《宏观物理学基本原理》

庄建西

（Tel：0373-2366496）

二  宏观物理学的宇宙观

前面绪论中已经讲到，宏观物理学的研究是从客观控制系统、主观控制系统再到主、客观协同控制系统开始的。现在，宏观物理学整个理论体系已经建立起来了，我们就可以开门见山地直接从“宏观物理学的宇宙观”开始谈起。

1    系统的历史发展规律和内部矛盾基本格局

我们可以把整个宇宙看成是一个系统，也可以把我们身边的任何一个相对独立的客观事物看成是一个系统。大到银河系、太阳系，小到一个原子；大到一个国家、一个企业，小到一个家庭、一个人体、一个细胞，我们都可以用系统的方法去认识它们，把它们看成是一个系统。我们对这样一些系统的历史发展过程进行归纳分析发现：

所有这样自然形成的系统其历史发展过程都能很明显地分成初级和高级两个阶段。初级阶段是自由运动与聚合运动两种势力相互作用的阶段，两种运动势力相互抗衡使整个系统处于自由运动的混沌状态。在混沌状态的系统内部，多层次的、多股势力的自由作用导致部分物质和能量的大聚集；大聚集引发大膨胀，膨胀运动势力就从自由运动势力中产生出来。膨胀运动势力把多股自由运动的小势力集中起来，分别与原来的自由运动和聚合运动两种势力相抗衡，并在整个系统中占居主导地位，使整个系统进入高级发展阶段。在系统发展的高级阶段，三种运动势力的相互抗衡，使整个系统进入多层次的旋转运动状态，旋转运动进一步衍生出循环运动，所以在高度复杂的系统中还表现为循环运动状态。初级系统内部的基本矛盾是聚合运动和自由运动两种势力对立统一的关系；高级系统内部的基本矛盾是膨胀运动、聚合运动和自由运动三种势力之间的相互作用关系。初级系统都处于自由运动的混沌状态；高级系统都表现为多层次的旋转运动和循环运动状态。

上述系统历史发展规律和系统内部基本矛盾格局是我们从生物系统、社会系统包括国家、家庭、企业等系统的历史发展的过程中总结出来的系统观察法。在以后的章节中我们还会把整个论证过程逐个展现给大家。   

   2  宏观物理学的宇宙观

当我们运用上述规律去认识整个宇宙的历史发展过程时，一个清晰可见的宇宙观就展现在我们的面前。同时，现代科学关于宇宙大爆炸的理论也充分暴露出了它的局限性。

在宇宙大爆炸发生之前，整个宇宙处于初级阶段的混沌状态，也可以说是处于“暗物质”状态。显物质是大爆炸之后才出现的，现代科学对暗物质缺乏足够的认识，所以才会提出“宇宙起源于大爆炸”之说。实际上，大爆炸只是宇宙的初级阶段和高级阶段的分界线。在初级阶段的宇宙中，自由运动势力与万有引力直接抗衡，当某一局部自由运动势力较强时，这一局部就处于膨胀状态；当某一局部自由运动势力较弱时，这一局部就处于收缩状态；就整个宇宙而言大致上处于一个平衡的状态。在这样的一个暗物质的世界里，物质也不是均匀分布的，也存在着紧密和稀疏的巨大差异；存在着多层次的多股势力的自由运动。

万有引力是宇宙存在的基础，它贯穿于宇宙大爆炸之前和其后，既存在于暗物质世界也存在于显物质世界，因为现在只有万有引力能证明暗物质的客观存在。万有引力的存在对整个宇宙是一个约束，它的作用必然使整个宇宙走向聚合和集中或者说走向收缩、冷却和寂静。而自由运动势力的活动是需要一个活动空间的，它就与万有引力形成了一个直接的对抗。对抗双方势力旗鼓相当，所以整个宇宙处于大致平衡状态。但是，与万有引力形成直接对抗的是自由运动内部各种运动势力的一个综合势力，各种不同的运动势力在相互作用过程中形成了很大的内耗，所以说在自由运动势力内部蕴藏着远远超过万有引力的巨大能量。一旦在某一时刻自由运动势力内部出现协调统一的状态，一场巨大的膨胀运动就要爆发了。

自由运动的过程也会使物质和能量走向聚合和集中。但是，这种聚合和集中与万有引力的作用在本质上是不同的。这是一个逐渐消除内耗的过程；一个扩大暗物质世界中紧密和稀疏之间差距的过程；就象在经济社会中，自由市场经济总是导致贫富差距逐渐扩大、资本走向集中，但是它绝不会导致整个经济社会走向萎缩。所以自由运动虽然能使物质和能量走向聚合和集中，但是它并不象万有引力那样促进整个宇宙走向聚合和收缩，与此相反，它在整体上仍然是和万有引力直接抗衡的一种基础势力。

万有引力引起的聚合运动和自由运动把物质、能量集中起来的运动在一定的情况下相互协调，就会把多股自由运动势力在某一局部迅速形成一股巨大的势力。大爆炸不可避免地就发生了，整个宇宙由此进入它的高级阶段。膨胀运动势力实际上就是自由运动势力内部爆发出来的，是自由运动势力内部一股较强大的势力对全局形成了一种统帅的状态。

一股势不可挡的膨胀运动势力对自由运动的物质世界形成一个巨大的冲击，从而导致自由运动的物质世界中出现了多层次的旋转运动。基本粒子的旋转、原子的旋转、太阳系的旋转都是自由运动的物质在膨胀运动的冲击下形成的。旋转运动使暗物质转变成显物质。任何一个旋转体都是由离心力、向心力和垂直方向的力这样三种力共同作用形成的，这刚好与整个宇宙的三种势力相对应。离心力代表膨胀运动势力；向心力代表聚合运动势力；垂直方向的力代表自由运动势力。因此，我们说：现宇宙中所有的显物质都是旋转运动的产物，没有旋转运动就没有显物质的存在。而旋转运动又是膨胀运动、聚合运动和自由运动三种势力相互抗衡形成的一种平衡状态。

在现宇宙中，我们身边可以看得见的任何物体，它都是处在三种势力相互抗衡的平衡之中，任何一种势力的过强或过弱都会导致该物体的毁灭。当膨胀运动势力过强时，它会化作射线离我而去；当万有引力过强时，它会化为黑洞而深不可及；当自由运动势力过强时，它会由显物质即刻转化为暗物质，瞬间即逝。现宇宙持续的膨胀使我们能够长时间生活在一个相对稳定的物质世界。而随着膨胀势力的不断扩张，膨胀势力在整个宇宙中的强度就会逐渐减弱，当它对自由运动势力和万有引力不能构成一个统领之势的话，整个宇宙就会在瞬间由显物质世界转化成暗物质世界。不会象有些人说的那样：膨胀运动结束后，宇宙会开始作截然相反的收缩运动。

   3客观事物内部矛盾的基本格局

我们生活在一个发育成熟的宇宙之中。膨胀运动、自由运动和万有引力三种势力的相互作用构成了现宇宙内部基础矛盾的基本格局。在现宇宙之中，任何一个发育基本成熟的客观事物其内部基础矛盾也都是这样一种基本格局。

简单一点说，一座山有一个阳坡，一个阴坡和一个底平面。阳坡就是光线强的一面，光线是一种射线，所以阳坡代表着膨胀运动势力；阴坡是光线弱的一面代表着自由运动势力；底平面是整座山存在的基础代表着万有引力。任何一个相对独立的客观事物，不管它内部矛盾多么复杂，其最基础的矛盾都是这样一个非常简单的基本格局。

以家庭为例，一个男人和一个女人相结合组织成一个家庭，他们是为了生存而走到一起来的，既是为了自己的生存，也是为了整个人类的延续，生存问题是整个家庭存在的基础。子女的出生标志着家庭的延续，所以子女问题在家庭内部矛盾格局中属于基础势力一方。生物进化发展史告诉我们，所有的雄性都是从母体中分离出来的。在生物界中我们常常可以看到雌性转化成雄性，而很少看到雄性转化成能孕育子女的雌性。就是为了子女的体质健康，生物才会出现雄性和雌性的分体。雄性和雌性的分体也标志着生物的进化由初级阶段进入高级阶段，就象膨胀运动从自由运动中分离出来标志着整个宇宙由初级阶段进入高级阶段一样。由此可见，男人就象是膨胀运动势力，具有统领全局的阳刚之气;女人就象是自由运动势力具有阴柔、浑圆之性是构成家庭的主体。父亲、母亲和子女三个方面构成了一个家庭内部矛盾的基本格局。

以企业为例，家庭作坊式的企业，老板带着几个帮工什么活都干，这是一个企业的雏形；一个企业老板什么都管，一个人说了算，这是企业的初级阶段；总经理（总裁）从董事会中分离出来，标志着一个企业从初级阶段进入到高级阶段，而企业中出现监事会则是企业发展成熟的表现。很明显，在这里总经理（总裁）代表着膨胀运动势力；董事会代表着自由运动势力；监事会则代表着万有引力（基础势力）。三方势力构成了企业内部矛盾的基本格局。

以国家为例要详细来谈就比较复杂了，简单一点说，一个国家也是由三方势力构成其内部矛盾基本格局的。国家主席、总统、总理包括整个政府机构，都是能向社会发布命令的人和机构，他们就象是企业中的总经理（总裁）代表着膨胀运动势力；人民代表大会、议会、甚至包括有些国家的皇室，都是能向社会发布决议、公告，颁布法律的机构，他们就象是企业中的董事会代表着自由运动势力；而广大民众和维护其基本权益的各级法院则是整个国家的最基础势力代表着万有引力。

上述客观事物都是人类社会中相对独立的社会单位，也可以说是生命的历史长河中发展比较成熟的客观事物。从这些客观事物的历史发展过程可以看到整个宇宙的历史演化过程；从这些客观事物内部矛盾的基本格局可以看到整个宇宙基础矛盾的基本格局。这里面的科学性应该说是不容否认的。那么对无机的物质世界我们又该如何来认识呢？

离开生物界，我们看到的是一个由多层次的旋转运动所构成的物质世界。银河系在旋转，太阳系在旋转，原子在旋转，基本粒子在旋转。而旋转运动可以分解成三个最基本的力，即：向心力、离心力和垂直于前两者的力。在旋转体这个相对独立的客观事物中，离心力代表着膨胀运动势力；向心力代表着万有引力；垂直方向的力则代表自由运动势力。这些多层次的旋转运动是多层次的自由运动在膨胀运动势力的冲击下才形成的，没有大爆炸就没有这多层次的旋转运动。在自然界中我们经常看到的龙卷风不就是自由运动的空气在巨大的向下运行气流的冲压下形成的吗？值得注意的是：离心力只是在这个小集团的矛盾格局中处于膨胀运动的矛盾地位，并不真正就是整个宇宙的膨胀运动势力。比如在太阳系，离心力和万有引力只是形成了平衡状态，而在整个宇宙中膨胀运动势力是远远大于万有引力的。这一离心力应该是膨胀运动和自由运动两种势力在一定情况下形成的一个合力，它刚好和万有引力达成平衡状态。再如在原子中，向心力是一种电磁力，并不是万有引力。在这里电磁力也只是原子内部矛盾格局中居于万有引力的位置。

有人要问：在太阳系中向心力是由万有引力构成的；而在一个原子内向心力是由电磁力构成的，我们应该如何来认识这两个不同层次的“向心力”呢？在人类社会中恰好就有与此类似现象存在，让我们在下面的比较中来认识一下：人类社会中的家庭和国家就是两个不同层次的实体。家庭就象是一个原子；国家就象是一个太阳系。家庭主要是靠男人和女人之间的情感来维系的；而国家则主要是靠地缘经济关系来维系的。从生物进化的历程来看，男女之间的情感是雄性从母体中分离出来之后，雄雌之间一种企图复原的力量；而经济利益关系则可以追溯到生命的起源，最初的生命体之间就存在着相互之间的利害关系。由此可见，电磁力就象是男女之间的感情一样，它产生于膨胀运动与自由运动相分离之时，它表明膨胀运动势力与自由运动势力之间有一种企图复原的力量。而万有引力则是一种最基础的力量它贯穿于宇宙大爆炸之前和其后。所以说，原子核与周围的电子之间相互吸引的电磁力是在宇宙发生大爆炸之后才出现的

在此要提醒大家一下，我们现在运用较多的是形象思维，这是中国传统文化中最常用的一种思维方式。

   4现代科学的宇宙观

我们说现代科学没有一个明确的宇宙观，很多人会感到很不舒服，然而事实确实如此。现代科学是一个实用主义者，它一直在摸着石头过河。“阿尔发兹”就要上天了，有人问：“会有什么样的结果？”他说：“不知道”。这究竟是现代科学的严谨性，还是现代科学的盲目性？依我看是二者兼而有之。面对未知世界，科学家们首当其冲，而哲学家则应该紧随其左右，为每一个新的科学发现展开哲学层面的思考，并且为下一步的科学研究提出指导性的意见。然而现实上并非如此，可能是现代科学发展的太快了，科学家把哲学家远远地抛在后面。正象著名科学家斯梯芬.霍金说的那样：量子力学“不确定原理对我们如何看世界有着深远的后果，甚至经过了五十多年它还没有为许多哲学家所完全接受”，“而大多数科学家愿意接受它，因为它和实验完全相符”。哲学家们不能完全接受量子力学，是因为量子力学直接冲击了已经经过反复证明的宇宙观；科学家们很容易接受量子力学，是因为量子力学让他们取得了巨大的成功。在思想上不能明确的情况下或许实用主义就是最好的指导思想，但是，奉劝我们的科学家们不要因此而沾沾自喜，基础理论对人类社会历史发展的重要性是不可忽视的，这个问题长期不能得到解决的话，我们迟早会栽跟头的。   

现代科学的两大基础理论―广义相对论和量子力学，它们在最根本的宇宙观问题上是势不两立的。广义相对论、狭义相对论、牛顿三定律等它们都有一个共同的宇宙观。即：我们知道宇宙的今天，就可以计算出宇宙的明天。斯梯芬.霍金说：“如果我们知道宇宙在某一时间是什么样子，这些物理学定律就告诉我们在以后的任何一个时间它应该是什么样子。”而量子力学和它的不确定原理则有另外一种宇宙观。即：宇宙在今天就是处于一种不确定状态，宇宙的明天更是不可精确计算的，只是可以预言几种不同结果的出现率。斯梯芬.霍金说：“量子力学对观测不预言一个单一的确切结果。它预言一些不同的可能观测结果，并告诉我们得到每个结果的可能性有多大。”

很明显，前一种宇宙观在观测宇宙的大范围结构时是正确的。我们要送宇宙飞船去太空，我们要制定一个列车时刻表都离不开这一宇宙观。每天太阳都从东到西在精确运行，每年四季春、夏、秋、冬都如期到来，这一种宇宙观在我们的头脑中有着太深刻的概念了，并且一直占据着主导地位。后一种宇宙观的正确性在我们身边也比比皆是，不能精确预测的事件太多了。就是在自然科学中，量子力学和它的不确定原理已经深入到各个学科中取得了巨大的成功。如迅猛发展的信息技术、现代化学、现代生物学等等。可以说，近几十年现代科学技术突飞猛进、迅速发展，其中大部分功绩都来自量子力学。人们已经尝到了后一种宇宙观带来的好处，却不能给予它应有的地位，问题就在于人们不知道这两种势不两立的宇宙观为什么会同时都正确。

广义相对论的宇宙观是一个晶莹透彻、清亮见底的宇宙观；量子力学的宇宙观是一个模糊不清，混混沌沌的宇宙观。就象一瓶清水和一瓶墨水一样，二者自然是格格不入的关系。不过，这两个理论都已经有近百年的历史了，人们对它们还是有着充分认识的。

用A来表示广义相对论的宇宙观；用B来表示量子力学的宇宙观。那么，我们有充分的现代科学证据证明如下事实：

⑴    A和B是完全不同的、不可以完全统一的。注：2004年春，斯梯芬.霍金在万般无奈的情况下宣布放弃“物理学的统一”。

⑵    A和B都在一定的局部范围内被证明是正确的。

⑶    A和B可以结合起来互补性合作。即：一个理想的、完整的宇宙观应该是二者的集合。

然后我们再运用系统科学方法进一步推导出：

⑸    A源于B.   即：广义相对论所描述的物质运动形式是从量子力学所描述的物质运动形式中分离出来的。

⑹    A和B既相互对立，又协调统一。

⑺    A在现宇宙中居主导地位。即：广义相对论所描述的物质运动形式在现宇宙中起决定性作用。

⑻    B是现宇宙的本原和主体。注：混沌状态是现宇宙的本原，混沌状态的物质在膨胀运动的冲击下转变成旋转状态的物质。旋转状态是现宇宙的主体。

如果我们将A和B放到人类社会历史长河中去观察，那么：

⑼    B被超范围应用使传统文化陷入思维误区不能自拔。

⑽    A被超范围应用同样也让现代科学陷入了思维误区；同时，现代科学不能从宇宙观的层面上认识B，导致现代科学出现视觉盲点，看不到大爆炸之前的宇宙、看不清四维时空之外的宇宙。

广义相对论和量子力学是两个局限性很强的理论，超出特定的范围它们就会成为谬论。不幸的是我们很多科学家都认识不到这一点，硬是要用广义相对论的宇宙观去研究整个宇宙的问题。比如：用广义相对论的时空观去研究四维时空之外的问题，在理论上证明了时空隧道的客观存在，制造出一个时空悖论：一个人经过时空隧道回到他祖父生活的年代把他祖母杀了。没有了祖母就不会有父亲，没有父亲哪里来的他。超范围运用广义相对论使现代科学在思想上陷入一个误区，许多科学家都深陷其中不能自拔，这和研究传统文化的人会逐渐变的信神信鬼是一样的。在这一点上，现在的很多科幻电影和传统文化中的鬼、神演义之类的小说一样，都是起到了渲染超范围应用宇宙观的作用。

那么究竟应该如何来认识这一个问题呢？我们知道A来源于B，即广义相对论所描述的运动形式来源于混沌世界。退回到混沌世界广义相对论就象由执政党退位到了在野党，原来可以统领整体的理论变成了众多势力中一股势力的理论。所以，把广义相对论推演到四维时空之外时，它就变成了似对非对、不可全信的理论。“超弦理论”就是这样一个理论，虽然其中也有一定的合理成分而整体上是不可信的。

   5中国人的宇宙观

关于宇宙的起源，中国人有一个妇孺皆知的古老传说《盘古开天地》：在很久以前，宇宙处于混沌状态，无上下左右之分，无今天明天之别；无日、月、星光。黑暗之中盘龙氏出生了，他日长一丈，天日高一丈，地日厚一丈。如此一万八千岁，清升浊降，天地开辟。所有的日月、星辰、风云、山川都是他死后由他的身体崩裂形成的。记得是在我5岁那年，不识字的奶奶给我讲了这个故事，当时我对故事里的“混混沌沌”就纳闷儿了好一段时间。现在看来中国人的这一个宇宙观还是很科学的。首先他认识到现宇宙是靠膨胀运动支撑起来的一片天地，还认识到在膨胀运动产生之前宇宙处于混沌状态，和我们宏观物理学的宇宙观基本上是一致的。

为什么会这样呢？这是因为他们有着一个大致相同的思想方法。中国人的宇宙观是以“天人合一”的思想方法为基础的。透过人体这个“微系统”去认识整个宇宙这个“巨系统”。 透过一滴水可以折射出整个太阳；透过一个人体可以认识到整个宇宙。这种认识方法是非常巧妙的，也是非常科学的。而宏观物理学的宇宙观则是建立在现代科学高度发展的基础之上的。运用现代科学知识去认识人体系统、生物系统和社会系统，总结出“系统历史发展规律和系统内部矛盾基本格局”这一系统观测法，然后再推演到整个宇宙。两种宇宙观的共同之处就在于他们都运用了宏观思维方式和系统科学方法。

我们都知道中华民族文化是十分伟大的，而她伟大的根本何在？为什么她的核心经典《易经》会是一本用来占卜的工具书？她伟大的根本之处就在于她完成了一个完整的而且基本上是正确的宇宙观。建立这样一个宇宙观需要人们运用直觉思维来完成，人在进行直觉思维的过程中大脑进入“入静”状态，会发生显物质世界和暗物质世界之间的时空交错，从而产生预感和遥感。人们在认识暗物质的过程中学会了占卜；也可以说是在占卜中认识了暗物质。最后一本占卜的工具书就成了中华民族文化的核心经典。

中国人在远古时代对暗物质的存在就有了比较深入的认识，比如《黄帝内经》曰：“心藏神，肺藏魄，肝藏魂，脾藏意，肾藏志”。其中的神、魄、魂、意、志等就是指人体内具有各种不同功能的暗物质。中国人认为：任何物质都是形（显物质）和气（暗物质）的对立统一体。无生命的物质是显物质控制着暗物质；有生命的物质是暗物质相对地控制着显物质。神、魄、魂、意、志等这些具有不同功能的暗物质分别从不同的方面，不同程度地控制着人体的思想意识和行为。在这里，神、魄、魂是没有任何迷信色彩的。当人们从神演绎出来“神仙”；从魂演绎出来“鬼魂”的时候，古代的中国人就进入了思维误区。再加上当时没有科学知识，对显物质世界的很多自然现象还缺乏足够的认识，人们就会运用暗物质世界的道理[混沌世界的宇宙观]去解释显物质世界的一些自然现象，从而作出很多非常愚昧的事情来。从宇宙观的层面来讲，中国传统文化的思维误区就是人们超范围运用混沌世界的宇宙观形成的。

人类对客观世界的认识，从传统文化的宇宙观到现代科学的宇宙观，再到宏观物理学的宇宙观，经历了一个完整的否定之否定过程。如果说，毛泽东先生让中国人在政治上站了起来；邓小平先生让中国人在经济上站了起来；宏观物理学基本原理就是要让中国人在自己的宇宙观上重新站起来，简单地说就是在思想上站起来。