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赵玉文:物质与精神在临界状态下的“同时性”特征

2017-09-26 14:02:52 中国社会科学网 赵玉文

20世纪是科学发展史上的一个重要转折时期,这一时期爆发了一场物理学革命,将自然科学推进到一个新的历史阶段。在此基础上,我们得以运用相对论、量子论与现代宇宙观重新审视哲学的基本问题,推导、验证出物质与精神存在具有相对意义上的同时性这一论点,以此更深入研究和定位思维与存在的关系问题。

1 当代哲学的思想基础

精神和物质何者为第一性,何者为第二性,谁决定谁的问题,是思维和存在关系中最根本的问题,是一切哲学学说的根本出发点和立足点。近代哲学家们依据对这个问题的不同回答,划分出唯物和唯心两大主要派别,凡是主张世界本原是精神,精神是第一性、物质是第二性的组成唯心论阵营;凡早主张世界本原是物质,物质是第一性、精神是第二性的,属于唯物论阵营。这两种阵营的组成,均源自于100年前,也就是20世纪以前人类科学尤其是自然科学基础之上的、以直觉为主而形成的传统哲学观。传统哲学观的形成基础是20世纪前的“经典力学”理论。

哲学有一个演进的过程,现在我们所指的哲学基本上是培根、牛顿、伽利略、笛卡尔等开创的近代科学思想基础上的产物,当代哲学观便是以此为基础而形成的。

爱因斯坦之前,科学界占统治地位的时空观是以牛顿力学为基础的经典物理学的时空观。从牛顿力学的观点看来,宇宙是静止的,在绝对的空间下,时间和物质是彼此分开并独立存在着,二者之间不发生任何的相互联系。从经典物理学原理上说,一个物体运动的状态,譬如速度,只在相对于某个参考系测量时才有意义,本身并无绝对意义,牛顿力学假定我们熟知的时间是均匀流逝的,而空间也是均匀分布的。物体运动以及运动状态变化的原因是力。牛顿力学的运动规律只涉及力和加速度,物体在没有外力的作用下按照惯性作匀速运动。因此运动规律在相互做匀速运动的惯性参考系上是相同的,这称为牛顿力学的相对性原理。这一原理自牛顿提出后,几百年时间里,一直占据着统治地位。1687年牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中完整地表述了他的绝对时空观、运动三定律和万有引力定律,演绎推导出开普勒的行星运动三定律。拉普拉斯把牛顿力学用于太阳系行星及其卫星的轨道计算,取得很大成就。他宣称只要给定了“起始条件”,就可以预言太阳系的整个未来,这就是著名的宇宙中“机械决定论”的观点。

牛顿归纳的物理学基本定律及发明的数学方法,成为人类认识自然和社会的基本武器,由此而形成的庞大的、完整的近代科学体系,是近百年来人类文明繁荣发展的基础。但是,科学的发展证明,19世纪牛顿力学及当时自然观、宇宙观没有考虑量子现象和相对论效应。牛顿经典力学的时空结构是一种无场的时空结构,具有很大的片面性,其对哲学影响的基础为:①“中心说”,物质运动存在着一个中心并决定着其他物质运动。②绝对的时空存在,认为空间和时间彼此分开各自独立存在。③宇宙空间中,存在各自有独立运动规律,并由物质运动决定一切,精神由物质决定。④精神特性被物质特性决定不具有独立性,在空间上受物质支配,在时间上于物质后出现。

由上述基础必然导出:①否认精神主客观是相对存在的。②传统唯物论对宇宙物质存在及运动的解释割裂了物质与精神的关系。③孤立地看待运动。④孤立地看待精神存在。

20世纪初,以相对论、量子论为基础的现代科学形成,动摇并改变了牛顿以来占主导地位的经典物理理论。相对论的诞生,量子论的创立,现代宇宙观和生命科学的研究,是科学发展道路上的转折点和里程碑,使人类对宇宙及复杂系统的行为有了新的认识,也为现代哲学观的建立奠定了有力的哲学思想基础。

2 现代哲学观的背景理论

1)相对论 构筑传统唯物论基础的牛顿绝对时空观念存有内在矛盾,即如果存在绝对空间,那么在某些运动中应含有绝对速度,但相对性原理却要求物体的运动规律中不含绝对速度,绝对速度在原则上无法测定。由此,许多科学家、哲学家对牛顿的绝对时空观提出异议,否认绝对空间的存在。在物理学深入研究电磁高速运动和光速现象的基础上,爱因斯坦推广上述相对性原理,提出了狭义相对论,随后还建立了广义相对论。

广义相对论原理主张所有参照系(包括惯性系和非惯性系)都可以等效地用来描写物理定律。惯性系与惯性系之间的四维时空坐标变换(如洛伦兹变换)是线性变换,而非惯性系与非惯性系的四维时空坐标变换,一般是非线性的。爱因斯坦在阐述广义相对性原理和等效原理的基础上,指出时间和空间的几何不能先验地给定,而应当由物质及其运动来决定,并引用黎曼曲面几何来描述存在引力场的时间和空间,确定了新的引力理论,寻出了引力场方程。相对论告诉我们,宇宙中任何存在都是相对的,即相对于宇宙而言,在同一空间、同一时间下的存在。

相对于宇宙的任何存在,在同一空间下与时间不可分割,时间不具有完全的独立性,只能和质点同时存在。存在的无论是物质还是精神,没有先后之分。

精神本质上是相对于物质的产物,就精神存在而言物质本质上也是与精神相对应的存在,相对论原理的宇宙将连续表现为时空的临界特性,即同时性,如图1所示。


图1


精神与物质的相对性存在是以精神存在为先决条件的,这就是相对论的本质。否则就成了单独物质世界与哲学的关系。

可以说爱因斯坦相对论是人类思想史上最伟大的成就之一,是当代科学的颠峰。它科学地解释和定位了宇宙所有存在,尤其是人与物质存在的基本关系和运动规律。根据爱因斯坦的相对性原理,我们可以推导出宇宙所有存在的基本关系,物质与物质、精神与精神的存在都不可能在相对性原理之外,相对性原理指导我们用相对性观点去看待和定位分析宇宙中一切存在的基本关系。

(2)量子论 物质的存在是精神观察后的宇宙实在,因为物质的演化形式和内容是不停变化的运动过程,在基本粒子微观形态下,这一性质极其明显。客观物质形态的基本粒子的存在,其“性质”状态的描述将无法摆脱人类的主观感知,并具有一体化同时性下的随机特征,物质的状态受精神的感知与选择。量子论表明了精神与物质的不可分割的时空特性,客观的存在最终要以观察者的观察而存在,客观的性质由观察者的选择而决定,客观的真实由观察者的认知而确定。量子力学的小尺度效应终于引导我们深入到极其微小的理论研究中,其结果却是惊人的。精神与物质的统一不具有随意性,精神的超前与滞后都不能正确地反映宇宙的实在,量子论中的不确定性问题的解决,则证实了这一物理哲学的科学基础。

(3)现代宇宙论 现代科学的发展,重新展示了新的宇宙观,这种宇宙观的基本思想,表述如下:①时间和空间是自然界、社会、思维领域中各种事物的普遍属性,是任何事物都具有的客观性质。②时间和空间是不能分割的,它们内在联系着,统一在物质运动中。时间和空间表现为客观上不可分割的一个四维时空连续区。③时间和空间与物质密切联系,是物质存在的基本形式,世界上没有离开时间、空间的物质,也没有无物质的时间、空间。④时间和空间与物质及其运动相互联系,随着运动的急速变化,时间和空间的度量、事物的时间关系以及空间关系都会发生变化。变化具有相对的协变性。⑤时间有方向性,永远向前,不可逆转,时间的本质是宇宙演化性质所决定的。⑥时间和空间具有无限性,物质世界在空间上无穷无尽、无边无际,物质世界存在和发展的持续性无始无终、无尽无休。

在宇宙中,任何“独立性”都是相对的,并且彼此相互影响。在宇宙中任何存在位置都是平权的,无所谓哪个更优越。精神和物质在宇宙中不可能脱离时空维度各自独立存在。物质和精神在同一时空条件下,随宇宙一同运动,彼此存在的时空不存在第一性、第二性的问题,宇宙中只要存在,就是同一时空下的同步存在。

相对论、量子论、现代时空理论,形成了现代量子宇宙论。所谓量子宇宙论,其实就是哲学化了的量子论,也是相对论的社会化理论。

就“唯物”而言,所有的“论”在过去都没有充分考虑到时间和空间的相对性,唯有量子宇宙论做到了这一点,作为唯物论第四个历史形态,即继朴素唯物论、机械唯物论和辩证唯物论之后,量子宇宙论融入了相对论、量子论原理,吸纳了20世纪科学智慧最新的曙光,这正是其辉煌所在。以下我们将用量子宇宙论阐述哲学的基本问题。

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