗教和否定宗教之间,在辩证唯物主义和唯心主义之间徘徊。其著作中不断出现对“造物主”、“上帝”存在的肯定性词语,又力图否定或“缩小”上帝存在的范围和作用。时时处处,无不打有宗教的烙印。第四,他尚未能揭示出时空产生、发展、演化的实质和根本原因。当今之世有一种“怪现象”,即新的不见得就是对的,旧的不见得就是错的“;要找新思想请到旧书中(即旧知识)去找,要找旧思想请到新书中去找”———有人如是说,是有一定道理的。从哲理讲,最深刻的见解恐怕还得数中国。中国毕竟已有上下五千年的文明史,创造了与西方不同特色的灿烂文化。第五,科学家们测试推断说,地球的寿命已只剩下了它的四分之一;霍金如今又论证说宇宙也终将毁于一旦。若果真如此,也不必恐慌。人,不是也一直在一代接一代地不断死亡吗?不过是因已司空见惯而不以为怪罢了。而且,按照霍金的推测,时空果真崩溃,之后又将会出现什么样的新宇宙?人类的文明成果会不会重被继承或重新出现?“见微而知著”,根据物质不灭定律和现今已认识掌握了的自然规律来推断,回答应是肯定的,应持乐观态度。恩格斯说“:物质在它的一切变化中永远是同一的,它的任何一个属性都永远不会丧失,它虽然在某个时候以铁的必然性毁灭自己在地球上的最美的花朵———思维着的精神,而在另外的某个地方和某个时候一定又以同样的铁的必然性把它重新产生出来。”这段著名的预言,给人类以光明和希望(有希望才有奔头),同时也是一种无比深刻广远的宇宙观。现在的人类,已能登上月球,已能探测火星,已能利用天文望远镜看到远离我们100亿光年以上的星系。人类这种智能生物既已存在,随着智能的不断增长提高,不能绝对说没有办法制止或对付宇宙的“崩溃”和“坍缩”。第六,科学发展至今,在其研究中,归纳、直观用得多,但“归纳”是很难“完全包括”的,这是个矛盾;演绎推理也存在矛盾,它离不开“大前提”、“公理”、“假设”,而这些往往是靠不住的。由此观之,霍金的推理也并不是无懈可击的。毁灭了现在,也就等于毁灭了将来。充分利用生命,加速认识自然,使生者幸福,并为后生者造福。执著于现在,抓住时间,不浪费,实在是最重要之事。(下转第30页)3霍金的理论引起了巨大的轰动,引起了人们的兴趣和兴奋———宇宙终于“有了”起源;但同时必然又会引起人们的不安和沮丧———宇宙也会坍缩而有终结!人类苦经几百万年的进化和努力劳动创造,才达到的今天的智慧和文明,必将毁于一旦!如何看待霍金的理论呢?笔者认为:首先,应当肯定,霍金的理论是大胆的,深刻的,是有观察根据,有前人的理论成果作基础,有逻辑推理和数学证明的,是具有开创性的。他想人们所未想或不敢想,做(研究)人们所不敢做。他的思维,他的工作,扩大了人们的眼界,拓宽了人类认识范围、理解范围,冲破了“人类理解的局限性”,具有革命性和划时代(科学上)的意义。其次,他的理论还远未完善,还应说是初步的,除具有一定的科学性外,还带有或多或少的想象、幻想的色彩。有的地方,给人以“硬凑”和人为的去“补足”的感觉、印象。他的一些假设是大胆的,然其推理、求证似尚欠缺些,事实的证据更是欠缺(如关于反物质、负时间、黑洞是否真客观存在等等)。虽然如此,它确实给了人们以极大启示,为揭开宇宙之谜大大前进了一步。第三,受西方文化、意识形态、思维方式的特点3© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.  自然辩证法研究的深入的探讨。它以哲学主体理论为指导,对从事技术创新过程的主体进行具体的分析,从中探求从事技术创新活动的不同主体所应具备的素质与能力品格。而哲学理论的生命力,正在于它能不断地总结、概括特定的社会实践领域发展出来的成果,因而技术创新主体的研究必将有助于哲学主体理论的不断丰富和发展。(3)提高我国知识创新的效率第15卷 第5期 动,才能促进现存知识的创新并使创新成果及时转化成为物质财富,才能为进一步提高知识的生产能力创造必备的经济实力的支持,从而提高我国知识创新的效率。参考文献  〔1〕李兆友:“技术创新主体研究综述”《,哲学动态》1997年第11期。当前,知识经济作为一种新型的经济形态,正在全球范围内快速崛起和迅猛扩张。知识经济的基础是知识创新,因而在知识经济出现萌芽之时,世界各国在指导思想、资源投入等方面均采取了新的对策,以促进各自的知识生产、传播和创新。然而,知识创新的成果只有进入技术创新过程,才能实现科技知识的潜在的巨大的社会经济价值;否则,再好的知识创新成果也只能停留在束之高阁的层次。事实上,国外许多著名的大学和公司的实验室,其所以能取得那么多的科研成果,是与它们拥有先进的仪器设备分不开的,而这又是以其强大的经济实力为基础的。这种强大的经济实力,归根到底又来自于这些国家较高较强的技术创新能力。由于我国现代化起步较晚,我国还处在由农业文明向工业文明的转变时期,而工业自动化又是迈向知识经济时代的必不可少的基础,因而我们既要追上知识经济的时代脚步,又要加快工业现代化的步伐,这都需依靠技术创新才能实现。如前所述,技术创新本质上是创新主体借助于一定的工具系统作用于创新客体而使创新客体发生价值形态或物质形态改变的现实过程,这个过程的最终实现并取得效益,关键是因为有了具备创新需求与创新能力的主体的参与。因此,研究技术创新主体及其创造性活  (上接第3页)〔2〕梁国春,齐戎主编《马克思主义哲学新探索》:,辽宁大学出版社1994年版,第79页。〔3〕肖前主编《马克思主义哲学原理》:,中国人民大学出版社1994年版,第277页。〔4〕《马克思恩格斯选集》第4卷,第243-244页。〔5〕赵振宇,田立延主编《激励论:———发挥人力资源的奥秘》,华夏出版社1995年版,第104页。〔6〕王永昌《实践活动论》:,中国人民大学出版社1992年版,第139页。〔7〕刘大椿《科学活动论》:,人民出版社1985年版,第11页。〔8〕〔10〕〔11〕陈伟《:创新管理》,科学出版社1996年版,第6、484、80~81页。〔9〕关士续“:企业技术创新运行机制”《自然辩证法通,讯》1992年第5期。【作者简介】李兆友,男,1965年生,哲学博士,辽宁省委党校哲学教研部副教授。邮编:沈阳110003远德玉,男,1934年生,东北大学文法学院教授,博士生导师。邮编:沈阳110006。(本文责任编辑 缪音征)〔6〕《毛泽东选集》,人民出版社。〔7〕《〈天问〉〈天对〉新注》,北京人民出版社。〔8〕《中国哲学史资料简编》,中华书局出版。〔9〕《老子・庄子・列子》,岳麓书社出版。〔10〕《圣经》,中国基督教协会印。主要参考文献  〔1〕史帝芬・霍金著《:时间简史》,湖南科学技术出版社。〔2〕恩格斯著《自然辩证法》:,人民出版社。〔3〕列宁著《哲学笔记》:,人民出版社。〔4〕汪子嵩等著《欧洲哲学史简编》:,人民出版社。〔5〕《鲁迅全集》,人民文学出版社。【作者简介】李宴耕,男,1941年生,华北电力设计院高级工程师。邮编:北京100011(本文责任编辑 王国政)30© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. 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