用物質內力理論對幾個宇宙演化問題的探究性解釋

王軍成

摘要：宇宙從“初始無”演變到目前的超大復雜巨系統，物質內力實質上起了決定性的作用。物質內力揭示了客觀物質自身具有的能動性，并將為量子力學與相對論的統一提供某種可能性。

關鍵詞：物質內力 能動性

一、問題的提出

宇宙從“初始無”演變到目前的超大復雜巨系統，最關鍵的因素和決定性的機制是什么？目前已知的四種力和物理定律揭示了宇宙最深刻的本質嗎？能回答宇宙的主要問題嗎？包括：宇宙為什么誕生？生命為什么誕生？什么是宇宙的第一推動力？暗物質和暗能量的本質是什么？夸克與夸克之間為什么會通過膠子形成強力？質能的存在為什么會使它周圍的時空發生畸變？以及四種力能不能統一？統一的關鍵是什么？

要回答上述問題，我們應當以“力”的研究為立足點，追訴力的本源，拓展“力”深層次的物理設定、物理本質，以及從這種新的物理意義和物理設定出發，可以解釋更多的現象、解決更多的問題的可能性。

人們從直覺意識到“力”到獲得力的嚴格科學定義經歷了長期的斗爭。在整個中世紀，由于受亞里士多德“力與運動”思想觀點的束縛，力的概念沒有取得進展。亞里士多德認為“力”是物體產生運動的原因，“凡運動的事物必然都有推動者在推著它運動”，“體積相等的兩個物體，較重的下落得較快”等等。伽利略對亞里士多德的許多思想提出質疑并把實驗引進力學，是最早用望遠鏡觀察天體的物理學家，提出日心說否定地心說，把科學實驗與數學分析結合起來，對經典力學的建立做出了重要貢獻，但沒有形成完備的概念。力的概念在牛頓力學中得到跨越式發展，牛頓力學三大運動定律奠定了近代力學的基礎，由于超距作用的局限性，牛頓力學同樣受到了人們的置疑。歷史上，有許多科學家和哲學家指出，牛頓力學的力的概念只是一種方法論和計量性質的工具，或是一種形而上學的東西，GR.基爾霍夫、HB.赫茲和E.馬赫等科學家認為牛頓力學概念很難說明“力”的實質，但都肯定“力”是種必要的方法論工具。實際上牛頓力學對科學進展的貢獻很大，沒有牛頓力學，物理學就會失掉理論的連貫一致性。1854年，黎曼在他的著名演講《論幾何基礎中的假說》中提出建立新的幾何學，黎曼度規張量可以在數學上描述一個彎曲的N維空間。愛因斯坦運用黎曼度規張量建立了廣義相對論，提出時空彎曲的觀點，把力建立在了高維幾何的基礎上?？梢哉f對力的認識更進了步，但愛因斯坦的廣義相對論并沒有實現四種力的統一，尤其是傳統力學和廣義相對論都避而不談“大爆炸”之前宇宙的演化，成為科學認識的盲區。這說明我們的力的概念確實存在認識論和歷史的局限性，需要進一步革新、拓展和深化。

就經典力而言，科學史上一直存在著量子力學派與引力學派的較量。愛因斯坦引力論追求用規范幾何的理論統一宇宙，而以海森伯、波爾為代表的量子學派，追求用概率量子的理論統一宇宙。老子《道德經》認為宇宙歸零、萬物歸一。四種經典力應當是統一的，力學派的斗爭不能只從表現形態上找差距，更要從內在因素求共性。事實上，不論是引力還是量子力，都是物質之間的一種相互作用力。物質之間為什么會有這種相互作用？我們認為，這是由物質的內在屬性及“親緣”關系決定的。物質之間不會無緣無故地發生“作用”，正是物質的內在關聯性（親緣關系）和斗爭性誘導了物質之間的相互作用力?；诖?，我們提出物質內力基本思想。

二、“物質內力”基本觀點

（1）我們身處其中的宇宙，是從“初始無”自我演化而來的。宇宙之所以這樣演化，是因為宇宙自始至終存在著“物質內力”的作用。

（2）物質內力就是“存在系統”在與環境的交互作用及自作用過程中能動地維持、擴張自身的內在力量。

（3）物質內力主要表現為“存在系統”在特定環境中的自我擴張以及在一定環境中不同物質內力的相互較量，同質物質內力的相互交合、相互補充等。

進一步說明：

1.物質內力是宇宙與生俱來的、超越時空的自我成長機制，是宇宙萬物實現自我存在自我演變自我發展的能動的內在力量。

2.物質內力整合了維度，誘導了時空質能，促成了宇宙的誕生、演化和目前星系的加速膨脹。

3.物質內力縱貫宇宙始終。事物（宇宙）演變的目的就是在與環境的協調中實現自身物質內力的最大化、最優化。

4.物質內力是事物演變發展的主動因。一般條件下，物質內力處于潛延、相對穩定、抑制或衰減狀態，表現不太明顯。特定環境中，物質內力才凸現出來。特別是：當物質內力發展超過某個臨界值時，事物的發展呈現出加速演變態勢。

5.物質內力是最基本的力，四種經典力只是相互作用的雙方“物質內力”的相互比較、相互交合、相互補充而已。

三、物質內力理論的應用說明

在宇宙演化中，有許多不可思議和神奇的宇宙事件都是物質內力作用的結果。

（1）物質內力誘導了宇宙的誕生。如果宇宙起源于“大爆炸”，那“大爆炸”奇點又來自何方？如果宇宙的本初狀態是“真空”，那具有嚴密組織結構的“真空”又來自何方？不論宇宙起源于何種狀態，那最初的能量來自何方？是本來就有的嗎？是上帝賜予的嗎？肯定都不是。從辯證唯物主義的觀點看，大爆炸奇點應當只是宇宙演進的一個結點，并不是宇宙的初始點，宇宙從初始無到“大爆炸”已經歷了量能長期原始積累的過程，這個過程就是宇宙“初始無”在自身物質內力的作用下在時間維度中的自我演變過程。因此物質內力應是宇宙的第推動力。

（2）物質內力誘導了生命的誕生。物質內力不但誘導了時空、質能和宇宙的誕生，而且還促成了生命的誕生與演化。在地球演化前期，地球環境不可能存在生命，但通過化學作用由簡單物質向復雜物質的“化學進化”就已自然而然地進行著，這種化學進化大概經歷了一一從無機小分子物質到有機小分子物質，從有機小分子物質到有機高分子物質，從有機高分子物質到有機多分子物質體系等多個階段。隨著地球環境的改善，誕生生命的可能性進一步增大。某個階段后，當特定物質體（有機多分子體系）非線性變化的某個參量達到或超過一定臨界值時，有序“自組織”首先形成，再經過一段時間的自我演化，生命體才最終誕生，這個過程主要是由于蛋白質和核酸兩大主要成分的相互作用，終于形成具有新陳代謝作用和能夠進行繁殖的原始生命。這個過程也就是原初有機多分子體系在自身物質內力作用下在適宜環境中的自我演變過程。在此，我們不排除其它星球產生生命的可能，但不論地球生命或外星生命都是物質內力與環境影響力相互作用的結果。

（3）物質內力對宇宙各向同性問題的解釋和說明。早期宇宙為何如此之熱？宇宙為何在大尺度上是如此均勻？或者說，當我們朝不同方向看時，宇宙微波背景輻射的溫度是如此的相同（起伏不大于十萬分之一）？對此，我們如上所說的是，大爆炸奇點并不是宇宙的起始點，那么，宇宙初始無到底是什么樣的？目前科學發展的水平還沒有給出答案。我們只能運用有限的思維能力進行推理性的設定：如上所分析，本初宇宙肯定是無量能的，不然量能來自何方，肯定是無組織的，不然結構來自何方。宇宙初始態應該是無量能離散維度或它的等效形態在虛時間中的存在（即非整合維度的存在）。那么，非整合維度又是怎樣形成對稱奇點的？答案只能是：物質內力。宇宙初始無正是在自身物質內力的誘導下開始多階段演化過程，實現最初的原始量能的積累，當這種量能積累達到足以“熔化”和整合離散維度的時候，具有高度對稱的宇宙奇點將最終形成。這樣形成的奇點當然具有相同的極高的溫度，產生的大爆炸當然具有各向同性性。

（4）對宇宙大尺度不均勻結構的解釋?，F代科技提示出目前星系在宇宙空間中的三維圖像是，星系像是集中在一堆肥皂泡的泡壁上。壁上星系密度遠遠大于壁內密度20世紀70年代天文學家發現，大爆炸后10億年，宇宙已過早地演化出了星系或星系團的模樣，這說明10億年后宇宙團塊與均勻大爆炸之間存在演化時間的不對稱性。上世紀80年代，美國天文學家還發現了宇宙中已知最大的結構，長達五億光年的“長城”，在那里集中了比最大星系還大1萬倍的質量這些大尺度的不均勻性是如何形成的。究其原因，我們認為：大爆炸之后，宇宙在高速膨脹的同時，由宇宙最初真空相變等原因所產生的各類非均勻性也在遂步積累著。當這種過程達到一定的程度后，由非均勻性聚集作用或均勻性擴散作用所產生的物質內力的相互較量越來越明顯，并由此導致產生了宇宙各類大尺度結構的不均勻性。如：在某個有限區域內，星系的團塊組織開始形成時，當引力作用遠大于擴散作用時，該團塊的形成進入快速發展的時期，因此就有了10億年后宇宙團塊與均勻大爆炸之間演化時間的不對稱性。

（5）對目前星系的加速膨脹的解釋。宇宙學家通過觀察星系的光譜紅移，證實目前宇宙星系正處于加速膨脹之中。對于全宇層面來說，物質內力表現得十分突出和明顯。目前星系的加速膨脹實質是四維時空物質內力持續作用的結果。具體講，就是在目前的全宇層面上，四維時空的膨脹作用已遠遠大于星系間引力作用，暗能量占了主導作用，暗能量的持續作用促成了目前星系的加速膨脹。

（6）宇宙“常數”問題。宇宙的許多“參數”好像是精心選擇過的。如宇宙的化學組成、支配核物理的常量、質子的引力質量、宇宙的初始膨脹速度、宇宙的年齡以及它的物理過程等等，正是這些常數維系了宇宙的存在。其實，從物質內力角度講，并沒有既定的“宇宙參數”，現有的宇宙參數是許多候選宇宙參數、多方物質內力競爭的結果?！斑m者生存”，競爭獲勝者表現為顯性存在，否則表現為隱性存在或被淘汰。由此可見，就像生物是進化來的，宇宙也是演化而來的，宇宙中現存的一切（包括宇宙常數、物理定律等）都是多方物質內力相互競爭、優勝劣汰、強顯弱隱的結果。

（7）“隱性物質”問題。大千世界，無奇不有，在自然和社會領域，存在一些人類無法解釋的現象，完全否定和回避這些現象的存在也是反科學的。其實，量子力學已經認為，宇宙的總集不僅是現存的一切，而且是“所有可能的一切”。更進一步，甚至還要加上“一些不可能的存在”。正如愛因斯坦所言：雖然我們生活在所有可以允許的最有可能的世界中，但上帝不僅在擲骰子，而且有時還把骰子擲在人們看不到的地方去，使人們迷惑不已。因此，在肯定顯性物質的同時，也應該肯定隱性物質的存在。我們現存的宇宙物質之所以能被我們覺察到，只是由于其自身物質內力強大而表現為顯性存在。而隱性物質由于自身物質內力很小被顯性物質覆蓋和遮蔽，不被人們覺察。在特定的外部條件下，這些隱性物質的物質內力和存在概率就會變大，從而現實地感覺和捕獲到。

物質內力涉及領域無限廣闊，跨越時間無限久遠，粗舉上述為例。

四、由“物質內力”理論得出的推論和預言

（1）“大爆炸”奇點并不是宇宙的初始點，離散維度（非整合維度或其等效形態）在虛時間中的存在才是宇宙最本初的狀態。物質內力是宇宙的第一推動力。

（2）存在N-4維陰性宇宙?！叭f物負陰而抱陽，沖氣以為和”，N維奇點爆炸裂解后，相鄰維度抱團分離，四維時空和N-4維時空在各自物質內力的作用下向不同的維度膨脹，不同的是，四維時空膨脹為目前我們所處的四維時空，而其余維度則向高維陰性宇宙膨脹，黑洞就是打開的正在擴張的N-4維“陰性”宇宙。

（3）暗能量是四維時空物質內力作用的結果，引力則是N-4維時空物質內力作用的結果。宇宙處于四維時空與N-4維時空物質內力的相互依存、相互斗爭之中。當廣宇層面四維時空物質內力大于N-4維時空物質內力時，時空曲率為負，四維時空物質內力持續作用形成暗能量，宇宙在暗能量主導下處于加速膨脹中；當宇宙局部層面四維時空物質內力小于N-4維時空物質內力時，時空曲率為正，N-4維時空物質內力持續作用形成引力，N-4維時空在引力作用下凝聚為團塊、顆粒和星系。因此，暗能量的產生與引力剛好相反，宇宙在全宇層面表現為暗能量作用而在局部層面表現為引力作用。

（4）理想環境中，物質內力將逼進無窮大。物質內力的演變發展取決于物質內力與環境影響力之間的相互作用，在廣義相對論中，當把一個物體加速到接近光速時，這個物體的質量、能量、動量都逼進無窮大；由物質內力自身演變的規律也可以看出，在特定環境狀態下，當物質內力變化超過某個臨界值時，物質內力將加速擴張并趨向無窮大。

（5）全宇層面，能量守恒定律是不成立的。宇宙從初始無演變到目前的超大質能系統，量能不可能是守恒的。實際上在暗能量、引力等宇宙整體物質內力的持續作用下，宇宙正處于成長之中。宇宙演化并不是量能守恒中的循環，而是量能積累中的成長。

（6）已發現的四種力將在物質內力新的框架內得到整合與統一。內因決定外因，引力、弱力、強力、電磁力其實質是物質內力在一定關系條件下和維度條件下的相互對比、相互補充與相互交合。如引力是局宇環境中N-4維時空物質內力大于四維時空物質內力導致時空曲率為正的結呆，而強力則是夸克之間（或夸克與反夸克之間）物質內力通過楊一米爾斯場的相互交合、相互補充。理想環境中，這四種力都是整合統一的，只是因條件的不同、關系的不同、維度參數的不同，在低能條件下表現不一樣?？茖W研究表明，宇宙發端于距今100多億年前的大爆炸，宇宙起初只有一種單純而對稱的真空以指數方式膨脹著，今天我們所知道的四種基本作用力，那時是不可分開的，大爆炸后10-44秒，發生超統一相變，引力作用首先分化出來，大爆炸后10-36秒，發生大統一相變，強作用分化出來，大爆炸后10-10秒，弱電相變發生，完成了四種作用力逐一分化出來的過程。逆這個過程，可以把四種力重新整合統一起來。因此，當我們改變環境時，三種量子力將跟著改變，如在溫伯格一薩拉姆理論中，當外部能量遠遠超過100吉電子伏時，傳播弱相互作用的三種粒子和傳播電磁相互作用的光子的行為方式很相似。在非常高的“大統一”能量下，三種量子力具有同樣的強度，因而這三種量子力可看作某一種量子力的不同方面。相同能量下，GUT還預言了自旋為二分之一的不同物質粒子也會基本上變成一樣，這就導致了另一種統一（實際上追求四種力的統一所導致的副產品就是粒子的統一和高維時空的整合，更多力的統一呈現出的是更多粒子的統一和更多高維時空的整合）。特別是當環境能量達到普朗克能量時，高維時空將重新整合，引力將與量子力實現整合與統一。也只有在如此強大的能量環境中，引力波才會呈現。

存在更多的自然力和廣義的力。如果把“力”看作物質內力誘導產生的一種相互作用關系，我們就可以得到更多的自然力和廣義力的存在，量子糾纏或預示了新的一種量子力的存在。暗能量、引力推動宇宙運動，廣義生物力與廣義社會力促進生物進化和社會發展。

（7）并沒有多個平行宇宙或復合宇宙，我們宇宙是唯一顯性、現實的宇宙存在形態。我們宇宙是宇宙演化的獲勝者，因物質內力強大表現為顯性存在，而其他宇宙因物質內力弱小或存在概率小只能隱性存在（實際上不存在）。

（8）宇宙的結局取決于未來宇宙何種物質內力最終取主導作用?，F存宇宙消亡解體后，宇宙物質內力仍存在，并將在虛時間中以新的時空組態促成新宇宙的誕生。

五、為什么要提出“物質內力”理論

人類沒有停止過對神秘宇宙的追尋和探究，形成了不同時期各種流派的哲學及其宇宙觀。中國老子哲學提出了“道”的學說，在尋求萬物的根源方面表現了理論思維的突破。老子哲學的“有無相生，難易相成、長短相較”以及“道生一、一生二、二生三、三生萬物”等觀念閃爍著樸素辯證法的光輝思想。培恩是英國資產階級唯物主義的創始人，培恩哲學緊密依靠實驗科學，提出物體的“真正微小部分”構成世界萬物，運動是物體固有的本性，運動具有多種形態等著名論斷?？档率堑聡诺湮ㄐ闹髁x的創使人，康德前批判期的哲學具有明顯的唯物主義和辯證法的因素，康德提出太陽系起源于原始星云的假說和潮汐延緩地球自轉作用的假說對于哲學和科學發展具有劃時代的意義，在統治西方二三百年的形而上學世界觀上打開了第一個缺口。黑格爾哲學創立了一個完整的客觀唯心主義哲學體系，認為“絕對觀念”是宇宙之源，萬物之本，世界的運動變化乃是“絕對觀念”自我發展的結果。馬克思、恩格斯批判地繼承了黑格爾辯證法的合理內核，將實踐融入創立了唯物辯證法。馬克思辯證唯物主義是發展的、開放的、科學的世界觀與方法論，是指導我們認識世界和改造世界的稅利武器，并在認識世界和改造世界的過程中不斷豐富和發展自己。

“物質內力”理論的提出主要基于以下哲學與認識論思想。

（1）出于對辯證唯物主義宇宙演化論的堅定信仰。宇宙是物質的，物質是運動的，但時空與質能、宇宙與萬物不是先驗的存在，也不是上帝的恩賜，各個哲學流派都對宇宙的本源提出了自己的觀點與看法，客觀唯心主義認為，絕對精神是宇宙的本源，宗教神學認為上帝是宇宙的創造者，唯物主義認為，物質是本來就有的，質能既不能創造也不能消滅，既不能增加也不能減少。其實五彩繽紛、紛繁復雜的世界并不是一份免費午餐，宇宙演變到今天，宇宙“物質內力”起了決定性的作用，宇宙中現存的一切都是物質內力在死寂的“空無”中一步一步誘導出來的。沒有物質內力，就沒有整合的時空，就沒有質能的存在，也就沒有宇宙萬物。我們應該無限地敬仰、感恩宇宙母親的偉大。不靠外力的推動，僅靠“物質內力”的長期作用，就繁衍出如此廣博、如此深遠、如此復雜、如此神往的宇宙。這不能不說是宇宙母親的偉大杰作?，F在，宇宙“物質內力”演化發展的“接力棒”毋庸置疑地傳到我們人類手中，我們人類應如何把握，今后的路應如何走？我們應當對人類自身的宇宙定位、宇宙責任進行認真思考與深刻反思。

（2）出于對四種經典力產生原因的進一步探究。四種經典力是存在的，那么四種力究竟是怎么產生的，夸克與夸克為什么會通過膠子形成強力？質能的存在為什么會使它周圍的時空發生畸變？其深層次的原因是什么？其實物質之間不會無緣無故地發生“作用”，辯證唯物主義認為“內因決定外因”，力的作用確實是由物質的內在屬性及“親緣”關系決定的。正是物質內力之間的斗爭性和內在關聯性（親緣關系）誘導了物質之間的相互作用力。

（3）出于對傳統力學機械唯物論靜止宇宙觀的質疑。形而上學唯物主義承認世界的物質性，但用孤立靜止片面的觀點看問題。機械唯物主義的時空觀認為，時間和空間是一切事物的“容器”，時空與物質是可以分開的。辯證唯物主義認為時空與物質是不可分割的，時空與物質不是形式與內容的關系，也不是大與小的關系?！拔镔|內力”理論認為時空與質能相比，時空更是第一性的，先有時空再有質能，質能只是高維時空的凝結。

（4）出于對熱力學第二定律熵寂說消極宇宙觀的質疑。1850年，克勞修斯結合焦耳的發現，總結出了熱力學第二定律，表述為“對一熱力學系統所經歷的任一不可逆過程，其熵變必須大于零”。熱力學第二定律真實地反映了熱力學系統的方向性和不可逆性。但當其應用于宇宙時，卻得出了令人生畏的結論一“熱寂說”。物質內力理論提示出，宇宙萬物其實不是完全被動的，宇宙是積累的、成長的、建設性的和自我演變發展的，宇宙是充滿生機和具有無限可能性的。這就是物質內力所體現的開放的積極的宇宙觀，而不單是機械唯物主義靜止片面的宇宙觀和熱力學第二定律揭示的封閉消極的宇宙觀。