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老子的宇宙模型与霍金的宇宙模型

已有 4006 次阅读2017-7-20 22:46 |系统分类:科技教育分享到微信

自从人类诞生以来,就产生了如下永恒的哲学问题:我是谁、从哪里来?我在哪里、要到哪里去?每个民族都用朴素的语言回答过这些问题,并形成传说流传至今。其实这些传说故事,就是这些民族认为的宇宙模型。其中最引人入胜的是中华民族“盘古开天辟地”的传说,以及《三五历记》中描述的宇宙模型:“未有天地之时,混沌状如鸡子,清轻者上为天,浊重者下为地,冲和气者为人。故天地含精,万物化生”。这些宇宙模型是古人远观天象,近察地物的直观描述。

当今最伟大的物理学家霍金在其《时间简史》中说:“科学理论仅仅是我们用以描述自己所观察的数学模型,它只存在于我们的头脑中。”这个数学模型说的是用数学表达的霍金的宇宙模型。2500年前,在老子头脑中也有一个宇宙模型。这个模型用韵文的形式,定性描述了老子对自然的观察,并表达在流传至今的《老子》中。但2500年来,由于人们误读了老子的“道”,以及“无”和“有”,致使人们没有认识到《老子》思想的科学性,而是把它看成了“玄学”,从而幻化之术大行其道,以致成为妖道。其实,《老子》开篇第1章,就从其认识论、时空观和宇宙观三位一体地展开了老子的宇宙模型的科学描述。而今的霍金理论,不过是对这一定性描述的数学论证而已。

一、

“道,可道,非常道;名,可名,非常名。无,名天地始;有,名万物母。常无,欲观其妙;常有,欲观其徼。此两者同出而异名,同谓之玄。玄之又玄,众妙之门。”——第1

此章首句的12字,反映了老子的认识论和蕴含于其中的时空观(见博文《你知“道”吗?》)。在这种“认识论”和“时空观”的基础上,老子从“无”和“有”的概念上,以及两者的关系上,直接描述了他的宇宙模型的构架。当然,要能够认识到这一点,还必须正确解读“无”和“有”的概念。

我们先说“有”字,因为“有”字容易理解。在《老子》5000言中,“有”字共出现过82次。概括来说,这82个“有”字,有四种含义:相对的“有”,绝对的“有”,以及“所有”的“有”和“无有”的“有”。由于“所有”的“有”是一个经济学概念,我们另文再叙。“无有”的“有”在“无”字中解读。

相对的“有”是指现实存在。“有”这种存在,能够为人类所感知。人们通过自己的眼、耳、鼻、舌、身来感知这种“有”。在老子的概念体系中,这种感知通过人脑的思维抽象为道,并为人所把握。我们睁眼所看见的一切,包括一个人、一个杯子、一棵树,以及太阳、月亮、星星,甚至肉眼看不见的物理学上的粒子都是相对的“有”,都是现实存在。《老子》中的“万物”说的就是相对的“有”。在宏观上,霍金用肉眼所看到的天象,老子都看到了。正所谓“古人不见今时月,今月曾经照古人。”因为2500年来,甚至几亿年来,天象都没有大的变化。在微观上,霍金用现代科学仪器观察到了粒子。虽然老子没有这种观察,但也通过“道”的抽象分析出来了。有句为证:“视之不见,名曰夷;听之不闻,名曰希;搏之不得,名曰微。此三者不可致诘,故混而为一。”(第14章)老子把不可直观感知的微小物质都叫做“一”,并认为物质无限可分。现代哲学和物理学也是这个结论。现代物理学已经把物质分解到了粒子,而所有的物质包括天体都是由这些粒子结构的。霍金认为:“在我们能观察到的宇宙里大体有1亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿(1后面跟800)个粒子。”(《时间简史》)霍金此说有两个含义:一是宇宙是由物质构成的。二是这些物质是可数的,并且是有限的。老子也说过:“道生一,一生二,二生三,三生万物。”(第42章)当然,这句话要反过来理解。人们可以直接观察到的是万物。老子把万物归纳为三类:天、地、人。这种归纳就是抽象。通过“道”的抽象把一类事物的共性归纳出来,从而揭示了事物的本质(所谓“本质”就是指事物的共性)。《说文解字》把“三”直接就定义为:“天地人之道也”。进一步归纳,由三而二,二者人与自然(天地)。由二而一,一者物质也。如同老子说的:“有物混成,先天地生”(第25章)老子的这些描述也表明了两点:一点是“世界是物质的”。老子甚至把宇宙的物质性推演到了宇宙产生时的“有物混成”阶段。在霍金的论述中,这个阶段就是“宇宙大爆炸”产生第1秒钟时的宇宙状态。老子在第25章中甚至还把他的推理过程都描述出来了。再一点是,“一”、“二”、“三”、“万”等数词,表明物质是可数的,并且是有限的。(参见博文《《老子》用12个字描述了霍金的宇宙大爆炸》)

当然,有人会问:这个分析怎么与老子表述的顺序相反?这就是老子的高明之处。庸人直读此段,以致得出“道是宇宙本源”的荒唐结论,甚至有人据此认为“老子是唯心主义者”。其实,观察和抽象归纳是一个思维过程。对万物的观察就是老子“道”的体现。逐层次地对其归纳更是道的升华(“致虚极”)因而“道”是对“一”(物质)的本质的把握,所以是“道生一”。自然与人都是物质结构的,所以是“一生二”,遂推演至“万物”。正是因为有“由右至左”的抽象归纳,才有“由左至右”直叙表述,这便是唯物主义和辩证法的体现。可以说,在认识论和方法论上,老子是唯物主义和辩证法的鼻祖。由此来说,老子的抽象能力和归纳能力都很强。只有老子用这种最先进的认识论和方法论来认识宇宙的本质,其他人还认识不到,所以他才说:“吾言甚易知,甚易行。天下莫能知,莫能行。”(第70)。其实一个人的理论能力就表现为抽象能力和归纳能力。

事实上,自然界只有“有”这个“有”就是“相对的有”,人人都可以感知的“有”,就是现实存在。在近500年来的哲学中,这个“现实存在”被表述为“存在”或“客观存在”。由于这种表述没有强调“存在”的时间性,因而霍金说:“哲学已死”!(《大设计》)“现实存在”强调的是所有“存在”都只存在于“现在”。即所有“相对的有”都是“现在”的有。《老子》第42章就清楚地表明了这一点:“道生一,一生二,二生三,三生万物。万物负阴而抱阳,冲气以为和。”老子用“阴”字表示已经离去的过去,用“阳”字表示还未到来的“将来”。而万物永远都面向着未来,万物永远都处于“过去”与“将来”之间的“现在”。其实,并没有“时间”,只有“现在”这个时刻。或者说“时间”是个“道”的概念,是人们设想出来的。所谓“过去”是指我们记住的“曾经的现在”与“现在”这两个时刻之间的间距。而“将来”是指我们正在经历的“现在”与我们想象的并不存在的“未来”这两个时刻之间的间距。《老子》第14章就清楚地表明了这一点:“迎不见其首,随不见其後。执古之道,以语今之有”。前句就是老子对“现在”时刻的表述。“现在”是个时点,它没有长度,所以“迎不了”,“随不了”。后句则反映了“过去”(古)与“现在”(今)的关系。作为“曾经的现在”已经不存在了,只以“道”的方式(记忆、语言)存在于我们的头脑中。其物质形态(有)以一个全新的状态在确定的空间中呈现于现在。《时间简史》导言中的一个提问:“为何我们记住过去而不是将来?”反映了该书的一个主题。而霍金对这一问题的回答,正是对老子这一观点的科学注解。

作为“现实存在”,相对的“有”在每一个“现在”都居于空间中相应的位置。你居住的房屋、身旁的水杯以及你自身,在每时每刻都有确定的位置。空间中全体相对的“有”的总和就是绝对的“有”。绝对的“有”构成了宇宙的实体。

二、

作为“有”的对立面是“无”。在《老子》5000言中,“无”字用了98次。相当于50个字中,就有一个“无”字。在写法上有两种:一种是简体“无”,一种是繁体“無”。《说文解字》解“無”:亡也。无奇字,无通于元者,王育说“天屈西北为无”。元——始也。许慎的解说至少说明:不像我们现在所认为的,无是無的简体形式。甚至连许慎都不太理解“无”字,认为是奇字,与“始”有关。

“无”包括绝对的“无”和相对的“无”。“相对的无”是“相对的有”的对称(反)。“相对的无”是相对于空间中的“有”而言的。“相对的无”是空间中的“无”,它与“有”相比较而为人们所感知。其实,“相对的无”就是我们常说的“没有”。《老子》中常说成“无有”。用数学语言来说就是“0”。“0”这个概念是人类的发明。自然界中没有“0”,所以自然数列是从1开始的。所以我们才说自然界只有“有”。在这个意义上,用繁体“無”更符合许慎的解说:亡也。也更能区别于“绝对的无”。由于“绝对的无”不能被人们感知,不能被直观理解,所以《老子》在第11章中举了三个直观的例子,从人们都能感知和能理解的“相对的无”,揭示了“无”的本质:“无之以为用”。“绝对的无”也具有这个本质。“三十幅共一毂,当其无有,车之用。埏埴以为器,当其无有,器之用。凿户牖以为室,当其无有,室之用。有之以为利,无之以为用。”(第11章)

“绝对的无”是指“不存在”。既然是“不存在”,就不能被人们感知,也不能被直观理解。所以,只能用抽象的道来解释。只能从“有”(现实存在)和“相对的无”(能感知和能理解的“無”)推导出来的。《老子》在第14章和第25章分别从小的方面和大的方面进行了这种推导。“视之不见,名曰夷;听之不闻,名曰希;搏之不得,名曰微。此三者不可致诘,故混而为一。其上不皦,其下不昧。绳绳不可名,复归於无物。是谓无状之状,无物之象,是谓忽恍。迎不见其首,随不见其後。执古之道,以语今之有。以知古始,是谓道已。”(第14章)虽然是无限可分的“一”,老子也用“其上不皦,其下不昧”给出了上下界。这是老子“有界无限”的思想。特别是“其下不昧”,仿佛就是在说霍金的“黑洞不是全黑”的最新理论。老子当然不能像现代物理学一样,用一系列名称:分子、原子、电子、原子核,以及质子、中子、夸克来揭示物质结构,只能说:绳绳不可名”,但复归於无物。老子从“有”(小的方面),推到了“无”,这就是绝对的无,物质产生前的状况。而“有生于无”(40,物质以及宇宙从“绝对的无”中产生。后面一句则是老子推导的“道”的表达,真是忽恍。老子宇宙模型最显著的特点,就是强调宇宙存在的时间性。所以他接着就用迎不见其首,随不见其後表述了时间概念的“现在”。在空间中,“迎见其首,随见其後是人人都经验过的事实。在时间中,由于宇宙万物都处于同一时刻的“现在”,所以不可“迎”,不可“随”。对于“曾经的现在”(过去),现在(此刻)已经不存在了。它只以“道”的形式存在于现在,因此是“非常道”(第1章)。所以,只有“执古之道,以语今之有。其实任何科学研究(包括历史科学和自然科学),都是在“执古之道,以语今之有”,才知古始这就是“道”(“是谓道已)。既然宇宙万物都处于“现在”这同一时刻,所以,任何主体(人)观察他物,都只能看到他(它)的过去。人人都知道:我们现在看到的太阳,是8分钟以前的太阳,就是这个原理。这个原理还可以简明地解释薛定谔的“猫”,以及量子力学的“测不准原理”。但遗憾的是,即使是霍金,也没有从这个角度去作简明的解释。虽然他已经明确地认识到“当我们看宇宙时,我们是在看它的过去。”(《时间简史》)

老子在第14章从小的方面把“有”推到“无”。在第25章,老子又从物质产生,天地产生,人的产生,从可以观察到的天地(大的方面)推到“绝对的无”,从而点出了5000文的主题——“道法自然有物混成,先天地生。寂漠!独立不改,周行不殆,可以为天下母。吾不知其名,字之曰道,吾强为之名曰大。大曰逝,逝曰远,远曰反。故道大、天大、地大、王大。域中有四大,而王处一。人法地,地法天,天法道,道法自然。”在天地产生前,物质就产生了。那时还没有人,所以寂漠。自然按其自身规律运行(“独立不改,周行不殆)。物质产生后,结构成万物,所以“可以为天下母,即“有生有”。牛顿理论的根本错误,就在于把“有生有”看作无穷,最后只有把“第一推动力”归结为上帝。而老子早就明确说:“天下万物生于有,有生于无(第40章)。人的产生,就是“有生有”的结果。老子睁眼看见了天地。但他不能像现代天文学说的:地球、太阳系、银河系、宇宙,只能说:“吾不知其名。但他可以用思维之“道”(字之曰道)去理解天地,并把天地命名为“大”。老子从现在看到的“大”(天地)往“过去”推,所以是“大曰逝。往远处推,所以是“逝曰远。老子推到了霍金计算的宇宙产生137亿年前的“绝对的无”,所以是“远曰反。老子用抽象思维的“道”推导了这一切不可能被感知的“过去”,以及物质的产生、天地的产生和人的产生,所以说“道大。人人都知道,天文学探索着茫茫无边的宇宙,而人的想象(道)早已超出了宇宙。物理学把光速定义为绝对速度,而人的思维(道)瞬间就可以想到几十亿光年的远方,远远超过光速。这就是“道大宇宙中有四大,而人处一,是因为人是宇宙的主宰。只有人的思维能够理解宇宙、认识自然。在人的思维(道)指引下,用人的能力(脑力和体力)改造自然。只有“人”具“道”,这就是“世间一切事物中,人是第一可宝贵的”原因。老子用王”字更能说明此点。《说文解字》直接用了孔子的定义:“一贯三为王”。而“三”即“天地人”。其“一”(中间的一竖)就是人,只有人能把天地人连起来。但人也是自然的产物,所以要“人法地。人可以战天斗地,但不能违背自然规律。所以要“道法自然。其实自然科学的研究和应用,就是在“道法自然。因为,自然科学理论就是“道”。霍金也不否认此点,因为他说过:“科学理论只存在于我们的头脑中”。(见上文)

“绝对的无”是老子的“道”抽象到极致的概念表达。它是极度抽象的极虚和极静。这就是致虚极,守静笃”(第16章)。霍金通过科学计算确定了宇宙产生于137亿年前的“绝对的无”(时间和空间的起点),并在《时间简史》中用科学理论给出了他的宇宙模型构架:“当人们将广义相对论和量子力学的测不准原理结合在一起时,就可能使空间和时间都成为有限的,但却没有任何边缘或边界。”霍金这里说的是“可能”。并强调:“我要着重说明,时间-空间是有限而无界的思想仅仅只是一个设想,它不能从其他原理导出。”这是霍金“有限无界”的思想。而《老子》在第1章中,在用12个字解释了“道”后,就从“道”的原理上,用22个字导出了老子宇宙模型的构架。就明确了时间-空间的有界而无限性。这可以概括为老子的“有界无限”思想。其实,“有限无界”与“有界无限”在本质上是一样的。或许老子的“有界无限”更容易理解些。

三、

无,名天地始,说的就是宇宙产生于“绝对的无”。时间有起点,空间也有起点。霍金计算出这个起点在距今的137亿年前。空间中的物质结构成万物,所以“有,名万物母。“有生有”,这是人人都感知过的现象。但“有生于无,是老子最早进行理论阐述的,霍金在2500年后才科学论证的。读者(不管是读《老子》还是读《时间简史》),不要以为理解“绝对的无”总要追溯到137亿年以前(《时间简史》常常给人这种印象)。其实在我们还未经历的下一秒钟,就是“绝对的无”。“将来”就是绝对的无,就是不存在。其实“现在”就是宇宙的终点。这个“现在”就是人人正在经历的当下的这个“此刻”,就是宇宙空间中万物同时存在的这一“此刻”。我们钟表的秒针总想指向“现在”这一时刻,但瞬间它就处于已经不存在但却永恒的过去了(常道)。“将来”不存在,但“将来”作为时间线段(现在到将来终点间的距离)中的任何一点,总会成为现实,即“将要到来”。我们说:明天的太阳不存在,但明天的太阳必定升起。霍金的时间观是两条线段:一条是从起点(大爆炸)到现在,其间有无数个时点,任何一个时点都是“曾经的现在”,都是事实,但现在已经不存在了。再一条是从现在到想象中的宇宙的终结点(霍金计算过还有263亿年),其间也有无数个时间点,任何一点都是“将来的现在”。牛顿的时间观把时间看作两条射线。一条是从无穷远处指向现在,再一条是从现在指向无穷远。从几何学原理上说,这两条射线上的任何一点都不可能成为“现在”。特别是第二条射线上的任何一点都是“永远”的“未来”。这与我们的经验相违背:因为我们谁都看见过明天的太阳升起,只要等到明天成为现实时,而且我们总能等到。所以,牛顿的时空观是错误的。但遗憾的是,这种错误的理论却充斥于我们的哲学领域、教育领域,以及人们的头脑。而且是在霍金理论产生了40年,《老子》产生了2500年后的今天。

《老子》中没有“将来”这个词。其实“常无就是老子的“将来”。而且“常无就是“绝对的无”。“常无,欲观其妙。老子从可观察的“相对的无”与“相对的有”的关系上,抽象归纳出了“无”的本质:无之以为用”。以其所“用”之“妙”,来表达世间万物基于“现在”面向未来的无穷变化,所以是“妙”。其实,人人都体验过,我们做任何事情都只能在现在做,而且必定面向未来。宇宙就是从“绝对的无”中产生的万千气象,妙不可言,其妙无穷。所以老子这句话,既反映他的时间观,也反映他的宇宙观。随后的“常有,欲观其徼,则反映了老子的物质观和空间观。“常有就是“相对的有”和“绝对的有”,就是现实存在。古人对“字议论较多。有人说“是“皦”(皎)的误字,也有人认为“无意义。其实,你只要查一下《新华字典》就知道,“就是指边界。宇宙万物的现实存在就是宇宙的边界。所以是“欲观其徼。从“时间”上说,这个“边界”就是“现在”。可以想象(道),这个“边界”就像一张“薄膜”,万物(有)都存在于上面。这张“薄膜”就是《老子》第73章说的:“天网恢恢,疏而不漏”(或许也是霍金的那张“膜”)。它的过去已经不存在了,它的将来从未存在过,都是“绝对的无”。对于“相对的有”(具体的事物,例如人)来说,这个“边界”是指现实存在在时间上的有界性(有起点和终点)。例如人,从出生到死亡。在空间上,任何“现实存在”(相对的有)都有确定的边界,并且是“三维”的,而且只能是三维的(霍金在其数学推演中曾计算出高达11维)。古人把它叫做“形”。所以任何“相对的有”都是有界的。这是我们任何人都可感知的。而且你自己(读者)必定感知到了。不管在时间上还是在空间上,无数(无限)“相对的有”相加,还是有限的。这就是老子“有界无限”的思想。就如同几何中的“圆”。圆的周长是确定的(有界),但它是由无穷多的直线相加的。圆周率的无穷不循环,就表明了这种“无限性”。这就是“有界无限”思想在几何中最简洁易懂的例子。

此章最后20字的“句,更是老子辨证思想的表达。“此两者同出而异名。“无”与“有”这两者,如同一张纸的两面:正面和反面,同出,其“名”相异。看见“正面”,应想到(道)反面。或看见“反面”应想到(道)正面。所以《老子》在40章说到道”的运用时,就强调道:“反者道之动,弱者道之用。天下万物生于有,有生于无。看到正面想到(道)反面,就是“道的动因和动力”,产生的想法或思想(就是“道”)是很“弱”的,表现为“虚”与“静”。但人(只有人)在其思想或想法(道)驱使下的作为(用),则如“天下万物生于有,有生于无一样广阔,多样和实在。可以认为,老子此章用现代语言来说,就是从“道”的运用上揭示了“创新”的原理。当然,这种创新,首先是理论创新,因为想法或思想(道)的体系化就是理论,包括自然科学和社会科学。而不是某些只言片语的论断(如所谓“三论”)。

同谓之玄,已经把唯物辨证思想发展到了顶峰。不但“无”与“有”在本质上为“同”,而且千差万别的万物之“有”(现实存在)在本质上也是同一的。这与当今最高境界的马克思主义哲学和自然科学的结论是一致的。当然,这种认识只有达到“道”的最高境界才能得到。在老子的概念中,他把这种“道”的最高境界就定义为“”(“同谓之玄)。《说文解字》解玄”:“幽远也。黑而有赤色者为玄。象幽而入复之也。”其解有两个含义。一是人们观察自然现象常会得到的感受,“幽远也”(不是“悠远”)。二是对事物颜色的表达,“黑而有赤色者。这两个含义也常会出现在人们的“冥想”中,而且人人都有过这种心灵的感受。道家和道教把这种“冥想”看作是神灵之幽(“象幽而入复之也),从而形成“玄学”,以幻化之术作为之。并以此作为修道的内容和目的。特别是列子和庄子,作为公认的注“道”高人,《老子》思想的正统传人,常以寓言的形式解“道”,助长了对老子这种“冥想”的误解。其实,老子这种“玄同”的“冥想”,只能是“深奥、深沉的冥思苦想”(《新华字典》)。老子正是在这种“冥思苦想”中,揭示了宇宙的本质(“玄同”)。并且是“玄之又玄(不断地冥思苦想,不断地抽象归纳),才能推开众妙之门。事实上,理论科学的研究过程,就是老子这种“玄同”的“冥想”。例如,爱因斯坦自己就说过,他就是靠一支铅笔和一张纸,在思考中进行研究。自然科学产生500年来,就是在这种“冥思苦想”中不断地抽象归纳,揭示事物的本质。在“玄之又玄(不断地抽象归纳)中,进入了“众妙之门。今天人们所享受到的太多的高科技成果,就是这些“众妙的表现。

概括来说,《老子》在第1章中,仅用22个字就构建了宇宙模型的构架。在第14章和第25章的叙述中,补充完善了老子的宇宙模型。这个模型表明:宇宙有个起点,也有个终点。即时间有起点,也有终点。这个起点是“曾经的现在”,这个终点就是“现在”。在时间的起点,物质产生,同时形成空间。物质在每一个“曾经的现在”相互结构(得,即德。《老子》的另一个主题。另文再续),遂成万物,并且在每一个“现在”时刻在空间中都有确定的位置。包括“现在”我们睁眼所看到的一切也是如此。整个宇宙就是从产生到现在的历史(霍金说有137亿年),而且历史中的每一笔记录(曾经的存在)都以崭新的形态呈现于“现在”的空间中。“曾经的现在”出现过的具体的物质形态已经不存在了,但它以崭新的形态存在于“现在”的空间中。这就是霍金能够通过现在的“宇宙背景辐射”来实证他的理论的原因。其实,只要存在过的事物在这个宇宙终结前,都会存在,只是采取了不同形态。从现在算起还有263亿年(霍金计算的)。霍金认为这个宇宙总共存在400亿年。老子虽然没有这种计算,但他认为万物都存在于“现在”。“将来”不存在,但“将来”总会到来。因为时间是有界的。可以想象,整个宇宙就是一个充满了无数“现在”时点的实心球体,每一个具体事物都在“现在”,并居于确定的空间位置。球体的表面积和体积是有限的,即空间是有限的,但却没有“边”。虽然宇宙空间是有限的,但我们人类却永远都到不了宇宙的边缘。就像地球上的人从来没有找到过地球的边缘一样。因为“无边则正”,所以宇宙中的任何一点都是宇宙的中心。这就是老子的宇宙模型。40年来霍金所做的一切,就是用数学理论科学地证明老子的宇宙模型。如果读过霍金的几本通俗著作,并且读懂了,就不会否认这一点。当然,也要把《老子》读懂了才行。



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