用物质内力理论对几个宇宙演化问题的探究性解释

摘要：宇宙从“初始无”演变到目前的超大复杂巨系统，物质内力实质上起了决定性的作用。物质内力揭示了客观物质自身具有的能动性，并将为量子力学与相对论的统一提供某种可能性。

关键词：物质内力 能动性

一、问题的提出

宇宙从“初始无”演变到目前的超大复杂巨系统，最关键的因素和决定性的机制是什么？目前已知的四种力和物理定律揭示了宇宙最深刻的本质吗？能回答宇宙的主要问题吗？包括：宇宙为什么诞生？生命为什么诞生？什么是宇宙的第一推动力？暗物质和暗能量的本质是什么？夸克与夸克之间为什么会通过胶子形成强力？质能的存在为什么会使它周围的时空发生畸变？以及四种力能不能统一？统一的关键是什么？

要回答上述问题，我们应当以“力”的研究为立足点，追诉力的本源，拓展“力”深层次的物理设定、物理本质，以及从这种新的物理意义和物理设定出发，可以解释更多的现象、解决更多的问题的可能性。

人们从直觉意识到“力”到获得力的严格科学定义经历了长期的斗争。在整个中世纪，由于受亚里士多德“力与运动”思想观点的束缚，力的概念没有取得进展。亚里士多德认为“力”是物体产生运动的原因，“凡运动的事物必然都有推动者在推着它运动”，“体积相等的两个物体，较重的下落得较快”等等。伽利略对亚里士多德的许多思想提出质疑并把实验引进力学，是最早用望远镜观察天体的物理学家，提出日心说否定地心说，把科学实验与数学分析结合起来，对经典力学的建立做出了重要贡献，但没有形成完备的概念。力的概念在牛顿力学中得到跨越式发展，牛顿力学三大运动定律奠定了近代力学的基础，由于超距作用的局限性，牛顿力学同样受到了人们的置疑。历史上，有许多科学家和哲学家指出，牛顿力学的力的概念只是一种方法论和计量性质的工具，或是一种形而上学的东西，GR.基尔霍夫、HB.赫兹和E.马赫等科学家认为牛顿力学概念很难说明“力”的实质，但都肯定“力”是种必要的方法论工具。实际上牛顿力学对科学进展的贡献很大，没有牛顿力学，物理学就会失掉理论的连贯一致性。1854年，黎曼在他的著名演讲《论几何基础中的假说》中提出建立新的几何学，黎曼度规张量可以在数学上描述一个弯曲的N维空间。爱因斯坦运用黎曼度规张量建立了广义相对论，提出时空弯曲的观点，把力建立在了高维几何的基础上。可以说对力的认识更进了步，但爱因斯坦的广义相对论并没有实现四种力的统一，尤其是传统力学和广义相对论都避而不谈“大爆炸”之前宇宙的演化，成为科学认识的盲区。这说明我们的力的概念确实存在认识论和历史的局限性，需要进一步革新、拓展和深化。

就经典力而言，科学史上一直存在着量子力学派与引力学派的较量。爱因斯坦引力论追求用规范几何的理论统一宇宙，而以海森伯、波尔为代表的量子学派，追求用概率量子的理论统一宇宙。老子《道德经》认为宇宙归零、万物归一。四种经典力应当是统一的，力学派的斗争不能只从表现形态上找差距，更要从内在因素求共性。事实上，不论是引力还是量子力，都是物质之间的一种相互作用力。物质之间为什么会有这种相互作用？我们认为，这是由物质的内在属性及“亲缘”关系决定的。物质之间不会无缘无故地发生“作用”，正是物质的内在关联性（亲缘关系）和斗争性诱导了物质之间的相互作用力。基于此，我们提出物质内力基本思想。

二、“物质内力”基本观点

（1）我们身处其中的宇宙，是从“初始无”自我演化而来的。宇宙之所以这样演化，是因为宇宙自始至终存在着“物质内力”的作用。

（2）物质内力就是“存在系统”在与环境的交互作用及自作用过程中能动地维持、扩张自身的内在力量。

（3）物质内力主要表现为“存在系统”在特定环境中的自我扩张以及在一定环境中不同物质内力的相互较量，同质物质内力的相互交合、相互补充等。

进一步说明：

1.物质内力是宇宙与生俱来的、超越时空的自我成长机制，是宇宙万物实现自我存在自我演变自我发展的能动的内在力量。

2.物质内力整合了維度，诱导了时空质能，促成了宇宙的诞生、演化和目前星系的加速膨胀。

3.物质内力纵贯宇宙始终。事物（宇宙）演变的目的就是在与环境的协调中实现自身物质内力的最大化、最优化。

4.物质内力是事物演变发展的主动因。一般条件下，物质内力处于潜延、相对稳定、抑制或衰减状态，表现不太明显。特定环境中，物质内力才凸现出来。特别是：当物质内力发展超过某个临界值时，事物的发展呈现出加速演变态势。

5.物质内力是最基本的力，四种经典力只是相互作用的双方“物质内力”的相互比较、相互交合、相互补充而已。

三、物质内力理论的应用说明

在宇宙演化中，有许多不可思议和神奇的宇宙事件都是物质内力作用的结果。

（1）物质内力诱导了宇宙的诞生。如果宇宙起源于“大爆炸”，那“大爆炸”奇点又来自何方？如果宇宙的本初状态是“真空”，那具有严密组织结构的“真空”又来自何方？不论宇宙起源于何种状态，那最初的能量来自何方？是本来就有的吗？是上帝赐予的吗？肯定都不是。从辩证唯物主义的观点看，大爆炸奇点应当只是宇宙演进的一个结点，并不是宇宙的初始点，宇宙从初始无到“大爆炸”已经历了量能长期原始积累的过程，这个过程就是宇宙“初始无”在自身物质内力的作用下在时间维度中的自我演变过程。因此物质内力应是宇宙的第推动力。

（2）物质内力诱导了生命的诞生。物质内力不但诱导了时空、质能和宇宙的诞生，而且还促成了生命的诞生与演化。在地球演化前期，地球环境不可能存在生命，但通过化学作用由简单物质向复杂物质的“化学进化”就已自然而然地进行着，这种化学进化大概经历了一一从无机小分子物质到有机小分子物质，从有机小分子物质到有机高分子物质，从有机高分子物质到有机多分子物质体系等多个阶段。随着地球环境的改善，诞生生命的可能性进一步增大。某个阶段后，当特定物质体（有机多分子体系）非线性变化的某个参量达到或超过一定临界值时，有序“自组织”首先形成，再经过一段时间的自我演化，生命体才最终诞生，这个过程主要是由于蛋白质和核酸两大主要成分的相互作用，终于形成具有新陈代谢作用和能够进行繁殖的原始生命。这个过程也就是原初有机多分子体系在自身物质内力作用下在适宜环境中的自我演变过程。在此，我们不排除其它星球产生生命的可能，但不论地球生命或外星生命都是物质内力与环境影响力相互作用的结果。

（3）物质内力对宇宙各向同性问题的解释和说明。早期宇宙为何如此之热？宇宙为何在大尺度上是如此均匀？或者说，当我们朝不同方向看时，宇宙微波背景辐射的温度是如此的相同（起伏不大于十万分之一）？对此，我们如上所说的是，大爆炸奇点并不是宇宙的起始点，那么，宇宙初始无到底是什么样的？目前科学发展的水平还没有给出答案。我们只能运用有限的思维能力进行推理性的设定：如上所分析，本初宇宙肯定是无量能的，不然量能来自何方，肯定是无组织的，不然结构来自何方。宇宙初始态应该是无量能离散维度或它的等效形态在虚时间中的存在（即非整合维度的存在）。那么，非整合维度又是怎样形成对称奇点的？答案只能是：物质内力。宇宙初始无正是在自身物质内力的诱导下开始多阶段演化过程，实现最初的原始量能的积累，当这种量能积累达到足以“熔化”和整合离散维度的时候，具有高度对称的宇宙奇点将最终形成。这样形成的奇点当然具有相同的极高的温度，产生的大爆炸当然具有各向同性性。

（4）对宇宙大尺度不均匀结构的解释。现代科技提示出目前星系在宇宙空间中的三维图像是，星系像是集中在一堆肥皂泡的泡壁上。壁上星系密度远远大于壁内密度20世纪70年代天文学家发现，大爆炸后10亿年，宇宙已过早地演化出了星系或星系团的模样，这说明10亿年后宇宙团块与均匀大爆炸之间存在演化时间的不对称性。上世纪80年代，美国天文学家还发现了宇宙中已知最大的结构，长达五亿光年的“长城”，在那里集中了比最大星系还大1万倍的质量这些大尺度的不均匀性是如何形成的。究其原因，我们认为：大爆炸之后，宇宙在高速膨脹的同时，由宇宙最初真空相变等原因所产生的各类非均匀性也在遂步积累着。当这种过程达到一定的程度后，由非均匀性聚集作用或均匀性扩散作用所产生的物质内力的相互较量越来越明显，并由此导致产生了宇宙各类大尺度结构的不均匀性。如：在某个有限区域内，星系的团块组织开始形成时，当引力作用远大于扩散作用时，该团块的形成进入快速发展的时期，因此就有了10亿年后宇宙团块与均匀大爆炸之间演化时间的不对称性。

（5）对目前星系的加速膨胀的解释。宇宙学家通过观察星系的光谱红移，证实目前宇宙星系正处于加速膨胀之中。对于全宇层面来说，物质内力表现得十分突出和明显。目前星系的加速膨胀实质是四维时空物质内力持续作用的结果。具体讲，就是在目前的全宇层面上，四维时空的膨胀作用已远远大于星系间引力作用，暗能量占了主导作用，暗能量的持续作用促成了目前星系的加速膨胀。

（6）宇宙“常数”问题。宇宙的许多“参数”好像是精心选择过的。如宇宙的化学组成、支配核物理的常量、质子的引力质量、宇宙的初始膨胀速度、宇宙的年龄以及它的物理过程等等，正是这些常数维系了宇宙的存在。其实，从物质内力角度讲，并没有既定的“宇宙参数”，现有的宇宙参数是许多候选宇宙参数、多方物质内力竞争的结果。“适者生存”，竞争获胜者表现为显性存在，否则表现为隐性存在或被淘汰。由此可见，就像生物是进化来的，宇宙也是演化而来的，宇宙中现存的一切（包括宇宙常数、物理定律等）都是多方物质内力相互竞争、优胜劣汰、强显弱隐的结果。

（7）“隐性物质”问题。大千世界，无奇不有，在自然和社会领域，存在一些人类无法解释的现象，完全否定和回避这些现象的存在也是反科学的。其实，量子力学已经认为，宇宙的总集不仅是现存的一切，而且是“所有可能的一切”。更进一步，甚至还要加上“一些不可能的存在”。正如爱因斯坦所言：虽然我们生活在所有可以允许的最有可能的世界中，但上帝不仅在掷骰子，而且有时还把骰子掷在人们看不到的地方去，使人们迷惑不已。因此，在肯定显性物质的同时，也应该肯定隐性物质的存在。我们现存的宇宙物质之所以能被我们觉察到，只是由于其自身物质内力强大而表现为显性存在。而隐性物质由于自身物质内力很小被显性物质覆盖和遮蔽，不被人们觉察。在特定的外部条件下，这些隐性物质的物质内力和存在概率就会变大，从而现实地感觉和捕获到。

物质内力涉及领域无限广阔，跨越时间无限久远，粗举上述为例。

四、由“物质内力”理论得出的推论和预言

（1）“大爆炸”奇点并不是宇宙的初始点，离散维度（非整合维度或其等效形态）在虚时间中的存在才是宇宙最本初的状态。物质内力是宇宙的第一推动力。

（2）存在N-4维阴性宇宙。“万物负阴而抱阳，冲气以为和”，N维奇点爆炸裂解后，相邻维度抱团分离，四维时空和N-4维时空在各自物质内力的作用下向不同的维度膨胀，不同的是，四维时空膨胀为目前我们所处的四维时空，而其余维度则向高维阴性宇宙膨胀，黑洞就是打开的正在扩张的N-4维“阴性”宇宙。

（3）暗能量是四维时空物质内力作用的结果，引力则是N-4维时空物质内力作用的结果。宇宙处于四维时空与N-4维时空物质内力的相互依存、相互斗争之中。当广宇层面四维时空物质内力大于N-4维时空物质内力时，时空曲率为负，四维时空物质内力持续作用形成暗能量，宇宙在暗能量主导下处于加速膨胀中；当宇宙局部层面四维时空物质内力小于N-4维时空物质内力时，时空曲率为正，N-4维时空物质内力持续作用形成引力，N-4维时空在引力作用下凝聚为团块、颗粒和星系。因此，暗能量的产生与引力刚好相反，宇宙在全宇层面表现为暗能量作用而在局部层面表现为引力作用。

（4）理想环境中，物质内力将逼进无穷大。物质内力的演变发展取决于物质内力与环境影响力之间的相互作用，在广义相对论中，当把一个物体加速到接近光速时，这个物体的质量、能量、动量都逼进无穷大；由物质内力自身演变的规律也可以看出，在特定环境状态下，当物质内力变化超过某个临界值时，物质内力将加速扩张并趋向无穷大。

（5）全宇层面，能量守恒定律是不成立的。宇宙从初始无演变到目前的超大质能系统，量能不可能是守恒的。实际上在暗能量、引力等宇宙整体物质内力的持续作用下，宇宙正处于成长之中。宇宙演化并不是量能守恒中的循环，而是量能积累中的成长。

（6）已发现的四种力将在物质内力新的框架内得到整合与统一。内因决定外因，引力、弱力、强力、电磁力其实质是物质内力在一定关系条件下和维度条件下的相互对比、相互补充与相互交合。如引力是局宇环境中N-4维时空物质内力大于四维时空物质内力导致时空曲率为正的结呆，而强力则是夸克之间（或夸克与反夸克之间）物质内力通过杨一米尔斯场的相互交合、相互补充。理想环境中，这四种力都是整合统一的，只是因条件的不同、關系的不同、维度参数的不同，在低能条件下表现不一样。科学研究表明，宇宙发端于距今100多亿年前的大爆炸，宇宙起初只有一种单纯而对称的真空以指数方式膨胀着，今天我们所知道的四种基本作用力，那时是不可分开的，大爆炸后10-44秒，发生超统一相变，引力作用首先分化出来，大爆炸后10-36秒，发生大统一相变，强作用分化出来，大爆炸后10-10秒，弱电相变发生，完成了四种作用力逐一分化出来的过程。逆这个过程，可以把四种力重新整合统一起来。因此，当我们改变环境时，三种量子力将跟着改变，如在温伯格一萨拉姆理论中，当外部能量远远超过100吉电子伏时，传播弱相互作用的三种粒子和传播电磁相互作用的光子的行为方式很相似。在非常高的“大统一”能量下，三种量子力具有同样的强度，因而这三种量子力可看作某一种量子力的不同方面。相同能量下，GUT还预言了自旋为二分之一的不同物质粒子也会基本上变成一样，这就导致了另一种统一（实际上追求四种力的统一所导致的副产品就是粒子的统一和高维时空的整合，更多力的统一呈现出的是更多粒子的统一和更多高维时空的整合）。特别是当环境能量达到普朗克能量时，高维时空将重新整合，引力将与量子力实现整合与统一。也只有在如此强大的能量环境中，引力波才会呈现。

存在更多的自然力和广义的力。如果把“力”看作物质内力诱导产生的一种相互作用关系，我们就可以得到更多的自然力和广义力的存在，量子纠缠或预示了新的一种量子力的存在。暗能量、引力推动宇宙运动，广义生物力与广义社会力促进生物进化和社会发展。

（7）并没有多个平行宇宙或复合宇宙，我们宇宙是唯一显性、现实的宇宙存在形态。我们宇宙是宇宙演化的获胜者，因物质内力强大表现为显性存在，而其他宇宙因物质内力弱小或存在概率小只能隐性存在（实际上不存在）。

（8）宇宙的结局取决于未来宇宙何种物质内力最终取主导作用。现存宇宙消亡解体后，宇宙物质内力仍存在，并将在虚时间中以新的时空组态促成新宇宙的诞生。

五、为什么要提出“物质内力”理论

人类没有停止过对神秘宇宙的追寻和探究，形成了不同时期各种流派的哲学及其宇宙观。中国老子哲学提出了“道”的学说，在寻求万物的根源方面表现了理论思维的突破。老子哲学的“有无相生，难易相成、长短相较”以及“道生一、一生二、二生三、三生万物”等观念闪烁着朴素辩证法的光辉思想。培恩是英国资产阶级唯物主义的创始人，培恩哲学紧密依靠实验科学，提出物体的“真正微小部分”构成世界万物，运动是物体固有的本性，运动具有多种形态等著名论断。康德是德国古典唯心主义的创使人，康德前批判期的哲学具有明显的唯物主义和辩证法的因素，康德提出太阳系起源于原始星云的假说和潮汐延缓地球自转作用的假说对于哲学和科学发展具有划时代的意义，在统治西方二三百年的形而上学世界观上打开了第一个缺口。黑格尔哲学创立了一个完整的客观唯心主义哲学体系，认为“绝对观念”是宇宙之源，万物之本，世界的运动变化乃是“绝对观念”自我发展的结果。马克思、恩格斯批判地继承了黑格尔辩证法的合理内核，将实践融入创立了唯物辩证法。马克思辩证唯物主义是发展的、开放的、科学的世界观与方法论，是指导我们认识世界和改造世界的税利武器，并在认识世界和改造世界的过程中不断丰富和发展自己。

“物质内力”理论的提出主要基于以下哲学与认识论思想。

（1）出于对辩证唯物主义宇宙演化论的坚定信仰。宇宙是物质的，物质是运动的，但时空与质能、宇宙与万物不是先验的存在，也不是上帝的恩赐，各个哲学流派都对宇宙的本源提出了自己的观点与看法，客观唯心主义认为，绝对精神是宇宙的本源，宗教神学认为上帝是宇宙的创造者，唯物主义认为，物质是本来就有的，质能既不能创造也不能消灭，既不能增加也不能减少。其实五彩缤纷、纷繁复杂的世界并不是一份免费午餐，宇宙演变到今天，宇宙“物质内力”起了决定性的作用，宇宙中现存的一切都是物质内力在死寂的“空无”中一步一步诱导出来的。没有物质内力，就没有整合的时空，就没有质能的存在，也就没有宇宙万物。我们应该无限地敬仰、感恩宇宙母亲的伟大。不靠外力的推动，仅靠“物质内力”的长期作用，就繁衍出如此广博、如此深远、如此复杂、如此神往的宇宙。这不能不说是宇宙母亲的伟大杰作。现在，宇宙“物质内力”演化发展的“接力棒”毋庸置疑地传到我们人类手中，我们人类应如何把握，今后的路应如何走？我们应当对人类自身的宇宙定位、宇宙责任进行认真思考与深刻反思。

（2）出于对四种经典力产生原因的进一步探究。四种经典力是存在的，那么四种力究竟是怎么产生的，夸克与夸克为什么会通过胶子形成强力？质能的存在为什么会使它周围的时空发生畸变？其深层次的原因是什么？其实物质之间不会无缘无故地发生“作用”，辩证唯物主义认为“内因决定外因”，力的作用确实是由物质的内在属性及“亲缘”关系决定的。正是物质内力之间的斗争性和内在关联性（亲缘关系）诱导了物质之间的相互作用力。

（3）出于对传统力学机械唯物论静止宇宙观的质疑。形而上学唯物主义承认世界的物质性，但用孤立静止片面的观点看问题。机械唯物主义的时空观认为，时间和空间是一切事物的“容器”，时空与物质是可以分开的。辩证唯物主义认为时空与物质是不可分割的，时空与物质不是形式与内容的关系，也不是大与小的关系。“物质内力”理论认为时空与质能相比，时空更是第一性的，先有时空再有质能，质能只是高维时空的凝结。

（4）出于对热力学第二定律熵寂说消极宇宙观的质疑。1850年，克劳修斯结合焦耳的发现，总结出了热力学第二定律，表述为“对一热力学系统所经历的任一不可逆过程，其熵变必须大于零”。热力学第二定律真实地反映了热力学系统的方向性和不可逆性。但当其应用于宇宙时，却得出了令人生畏的结论一“热寂说”。物质内力理论提示出，宇宙万物其实不是完全被动的，宇宙是积累的、成长的、建设性的和自我演变发展的，宇宙是充满生机和具有无限可能性的。这就是物质内力所体现的开放的积极的宇宙观，而不单是机械唯物主义静止片面的宇宙观和热力学第二定律揭示的封闭消极的宇宙观。

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