马克思主义哲学体系与现代物理学

• 不少学者证明在广义相对论的宇宙学中， “奇点”是不可避免的，均匀各向同性的 宇宙是从“奇点”开始膨胀的。1970年， 英国理论物理学家霍金(S. Hawking， 1942— )等人提出“奇点定理”，证明当把 广义相对论应用于宇宙学时，就必然会出
现“奇点”，不仅大尺度宇宙会出现“奇 点”，而且一个恒星的引力塌缩的最终结 局也是“奇点”。
宇宙演化
• 在经典广义相对论的框架里，证明在很一般的条件下，空间——时间 一定存在奇点，奇点可以看成空间时间的边缘或边界。只有给定了奇 点处的边界条件，才能由爱因斯坦方程得到宇宙的演化，但是宇宙的 边界只有造物主知道，许多科学家曾为之废寝忘食。
• 霍金为解释了这个问题，他认为宇宙的量子态是处于一种基态，空 间——时间可看成有限无界的四维面，正如地球的表面一样，只不过 多了两个维数而已。宇宙中的所有结构都可归结于量子力学的测不准 原理所允许的最小起伏。从一些简单的模型计算可得出和天文观测相 一致的推论，如星系、恒星等等的成团结构，大尺度的各向同性和均 匀性，空间——时间的平性，即空间——时间基本上是平坦的，并因 此才使得星系乃至生命的发展成为可能，还有时间的方向箭头等等。 霍金的量子宇宙论使对宇宙有了系统的研究。
• 然而，他未能论述是什么力量使宇宙发生 大爆炸的？那宇宙的第一推动力是怎样的？ 从广义相对论的理论看，当时空等于零时， 是宇宙的最小条件，这时宇宙出现一个奇 点。奇点处宇宙体积为零，物质密度、奇 点温度、时空曲率都出现了无穷大。这些 都是现代物理定律无法解释的。
现在我们暂且相信宇宙大爆炸理论的可 行性，那么大爆炸的那个点呢？这就引 出了今天所介绍的：
马克思主义哲学体系 与现代物理学
工设131 2014.3.17
●马克思主义哲学推动现代科技的发展
●现代科学技术的发展为马克思主义哲学体 系的持续发展提供了科学依据
●马克思主义哲学海洋中的 几朵浪花，来简单了解世界的
物质性
• 我们每个人都有出生，也会有死亡，在这 短短的岁月之中所创造出的精神与物质财 富，着实令人叹为观止；
但人类的想象力向来是无穷的，人们对于宇宙的 起源仍旧拥有无限的热情，无数的人为此付出了 毕生的心血。 而当今比较流行的宇宙起源学说即是：
宇宙大爆炸
起源
• 1948年，乔治·伽莫夫发表了一篇“大爆 炸宇宙论”的文章，他认为宇宙起源于一 次大爆炸，并作出了一个惊人的预言：宇 宙的热的早期辐射（以光的形式）今天还 应在周围存在，但其温度已被降低到5k。 理论预言后被彭齐亚斯和威尔逊于1965年 证实。伽莫夫的“大爆炸宇宙论”主要从 大爆炸1秒钟讨论起的。
• 那么我们有时会想到，我们生活的这个宇 宙，也有她开始与终结之处吗？
• 始于何处？又将，终于何方？
• 其实，宇宙是一个无限的概念，人们不可能看到 宇宙的始终。 但是人们可以像认识人类的历史一样来认识银河 系的开始和结束。 因为银河系的始终可以代表宇宙的运行规律。只 不过宇宙有无数的星系罢了。 所有的星系都在宇宙中演绎者一个规律支配的运 动。
作为“宇宙学的奇点”，大多科学家认为它是宇宙产生 之初，由爆炸而形成宇宙的那一点。它具有所有物质的 势能,而这种势能----正是由大爆炸而转化为宇宙物质的 质量和能量,，我们可以想象，奇点是一种没有固定形状 的、没有体积的不可思议的存在。作为一个世界的发生 之初，它应该具有所有形成宇宙中所有物质的势能，而 这种势能----正是我们所言的能量,我们可以想象，能量 是一种无形的东西的，所以奇点是无形的。同时我们还 可以想象,在某一点上宇宙奇点的这一势能平衡被打破， 于是偶然的，能量便不断转换为物质，而经过若干年而 形成了我们的宇宙---物质与能量的共生体。它是存在于 宇宙形成之前的“第一推动”（虽然宇宙形成之前没有 “时间”这一概念）——然而我们不能想象的出的是什 么东西引发了这一奇点势能平衡的被破坏。数学上，奇 点是没有大小的“几何点”，就是不实际存在。令人难 于理解的还有，没有大小的奇点物质竟然是能级无限大 的物质。这些是同我们现有的理论和观念不相合的。
宇宙奇点
奇点（物理学、宇宙学中的概念）
• 大爆炸宇宙论所追溯的宇宙演化的起点。 它具有一系列奇异的性质，无限大的物质 密度，无限大的压力，无限弯曲的时空等。
物理学奇点，全称“奇异点”。
空间——时间的具有无限曲率的一点。空间——时间， 在该处开始、在该处完结。爱因斯坦说，时间和空间是 人们认识的错觉。时间是因为宇宙万事万物的变化，让 人们产生了时间的概念。在奇点处，随着宇宙的诞生， 开始有了变化，是宇宙的开始。经典广义相对论预言存 在奇点，但由于现有理论在该处失效，也就是说不能用 定量分析的方法来描述在奇点处有些什么。
宇宙演化
• 从奇点到奇点 • 宇宙的浩瀚，无法用语言描述，而《时间简史：从大爆炸
到黑洞》又为它增添了一层又一层的神秘，当然也为霍金 追求终极真理的顽强灵魂深深折服。他的人格魅力，就如 黑色宇宙中的蓝巨星一样散发出活力与智慧的光芒。 • 追溯到过去，估计在141亿年左右，“四大皆空”都 “无”，发生了一桩开天辟地的大事，一个体积极小、温 度极高、密度极大的奇点爆炸了，而这个小小的奇点使宇 宙诞生了。
显然，光线是无法从黑洞上面逃逸出来的，这就 是说明黑洞的引力加速度和表面逃逸速度都是超 光速的。现有的定理是把撞到奇点上的物质看作 “消失”了，事实上，物体在接近奇点的时候会 被很快的加速到光速以上，而根据以前的证明， 超过光速就会跳到另外一个时空，所以根本就不 用管这个可怜的物体，他和当前时空没有关系。 根据以上的推理，就可以对奇点做一个新的定义， 奇点是现有时空上的一个破损点。换句话说，奇 点就是时空隧道的入口，假如能忍受加速度造成 的潮汐力，完全可以从这里出去。
定义方法
• 根据黑洞理论，黑洞中心存在一个密度与 质量无限大的奇点，所以要定义黑洞之前， 必须定义奇点。借用爱因斯坦的橡皮膜类 比，假如一个物体的能量或者质量足够大， 它就会将橡皮膜刺出一个洞，而这个洞就 很可能是说的奇点。由于已经能够证明黑 洞的存在，又确定黑洞的中心是一个奇点， 这里就从黑洞入手。