书城文学石然札记
8725600000025

第25章 自然界(探索自然)(1)

在没有认识客观世界之前,人们是被动的,没有自由的只是任其摆布,只有认识了客观的必然性,才有可能利用这种必然性去征服它,改造它,获得一定的自由。没有被人所揭示的受客观必然性支配的领域称必然王国,被人认识了的客观必然性称自由王国。认识世界的目的,就是不断地实现从必然王国向自由王国的飞跃,从而取得改造世界的胜利。

我们生活的世界是个物质的世界,离开这个世界就再没有别的东西。人们不断地探索世界的奥秘,不断地寻找人生的意义,但无论如何探索和寻找都不能超出这个物质世界的范围。既没有上帝安身的伊甸乐园,也没有神仙居住的琼楼玉宇,天堂就在这个物质世界上。人们的理想、希望、幸福也只能寄托在这个物质的世界上,把这个世界改造的尽可能的美好,这就是我们的天职,就是我们的人生意义。

时间、空间、物质

时间,物质运动的存在形式,时间是物质运动的先后顺序和持续性。时间具有客观性和无限性,时间的性质是一维的,一去不返,从古到今就是一维性。抛开物质去谈时间,那时间就没有开端,也没有终止。

空间,也是物质运动的存在形式,是物质运动的伸张性或广延性,具有客观性和无限性。物质在空间都有长度、宽度和高度,这就是空间的三维性。空间无边无际,我们借助于射电望远镜可以观察到离地球一百亿光年的星系,已经是够远的了,但这也还是宇宙的有限部分。

物质,物质不依赖于人们的意识而存在,为人们的意识所反映。运动是物质的根本属性,时间和空间是运动着的物质的存在形式。自然界和社会中千差万别的事物,都是运动着的物质的不同表现形态。意识(精神)则是物质高度发展的产物。人类社会和自然界是统一的一个特殊部分。世界上各种事物的产生和消失,只是物质的不同表现形态在一定条件下的转化。世界的本质是物质,如果除去物质,那就什么也没有。物质由原子按不同的比例结合起来形成了万物,但物质的最小单位也不是原子,原子还可再划分,物质世界是无限的,对它的认识是无法穷尽的。

宇宙空间似乎空空如也,其实不空,它充满了实物粒子和场,实物粒子和场是自然界物质已知的两种基本形态。实物粒子表现为间断形态,它们之间相互作用,依靠场来传递。电场、磁场、电磁场、引力场等等,都是场的不同形式。场表现为连续形态,实物粒子和场这两种基本形态不可分割地联系在一起,在一定条件下又可以互相转化。非物质的虚无缥缈的神秘世界是根本不存在的。

世界的万物是物质在宇宙中的体现。自然辩证法认为,事物周而复始的发展运动,表现为周期循环,循环建立在发展的基础之上,循环不是单调地重复,是以运动的守恒和转化定律为根据的,是螺旋式上升运动,不是封闭的圆圈。以有限和无限、偶然和必然的辩证统一为特征,不是绝对的循环。物质的永恒循环形成物质世界的无限发展。从原始星云到人类社会,从天体碰撞毁灭,再到炽热的星云,这是物质的一个永恒的循环。在这个循环中,物质的任何有限存在形式(如太阳、地球、动物、植物)都是暂时的,唯有运动变化着的物质和物质运动变化的规律是永恒的。物质存在的形式不断演化,但物质永远不会消灭,也不会被创造出来。只有物质才能推动物质,物质是唯一的实在和万物的始因。马克思说,“一切都存在,同时又不存在,因为一切都在流动,都在不断地变化,不断地产生和消灭。有,万物生长发展;无,消失变化。一切都在有和无之中。”古希腊哲学家赫拉克利特说,“世界它过去、现在和将来永远是一团永恒的活火。”

物体速度与时空

空间、时间随物体运动的速度而变化,根据爱因斯坦的相对论,即“物体高速运动时,在其运动方向上的长度要比静止时缩短,同时,时钟要比静止的时钟行进得慢”。由此设想,当飞船速度达到光速每秒近三十万公里(任何物体的速度都不可能达到光速),飞船上的一秒钟,就相当于地球时间的五十秒,地球上的米尺在飞船上才只有零点零二米。这一状况不仅表明空间时间依赖于运动着的物质,而且表明空间和时间互相依赖不可分割。飞船上空间缩短,时间变慢,三维空间和一维时间,既是有区别的,又是统一的。美国的科学家在1971年做了试验,用两只很精确的电子钟,一只留在地面,另一只放在飞机上绕地球飞行,飞行一周后对钟,飞行的钟却比地面上的慢了一百亿分之五点九秒。由此推出,宇航员坐在光速飞船内过一年,就相当于在地球上过了五十年。当他回到地面时,就会发宇航员依旧青春年华,而他的同事们和家人有的早已逝去,有的已老态龙钟了。

另外,根据物体质量随速度的增加而变大,黄豆粒高速飞行下能穿透坦克也是可能的。

浩瀚的银河

银河,我们在晚上能看到的,又称天河。它是由恒星组成,恒星的数目在1000亿颗以上,我们用眼睛直接能看到的约6000颗。太阳只是银河系里一个普通的恒星,它较靠近银河系的边缘,太阳离银河系中心约33万光年(1光年等于9500亿公里),银河系直径有10万光年,中心厚度约12万光年。牛郎星和织女星看起来离的并不算远,它们之间的距离却有16光年,从牛郎织女两颗星同时出发,相向而行,如坐上现代较快的飞机(每秒1000米),也要250万年才能在中途相会。

银河系不仅非常大,而且各种天体存在的形式也是丰富多彩的、奥秘无穷的,相当数量的恒星不是单个存在,而是结合成一对双星互相绕转。有的三个到十来个恒星在一起组成巨星,有的是几十个到几百万个恒星簇居在一起组成星团,还有一种名叫星协的恒星集团。恒星的大小差别也是惊人的,如果把太阳比做乒乓球大小,那么有的恒星的大小就像篮球,有的像化工厂的大油罐,有的比芝麻粒还小。恒星的年龄老少不一,有的刚刚诞生,有的正处在壮年时期,有的已经风烛残年了。它们的距离、质量密度、磁场、压力、温度、化学组成,自转速度等都各有不同。

在银河系除了恒星外,还有许多雾状的东西,叫做星云,它们由气体、尘埃组成,体积很大。

整个银河系都在转动着,但离中心不同距离处有不同的转动速度,太阳处的转动速度为每秒250公里,太阳绕中心转一周约需25亿年。

人们惊叹银河系的浩瀚,但是在太空中像银河系这样的恒星群太多了,它们仿佛是汪洋大海中的“岛屿”。广大无边的宇宙之中有无限的世界和星系,天外有天,河外有河。

今天,在宇宙空间里就观测工具能够达到的范围而言,可以看到10亿多个星系,最远的星系离地球有100亿以上光年,就是说,我们从这个星系接收到的光至少已经走了100亿年才能到达我们这里。总之,任何具体的天体、天体系统,不管它们自身有多么庞大,相对于无边无际的宇宙来说,都是渺小的。

太阳(恒星)演化学说

太阳(恒星)演化学说认为,恒星是在星际物质中形成的。稀薄的星际物质首先聚成星际云,它因自身的引力作用而收缩,密度和压力逐渐升高,部分引力势能转化为辐射能,一个恒星便诞生了。当恒星内部温度升高到约1千万摄氏度时,内部出现氢聚变为氦的热核反应,恒星停止收缩,在相当长的时间内处于相对稳定的“主序星”阶段。目前,太阳就处于这一阶段,据推算太阳年龄在60亿年上下,相当人的中年,呈现基本稳定和平衡的状态。根据对太阳内部氢含量的估计,这种状况还可维持约50亿年。当恒星内部的氢消耗殆尽,内部便收缩,释放出的部分能量使外部膨胀,恒星演变为一个体积较大,但表面温度较低的“红巨星”,内部密度、温度继续升高,当温度超过1亿摄氏度时,便将氦聚变生成碳的热核反应作为主要能源,以后恒星还将经过较不稳定的几个阶段。多数恒星已经过了不同程度的爆发阶段,并抛出大量物质。最后恒星会演变为密度很大、体积很小的“白矮星”或“中子星”,主要靠冷却而发光,温度逐渐降低,直至停止发光,成为“黑矮星”。有人认为在一定条件下,恒星最后可能为黑洞(黑洞也称坍缩星)。

恒星质量越大,演化速度越快。

太阳系

太阳系起源。前苏联施密特假说认为,行星由宇宙尘埃物质凝聚而成,当太阳在银河系空间运行,进入星际云中时捕获一些物质,使它们绕太阳旋转,并逐渐凝聚成行星。

太阳和以太阳为中心、受太阳引力支配而环绕它运动的天体所构成的系统为太阳系。太阳系包括太阳和8颗行星(即水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)。原先为9颗行星,2006年经联合国通过,把冥王星减掉,2900多颗小行星,48颗卫星,若干彗星和流星体等。

太阳和地球

太阳是太阳系的中心天体,太阳是一颗恒星,表面温度约为6千摄氏度,中心温度1千万摄氏度以上,是地球光和热的来源,体积是地球的130万倍,质量是地球的33万倍。太阳对地球有巨大的吸引力,而地球对太阳也有很强的离心力,这两种力处于平衡状态,才使得地球以每秒30公里的速度围绕太阳旋转。

太阳黑子年,太阳黑子每11年爆发一次。黑子就是太阳表面出现温度较低的部分,看上去就像是黑点。太阳表面温度平均为6千摄氏度,黑子部分为4千摄氏度,太阳大黑子群出现时,地球上往往发生磁暴和电离层扰乱现象,有人提出太阳黑子年容易引起人的失常现象,易发生车祸、病人易发生病情恶化等。已发生的时间为1968年、1979年、1990年、2001年……。

地球

地球,天体假说认为,地球由一群固体粒子物质组成,最初是冷的,后来由于放射性元素的蜕变而变热,使水和气体逐渐分离到地球表面,形成了海洋和大气。地球年龄已超过45亿年。

地球内部结构,根据地震波在地球内部传播时,波速的变化情况分析,地球分三大层,地壳、地幔和地核。地壳,地球最外层,由岩石组成,厚度各处不一,大陆上地壳平均厚度35千米,山系地壳厚度可达70千米,海底地壳平均厚度为6千米。地壳体积为地球体积的1%,质量为04%,分上下两层,上层为花岗岩层,下层为玄武岩层。地壳表层因受大气、水、生物的作用,可形成土壤层、风化层和沉积层,厚度介于0~10千米之间。地幔,中间层,地壳以下,地核以上,在地表1000千米以下,其下界在2900千米深处,是地球内部构造的一个层圈。地幔分上下两部分,上部分是固态特征的橄榄岩,下地幔则以金属氧化物与硫化物为主。地核,地球内部构造的中心层圈,地幔以下(即地表2900千米以下)到地球中心的部分,又分外核、内核两部分,内核深度5100千米。地核物质可能是高压状态下的铁镍成分,推测为液态,内部温度约5000摄氏度。