张文木：群环共构的宇宙

　　说明，本文刊发于《太平洋学报》2019年第10期。

　　作者按：大凡一种影响深远的学术思想的形成，在开始阶段一定有过对宇宙问题的终极思考。20世纪80年代，笔者也曾对宇宙模式有过“康德”式思考，提出宇宙的产生和毁灭过程的假设及宇宙“群环共构”模式的构想。笔者修订并发表此文的目的不在于对宇宙学的学理探究，而在于对国际关系本源的探究，试图让大家在天人合一的图景中看到“环球同此凉热”的世界本源及与此相一致的“人类命运共同体”前景。嘤其鸣矣，求其友声。

　　一 、从牛顿到爱因斯坦

　　近现代学人对宇宙模式的构想大致可分为牛顿式和爱因斯坦式。牛顿的宇宙是一个不依赖物质而存在的平面式的推外，无边无垠；爱因斯坦的宇宙是一个有边无限的球形宇宙。有边是由于它是单环式的，环边就是宇宙的边，无限是在单环的边上找不出起点和终点。这就是爱因斯坦的弯曲空间，与牛顿不同，其中的一切运动都不是直线的，而是曲线的。后来出现的宇宙理论，如恒星演化理论、宇宙大爆炸理论等，都没有走出爱因斯坦的单环的宇宙模式。

　　牛顿和爱因斯坦的宇宙模式都达到了他们所处的时代最高的认识水平。牛顿的形而上学达到了如此完美的境界，以致于把一切变的东西都看成不变，把弯曲看成直线，把整体肢解成无限细小的局部，这在他的微积分中得到了尽善尽美的体现。爱因斯坦是20世纪物理学的奠基人之一，这时人类的认识从局部转向综合，从形而上学转向辩证法。爱因斯坦的宇宙模式将牛顿模式中的直线还原为曲线，把不变的东西还原为变的东西。爱因斯坦的宇宙是弯曲的，这是当时人类对宇宙认识的结晶。

　　爱因斯坦的宇宙模式是对牛顿的宇宙模式的革命，然而又由于他的单环式有边无限的特性，使他在抛弃了牛顿的宇宙的无边性假设后，又无法解释“宇宙之外将是什么”这样一类的问题，有边无限的宇宙模式遇到了悖论。

　　与此并行，从19世纪到20世纪，辩证法日益成为人类思维主导方法，但这时的辩证法仍有浓重的单极色彩，研究问题时总是从一个极点开始，通过“否定之否定”的辩证过程，最终以复归这个极点为结束。这种认识方式在研究我们这个狭小的宇宙时，曾取得了很大的成功，并出现了著名的“三论”学科及其思维方式[1]。然而，如果我们跳出狭小的宇宙圈，就会发现，单极的思维方式解决不了爱因斯坦遇到的难题。

　　二、弦与超弦：从物体研究到关系研究

　　爱因斯坦的困境不是数学的困境，而是哲学的困境。超弦理论试图打破这种困境并对宇宙做出更合理解释。

　　人们在企图建立统一场时，引力与量子力学之间的明显冲突成了最大的障碍。在量子场论中，引力子（一种特殊的基本粒子）以及所有其他的基本粒子都被描述为没有体积的数学点。“这可能是问题的根源”[2]。英国伦敦大学的理论物理教授M.格林（Michael Boris Green）博士提出由他发现的弦理论，认为：构成物质的基本粒子不是一个相互独立的，而是两个或者两个以上粒子由一种弦联系在一起的，弦，没有厚度，只有长度，其长度根据情况而变化。

　　这样就产生了弦理论和超弦理论。弦理论告诉我们，宇宙中的万物是由基本粒子构成的，而那些基本粒子则是由弦的振动表现的。也就是说，弦才是宇宙中最终的根本存在。每一个基本粒子的出现都是一个基本弦的振动，而弦振动的特征则决定了粒子的属性，例如粒子的质量和电荷等。因为弦的振动方式有许多种，所以会产生不同类型的粒子。科学家在弦理论的基础上又提出了超弦理论。弦本身就是沿着一个空间维度进行延伸的，而且还会穿越时间。点状的物体可以在三维的空间中自由移动，而弦则可以在更多维度的空间内进行自由移动。在超弦理论中，任何基本粒子都不再是一个点，而是一根闭合的弦。当弦发生振动的时候，会分别对应宇宙中不同的粒子[3]。

　　这种理论给我们如下有益的启示：（1）物质粒子不是由单一的独立的方式构成，而是由一个或者更多的物质与之相矛盾的粒子共构，粒子存在的意义已由粒子本身转到它们之间的联系。（2）宇宙是粒子的宏观存在方式，粒子的结构也就规定了宇宙的结构，因而宇宙必然是粒子的全息形式。与粒子存在样式相同，天体也是由彼此矛盾运动和群环共构的宇宙充实的空间，也就是说，宇宙内部的结构不仅是多极的，而且整个超宇宙天体也是由多极的宇宙共构而成的。（3）基本粒子不再是点而是被称之为弦的存在，弦没有厚度，其长度根据情况而变化。与此同理，彼此共构的宇宙环之间也是一种“弦”的联系，总的宇宙群又是由“超弦”为媒介来联系的，“弦”是总控的引力场，具有更高更抽象的内容。4.早在一百多年前，这种认识已被马克思应用于对人的研究，马克思说：“人的本质并不是单个人所固有的抽象物。在其现实性上，它是一切社会关系的总和。”[4]天人是合一的，文理也是相通的。同理，“宇宙”概念反映的也不是单个宇宙“所固有的抽象物”，在现实性上，它是诸宇宙之间的某种关系；也可以说“宇宙”是诸宇宙间关系的总和。

　　三、从光速到超光速：极限突破之后的世界

　　上面的讨论仅局限于——为了方便——静态的模式上，现在我们来讨论宇宙存在的动态模式。这时我们的眼前立即呈现出一幅富有变幻的超宇空间，大群大群转动的宇宙环，其中有着不尽的新生和毁灭。

　　要正确地认识宇宙的生成与毁灭，我们还必须理解爱因斯坦的光速及超光速理论。

　　依据爱因斯坦的理论，光速为宇宙体中的极速，是一个不变的值[5]。假设，一个宇宙环中只有一个引力场。根据爱因斯坦提出的质量与能量转换即E=mc²公式，如果其中的m（物质的质量）=1，那么其能量E就等于光速c²，那么E=1∙c²，这时，该物质的能量就达到了它所处的引力场所允许的最高值，这就是光速值。又假设由运动速度加快并超过光速，于是该物质就会出现尺缩效应，其质量M立即转为零甚至负数，相继而来的是E也化为零甚至负数，于是零甚至负能量的物质“黑洞”出现了。这是理论解释。

　　那么，超光速条件下的质量和能量是如何实际表现的呢？

　　我们知道质量和能量是相对于引力而言的，没有引力也就无所谓质量和能量。如果一些星球因宇宙生命衰竭的原因脱离了它的引力场，在多环共构的宇宙结构中，这些脱离自己宇宙的星球一定会漂移至几个相互矛盾的宇宙引力场的斥力平衡或抵消点上并在那里停留下来，在相当一个时期，停留在此的“流浪星球”处在一个有质无量和有能无量的状态，相对于其周围的几个引力场来说它是失速和失重的零状态。如图：

　　图中，AD=DB=DC，D是脱离比如A引力场又不能进入B或C引力场，仅处在A、B、C引力场的斥力平衡或抵消点上的星体，在这里，其能量和质量均为零。这个D星体在以光速为最高值的A、B、C的观察者来说因其逆行互为超光速，这个“超光速”起初并不是D星球——这时它只是一个失速失重的自在之物——本身固有的，而是生活在A、B、C星球上的人的观察感受。

　　超光速的物质能量在特定光速宇宙看来就是负能量。它们之间的物质运动因果倒置，时间倒流，正如爱因斯坦描绘的那样，这时人看到的生命是先死后生，先老后小，物质运动是先看到后果再看到原因等[6]。目前，我们还没有发现超光速的物质，这是因为我们的一切发现不能超越我们所处的宇宙所能提供的极限手段——光。但我们可以做出哲学猜想，比如两列相向而行的列车，如果甲以相对于地球参照系的每一小时一百里的速度运行，乙以相对于地球参照系处在静止状态，那么甲车上的观察者就会看到乙车——如果抽象掉中间的距离的话——以与自己相同的速度逆向运行。于是甲乙速度在他们看来是互为超过自己的速度运行——这就是图中ABC和D之间相互观察到的情况。再假设乙车开始与甲车都以每小时一百里的速度逆向运行，甲乙车的观察者会惊讶地发现对方竟以自己车速的倍数快于自己列车运行。而且各自的因果关系从逆行的那一刻起就互为倒置，时间互为倒流。

　　当然这里是在同一光速并低于光速下的物质运动试验——超过光速的试验不能进入人的视觉体验。在真正超光速的条件下，对象的速度从运动开始就观察不到了，超光速运动将使物质发生尺缩现象以至消失。看不到和消失并不是不存在，只是它超越了本宇宙可以提供给我们发现它的终极手段即光的检测能力。

　　超光速物质就是这样，光速是某一确定引力场的最高速值，也就是说，超出这个速值的物体只能在本引力场即宇宙之外。如果在一个旋转的宇宙之外有一个静止的星球，那么，与甲乙车所见的现象一样，它们就因逆行而互为超光速；如果周围有另一个或几个与之逆向旋转的宇宙，那么，它们的速度都是光速翻倍。因此，超光速物体运动的速度并没有超过光速，它只是不受我们所在宇宙的引力场作用而受其他宇宙引力场作用的物体运动速度。超光速及其现象反映的不过是特定宇宙与其他宇宙体运动之间的逆向关系。这种关系在同向运行的物质之间不可能发生，在同向运行的物质间，光速无法超越，其间的物质运动从而时间、因果关系等也是并行不悖的。

　　与当年康德提出太阳系星云起源假说一样，当我们不能用经验的方式认识问题时，我们却可以用先验的即哲学的方式根据一定的原理得出某些结论。上述结论的得出是建立在速度和引力关系的分析上的，认为速度不外是引力作用下物体运动的方式；光速是确定引力场中物体作用空间的极限，也是确定引力场中物体运动速度的极值。根据这个原理，我们得出超光速只是某一引力场的物体运动对与其逆行的引力场物体运动的感觉的认识。

　　四、宇宙的衰亡与新生

　　找到了光速的实质，我们再来研究一下引力场及其表现形式。

　　前面讲了，速度与引力不可分离，在引力确定的前提下，速度是一定的。通过这样的关系，我们研究了光速的本质，并反推出速度确定的条件下，引力场的强度也是确定的，光速仍为宇宙引力场不变值，那么引力场的强度也当然是不变值。

　　但是由于宇宙自身矛盾的运动是一个新陈代谢的过程，那么一个宇宙的衰老首先表现为引力场作用力的衰减，这种必然性表现在引力理论上，可称之为“引力递减规律”。这个规律是一个新宇宙进入“而立之年”后的必然表现。但是我们不能把这个规律看作引力本身的递减，而应当看作是宙引力作用范围的递减。通常的表现是，宇宙引力递减之前，其密度开始松驰并产生膨胀——与人中年以后不久开始“发福”的道理一样，随后一部分外围星球与之脱离并漂移出去，当引力范围缩小到最低值时，整个宇宙体就接近瓦解。

　　在上面的分析中，我们明显地发现这样的矛盾，即光速不变和引力递减这两种现象在理论上的悖论，这只是一种误解。这里变化的不是引力值及其作用下的光子速值，而是宇宙体积及其引力作用的范围。但是不管这这两项如何变化，引力在相应的范围内总能取得一个确定的引力强度，这样在这个强度内的光子的速度也与原来一样是不变的，不同的是，这些光子运动的圆周随着引力作用范围的递减变得越来越短了，那些脱离引力场的星球就变成了失速或超光速物质。

　　下面我们再看看宇宙产生与毁灭的机理。

　　如果宇宙是群环共构而不是单一的体系，那么宇宙的新生与衰亡就有了合理的安排。一些宇宙衰老会将一些越来越多的星球抛出，这些被抛出的星球又受到其他宇宙的引力场斥力和向心力的作用，其结果表现为如前图所描述的两种：

　　（1）这些从原来诸引力场（比如前图中的A、B、C）脱离出来的星球最终必然在其他宇宙的斥力相抵消的某一区域（比如前图中D）滞留下来，随这些“流浪”的星球数量增加，这一区域便出现了质和能处在零状态即失重失速和相对静止的新的星球群。

　　（2）这些失重失速和相对静止的星球在周围多个的宇宙引力场斥力的作用下，经过若干时间，开始与对其施加斥力的宇宙逆向旋转（只有斥力才能推动另一物体的逆向运动）并且以越来越快的速度形成自运动。

　　这两种结果就造成了新宇宙的产生。随着周围宇宙体的引力变弱，被抛向这里的星球和物体就越来越多，它们在周围斥力而非所谓“上帝的第一推动力”[7]的拉动下形成自运动，在自运动中逐渐形成自身的凝聚力和密度越来越紧的核心。有了内核就有了引力，有了引力就最终形成自身的宇宙体系。原来的质能的零状态就转为正状态——它对其他宇宙运动就是负状态，原来被动的旋转就变为主动自转。自转加速又——犹如一个巨大的“黑洞”——同比地增大了吞噬被衰老宇宙抛出的“流浪星球”的能力。

　　新宇宙的产生是与旧宇宙的消亡是同时进行的，新宇宙引力的递增是与旧宇宙引力范围的递减同时进行的。这个递增和递减一旦到了一定的关节点，就必然催化老旧宇宙的毁亡和新宇宙生长。这个老旧宇宙毁灭的过程在20世纪的恒星演化理论和宇宙大爆炸理论中都有精彩的描述。但笔者认为，这些理论都是在一个单环封闭的宇宙中推演的，因而它们对爆炸后的空间内容，并不能作出令人满意的解释，结果只能在神学中寻找庇护。马克思指出：“凡是把理论导致神秘主义方面去的神秘东西，都能在人的实践中以及对这个实践的理解中得到合理的解决。”[8]如果把这些导致神秘主义的单一宇宙模式放在我们的群环共构的宇宙模式中，宇宙的毁灭和新生，在其中都有了合理的安排。

　　在单环的宇宙模式中只可能有永恒的生和永恒的死——这当然是不可能的，这种宇宙模式必然导致神学；在群环共构的宇宙模式中，有无相生，生灭并存，“一阴一阳之谓道”，生死只是同一矛盾展开过程的两个方面。在这种宇宙模式中必然生长出辩证唯物主义。

　　五，从天际关系到国际关系：几条原理

　　至此，我们在牛顿和爱因斯坦宇宙模型的悖论上，找到了一个开放的和群环共构的宇宙模式。在这种模式中，宇宙群环，环环相扣，个体有限，总体无边，无尽地延伸，其总和构成了超宇宙天体：大群大群的宇宙环就在这超宇宙天体中经历着自身新陈代谢的运动，其总运动又遵循着一种内的规律，这种规律规定了这全部宇宙群的联系。在这个模式中，不管宇宙怎样矛盾地演化，物质是不灭的，能量是守恒的。孟德斯鸠说：“存在着一种和谐，从这种和谐中产生出构成真正和平的幸福。在那里就同这个宇宙的各个部分一样，它们永远是借着一些部分的作用和另一些部分的反作用相互联系在一起的。”[9]

　　这个模式并不否定牛顿宇宙观的积极成果，又吸取了爱因斯坦光速不变的结论，它将变幻无穷的大千世界更紧密地统一于世界的物质性，使当代流行的宇宙学说失去神学光环并在唯物主义大平台上找到了合适的地位。鉴于此，笔者认为，这种模式在宇宙诸模式比较中可视为一种接近宇宙理性的范式存在，它也可能是一种终极存在。

　　天际关系可以说是国际关系的终极存在，群环共构是宇宙长久存在的恒久样式，由此理解国际关系也可以得出如下结论：1.单一的国际体系是不可能长久的，霸权治理的世界是短命的。2.与单一霸权体系作斗争的边缘国家是新的世界体系诞生的最有希望的国家，不斗争则不能进步。3.能量在共享中守恒，环球在互惠中凉热，人类在命运共同体中互扶互助，应是国际体系得以长久存在的守福之道，也是资本主义之后世界新体系即社会主义世界体系的必然特征。

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　　[1]三论，指20世纪80年代出现的系统论、控制论和信息论，三者合称“老三论”。后又出现耗散结构论、协同论、突变论，三者合称“新三论”。

　　[2]赵鑫珊著：《哲学的起源和演化：自然律和道德律》，上海辞书出版社2016年版，第243页。

　　[3]李娟娟著：《星际穿越那些匪夷所思的宇宙常识》，中国法制出版社2015年版，第105页。

　　[4]马克思：《关于费尔巴哈的提纲》（1845年），《马克思恩格斯选集》第1卷，人民出版社1972年版，第18页。

　　[5]“光速不变原理是爱因斯坦创立狭义相对论的基本出发点之一。”谢兆帅著：《万有引力新论》，中国商业出版社2017年版，第82页。

　　[6] “爱因斯坦的狭义相对论告诉我们，超光速运动可以使时间倒流。但同样是在狭义相对论中，光速是速度的极限，任何物质的运动速度不可能超过光速。而超光速可使时间倒流。”李龙臣编著：《宇宙简史》，广西人民出版社2011年版，第224页。

　　[7]“上帝的第一推动力”是牛顿在研究太阳系中各个行星绕太阳运动时提出的想法。楚丽萍编著：《图解时间简史》，中国华侨出版社 2015年版，第136页。

　　[8]马克思：《关于费尔巴哈的提纲》（1845年），《马克思恩格斯选集》第1卷，人民出版社1972年版，第18页。

　　[9] ［法］孟德斯鸠著，婉玲译：《罗马盛衰的原因论》，商务印书馆1962年版，第51页

 

　　论文创作背景说明

　　1985年我考上天津师范大学研究生班，专业是科学社会主义。此前读了爱因斯坦和自然辨证法。这促使我一直在思考宇宙问题。记得有天晚上散步时我问自己：既然人的认识是无限的，那为什么人至今也不知道自己头的背面是什么样的——通过镜子看到的只能是间接的认识，间接的认识只能接近真实但不是真实。由此我又问：宇宙的后面是什么？我只能知道宇宙后面还是宇宙。这样就打破了牛顿、爱因斯坦的单环宇宙，提出群环共构的宇宙的构想。于是我一气写出《群环共构的宇宙》，三十多年后这篇文章得以发表。那真是一段激情燃烧的青春。文章不长，但其思维深刻的程度，今天读来仍让我吃惊，我都不知这是怎么写的？