物質與時空

07-10

物質、空間和時間，是宇宙存在的總和。沒有物質，空間虛而不實，時間形同虛設；沒有時空，物質便無處寄託，分不出個體大小，更談不上運動變化。物質與時空的關係是，空中有物，物中也有空。平常我們只注意空中有物，不大在意物中有空。例如，我們抬頭就能注意到天空里的太陽、月亮、星星等物質個體，卻很少去考慮這些天體內部也存在著許多空間。宏觀上，像星系這樣大的物質個體，它們內部的空間，是那麼的廣大！我們的銀河系與鄰居仙女座大星系之間，有約220萬光年的空間距離。它們和這巨大的空間加在一起，不過只是組成本星系群這一物質個體的一部分。不光星系、星球這些大的物質個體內部，有巨大的空間，小的物質個體內，也一樣有空間存在。人體乍看是個有骨、有血、有肉的實體，其實體內有許多供人體吐納運作的空腔。顱腔是人體指揮機關所在地，口腔供人呼吸進食，胸腔、腹腔承載人的臟腑，盆腔是人的誕生地，鼻腔、氣管、肺泡是吐故納新的通道，心室、心房、血管有血液循環，給人體細胞輸送營養，食管、胃腸等腔體用於消化食物，攝取溶養。星系內的空間，是比它小的星球運轉變化的空間；人體內的空間，是各臟器跳動工作的空間。即使是小小的原子，其內部也有供電子繞原子核運轉的空間。如果按比例放大，原子內部的空間，比星系內部的空間還要誇張。人是利用空間的能手，用建築材料造出有空間的房屋，供人遮風擋雨，飲食起居，造出有空間的車船飛機，把人和貨物送到遠方，挑水有桶，盛米面有缸，裝菜有籃子籮筐。即使一時沒有東西裝，它們也沒閑著——都裝著空氣呢！以上例子，都是空中有物，物中有空的事實。在客觀的宇宙里，即沒有絕對無物質的空間，也沒有不含空間的純物質！像卡拉比——邱流形所描述的「黎奇空間」（絕對無物質空間），只存在於非歐幾何里。在物質的宇宙里，人和大自然，都製造不出絕對空間。義大利科學家托里拆利是第一個製造出相對真空的人。他用試管注滿水銀，倒立於水銀槽里，製造出760毫米高的水銀柱。水銀柱以上試管的頂部，形成了一段「真空」，由於這段空間是試管和水銀圍成的，裡面就會有水銀蒸汽揮發其中，這說明，在有氣態物質存在的宇宙里，任何力量也製造不出絕對真空。平常我們所說的真空，實質指的是物質密度極小的空間，並不是說那裡絕對沒有物質存在。即使是中心有「黑洞」的螺旋星系，黑洞里雖然沒有星雲、星球等明物質，但是那裡面還有不發可見光的暗物質存在；跟颱風眼裡沒有雲物質是一個道理。前面一篇博文里已經說了一下時間不能像物質那樣膨脹，這裡說到空間，就談一下對偉大的科學家愛因斯坦的廣義相對論關於「空間彎曲」理論的一點粗淺認識吧。

廣義相對論認為引力能使空間彎曲，嚴格的講，說空間彎曲，並不是很準確，因為引力只能使物質彎曲，空間本身是不能被彎曲的。卡拉比——邱流形也證明，「黎奇空間」曲率為零。舉例說，月球就是一個被引力彎曲的球體，它只佔用了與它同體積的空間，並沒有使它佔據的空間本身彎曲。假如將月球移出它佔據的空間，這移出的空間跟其他空間一樣，並未被彎曲。同樣道理，經過太陽附近光線的彎曲，也非空間彎曲，而是形成光線的物質（光子）被太陽的引力彎曲了。一直以來，有相當一部分人，都相信是太陽的引力使空間彎曲，地球是因為循著彎曲才繞著太陽公轉的。由於「空間彎曲」理論的誤導，使這些人忽略了「第一推動力」在天體運行中所起的重要作用！牛頓說的很清楚，是引力和切線方向（橫向）上的推動力，共同作用於地球，地球才繞太陽公轉的；正是這種引力與動力的平衡作用，使地球即沒有落向太陽這個質點，也沒有離太陽而去。這一平衡可以一直維持到太陽如超新星般爆發那一天。宏觀世界裡，廣泛存在著這種以螺旋的旋轉力與引力相平衡的天體個體，微觀世界裡，引力讓位於電磁力，電子就是在螺旋的旋轉力和電磁力的共同作用下，繞原子核旋轉的。在此，我還要再次強調，上帝也沒有如牛頓想像的那樣，幫著完成「第一推動」，這個動力是由宇宙物質自身的螺旋運動產生的，有了這個第一推動，所有天體的自轉與公轉問題都解決了。太陽系就起源於銀河系扁平的螺旋星雲盤裡一個次級的扁平螺旋星雲。這從太陽系各行星都處於同一平面，並且自轉方向也都基本一致上，可以看出來。因為只有扁平的螺旋星雲演化成的星系，才具備以上特徵。其實，太陽系在引力作用下的橢圓軌道結構，只是表象。第谷時代的觀測就發現，土星軌道在逐漸擴大，而木星軌道在趨向縮小，人們擔心這樣下去，土星會逸出太陽系，木星會落入太陽。還有大家熟悉的水星進動；地球繞太陽公轉，每一圈也都沒有回到原點，觀測資料說，地球自轉軸是繞著北極點轉圈的，這說明地球繞太陽每轉一圈，都沒有回到前一圈上那個對應北極點的原點，而是以螺旋路線進入下一圈，等地球自轉軸繞北天極一周，地球才又開始下一個周期的繞日螺旋運轉。以上例子，都說明行星們並不在固定的橢圓軌道上運行，而是運行在有回歸周期的螺旋軌道上。天文學家拉普拉斯就認為，木星和土星軌道的變化，有900年的循環周期，人們大可不必擔心；太陽系是非常穩定的。

在螺旋的旋轉力、引力、強力、電磁力、弱力等五大作用力中，獨認為引力是宇宙的主宰，是有失偏頗的。在天然衛星、行星、恆星這三個天體層次，引力的作用很明顯。在銀河系這樣的「島宇宙」級別以上的各層次星系裡，引力作用和螺旋作用，已明顯的共同存在著。銀河系和仙女座星系，是大家都知道的扁平螺旋星系，引力只將其中心部分的物質吸引為核球，外圍大部分物質因螺旋旋轉力產生的離心力與引力平衡，形成了扁平的星盤。草帽星系最能說明螺旋和引力，共同作用於天體的關係，如果引力再大一些，就能把扁平的草帽邊沿物質吸引過來，那我們就會說它是球狀星系了。草帽星系就是介於扁平螺旋星系和球狀星系之間的中間型。而星系群、星系團、超星系團的中心，幾乎都沒有引力作用下的球狀星系核，在這樣的大尺度上，除了球狀星系團，幾乎所有星系都是扁平的螺旋星系；這時螺旋唱主角，引力退到配角位置。而在微觀氣態物質的運動里，粒子運動會形成「波」，「波」就是螺旋！物質唯有作螺旋運動，才能達到光速！不過，宏觀物質在接近光速時，會由三維的球狀體，變為扁平的二維體，直至最終完全解體。

有相當一部分人，熱衷於崇拜權威，亞里士多德、托勒密的宇宙被哥白尼宇宙取代，花了那麼長時間，這當中除了政治的原因，與人迷信權威也是有些關係的。正在走紅的西方宇宙大爆炸理論，肯定也會左右世人很長時間！這主要是因為「大爆炸理論」是專家權威提出來的，其正確性，自然讓人深信不疑。我尊重每一位科學家，但不盲目崇拜，科學家首先也是普通人，偉大二字，只是人們對科學家們為人類作出了重大貢獻的褒獎！偉人也是人，是人就有可能出錯；再么偉大的科學家，也不可能憑一己之力，把宇宙物質之理參透——讓我們來坐享其成！