主题：【手打文摘】现在宇宙理论及假说——超四维时空观（书籍作者：陈旭生） -- 边寒剑

（一）自然的间断性和连续性

两千多年前，古希腊哲学家芝诺提出了以他名字命名的著名悖论——“阿基里斯永远追捕上乌龟”。当阿哥赶到乌龟出发点时，龟哥向前跑了S1；等阿哥赶到S1时，龟哥又挪了S2；阿哥追到S2时，龟哥又蹭到S3…………。尽管……Si>……>S3>S2>S1，但总有一小段距离。于是就产生了矛盾：假如阿哥追上了龟哥，那么阿哥走过的路程是……Si+……+S3+S2+S1，这就和有限时间内不能通过无穷个点的前提相矛盾；假如阿哥追不上龟哥，这又和现实生活中的常理相违背。

芝诺悖论引起学术界长期的争议。尽管人民知道芝诺的命题是错误的，但由于它的推理过程是严谨的、合乎逻辑的，以至很长时间内没有人弄清楚它到底错在哪里。

本人（陈旭生，文章作者）研究发现，产生芝诺悖论的本质原因在于人类思维对逻辑命题的跨时空维设置。我们首先考察一下不同时空维的相互关系。比如连续一维的“线”是由无数间断的零维“点”组成的；连续二位的“面”是由无数间断的一维“线”或零维“点”组成；连续三位的“体”是由无数间断的二维“面”或一维“线”或零维“点”组成……以此类推，低维空间无限多的间断实体组成高维空间有限的连续统一体；或者反言之，高维空间有点的连续统一体是由低维空间无限多的间断实体组成。若把两个不同时空维的空间属性硬塞入统一命题，就会产生跨空间维悖论。

回顾芝诺悖论，阿哥和龟哥实际上跑的都是一位连续有限的线段，所以处于四维时空的观察者应该从一维空间的角度来考察这一实际问题，而芝诺同志却人为的给一维连续有限的线段强加上由零维无限个“点”累加而成的限制条件，这种把“点”和“线”两种不同时空维的物态属性硬塞入同一个逻辑命题，出现悖论是无法避免的事情。芝诺悖论是人为的跨时空维逻辑命题设置，并非是大自然固有的矛盾所造成。

剖析芝诺悖论给了我们一个重要的启示：自然的间断性和连续性是与特定的空间维相关联的，是具体的、有内容的。线是间断点的连续；面是间断线、点的连续；体是间断面、线、点的连续。推而广之，高维空间物态是低维空间物态的连续。反言之，从低维空间看高维空间的物态永远是连续的。

牛顿生前一直被大自然的间断性与连续性之间的矛盾所困扰。牛顿作为正统的原子论者，他把古代朴素的原子论通机械力学结合起来提出微粒说。他认为所有的物体都是由微粒构成。微利的基本属性是广延性、坚硬性、不可入性和惯性。他天才的猜测到了光是一种微粒，并为后来的物理学家所证实。尽管微粒说可以解释许多自然现象，但它摆脱不了古代原子论所碰到的困难——既然微粒之间是虚空，那么力的作用又是怎样传递的？为了规避微粒说的理论困难，牛哥（1675）提出以以太说来解释引力的相互作用，认为以太是宇宙中无所不在的物质，一切物质都源于以太，以太是一种媒介，引力是通过以太这种媒介来传递的。他说：“假定引力是物质的一种根本的和固有的属性，因此一个物体能够在虚空空间的任何距离上作用于另一个物体，而不经过任何东西就传递作用和力，则在我看来，这是多么的荒诞不经，以至于对于一个通晓哲学事理的人是不可思议的。引力应当是自始至终按照一定的规律起作用的媒介引起的。”他这里所说的媒介就是传导引力作用的“以太”。但是以太说同样遭受人民的质疑：1、以太是连续的，还是间断的？若是连续的，那么就与物质构造的不连续性显得不协调，而且牛哥当时也不同意笛哥关于以太具有连续性的观念；若是间断的，那旧问题又会重新出现，即以太粒子之间的作用又是怎样传递的？是否又要假设存在“以太中的以太”？2、以太是否是物质？若是物质，那只能是机械性的，就应当对运动着的物体有阻力，可是这种阻力并未发现；若不是物质，那么怎能传递物质作用？

牛哥的才智是超群的（当然心胸相对也是狭隘的）但由于认识的历史局限性，尽管他提出以太假说来解释引力作用，但却不了解以太这种特殊物质的超四维时空属性，所以对于别人的质疑，他无法提供圆满的理论解释。他陷入极度的内心矛盾中，以至在1704年出版的《光学》著作中转而又放弃了以太说，他的理由是，如果空间充满“以太”，那么天体的运行就会受到阻力，但是丝毫没有这种迹象。

根据自然的间断性和连续性是与特定的空间维度相关联的认识，前人关于以太说的质疑是可完全可以这样排解的：

1、我们以论证了宇宙背景场——引力以太场是超四维时空属性的，因此从现实四维时空来看，引力以太场永远是连续的，它与四维时空中物质构造的不连续性不存在任何矛盾。正如一维的“线”是连续的，与组成一维的线的零维的“点”是间断的，两者不存在矛盾一样。

2、以太作为一种超四维时空场，它参与四维时空中物质运动状态的决定，但对四维时空中物质的运动不会产生任何意义上的阻力，正如在一个无限容器中运动的物体，容器本身不会对物体产生任何阻力一样！

历史上有许多关于人体中意识存在的确切位置的猜想。比如美国西部的印第安人认为，人是靠心脏斯靠得住；而某些黑人不足则认为他们的心灵功能来自腹部；一位比利时医生兼化学家爱尔蒙认为心灵的位置在幽门。现代人普遍认为我们的思想存在于脑海里，也有人认为情感可能存在于心坎上。美国纽约洛克菲勒大学神经科专家温森（1985）发表他的研究成果，指出心灵的位置可能位于大脑的边缘系统范围内。迄今，尚无科学家能确定意识在人体中的确切位置。

法国哲学家笛卡尔最先对意识的奇特的时空物理学属性作了天才的表述。他认为意识是一种非常特别的实体，这种实体在时间中持续，具有状态，经历着变化和过程，然而它既没有形状和大小，也没有位置。在四维时空中，我们无法用仪器直接观测到意识的存在状态。

然而，通过观察意识在四维时空中产生的客观效应，我们时刻都能真切地感受到意识的客观存在，正如我们从宇宙万物的相互作用中感知到引力的客观存在一样。我们之所以在四维时空中难以用仪器直接检测意识的存在，是因为出于现实四维时空中的人类从事实验观测，无法跨越四维时空的极限——普朗克尺度。这显示意识是一种超四维时空极限的存在形态。

至于我们的思维可以跨越时空，不受地域和时间的限制；尤其是我们的思维可以在直觉和逻辑上理解和把握超三维机和空间这些科学事实，都从侧面证实了意识是超越三维空间的；因为只有超三维空间的意识，才有可能把握超三维空间世界的存在。

意识作为一种超四维时空存在的形态，不但符合意识外在表达的种种客观事实，而且从整个宇宙进化的逻辑来理解也是完全顺理成章的。现代宇宙学研究表明：宇宙创生于超四维时空的“奇点”，其最初半径在旁朗克尺度之下。奇点经过大爆炸的时空相变，派生出一个可观测的思维时空宇宙。处于四维时空中的物质在漫长的进化过程中，又经“突现”重新产生出超四维的存在形态——意识。超四维时空的“奇点”——四维时空的物质宇宙——超四维时空的“意识”，整个演化过程，辩证的反映出宇宙存在形态在时空维上所经历的螺旋式回归变化（说句实话，边某不太喜欢这个意识是超四维时空的观点，尤其这段，纯属是为说明原因而说明原因，有点乱七八糟的）。

至于宇宙物质进化过程中“意识”的突现，可能是通过大脑神经细胞量的逐渐累计达到某一临界阈值，经非线性自组织的方式实现的。一种由活性个体群集产生“智慧”的现象。这种现象，在蚂蚁的集体行为模式中已见其端倪。著名生物学家刘易斯·托马斯在其名著《细胞生命的礼赞》中描述了蚂蚁有目的的性的奇特集体行为现象。他发现，野地里的一只蚂蚁的行为完全是盲目的、无意识的。然而，当蚂蚁大量群集达到某一临界值时，便会突然出现某种“目的性”，某种“智慧”。此时群集的蚂蚁作为一个有机整体，就像一个活物开始有目的的进行创作性劳动，它们把小粒土块、木屑叠放起来，并竖立一根根柱子，造成一个弯度对称的美丽拱券，由一个个穹顶小室垒造起晶状建筑物。这种由于群集而实现“智慧”的现象，是任何一只蚂蚁都不具有的。

自然界存在四种基本力：引力、电磁力、强力、弱力。Georgi(1981)指出：在(10^-29)cm的尺度下，世界是简单的，电磁力、弱力、强力可以被纳入一个统一的理论框架。然而，该框架包容不了四种基本力中最微弱的引力，看来引力在本质上就具有他的特殊性。

最早洞悉宇宙中万有引力奥秘的是牛顿。关于引力作用的本质，牛哥提出以太说加以解释：以太是宇宙中无所不在的物质，一切物质起源于以太，以太是一种媒介，引力则是通过以太这种媒介来传递。

引力通过以太传递的观念曾被19世纪很多物理学家接受，但在以太与物体运动之间的关系上却陷入严重的分歧。赫兹、斯托克斯等人认为以太会跟随物体以其运动，但法国物理学家费索（1851年）所作的流水对光速影响的实验，否定了这个看法。荷兰物理学家洛仑兹则认为以太是一个绝对静止的参考系，以太不跟随物体以其运动，并设想运动着的物体对以太没有任何影响。但有人指出，如果以太不跟随物体一起运动，那么物体运动是势必产生“以太风”。然而，迈克尔逊和莫雷在1876——1887年间所作的多次实验证明根本不存在以太风。以太的概念从此陷入危机。

科学史上普遍把迈克尔逊和莫雷的实验看作是否定以太存在的判决性试验。其实问题并非如此简单，没有检测到“以太风”并不能断定以太不一定存在。相反，若从现代多维时空的角度分析问题，可推测出以太全新的存在方式。

回顾伽利略（1632）在名著《关于托勒密和哥白尼两个世界体系的对话》中所表述的“相对性原理”。他说：“把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里，再让你们带几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫。舱内放一只大水碗，其中放几条鱼。然后挂上一个水瓶，让水一滴一滴的滴到下面的宽口罐里。船停止不动时，你留什观察。小虫都以等速向舱内个方向飞行，鱼向各个方向随便游动，水滴滴进下面的罐子里。你把任何东西扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不必比另一方向用更多的力，你双脚齐跳，无论向哪个方向，跳过的距离都相等。当你仔细观察这些事情后，再使船以任何速度前进，只要运动是匀速的，也不忽左忽右的摆动，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化。你也无法从其中任何一个现象来确定船是在运动还是停止不动。”相对性原理说明静止与匀速直线运动两种状态中的动力学定律是相同的。在一条封闭的匀速运动的船舱内，一切力学现象都同静止时一样，我们找不到任何力学现象能使我们判断出船是处于静止状态还是处于匀速直线运动状态。

现在让我们进一步从时空维的角度来解释相对性原理隐含的另一层面的规律。显然，封闭大船是三维空间，而船内物体的运动则是一维的直线运动或者二维的曲线运动，因此伽利略相对性原理包含的另一层含义就是：依据低维空间内的物体运动方式，无法判断高维空间物体的运动状态。比如从某一条线上各点的运动形式，无法推知该“线”本身的运动状态；同理，线的运动状态，无法推知由线组成的面的运动状态；面的运动方式，无法推知由面组成的体的运动方式。推而广之：由低维空间中物体的运动状态无法判断出高维空间中物体的运动状态；运动状态的判断只能在同一时空维中的不同物体之间相对进行。因此，迈克尔逊和莫雷在现实四维时空（三维空间+一维时间）中检测不到以太风，不足以证明以太一定不存在；倒是间接证明了可能存在一种“以太”，这种“以太”作为宇宙背景场（也称之为引力以太，即引力场），必定与现实四维不等维，乃是超四维时空的。

证明引力以太超四维时空属性的最直接证据就是来自宇宙黑洞。现代宇宙学证实，黑洞可以吞噬四维时空中的一切实物形式，包括光子（甚至时间）。然而，黑洞却没有吞噬传递黑洞引力作用的引力量子本身（太复杂的话，通俗点说，就是黑洞还有引力），否则黑洞就不会产生巨大的引力作用。黑洞对引力量子的不封闭性，恰恰显示引力量子不可能是四维时空中的物质形态——引力场具有超四维时空属性。

关于引力场四维时空属性的理论依据则来自“量子引力理论”。该理论认为整个宇宙可以最终归结于一种万物的始基即引力量子。它是能量的微环，通过这些微环的蠕动可以派生出自然界所有的粒子和力。引力量子处于普朗克时空尺度之下，其中普朗克长度为（10^-35）米，普朗克时间（10^-43）秒。他们的意义是，在四维时空中我们用任何办法也不可能造出一种“尺”或者“钟”来测度小于这个空间的长度和小于这个时间的时间。言外之意，引力量子是超四维时空的，引力场也是超四维时空的。

还有一个证据值得一提：自从爱因斯坦1916年预言引力波存在以来，许多天体物理学家都致力于引力波的直接观测检验，但都没有取得成功。直到1978年年底，美国天文学家泰勒等通过观测PSR1913+16双星系的引力辐射阻尼现象，才间接的证明了引力波的存在。引力波的存在毋庸置疑，但迄今还没有一个实验证明直接检测到引力波。在现实四维时空中之所以难以直接检测引力波，这是否在提示我们引力场乃是一种超四维时空场？

《宇宙探索路》是05年才出的书，应该不会有伪科学的成分的（因为看您捧得那么厉害，不禁有些惴惴不安，不会是‘民科’吧？）