空間性質哲學內涵論文

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內容摘要：本文借用現代科學理論的陳述體系將中國傳統哲學對自然的理解做重新解釋，推測傳統哲學與現代科學對接的可能性和嫁接點。以傳統哲學中表述的三個觀點為鏡像和參照，通過對空間、能量、物質的存在形式及相互關系進行分析，提出了關于空間性質的理論假設。對空間性質進行的數學模型化描述，合理地導出了牛頓萬有引力、開普勒第三定律、宇宙間普遍的產能機制等現代科學的基本理論，用哲學和數學相互確證的方法邏輯地給出了空間性質的本質性內涵。對空間性質的相關概念（如引力、質量等）也作了新的解釋。運用這一兼具東西

方特征的理論對宇宙紅移、太陽系的觀測特征、赫羅圖、黑洞、地質演化等自然現象進行驗證性分析,證實空間運動的哲學觀點對客觀物理事件具有強烈的解釋力，從而證實了中國古典哲學中本已蘊涵著現代科學基本內容的邏輯基礎。這同時也說明東方哲學的內容與現代科學的基本理論之間具有相互連通的邏輯通道。

主題詞：空間性質產能機制引力板塊動力

空間是一種具有無形無相認知特征的客觀存在形式，用現有的科學手段難以直接地將其作為邊界清晰、目標明確

的研究對象，因而運用觀察、測量、實驗的方法獲得相應感性事實資料的有效性受到了硬性的制約。物理學發展為一門實證科學的整個過程所獲得的全部關于空間性質的認識，在總體上存在著以下兩個方面的缺憾：其一是所提供的事實資料在絕對數量上不足以構成涵蓋空間主要屬性的有效樣本集，達不到歸納過程據以發揮創造性聯想所需的最低限度，不可能在構建適用的空間性質理論過程中發揮應有作用。其二是緊緊束縛于各種事實中心點周圍的關于空間性質的陳述，不能廓清空間這一實體的內涵和外延而難于脫離客觀事實表象的規定性，無法為假設、猜想等思維活動的起飛提供有效和合理的客觀基礎。所以這些已有的關于空間性質的事實資料及對其進行簡單理性加工形成的認識群，象散布于大海上的孤立島嶼一樣相互間缺少關聯，無法以空間這一最基本的視角形成簡明有效的基本概念，去排列和闡明相關事實、建構出實用的空間性質理論。本來在無法獲得直接觀測結果的情況下，還可以通過分析空間與其它物理對象相互作用產生的結果的途徑，間接地找到理性認識所必須的邏輯起點。然而，科學發展的歷史卻并不按理想的狀態進行，也正是由于空間存在形式無法觀測的這一特征，使得空間這一

客觀實體在有史以來的物理學研究中往往不被當作物理過程的平等參與對象，空間自身參與物理作用產生的效果常常被先驗地、不加分析地劃屬于參與同一物理過程的空間以外的對象，空間自身的屬性在人們的觀念中成了這些非空間對象的偽屬性，空間自身卻被剝奪得一無所有。因此，空間成了理性認識活動中一個明知存在卻又不能清晰辯識的怪物。由于上述原因，在作為認識對象的空間客體與企圖探究這一問題的好奇者之間形成了一條難以跨越的鴻溝。對空間這一特殊對象的理性認識活動中，最為困難的已經不是一般情形下由事實資料上升為理性陳述的發現過程，而是阻滯于建立對空間客體性質感性認識的過程，這項工作的現實難度使哲學認識的發展過程就此停頓。以往針對空間性質建立假說和理論嘗試大體上有三種形式：要么為玄學或形而上學，處于理性認識自身營造的環境中不能自拔，與現實空間存在形式缺少對應；要么由于理論自身的內涵不能容納客觀事實的實證要求而被淘汰；要么由于理論過于繁難，不知所云而缺乏實際應用價值。相關于空間性質的理論與一般意義上成熟理論所應具有的內容充實、形式完備、適用邊界清晰、實用性強的要求有著較大差距，寫實地描述空間性質的理論圖象始終沒有出現過，人們不能象運用引力計算相類似的方法處理空間的問題。

但空間并不是不可以認識的自然對象，依據世界上所有事物之間都存在著普遍聯系的這一觀點看，空間的存在絕不會是孤立的，其必然與物質、能量等其它形式的物理對象發生著各種各樣的作用與聯系。這是自然界為我們尋找認識空間性質問題的突破點所插上的一塊免費的路標。無論我們對空間與其它物理對象間的關系持什么樣的觀點，只要是將空間作為一個明確的研究對象時就會發現，它幾乎是所有基礎性的物理學理論和實驗都回避不了的內容。由于這樣的原因，近代物理學在對不同的研究領域，不同的研究內容，進行不同目的的觀測和實驗的過程中，實際上已經不自覺地獲得了大量的相關于空間性質的事實資料，只是由于忽視了空間的客觀存在所造成的作用效果界定不清、對空間基本概念和理解錯誤造成的事實性質判定不準兩個原因，使得這些事實資料在目前的科學認識中被認為是無關于空間性質的內容而不能直接地用來說明空間某一方面的性質。現存科學事實的陳述形態也不是以研究空間性質的面目而出現的。想要利用這些科學事實闡明空間性質的問題，有必要在判定這些事實資料具有客觀性的同時重新審視其陳述形式，從新的視角來確定其內涵、外延關系，剔除附著于其上的主觀影響因

素，還其作為空間性質理論基本素材的本來面目。作類似的操作需要對已有的相關于空間性質的科學事實的實質有比較深刻理解的同時，還要對空間自身存在狀態作出整體及宏觀性的理性把握，以求新確立的理論框架能自洽地容納科學及哲學兩個方面的內容，從而使理論更加有效地逼近自然的真相。

單純的數學方法作為研究工具所提供的空間模式并不是真實物理世界的描述。摻入物理因素形成的數理方法是對予設前提下過程的一種描述，其邏輯的完備性和過程描述的精確性不是理論的全部內容，只是理論的構成要件之

一。認識空間性質的邏輯起點在數理方法之前，所以邏輯起點的構建才是空間性質理論這一特殊對象的基礎和核心。數理方法的合理性和表達力取決于這個邏輯起點的涵蓋性、科學性以及規范性。如邏輯起點構建的合理，則數理形式就會有相對簡潔的特征；如邏輯起點的內涵不科學或不合理，則命題表述就會以復雜的數理形式出現。所以簡潔性歷來是理論選擇性判別的一個基本原則。這里想著重說明的是：所謂簡潔性是指理論的數理形式及數理形式運行過程的可操作性兩個環節均應具有直觀、簡單和有效的特征。形式的簡潔不代表運行過程可操作性的簡潔，這兩個方面中的任何一個方面不具有簡潔性，則就標志著概念的理論規范工作做得不夠完美，畢竟本質對于現象而言是簡潔的。

空間性質的研究直接地是自然觀的一個組成部分，作為認識對象其內涵和外延均涉及較廣泛的內容，單純地以數理形式對這一命題內容進行研究，其涵蓋性及表述能力遠沒有哲學形式更為有效。在數理方法之外哲學對存量知識進行綜合、抽象的優勢研究方法，可以嘗試作為研究工具直接介入到空間理論框架的建構中來。運用哲學研究所擅長的思辯功能，對二十世紀科學提供的素材進行不設前提的深入思考和加工提煉，也許能夠創造哲學與科學

再次融合的成功范例。將哲學引入這一問題研究的另外的原因是：①空間性質研究需要宏觀的視野和理性的綜合；②自亞里斯多德以來，空間就是哲學所關注的內容，關于空間性質的理性思考大多數以哲學論述的面目出現于哲學著作中；③空間感性認識過程本身的特殊原因（存在形式）。

東方哲學對自然規律宏觀的、形象的描述與現代物理學對自然現象的許多理論解釋有著形式和內容的相似性（比如陰陽的概念），這一事實已經引起近代和當代國內外許多科學家及哲學家的充分重視。只是由于非中文基礎的研究者對中國文化理解的局限以及中文基礎的研究者對古代哲學與科學關系的錯誤觀念，遲滯了東方傳統哲學與西方哲學基礎上發展的主流科學之間在本質上的交流、融合進程，沒有發展出新的具有雜交優勢的科學成果。東方哲學與現代科學對自然現象的相似性描述可以肯定地說，并非完全是一種認識結果的偶然巧合。它證明了一種觀點：即比類取象的認識方法對宏觀現象的本質性的理解有著獨特的效果。對現代自然科學而言，東方哲學關于自然的理解無疑是提供了一種全新的認識視角。借鑒宏觀摹寫自然規律這一全新視角，并以現代科學理論及其認識論作為重新審視、詮釋傳統哲學內容的方法，對空間性質及其與其它作用對象間的相互關系進行邏輯表述，也

許會成為認識自然存在的新方法，從而產生新的符合科學規范的有效認識。

1.空間客觀性質的哲學證明過程

《易經·系辭》中“易有太極是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦”的論述以及卦爻的結構方式包容著建立空間性質理論感興趣的兩條自然規律：其一是已經成為現代科學以及哲學基本法則的陰陽對立觀念。這一觀念在高度抽象地、理論性地刻畫宏觀自然規律的同時寫實地描述了電子等粒子的電性對稱。其二是《易經》提出了一種解釋物質存在和發展規律的三層結構模式，客觀地表述了自然界的生成和發展過程。同樣的物質生成發展思想也出

現在《道德經》中：“道生一，一生二，二生三，三生萬物，萬物負陰而抱陽，中氣以為和”?？梢宰⒁獾狡渖蓪蛹壍臄盗棵枋鐾瑸槿煞N理論描述的關于物質創生的模式都是在既存背景基礎上連續發展的動態變異。它不是一種存在形式的出現以另一種存在形式的消失為代價的交換過程，事物由簡到繁發展的過程是在同類基礎上進行的反復疊加，在新生成的異類中包容著舊有的存在形式，新舊形式相互將對方作為共存元素構成系統。同一事物整體與局部的上下級之間由于至簡原則的制約有著全息模寫的對應關系。佛教經典《般若波羅蜜多心經》中有：“色不異空，空不異色。色即是空，空即是色”的理論陳述。其主要含義是說自然界（或物質）與空在本質上是同一種存在形式。用現代科學的理解、譯介這些沉淀在我們民族潛意識中的智慧晶體時，首先碰到的問題是它們究竟說的是什么？陰陽的概念由于現代科學知識的普及在中國人的觀念中已經與實指的科學概念（如正負粒子）相融合而可以無障礙地接受?！兜赖陆洝返臄底帧耙欢憋@然不可以理解為畢達哥拉斯數本原式的對自然界的認知和描述，作為存在于本原規律（道）與萬事萬物之間中介環節的“一二三”不僅僅是數字，而是代表了

三個層次的具有本原色彩的、性質特征可以類比的、相互聯系著的事物，由于古人的表義符號系統與現代科學的復雜的表義符號系統不同，原著對此又沒有做進一步解釋，其意旨我們現在無法了解。同樣地，釋迦“空”這一概念的原始含義究竟是指空間還是空無，其意旨我們現在也無法了解。但只要是把宇宙或物質的創生過程作為描述對象，則可以用運的基本構成要素畢竟只有有限的幾種，內容正確但表述不同的理論之間必然可以找到相互融通的邏輯通道。我們將現代科學已經建立的完善的陳述系統與東方哲學理解自然現象的內容及其邏輯形式強行進行綜合或者說嫁接，將上述兼有東西方特色的、縱跨古今的、對空間性質的認識作為研究空間性質的基本假設，則有：

能量與物質是同一客觀存在實體——空間的異化表現形式；空間凝聚則成能量，能量凝聚則成物質；三種存在形式的動態指向是自然界規定性的演化順序。

我們將上述假設稱為空間性質的同一性假設（簡稱同一性假設）。所謂同一性就是說空間、能量、物質三種存在形式在本質上是同一個客觀實體，外在特征上的不同是且僅只是聚集狀態的不同；自然界三種存在形式之間存在著的動態變化也就是空間密集程度的不斷變化。三種存在狀態在所知自然界的由空間聚集產生能量進而由能量聚

集產生物質的演化順序，不是任意發展的，而是有著明確指向以強規律的形式發展的。

由于在一般物理作用中康德稱之為感性純直觀的時間和空間有著相似特征的緣故，牛頓以后的物理學已經根深蒂固地將時間和空間歸為一類，常用時空的聯合概念來為物理過程提供背景，在天文觀測中甚至以光速為基礎將二者當作一個可換算的量。正是這一看似合理的分類造成了對空間性質理性認識的邏輯困難。常規觀念中時空同一的概念割裂了現實世界中空間與非空間事物的本質聯系。時間和空間兩種在本質上不具有類比性的物理對象的并

列，誘導人們將空間視若無物，放棄了對空間物質性特征及其與其它對象相互作用的關注。對于自然的三態存在而言，如果我們剔除了時間的因素，則這種存在的形式沒有任何改變。但如果在存在關系中剔除了空間因素，則存在狀態就無法想象[1]。這個事實說明將空間劃出三態結構與時間并列是對空間性質了解不足的表現。有鑒于此，將空間、能量、物質當作統一實體描述的同一性假設，提供了以分析空間、能量、物質的相互關系作為基本出發點進而研究空間性質的理性認識基礎。

自然存在的空間是物質、能量存在的背景、條件和本源，因而空間是具有更加本質意義的存在形式，能量次之，

物質再次之。由此形成了一個物質、能量、空間三態存在本質性的序列關系。這一序列闡述了自然界進化形式的發展特征?？臻g作為能量創生的背景和本源其自身已經是最本質的存在，因而否定自外于空間的其他本源和背景的存在，所以能量被無可選擇地包容在空間中；空間的存在先于能量，空間必然獨立于能量。能量作為背景和本源的特性有別于空間同一特性的是——能量只是空間內屬的存在物——它不可能整個地充滿空間，所以能量在空間中必然是有界的存在形態。同時空間獨立于能量的存在特性在任意能量存在的邊界之外提供了與此相同條件，能量的存在就不能排除與此完全相同的另外的存在，換句話說就是能量的存在不是唯一的。以能量作為觀察問題的立場，對此作出表述就是：能量是不連續的，因而它與空間之間必然是有界的。由空間能量依存關系相同的道理推論可知，能量與物質的依存關系為：在能量背景基礎上生成的物質不可能獨立于能量存在；相反能量可以獨立于物質而存在（即電磁輻射）。在客觀現實中物質不能有獨立于能量的存在這種依存關系表現為：一方面物質自身就是能量歷史的積累；另一方面物質總是能量的載體。電磁輻射可以看作是物質邊界以外的能量，這是其作

為物質存在背景有自外于物質存在邊界的證明，也即是其存在本質性的證明。這也造成這樣的存在狀態：除電磁輻射外物質與能量總是以相互伴生的面目出現。而且由于物質不能脫離能量存在的規定性使這種依存關系表現得極為明顯，常使人將兩者看作是相互平等且相互作用的物理對象?？臻g和物質的關系可由空間和能量、能量和物質的邏輯從屬關系獲得解釋，顯然物質不可以獨立于空間存在，空間可以獨立于物質存在。

總而言之，空間、能量、物質的依存關系可以表述為：物質和能量不能脫離空間而獨立存在，空間能夠脫離物質

和能量獨立存在；能量能夠獨立于物質，但不能獨立于空間存在；物質不能脫離空間和能量而獨立存在。所以存在獨立性與本質性在這里是內涵相同的兩個概念，它們均源于創生關系。對自然界三態存在形式的關系進行實際的考察，不難取得三態依存關系理論的有效和直接的事實證據。自然界空間不斷地轉化成能量，進而轉化成物質這種生成秩序維持著宇觀系統、微觀系統的能量支出及其結構的穩定性。光子的運動若沒有這種生成秩序作為其不向空間方向轉化的保證就不會保持穩定，存在著自動消解為空間的可能性；物質如果沒有能量增生維持著電子自旋等結構穩定的需求就會向能量方向轉化而解體。在三態轉化的過程中，空間是最為活潑的存在狀態；而物質是終態存在形式，是空間和能量運動的結果，也就是最為穩定的存在形式。對于存在形式的動態系統而言，質量和能量的守恒都是對各自形態封閉層級上穩定性的一種表述，超出這種封閉的系統，意味著能量和物質都不會守恒——質量有可以觀測到的增加，能量則處于一種動態的轉化過程中?？臻g和物質相互關系在這里提供了的能量和物質質量的定義，它是以空間為背景或計量起點的空間聚集量的同意語。可以說由此我們得出的能量和質量概

念是絕對能量和絕對質量的概念。

對于三種的存在狀態而言，主要有三個可以描述的特征：①連續性：指空間域內任選點間均可以找到不超出該域的路徑相連通的特性。②均勻性：指自然存在空間的存在特征處處相同。③簡潔性：指存在形式具有單一的、有效的和直接的特性。如果定義理想性的含義為：指稱對象的存在和作用具有最高形式的均勻性、連續性、簡潔性特征。那么，以存在狀態來說，空間是最理想的形式，能量次之，物質再次之。造成這一現象的根本原因是，從空間到物質的每一次異化所提供的新的存在形式都是在原有存在形式上的疊加，因而也就是存在形式的復雜化，連續性以及均勻性都向遠離理想狀態的方向發展。以三態間相互作用的形式來說，由其理想性決定了一個不同存在狀態之間相互作用的理想性序列：空間和能量（光子在真空中的運動）＞物質與空間（有質量的粒子在真空中的運動）＞能量與物質（熱傳導、電傳導）＞物質與物質（流體運動）。這個序列內涵的一種判別方法是參與作用的所有對象的異化次數之和較小的作用形式相對而言理想性較高。以本體的屬性而言，三種存在狀態屬性的理想性也具有類似的排列。以上即是關于空間性質及其在三態關系中作用效果的理性表述。這些內容本身是客觀性

的，只是其認識的抽象程度更高而適合于哲學性描述。由此可以邏輯地推論得出以下成為物理學范疇的空間性質：

*物質性：

由三態同一性假設可以推論：由于能量、物質是空間這一客觀實在的異化表現形式，且三態存在的轉化是一種連續的發展過程，而非斷然的變異（而且在轉化過程中互為存在背景）。所以三態中的任何一種存在形式，必然蘊涵著其它存在形式的屬性，只是其表現的形式有理想性程度的差別。必然地空間具有與物質相同的某些屬性。空間的物質性是空間在異化為物質的歷程中保持著的空間自身的屬性，因為這種屬性在空間和物質中都可以發現，因而稱做空間的物質屬性，不是指物質屬性向空間的反向延伸。如空間擁有可測的介電常數、光子以恒定速度在真空媒介中運動。

*運動性：

由連續性和空間同一性假設聯合推論：空間不可能以撕裂等破缺形式轉化為能量而消失，缺失的部分只能由相鄰物空間給予補充的唯一形式就必然會造成空間實體此一局部與彼一局部的相對運動?？臻g之所以可以運動是由于我們已經將空間從空無的觀念形態中尋找出來，并恢復了其實體物質的固有屬性。空間的運動也就有了邏輯的基礎。從一般意義上說，空無的存在狀態本身是無所謂運動和靜止的，“存在”這一哲學概念是劃在空無與實有相

互邊界上的判據。歷史上人們為了客觀地描述空間的實在性，避免空間作為異己或外在的存在形式給人帶來的不可知特征，曾提出了各種各樣的描述，其中中國古典哲學中“氣”的概念以及西方近代“以太”的概念都有效地描述了空間的物質性，只是由于不知道如何將這種物質性與其他物理常識邏輯地聯系起來，被掩埋于錯誤觀念的歷史封塵中。據說以太概念是由于邁克爾遜—莫雷的實驗結果才被否定，實際上這一實驗所說明的是空間的物質特性與空間的運動特性具有相對獨立性，同時空間存在的理想性不等同于我們所知物質或能量的理想性。

*剛性：

在存在形式上空間已經是最高形態，它與物質和能量的區別是沒有獨立于自身的外在存在背景，或者說是空間以自身為存在背景的。這就可以推論，當我們承認空間是均勻的這一基本的原理時，也就等于承認了空間沒有局部的稀薄化或稠密化。空間具有物質性就等于是說空間的存在是有即存量的概念的。這個量的概念不是數學上的概念可以人為地設置增減變量來表達一種發展的趨勢。現實世界的即存量的改變，是要相關系統的相互作用才能實現的?？臻g即存量的增減如果沒有找到相關系統的改變足以抵償這種改變的事實依據，則其結論就是違反基本邏輯的。上述兩點推論的明確結論是只要空間具有均勻而穩定的存在形式，也就是說空間具有絕對的剛性?？臻g大爆炸理論就是一個缺乏哲學底蘊的理論，因為消散和稀薄化是物質的屬性，這種動態過程的背景和參照是空間，空間擴張應該需要物質的補充，由此形成的宇宙結構應具有可觀察物質組織消解的特征，這與普遍存在的物質狀態基本特征不符。

*廣延性：

空間的廣延性是指能夠被人為設定的坐標體系描述的空間的可測度特性。廣延性是由于空間的連續性沒有方向的限定所表現出的一個特性。由于物質及其運動的原因使人們的理解有了外延于物質的條件，于是空間的廣延性成

為進入人們感覺世界的唯一特性。真實的自然空間是沒有超出其范圍的事物的。

2.空間性質哲學解釋的數學模型化描述

物質是異化的空間形式，區別于空間的特征是其存在形式有形有相。有形就是有可觀測的特征，擁有一定的體積。也正是這種可觀測特征使空間和物質的關系顯化，空間因為物質的這種存在特征而可以被物質提供的尺度所度量。目前物理學已有的關于空間的度量形式（如體積和位置等）都是物質度量形式向空間的延伸。物質的存在為物質與獨立存在的空間劃上了一條明確的邊界。在這個邊界之外是純粹意義上的空間。邊界之內是純粹意義的物質，物質內部的空間已經成為物質的屬性——體積——這是空間異化為物質過程中所保留的自身屬性，由于物質自身可感知的原因被顯現出來。空間向能量的轉化造成了空間的收縮運動?？臻g的收縮可以發生在空間自身范圍（如微波背景輻射），同時也可以發生在能量存在的范圍，或者發生在物質的內部。我們從純粹空間的存在角度考察空間收縮的數量關系，即建立空間存在量與收縮量之間的數量關系時不難理解，在空間存在均勻性作為規范前提下的空間收縮必然會具有處處相同的觀測特征，空間沒有內涵任何不同于其它點的特殊點表現出優先或滯后

的收縮傾向。這種觀測特征表現在量上即為所有空間點的產能量處處相同。由此可知產能的數量與空間的既存量呈正比例。對于能量和物質內部的空間收縮而言，可以將物質和能量視作是空間量的歷史積累值，所以在能量內部空間的收縮要比空間自存狀態的收縮表現的強烈，而其在物質內部的收縮則是最強烈的。對此還可以引入透明度的概念，空間對其自身的完全透明的，而對絕對密實的物質則是完全不透明的，不透明的物質對空間有阻斷作用，由此誘發空間恢復其連續性的運動，則透明度正相關于空間的收縮強度。

這里主要研究物質內部空間收縮所造成的空間運動效應。對于空間的運動給出什么樣的度量這是研究空間運動效應的基本問題。由于空間存在無形無相的特征無法為空間的度量提供設定基準、相互比較等技術操作方法，且空間存在的均勻性和連續性不提供任何可分割的依據，所以從空間自身是無法給出關于空間的度量的?，F實中空間的度量所依據的是物質在空間中的可見形式，是物質度量特性在空間的延伸。

球體是宇宙間物質的普遍存在形式，這一形式自身也是空間運動的產物。以球體物質系統為例描述空間運動的宏

觀效應，可以較好地說明宇宙間物質與空間運動的關系。如果我們將物質的存在及其相關的空間獨立地劃作一個系統，則可建立用于描述空間和物質相互作用的理想物質系統模型（如圖1）：設虛線的位置距地心足夠遠，空間在此處的運動的速度小于特定的微量而可以忽略不記，則認為物質系統在虛線的位置運動速度為零，稱虛線為物質系統的外邊界。具有外邊界的物質系統定義為理想物質系統。真實的物質系統將不具有運動速度為零的外邊界，所以上述理想物質系統是對真實物質系統的近似，由此所獲得的理想物質系統的表述也相應地是對真實物質系統的近似。