搜索
科学的宇宙观确立科学的宇宙观由于宇宙的浩瀚，人们对它知之甚少，从远古的无知，逐步走到今天已有所知，但更多的是未知。在整个认识过程中，从最初的“天圆地方说”、“地心说”到“日心说”、“星云说”，再到现代的“宇宙大爆炸理论”，说明了人类对宇宙的认识是一个不断发展的过程，也是一个科学不断战胜宗教迷信的过程；始终伴随着唯心与唯物的斗争、宗教与科学的斗争。直到现在，其斗争仍十分激烈，从一些“科学家”与高级知识分子乃至党员干部会相信法轮功之类的邪说就可见一斑。所以确立科学的宇宙观是十分的必要。笔者通过对恩格斯的《自然辩证法》的学习，谈一谈对恩格斯的科学宇宙观的认识。一、恩格斯为确立科学的宇宙观指明了方向恩格斯在《自然辩证法》中首先从哥白尼的日心说入手，肯定了哥白尼打破古代宇宙观的贡献:“自然科学借以宣布其独立并且好像是复演路德焚烧教谕的革命行为，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（虽然是胆怯地而且所说是只在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战，从此自然科学便开始从神学解放出来。”随后，开普勒、伽利略与牛顿证实了哥白尼学说，但牛顿无法解决地球的第一推动力问题，即太阳系各天体运动最始是怎样开始的。牛顿为之困惑，从而陷入了唯心主义的泥坑。因而恩格斯说：“如果牛顿所夸张地命名为万有引力的吸引被当作物质的本质的特性，那首先造成行星轨道的未被说明的切线力是从哪里来的呢？……哥白尼在这一时期的开端给神学写了挑战书，牛顿却以关于神的第一次推动的假设结束了这个时期”。1755年东普鲁士大哲学家康德（1724-1804）出版了他的《宇宙发展史概论》，用牛顿力学原理解决了牛顿最后所困惑的问题，这就是康德的太阳系演化的星云学说。恩格斯在《自然辩证法》中指出：“在这个僵化的自然观上打开第一个缺口的，不是一个自然科学家，而是一个哲学家……出现了康德的《自然通史和天体论》，关于第一次推动的问题被取消了；地球和整个太阳系表现为某种在时间的进程中逐渐生成的东西。”康德认为太阳系起源于一片原始星云。星云最初不均匀地散布在空间，由于较大粒子具有较大的引力，使得周围粒子向它们凝聚，从而形成一些中心天体。大大小小的粒子凝聚时的碰撞和排斥又使这些中心天体按一定方向转动和运动起来，这样，在中心形成了太阳，周围的粒子小团则聚集成为行星，在一个近似的平面上按椭圆轨道围绕它旋转起来。恩格斯就此作了大篇的论述：“如果大多数自然科学家对于思维不像牛顿在‘物理学，当心形而上学啊！’这个警告中所表现的那样厌恶，那么他们一定会从康德的这个天才发现中得出结论，免得走无穷无尽的弯路，并节省在错误方向下浪费掉无法计算的时间和劳动，因为在康德的发现中包含着一切继续进步的起点。”“如果立即沿着这个方向坚决继续研究下去，那么自然科学现在会进步得多。”“直到很多年以后拉普拉斯和赫舍尔才充实了他的内容，并且作了更详细的论证，因此才使‘星云假说’逐渐受人重视。进一步的发现使它最后获得了胜利；这些发现中最重要的是：恒星的固有运动、宇宙空间中存在着有阻抗的媒质这一事实得到充实，通过光谱分析证明了宇宙物质的化学上的同一性以及康德所假定的炽热星云团地存在。”（摘自恩格斯《自然辩证法》）从对康德的太阳系起源学说的评价中，恩格斯还预见到“从旋转的，炽热的星团中（它们的运动规律，也许得在我们通过若干世纪的观察弄清恒星的固有的运动以后才能揭示），由于收缩和冷却，发展出了以银河最外端的星环为界限的我们的宇宙岛的无数个太阳和太阳系，······另一些星云，如梅特勒所主张的，是很远的独立的宇宙岛，这种宇宙岛的相对发展阶段要用分光镜才能确定。”（恩格斯《自然辩证法》）恩格斯的科学预见为科学的宇宙观的确立进一步指明了方向。二、恩格斯科学思想的发展与科学宇宙观的确立到了20世纪初，爱因斯坦相对论的建立，不但证实了恩格斯的预言，而且发展了宇宙观。按照广义的相对论，爱因斯坦预言三个重要效应：①水星近日点的运动：行星绕太阳运动的椭圆轨道很缓慢地在它自己的平面上旋转，使得行星每运行一周，近日点便移动一个角度，其中以离太阳最近的水星为最大。按牛顿理论的计算值与实际观测值相差甚远，广义相对论的计算值则与实际观测值十分接近。②光线在外力场中弯曲。这是引力场周围空间弯曲的必然效应。1919年由英国人爱丁顿（1882-1944）率领日全食观测队在巴西的索布尔和非洲的普林西北所拍摄的当时在太阳附近的恒星照片显示的结果，证实了这个预言。③光从引力场强的地方传向引力场弱的地方，频率会变低，谱线会向红端移动。即光谱线的引力红移。1925年美国亚当斯（1876-1956）对天狼星暗伴星观测的结果，确认了爱因斯坦的这一预言。因此爱因斯坦的相对论应用于宇宙学研究揭开了现代宇宙学研究的序幕。1924年弗里德曼在广义相对论的框架下从理论上论证了宇宙要么膨胀、要么收缩，决不会保持静止状态。1923－1924年间，美国人埃德温·哈勃（1889－1953）用当时世界上最大的反射式光学望远镜（口径2.5米）确认仙女座火星云不是银河系的弥漫星云，而是银河系以外的恒星系统。1929年哈勃在仔细研究了一批星系的光谱之后发现，除个别例外，绝大多数星系的光谱都表现出“红移”，而且红移量大致同星系的距离成正比。根据多普勒效应原理：面向观察者运动的光源谱线（与静止光源相比）将向高频（即光谱蓝端）移动，而背向观测者运动的光源谱线将向低频（即红端）移动，波长的相对移动量与相对运动速度成正比。因此哈勃观察到的现象意味着所有的星系都是离开我们观察者而去。其远行速度正比于同我们的距离。这一关系称为哈勃定律。说明了宇宙处于普遍的膨胀之中。如果星系目前正在彼此远离，那它们在过去必定靠得更近，也就是说，较早时代的宇宙物质密度会更高。继续这一推理，就意味着过去必定存在一个有限的时刻，那时宇宙中的物质被压缩为极其高密度的状态。按照哈勃定律将星系的距离除以各自的速度就可估计出那一时刻距今约100－200亿年。这段时间对所有星系来说是共同的。那一时刻通常被称为“大爆炸”，也就是宇宙的开端。“大爆炸”后起初的百分之一秒时，温度上升到1000亿K，不仅没有天体，也没有粒子和辐射；在“大爆炸”后一秒钟以前，宇宙中的温度高于100亿K，处于热平衡状态下的自由质子、中子、电子、光子等全体粒子混合成的“宇宙场”；在约3分钟时温度降到10亿K，中子和质子合成氘核的反应开始，类似氢弹爆炸时发生的聚变过程迅速把所有的中子合成到由两个质子和两个中子构成的氦核中。同一时期还合成氘、氚、锂、铍、硼等轻元素。从3分钟到以后经过70万年，宇宙的温度降到3000K，电子与原子核结合成稳定的原子，光子不再被自由电子散射。从此宇宙变得透明，又过了几十亿年，中性原子在引力作用下逐渐凝聚为原星系。原星系本身又分裂成千千万万的恒星，恒星的光和热是靠燃烧自己的核燃料提供的，其后果是合成碳、氧、硅、铁这些早期宇宙条件下不能产生的重元素。以太阳系为例：大约在50亿年前，太阳系还是一团弥漫转动的气体云，由于其它天体的引力扰动或邻近超新星爆发的冲击波，这块气体云开始浓缩，稠密的核心变为原始太阳，周围旋转的尘粒和气体原子形成一个薄盘——原太阳星云，原太阳星云又会分裂为大量引力束缚的团块（星子），星子具有小行星的尺度，其中一部分通过碰撞合并又长大成星坯，这些星坯继续吸积周围的物质，像滚雪球一样最后变为大行星及其卫星，其他部分就是今天的小行星和彗核。由于所有这些天体均由围绕原太阳旋转的薄盘内的物质组成，这就很自然地说明了它们的共面性和同向性。类地行星（水星、金星、地球、火星）主要由石、铁等物质组成，体积小，密度大，卫星少。类木行星（木星、土星、天王星、海王星）主要由氢、氦、冰、氨、甲烷等物质组成，体积大，密度低，卫星较多，还有碎石、冰块或气尘组成的环系。上述宇宙大爆炸理论勾勒了一部宇宙的物理演化史。到了本世纪，射电天文学的出现，在天文研究方面具有革命性的意义。射电天文学使天文观测的范围可见光频率扩展了所有电磁波的频率范围，开辟了对不可见天体的研究。射电望远镜实际就是一种对空间无线电波辐射的接收、显示和分析装置，它可以不分昼夜地工作并可接收到宇宙尘埃后面的天体辐射，从而作出了一系列惊人的发现，如发现了3.5K的宇宙背景辐射，被视为宇宙大爆炸的证据之一；发现了中子星，为恒星演化理论提供了新材料；在银河中心的星际云中发现了氨、水、甲醛分子的谱线，说明星际存在着有机物质，还发现了类星体等。目前已在天空发现了3万多个射电源，接收范围达到了100亿光年之远，已经达到可观测宇宙的边际了。综上所述，恩格斯的《自然辩证法》为我们确立了科学的宇宙观，为人类不断探索宇宙的奥秘，全面深入地认识未来世界指明了方向。在科学高度发达的今天，学习运用恩格斯科学的唯物的辩证思想有着十分重要的意义，《自然辩证法》精神永存。