第十一讲    “系统宇宙学”的建立势在必行

    前面十讲将物质世界从物质起源到发展规模作了较详细的阐述之后，使我们获得了一个基础，具有了能整体而自洽完备地表述宇宙的种种相关学问。宇宙是一个巨系统，任何论述宇宙的学问必须具有系统性。这就使“系统宇宙学”的创立呼之欲出。有人也许会质问，当今在自然科学体系内有很多宇宙学理论和模型，难道它们都不能算作表述宇宙的系统学问，还需要重新再构建一个什么“系统宇宙学”吗？答曰：那确实。可以说历史上有过的和当今占据主导地位的一切宇宙理论都不能算作“系统宇宙学”，有缺陷、不完备或具有严重悖谬使这些理论都无法成为一个xx自洽的整体性宇宙理论。那么，“系统宇宙学”应当具备一些什么条件呢？

    我以为，“系统宇宙学”首先应当具备如下三套语言系统：

A.要有一套形象化的日常语言表述系统，为的是对宇宙整体及其子系统各层次上的种种重要规律性有不包含悖论的整体性的阐述，以构成一种系统而非零散的，具有指导意义的完整的哲学体系。

B.应当具备能逻辑性清晰地表述物质世界各层次上种种细节的物理学语言体系。

C.同时应具备一套完整包含宇宙重大规律的具有数学思想的简洁的图符密码表达式。

    “系统宇宙学”的三套语言各司其职，{dy}套形象化的日常语言将保证人类认识宇宙的种种思想让普通人都可理解。第二套物理学语言重点要对表述物质世界的一些最基本的概念如质量、能量、粒子、波、力与场等专用词汇在最为本质的意义上作出广义的界定,以使这些当初为了某些局域性的学科问题而创立的概念能更适合表述宇宙巨系统。所谓“广义的界定”其实就是要对已有的物理学概念最初的含意能够包容，且能有更深入更本质的阐述。必要时还可增加新概念词汇。对概念进行了梳理界定后的物理学语言将能使物质世界各层次上的种种物理机制以自洽的方式得到更为系统性的阐述。第三套语言是专业人士使用的具有数学抽象性的代码语言，其重要特征就是简洁。这套语言是前两种语言对应的密码编码。当然，前两种语言通常总是结合起来使用的。

    除了应当具备以上三套语言外，在拙著《物质世界的奥秘》之“宇宙的演化”章节中，本人探讨性总结出一个完善的系统性宇宙理论至少应具备这样三种特性，即：

    包容性、层次性、简洁性。

    一、包容性：

    该理论应能准确地表述宇宙的所有领域， 而不只是其中的部分领域。 图1-8 中所列出的空间由无穷小到无穷大所显示出的八大世界,即虚空世界、超量子世界、量子世界、原子 -- 分子世界、微观世界、常观物质世界、宏观天体世界和超宏观天体世界， 都应该由理论作出合乎逻辑的解释。

    二、层次性：

    该理论应由简单到复杂， 由低级到高级，层次鲜明地逐步深入解释宇宙中普遍存在的现象， 也就是物理教科书中概括的关于机械力学、热学、声学、磁学、电学、光学等学科研究的各种自然现象， 并且揭示出产生这些现象最为基本的原因。

    三、简洁性：

    该理论所假设的先决条件应该是尽可能的少， 在这种极少的条件基础上产生的所有事物应该构成自洽的相互密切联系。

对应上述三条，我们可以来审视一下人类文化中最重要的某些宇宙学理论。

    两千多年前，在东西方涌现出一大批学者，开始对我们生存的这个世界——宇宙进行严肃认真的思考，但大多只是一些零零散散闪光的认识，构不成系统性的学问。值得特别一书的是东方的两位智者，因为只有他们对宇宙的理解具有一种整体上的完整性，这就是老子与释迦牟尼。老子重点对生成物质世界的本原——“道”进行了阐述，释迦牟尼则领悟到了物质世界的层次性和变化性。虽表达方式不同，但两位智者都整体地理解了宇宙大的规律性。但苦于当时人类文化发展的局限性，他们只能用多少带有神秘色彩的日常用语言，以一种思辨的方式，阐述自己依靠直觉感悟所获得的哲学认识。由于当时无论是从言者还是听者两个方面都不可能具备具有物理学和数学意义的语言表述体系，因而物质世界各层次上的细节无法昭示，也就不可能构成系统性的宇宙学，虽然佛道两家认识宇宙的哲学思想在两千多年后的今天，我们仍能感悟到其博大精深之处。

    随着人类知识的日益丰富和细化，两千多年前由科学与哲学未分家发展到了今天各自构成分科而学的人类文化的独立体系。在认识宇宙上，科学日渐摆脱了哲学纯思辨的整体思考方式，对物质世界各层次上的诸多细节运用越来越先进的技术手段，进行了具体而清晰的揭示。在科学发展的历程中，产生了很多宇宙学理论。我们不妨将其中有代表性的作些分析，看其是否够格称为系统宇宙学。

    在哥白尼之后自然科学思维体系才逐渐得到了确立，其中有一个牵连到对宇宙之整体性认识的理论在此值得作些分析。那就是热力学宇宙理论。当对热与温度的研究获得巨大成就之后，科学家构建了一整套完整的热力学理论，凭着对分子骚动所获取的学问，有人马上想到了要用这种学问来解释整个宇宙的规律性，于是，一个被称为‘热平衡态宇宙理论’应运而生了。运用热力学定律中创造的‘熵’、有序和无序、质能交换系统等概念，该理论{zh1}得出了一个骇人听闻的结论，我们的宇宙最终将不是‘热寂’就是‘冷死’。更多的详情不作赘述，在此只想概略地分析一下这一宇宙理论错在何处以及是否具有系统性。

    首先，传统热力学认为是分子骚动才产生了热，因而这一学科只是研究分子以上的物质层次，当时比原子更小的量子世界尚未被科学家发现，而我们今天已知道，量子世界是整个物质世界的一个更基础的部分，如果宇宙巨系统中的一个基本的子系统都不包括在理论中，该理论是否具有系统性就已是不言自明的了。

其次，在运用热平衡理论推导时，人们甚至连宇宙应算作三个质能交换系统中的哪一个都搞不清楚，更谈不上了解宇宙中的‘热’xxx的产生机制，就去匆匆忙忙地对宇宙的前景作出悲观的结论。

    {zh1}，也是最重要的是该理论的指导思想是成问题的，并且这种问题在自然科学宇宙理论中具有典型的代表性。运用在学科中对局部真理的掌握，不恰当地引申到宇宙整体领域中来，这种将象耳和象腿当成大象的以偏概全的思维方式，可以说是经典科学宇宙理论中的通病。下面还将进一步对此予以分析。

    在自然科学思维体系中另一更重要并占据主导地位的要算“大爆炸宇宙理论”了。上世纪三十年代，有科学家认识到比氢原子更复杂的原子核是在大质量恒星的爆炸力作用下聚合生成的，这样一种局部性学科认识马上被运用到宇宙理论上，由此一个称为“宇宙大爆炸”的理论得以流行。在历经了一段冷遇之后，后来因天文学上宇宙微波背景辐射和星系红移两个观测事实的出现，被当作该理论的重要支柱，而使其成为一种科学界的主导性宇宙理论。在具体问题的研究上充满了理性认识的许多科学家，竟然会xx无视该理论在哲学逻辑性上所表现出的整体上的荒谬，居然能引申出宇宙巨系统是由它的一个局部所产生的结论。局部能大于总体，并以爆炸这种一次性分解的方式产生出宇宙整体吗？由此我们可以看到，在自然科学思维体系中上述两个具有代表性的理论的要害，就是将对局部的认识不恰当地引申出整体性理论，管窥蠡测的结果必然会是以偏概全。在上述所引拙著中，本人还重点将以上两科学局部理论对应包容性、层次性和简洁性，论证了其非系统宇宙理论的要害所在。

    量子理论出现之后，科学家们同样以类同的思维惯性铺衍引申出了很多理论，象夸克理论、量子场论、S矩阵理论、量子靴袢理论、超弦理论等，这些理论均在某一方面体现了精到的认识价值，但却同样在全面性与自洽性上表现出一定程度的不完备。试图以科学的统一范式来解释整个宇宙，较有名且目前在理论科学前沿有影响力的要算“超弦理论”了，这些理论虽各自在某些研究的具体问题上有着精彩的亮点，但都不可避免地带有量子世界局域性和行业之专业特征，并不同时具有包容性、层次性和简洁性。它们还都有一个共同的特点，那就是更多地是注意运用数学语言去找到抽象表述宇宙的方程式和模型，而较少在物理机制上进行深入探索，最能证明此点的就是深奥复杂的数学公式越来越多，而物质生成机制这样更根本性的问题至今无人去试图突破，尤其缺乏的是对宇宙哲学认识上的整体完整性。

    科学家们在得心应手地运用数学符号和术语有所发现时，特别具有一种其他非专业人员不能感受到的快乐与骄傲，但很少有人能意识到，他们与实实在在体现出存在性的宇宙已相去很远了。他们在做的一切更确切地说像是在作高深抽象的思维游戏，就如下象棋那样，最初是模仿战争而发明的游戏，如今早已远离战争，更多表现出的是一种抽象思维的精湛艺术。

    “超弦理论”的困难具有代表性，该理论将探索宇宙的重点放在数学方程式上，其试图拚凑一个什么九维空间与一维时间的结合体来构建宇宙标准模型，必然也难以避免地卡壳在数学上无法自圆其说。

    总之，综上所述，一个系统宇宙学理论应当具有正确的宇宙哲学观作指导，并包含从微观到宏观各层次上不同的物质生成与组合的机制阐述，{zh1}，当然也应当有一套完整的具有数学简洁性的统一表达方式。

    这样完备的系统宇宙学到哪里去找呢？答案请容我在下一讲中详述。谢谢你的聆听。请随堂点击我的“宇宙的演化”一章之“宇宙学理论”一节。