宇宙的构成和哥白尼原理

构成宇宙的物质的绝大部分居然与人们所熟知的通常物质不同,仅仅只有大约4%是通常的原子物质.新近宇宙学观测认为,70%左右的宇宙能量是不结团并具有负压力的,这些占据统治地位的神秘的暗能量,使得宇宙在加速膨胀.暗物质大约占到了宇宙总能量的26%,它的本质并未了解清楚,人们猜测它们由在早期宇宙中形成的粒子所组成.宇宙微波背景辐射的贡献只占了0.01%,然而它能提供宇宙时空结构、宇宙早期历史甚至于最终命运的信息.我们宇宙的构成是哥白尼原理另一种形式的体现.     

“非物质宇宙”设想的逻辑矛盾

宇宙是物质宇宙,也只能是物质宇宙。迄今为止,人类对物质的认识,仅是无限宇宙中的有限的一小部分。未知的新的物质形态及物质运动形式是依然与无限时空相统一而存在着的。正如没有无物质的运动和无运动的物质一样,也没有无物质的时空和无时空的物质。所谓“非物质宇宙”,实质上,就是一种认为存在着无物质的时空的设想。这种设想在逻辑上有不可克服的矛盾,下面就做一下简要的分析。一、按照“非物质宇宙”的论点(以下简称《“非”论》),把整个宇宙分为两部分,一     

声场的简正波表示与广义射线表示之间的变换关系

在波动传播理论的研究中,早就采用了简正波理论方法与射线理论方法,并相应给出两种场的表示,并有时称之为“射线与简正波的二象性问题”.经典射线与简正波之间不存在严格的的变换关系,最近发展了“广义射线”方法,它也是波动方程的严格解.对于同一物理客观实在的不同描述方法必然存在着内在的联系以及能说明这种联系的“变换关系”.揭示出这种“变换关系”,无疑将有助于我们深     

新的膨胀宇宙

在过去四年中,宇宙学标准大爆炸理论中某些缺陷已经导致宇宙最开初历史的一个新模型的发展。这个模型叫做新的膨胀宇宙,对于最初10~(-30)秒以后所有的时间,它与以前对观察到的宇宙所采用的描述是精确一致的。然而,对于最初这段极短的时间,情况就极其不同了。按照这个膨胀模型,宇宙经历一个短时期的异常迅速的扩张或“膨胀”,在这个膨胀中,宇宙的直径以一个比以前认为的速度或许要大10~(50)倍的因子而增加着。在这个惊人增长的喷射中,从虚无中创造出了宇宙间所有物质和能量。这个膨胀过程对现在的宇宙也有重要的意义——如果新模型是正确的,那么我们至今观察到的区域仅是整个宇宙极小的一部分。     

气的本质与物质、能量、信息

气是中国古代一个朴素的唯物主义哲学概念,并被广泛地应用于解释万物的变化.当气的概念渗透于中医学之后.就把它用来说明人体的各种生命活动,成为生命得以存在的物质基础.但气的本质是什么?迄今尚无确切的科学论证.随着现代自然科学的发展和渗透,越来越多的科学工作者从生物大分子体系的物质、能量、信息三方面探讨生命的本质.如果说气是一种具有生命特征的概念,那么它就应具有物质、能量、信息三种存在形式.因此,我们应该以辩证唯物主义为指导,按照物质结构、能量形式和信息作用三个方面对气的     

宏观螺旋全息律探索

螺旋运动是自然界的最基本运动形式之一,螺旋结构也是物质存在的基本结构之一。自然界总是以统一方式从宏观和微观上体现出螺旋运动和螺旋结构之特征,并且是具有螺旋全息律。全息律是指系统的每个子系统都是整体的缩小,体现着整体的特征,激光全息摄影就具有这种性质。螺旋全息律是指子系统体现着大系统的螺旋运动和螺旋结构性质。     

开放的宇宙

本文依照出现在经典动力学框架中的面貌,描述了从不稳定性到不可逆性的途径。对于象K流(K表示Kolmogonov)那样的极不稳定的动力学系统,经典力学以为存在着一种无限的信息。正是这种无限信息概念的被淘汰才导致了从借助于群的传统动力学描述,过渡到一种依靠半群纳入了不可逆性的描述法。在这个意义上,动力学层次上时间之失的出现正好是和由无限的宇宙中脱颖而出的“有限”科学的结构一致的。     

信息论和科技进步

关于信息的科学——信息论属于20世纪里产生的、对科技进步具有重大意义的新科学之列。这门科学有各个不同的方面——数学的、物理的、技术的和方法论的——都需要作大量研究。其中关于信息论的关键概念——信息概念的研究颇引起人们注意。关于信息概念的内容以及信息论的地位,目前尚无统一的观点。信息概念自然科学家、技术专家和哲学家的著作中就信息概念的本质和内容提出了大量各种各样的见解。它们可以分成两类。第一类见解认为,信息和信息过程在一切种类和形态的物质运动中,包括无机界     

我们在宇宙中果真是形单影隻的吗?

在宇宙中除了我们人类以外,是否还存在着其它智慧生命呢? 科学家对于这一问题的争论,使得在他们之间形成了两个阵营。其中一个争辩说,地球围绕着一颗普通的恒星在旋转,而地球也是一颗普通的行星,因此既然我们人类能在地球上生存,则智慧生命在宇宙中一定是比比皆是的了。这一推论和“地球寻常原理”的观点是并行不悖的,该原理认为地球上的生命是如此普通,以致可以作为宇宙中生命的代表。     

“宇宙学的革命”专题报告之一——从超新星考察时-空

从２０世纪２０年代以来，宇宙学家就知道宇宙在膨胀，星系间的距离拉得越来越大。不过他们始终认为，在引力约束下，膨胀已经趋缓。但是完全出乎意料，新近对遥远爆炸星的观察结果，意味着宇宙在以更快的速度增长。果真如此，那末宇宙间一定充塞着某种未知的物质和能量形态，它们的“引力”是相排斥的而不是相吸引的。对于物理学家来说，认为存在着至今尚未发现的能量，这是异端思想。然而 １９９８年５月，在以“宇宙中的失踪能量”为主题的会议上，与会的６０位宇宙学家投票表决，有４０位表示接受这个新的发现。 １０多年来，天文学家怀…     

无碰撞简并粒子系统的引力不稳定性

无碰撞粒子系统引力不稳定性研究的重要性源于:(1)在各种尺度的恒星系统(星系、星系团等等)中,平均碰撞时间与该系统的动力学时间相比较是很大的.故这些系统都是无碰撞系统;(2)占宇宙绝大部分质量的暗物质,极可能是宇宙早期遗留下来的大量静质量不为零的粒子(如中微子等),由于这些粒子间的相互作用很弱,都应视作无碰撞引力系统.在标准宇宙模型中,像宇宙中微子那样的暗物质粒子在宇宙早期已从热平衡中退耦,且保持着退耦前的Fermi分布形式.Weinberg首先指出了存在完全中微子简并的情况.讨论星系及宇宙大尺度结构的形成与演化,有必要研究无碰撞简并粒子系统的引力不稳定性.在应用动力学方法研究无碰撞等离子体的稳定性问题中,已建立起很多成熟的方法.虽然无碰撞引力系统与无碰撞等离子体有一定的相似性,但是它们间还是存在着一些很基本的差别:等离子体在大尺度上是中性的,可形成稳态的均匀平衡结构;而引力系统不会形成稳态的均匀平衡位形.自引力系统的这种本质上的不均匀性,使得研究这种系统的稳定性问题大为复杂化.Sweet曾指出,当扰动的波长可与系统的尺度相比拟时,这种宏观不稳定性问题的研究就变得极其困难.不过,假定自引力系统与静电的等离子体一样,可以形成一个无限大的均匀介质,这会在数学处理上     

人类你了解宇宙吗

据英国《BBC新闻》报道,2005年3月7日,2004年诺贝尔物理学奖获得者、麻省理工学院物理系弗兰克·威尔泽克教授在MIT贝壳剧院以“宇宙是个奇妙的地方”为题进行了约两个小时的讲座,并回答了提问。由更小到更大威尔泽克由于其对于夸克“丰富多彩”的发现而获去年的诺贝尔物理学奖     

宇宙尘埃

美国国家航空和宇宙航行局的科学家们正在采集一种特殊的尘埃——“宇宙尘埃”。他们在改装的WB—57F轰炸机机翼下安置了八个采集盘。由于来自外层空间的“宇宙尘埃”实在太小太分散,还没有人类的血细胞大,所以40个小时只能采集到100～200粒。“宇宙尘埃”捕获后,立即被送到约翰逊太空中心的“宇宙尘埃”实验室。这座长30英尺、宽10英尺的实验室经过特殊的空气过滤处理,使每立方英尺的尘埃少于100粒,而且比“宇宙尘埃”更小。实验室工作人员必须穿上白色的连衣裤工作服,套上短统靴,戴上兜帽,只露出眼睛和鼻子,看上去活象太空时代的僧侣;然后进入一间小型的空气淋浴室,     

新的视角:与系统论逆向的整体观照——全息论的方法论意义初探

70年代末,我国学者张颖清建立了一门新的理论——全息生物学,从一个新的角度发现了生物领域中整体与部分之间的相关性.后来,又有人提出了宇宙全息论,把全息关系的机制由生物学领域推广到整个宇宙.此外,还有人在其他领域运用全息方法进行分析,得出了一些富有启发性的结论.本文所说的“全息论”是对上述学说中所体现的共同方法论原则——全息律,即从部分审视整体的一种概括.     

“基本”粒子和高能核作用

人们熟知,所有的物质都是由最微小的粒子即所谓分手和原子所组成。不久以前,人们还认为原子是最小的粒子。原子这个词是由希腊文翻译过来的,它的意思就是“不可分割的”。这个名称应当意味着这样一种粒子,关于它的构造问题是没有什公意义的。当时认为我们周围的物质的无数种分子是由几十种不可变的、不可毁灭的和没有结构的“宇宙建筑的砖头”——原子所组成。但是,关于原子性质的这种形而上学的观念已被科学所扬弃。首先是建立了各种元素的原子的性质问的联系——有名的门捷列夫元素周期系。这样一个系统的存在就表明了,在各种类型的原子间存在着一种关系,这个关系在某种形式上反映出这些原子的内在的本质。以后,又发现了基本电荷的粒子——电子,它的质量几乎比最轻的原子——氢原子的质量小二千倍。这时人们弄清楚了,电子是原子的组成部分之一。     

西方自然科学家宗教信仰探析

科学和宗教在本质上是对立的。西方大部分的自然科学家都是宗教信仰者,在这些科学家身上,宗教和科学彰显着和谐。这些科学家所信仰的上帝并非我们常人所理解的干涉自然事件、决定人类命运的最高神,而是宇宙间的自然规律、世界秩序,这种信仰是一种无神论的信仰,是一种强烈的宇宙宗教情感,这种情感是他们进行科学研究的最高动力,激励着他们去发现自然界的一些最基本、最深邃的奥秘。因为在他们看来,上帝伫立在科学无限探索的尽头,研究科学的道路,就是通向上帝,逼近上帝之路。     

暗物质研究的曙光

几十年前,暗物质刚被提出来时仅仅是理论的产物,但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6倍,在宇宙能量密度中占了1/4,同时更重要的是,暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜,但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话,那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。不过,最近对星系以及亚星系结构的分析显示,这一假     

宇宙演化的法则

据报道,宇宙的结构及其运行定律可能与人脑和其他复杂网络很相似,其中复杂网络包括互联网、人与人之间的信托关系等。美国加州大学圣地亚哥分校的一研究者称:"我们并不是笼统地认为宇宙就是一个大脑或计算机。我们的研究发现,宇宙自身的演化与复杂网络的演化都遵循着许     

编后

在整个人类文明中,最令人着迷的问题大概要算宇宙的创生了.宇宙学很象考古学,考古学家根据大量化石和零星的“遗迹”复制出人类远古时代的模型,宇宙学家则致力于探寻宇宙早期自然过程所留下的“遗迹”,并以此推断出宇宙早期结构.那么宇宙创     

西方自然科学家宗教信仰探析

科学和宗教在本质上是对立的.西方大部分的自然科学家都是宗教信仰者,在这些科学家身上,宗教和科学彰显着和谐.这些科学家所信仰的上帝并非我们常人所理解的干涉自然事件、决定人类命运的最高神,而是宇宙间的自然规律、世界秩序,这种信仰是一种无神论的信仰,是一种强烈的宇宙宗教情感,这种情感是他们进行科学研究的最高动力,激励着他们去发现自然界的一些最基本、最深邃的奥秘.因为在他们看来,上帝伫立在科学无限探索的尽头,研究科学的道路,就是通向上帝,逼近上帝之路.