宇宙热寂论 从坍塌热寂鉴张建平言论荒谬



在张建平先生所写的文章中,试图阐述下面事实的存在——“经济学意义上的熵不存在”。他为何会得出这个结论?他认为:“经济学意义上的熵”和“热寂论”均解释不了宇宙的“塌陷”问题。那么,他凭是什么?他凭的是:“我已经否定了物理学意义上的熵的概念,由此概念延伸出来的热寂论更是可笑。你看看人大经济论坛上的跟帖就知道了。”不妨一听,他究竟有多么荒谬!为啥?因为他要是否定了熵就等于否定了“热力学”这门悠久而实用的科学,不但砸了包括瓦特在内的热力工程的饭碗,也砸了所有经济学家的饭碗。

 

(1)为何从坍塌和热寂说起

 

在张建平“回复”的言论中,被其引以为荣的“证据”是关于对“热寂”和“坍塌”的解释和所谓批判。他说:“我已经否定了物理学意义上的熵的概念,由此概念延伸出来的热寂论更是可笑。你看看人大经济论坛上的跟帖就知道了。” 又说:“自此热寂论提出之后,对热寂论的批判从来都没有终止。熵原理无法解释生物的出现和进化,无法解释宇宙爆炸的反向运动——塌陷。”诚然,笔者也知道,关于“热寂”和“塌陷”一直处于争论中。

但是,这并不等于,我们对正在争论的问题就不能发表自己的意见,也不等于我们不能参加争论,更不等于我们就不能加入到验证的行列中来。而从这个意义上说,张先生敢于参与、挑战具有先锋意义上的“热寂论”和“塌陷论”的精神是可以嘉许的——哪怕没有挑战成功,也系无所谓的一件事情。这是因为,“人类对客观真理的认识不可能一次完成”。

诚然,笔者之所以要与之探讨上述问题,是由于与其观点相左;更重要的是,对它们的讨论也牵涉到全体经济学家的饭碗,而若不把上述问题探讨清楚,像张先生说的那样“我已经否定了物理学意义上的熵的概念”——多亏了他否定的只是一个“概念”而不是否定了熵的“存在”——那么,我们这些靠减少经济学意义上的熵立命的经济学家则没了饭吃。

显然,张先生之所以会提到“热寂论”和“塌陷论”是与他所要否定的物理学意义上的“熵”是有“证明”关系的,否则他就不会无缘无故地提出上述概念、范畴。那么,所谓熵、热寂、塌陷或者说坍塌又是一种什么样的关系呢?考虑到上述是一些比较难以让一般读者理解,所以笔者也就只好采用通俗一点的语言来阐述,否则人们很难搞清楚其关系。

简单扼要地说,上述概念其实都与宇宙、超级巨星、恒星等大爆炸假说有关。在上世纪30年代,关于宇宙的起源、演化问题,科学家们提出了许多假说,其中就包括“大爆炸”理论,而且十分被科学家们推崇。而在下一个“单元”,笔者需要从不同方面,阐述宇宙大爆炸理论的提出与验证过程。承认,这一理论一经推出,便引起一场科学家们的激烈争论。

 

(2)大爆炸理论提出与验证

 

1932年,勒梅特从宇宙爆炸理论出发,根据元素的放射性原理,提出了宇宙起源于一个“原始原子”的假说。1948年,美国物理学家伽莫夫等人,受奥本海默核爆炸研究工作的启发,把核物理知识与宇宙膨胀理论结合起来,提出宇宙起源于一个温度级高(约150亿度),密度极大的、由中子组成的“原始火球”的假说。当然,还有其他方面的一些假说。

大爆炸理论使人们自然联想到“原始原子”和“原始火球”的物质究竟是哪里来的问题。而根据质量、动量守恒及能量守恒和转化定律,它应该是由某种物质转化而来。而它究竟又是一种什么物质呢?于是,人们便联想到狄拉克的“反物质理论”。可是,狄拉克的理论却认为,反物质只存在于真空状态下,当与物质相遇时,会发生湮灭,生成巨大能量。

1987年,科学家从卫星上测到距地球16亿光年的麦哲伦星系有一星球(类星体)发生爆炸,发出的咖玛辐射,其能量竟然是太阳能的1千亿倍!这么大的能量,可能就是正反物质湮灭时释放出来的。如果这一假设能得到证实,那么,“原始火球”便具有了物质来源的意义。也就是说,它们均来源于——物质与反物质相遇时湮灭而释放出的、巨大的能量。

 

1965年初,彭齐斯、威尔逊与迪克小组进行了互访,共同确认了相当于3.5K的宇宙背景辐射,就是“原始火球”的残余辐射,对大爆炸理论给予了强有力支持。1992年,劳伦兹、伯克利实验室的斯摩脱宣布:美国国家航天局“宇宙背景探测器”监测到了大爆炸产生宇宙后30万年时也就是存在的团块结构的残余,即发现了100-150亿年前大爆炸后的“宇宙化石”。上述发现、监测的公布一次又一次为大爆炸理论,提供了一份份全新的监测证据。

诚然,该理论用以解释宇宙起源,此外还有霍依尔、邦迪与哥尔特在1946年提出的“稳恒态宇宙”说,与大爆炸宇宙说观点正好相反。那么,笔者为何在开篇先讨论这些?显然与张建平言论的提出有关联,或者说物理学意义上的熵如果不存在,或者说“热寂论”如果解释不了“宇宙塌陷”问题,那么,笔者现在就应该收笔,因为会得出张之所谓的结论!

 

(3)塌陷与热寂又在说什么

 

什么是坍塌?其实,它是广义相对论论者所预言的一种特殊的天体即所谓形成的过程之一。1939年,奥本海默等人,根据爱因斯坦广义相对论,推断一个较大质量的天体,当它向外辐射的压力抵挡不住向内的引力时,就会发生塌陷;于是,当这个天体塌陷到某一个临界大小时,就会形成一个封闭的世界,科学家们把这个相对封闭的世界称为“视界”。

所谓“热寂”,其实就是把热力学第二定律直接推广应用到整个宇宙的一种理论 。1865年R.克劳修斯把宇宙看作一个热力学的孤立系统,将熵增加原理用于宇宙。认为:宇宙能量保持不变,其熵将趋于极大值,伴随着熵增进程,宇宙进一步地变化的能力将越小,一切机械的、物理的、化学的、生命的即多种多样的运动会全部、逐渐转化为热运动,最终达到处处温度相等的热平衡态,这时,一切变化都不会发生了,宇宙处于死寂的永恒状态。

以上,是对张建平所提到的那个“坍塌”和“热寂论”是什么的解释。然而,现代大爆炸宇宙学的结论与热寂论是不同的。认为:一次规模巨大的爆炸之后,使宇宙正处于不断膨胀的过程,是个从热到冷,并非是从冷到热的过程,而宇宙的演化,也并不一定趋向静止稳定的平衡态,有可能趋向动态的、非稳定的、远离平衡态的非平衡状态。大爆炸理论得到包括谱线红移、微波背景辐射、各种天体氦丰度相当大、各种天体年龄均小于200亿年等一系列观测事实的支持,为大部分天文学家所承认;热寂论则仅仅是一种推测而已。

其实,笔者之所以在上述要讨论“大爆炸理论的提出与验证”问题,目的也就是想说明,较大质量的天体一旦“不能再燃烧”,最后都会形成“中子星”或“黑洞”,而这个过程,到了一定的时候,即在它吸引了过多的物质之后,由于承载不了,又会生成新一轮的宇宙大爆炸,所谓“热寂论”,并非是指这个过程,或者说它与大爆炸理论系不同的范畴也。

 

(4)争论的焦点究竟是什么

 

物理学意义上的熵是否存在,为什么会与宇宙大爆炸理论联系起来?因为在这里面牵涉到的是——上述的所谓“原始原子”或“原始火球”又是怎么形成的问题了。这又是什么意思呢?就是说上述仅仅解释了物质来源于“原始原子”或“原始火球”即宇宙的大爆炸,但没有讲清楚“原始原子”或“原始火球” 即宇宙的大爆炸的物质又是怎么形成的。

换句话说,即便说物质就是由“原始原子”或“原始火球” 即宇宙的大爆炸形成,那么还需要将“原始原子”或“原始火球” 即宇宙的大爆炸物质的形成讲清楚,否则宇宙大爆炸理论仍然缺乏更有力的证据。于是,在这种前提下,科学家们便开始了关于“原始原子”或“原始火球” 即宇宙的大爆炸物质形成的问题的争论。当然,也需要加以“证明”。

其中的一种观点认为,“原始原子”或“原始火球” 即宇宙的大爆炸的物质是由物理学意义上的熵的堆积而成。也就是说,如恒星燃烧到一定的时候,就会出现像碳一样不能再燃烧的物质。尽管这些物质不能再燃烧,但它的质量、运动仍然存在和不会停止,又由于其具有质量大、密度高、引力强、旋转快的特点,一些比它更小的物质就会被其“吸收”。

而到了一定的质量、程度时(一般指等于太阳质量的1.4倍以上),它们就会变成“超级巨星”,正所谓“中子星”或“黑洞”等物质形态,并形成一定范围内的“视界”或者说仪器检测不到的区域。而在这个区域里,一切物质都会被它“吃掉”,并出现连光线、辐射物质都逃不出的“现象”。最后,由于其负荷太大,难以承载,就会发生上述所谓“大爆炸”。

这种观点比较好地解释了宇宙大爆炸的、物质来源的问题。而另一种观点则认为,宇宙始终都处于一种“稳恒状态”,始终都会处于目前这种模样,可是他们又说不清楚“红移现象”的发生——始终在向外膨胀的现象。换言之,宇宙如果总是处于“稳恒态”,那么宇宙又为什么会向外膨胀的呢?可以肯定,在上述这场争论中,宇宙大爆炸理论是处于上风。

 

(5)你我争论系是否存在熵

 

大家知道,熵是热力学上的一个范畴,讲的是,任何一个热力系统,包括航天飞机上的热力系统在内,其热能或者说能量,都不可能百分之百被利用,其中肯定会有少量的热或能量丢失而成为“无用能”,热力学上管它叫熵。与之相反的,叫作“有用能”,热力学上管它叫“火用”。现如今,张先生说热力学上述之熵不存在,用批判“热寂论”支持其观点。

能扯到一起吗?不管你怎么证明,也无非是属于人类的知识层面的,就算是张建平所谓的“证明”都是“正确”的,包括笔者在内,都属于纸上谈兵。人类永远也不可能生产出可以验证宇宙爆炸的仪器来。而从这个意义上说,就是存在被监测对象的宏观与监测设备之相对微观、具体的矛盾。换言之,人类永远、只能通过“宇宙碎片”得到些所谓证明。

虽然宇宙大爆炸理论始终处于上风,“热寂论”是一直处于下风,但在我们没有最终证明之前,就说他们是错误的而说我们是正确的结论。如此,我们该如何解决上述无休止的矛盾、争论呢?其实,说难也难,说不难,也没有啥难的。这是因为,当物理学、经济学发展到一定的阶段的时候,就会演变成“物理哲学”和“经济哲学”,比如“相对论力学”。

大家知道,先于爱因斯坦相对论,就已经存在了一个马克思主义哲学基本原理——“相对性”了。笔者甚至认为,爱因斯坦的“相对论”就是受到马克思主义“相对性”原理的启发才创立起来的。关于这一点,令爱因斯坦的一生,耿耿于怀,直到其去世前,他对别人说:“与其说我的物理学家,倒不如说我是哲学家更恰当”,并把上述刻在自己的墓碑上。

如此,笔者又想说明一个什么问题呢?笔者想说明的是,从“物理哲学”的角度上去看问题,所谓“热寂”和“塌陷”,它们都是宇宙、星系运动的一种状态或者说假设,压根就不存在谁否定谁的问题,而是个始终都在不停地被否定。有物质必然有反物质,有膨胀也就必然有反膨胀——塌陷;同样,有天体的燃烧,就有其“止燃”的时候,然后大爆炸。

 

(6)经济学之熵为何肯定存在

 

如果上述“物理哲学”原理否认不了的话,那么,张先生的那个所谓“我已经否定了物理学意义上的熵的概念,由此概念延伸出来的热寂论更是可笑”的论点难道就能站得住脚吗?这就如同说张先生是一个“只吃不拉”或“只拉不吃”的人——成立吗?一个最简单的道理就是:任何一个蜂窝煤炉子都有燃烧尽的时候,难道恒星的燃烧就是个无止尽的?

回答如果是否定的,那我就要问我可爱的张先生了,你说的“我已经否定了物理学意义上的熵的概念,由此概念延伸出来的热寂论更是可笑”论点成立吗?显然不成立,因为你们都违反了“物理哲学”原理,当然你们也就自然违反了“经济哲学”原理了。大家知道,过去我们经常在垃圾站见到有人在拣拾“煤核”——为啥?因为总有一些煤“烧不尽”。

其实,从严格的意义上说,世界上压根就不存在所谓“烧不尽”的东西,即是否“烧尽”永远都是一个相对的概念——当然包括“碳”这种所谓“止燃”元素在内。换言之也就是说,如果碳是一种“止燃”物质,那么,我们就甭想在《元素周期表》上见到其他物质元素,也就自然不会有“化学”和“物理学”这些科学的产生、存在、发展与持续发展。

再问,宇宙、超级巨星、恒星为何会发生大爆炸?可以肯定的地说,就是因为有这些所谓“止燃”物质的存在、积累,当它们积累到一定的程度、质量的时候,由于其内部超巨热,将一些所谓“止燃”物质点燃,并最终发生大爆炸,然后再形成云雾、云团、云块和后来凝聚而成的星云、星系、星球等物质形式,正是恩格斯所说的“伟大的物质大循环”!

反之,他们如果否认了物理学意义上的熵的存在,那不就等于否定了恩格斯所讲的“伟大的物质大循环”理论?诚然,你们也有质疑的权力,谁也没有非要把你们的嘴缝住,但是,你们说出来的话,须敢于、能够负起责任来才成,不能想怎么说就怎么说。既然在“热力学”上存在“熵”,那么,作为都是热力系统的一切形式与意义上的物质,为何不产生熵?

如果不存在经济学意义上的熵,你跑到经济学领域里干什么来拉?假如你我言论之一是错误的——至少目前为止还不能证明你的正确——岂不是在制造经济学意义上的熵?有“有用能”即火用,为何就没有“无用能”即熵?有发展为何就没有反发展?有经济的增长为何没有负增长?有企业盈利为何就没有企业亏损?作为学者,难道连这一点都想抵赖?


 


 

  

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