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空间的哲学论

空间的哲学论

作者: 黑光陈定学 | 来源:发表于2019-12-07 22:04 被阅读0次

    导论:

    空间是能够让万物产生离散界限(区别性)的认识条件,是不同概念事物展开关系和联系过程的场所。

          空间的基本特点是具有“可容性”(容纳性),空间中的内容决定着空间的属性,从空间的内容属性来看,空间可分为物质空间和精神空间两大类。物质空间即我们通常所说的、视觉可见的包含着万物的宇宙空间,由于其可视性,所以物质空间也称几何空间、三维空间。物质空间是以展开物质系统的理化活动过程为内容的空间,精神空间是以展开概念性质、概念间的逻辑关系、因果联系为内容的空间,常见的精神空间如各种数学空间、网络空间等。

    本文是一篇从哲学角度探究物质空间本质的理论,物质空间(宇宙空间)是本篇的唯一探究对象。(出于表达的简略、方便,本篇正文中一般用“空间“一词简称宇宙空间、物质空间)。

    空间的哲学论

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    <一>、空间是可容性的同一

    空间是人类意识中最根本性的存在,它无处不在,且必然存在。——你可以想象出一个啥物体也没有的空间或者你不在场的空间,但是你不能想象出一个不在空间中的物体或不在空间中的你。可见,空间是人类意识中的元存在,是绝对实体。

    ”可容性”是空间的功能属性,可容性即容纳性、容积性,是一种能够被人的躯体自由活动所体验到的知性感觉。

      可容性是空间的唯一功能属性,当前人类观测到的直径大约930光年大小的宇宙空间中,任何一处空间与别处空间的可容性都是同一无二的,空间是可容性的同一。

    1.1、从有固定参照物角度理解“空间是可容性的同一”

    从有固定参照物的角度看,各种物质系统所在的空间域是可以互换的,各处空间的可容性都是无差别的同一。

    ——你家屋子前面的那座小山丘被推平修成平坦公路后,你在那儿骑车不会有上下起伏的感觉;原本是海水的海底空间,建成海底隧道后,汽车在隧道空间里行驶与在陆地上行驶不会有不同;任何一个星体灭亡后若干年,它所在的”空间域”(物质系统在某个时间点所占用的空间范围)会在热力学第二定律作用下,被周围的空间环境慢慢同化,回归为这个星体诞生前的虚空状态。可见,各处空间的可容性都是同一无二的。

    1.2、从无固定参照物角度理解“空间是可容性的同一”

    从无固定参照物的角度看,任何物质个体都不能固定在某个空间域中,所有物质个体都是空间的过客,所有物质系统(个体)占用的空间域都包含在同一种虚空环境中。

    ——众所周知,太阳带着它的八个行星在银河系空间中绕着银河系中心旋转(整个银河系也在围绕着一个更大的质量中心旋转),也就是说太阳以及我们的地球在宇宙中的空间位置从来就没有固定不变过(从爆炸或膨胀的角度看,所有星体的运动轨迹都不会出现重合、重复),任何一处空间中都没有固定不变的宿主,不存在"太阳系空间"、"某个大脑空间"、"某个屋子空间",原子、星球、星系等所有物质系统都只是空间域的暂时占用者、过客。

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    (地球携带者万物环绕着太阳运动,太阳携带着八大行星环绕着银河系中心运动,银河系与仙女星系、麦哲伦星云等50多个河外星系共同构成的本星系群又环绕着一个更大质量的星体系统中心作环绕运动……,没有哪个物质系统的空间域能在宇宙中固定不变的,见上图)

    <二>、空间是真空间、虚空间、实空间三态的统一体

    我们人类存身的宇宙空间是物质与纯空间的复合体,被形体物占用的空间域是实空间,形体物与形体物之间“看起来空无一物的间隙”是相对的虚空间;“一个粒子也没有”的空间是真空间、纯空间,宇宙空间是真空间、虚空间、实空间三态的统一体

    2·1、虚空间与真空间

    “虚空间”即我们常说的虚空,指视觉上空无一物或物质粒子稀少的空间域(也可定义为可见物之间的空隙部分),虚空并不空,虚空仅仅是视觉上的空,某处空间中没有一个可见物,并不意味着无物,虚空中也充满了视觉不能直接观察到的物质粒子,只是虚空中的粒子物质相对微小、稀松。“虚空”是真空间概念产生的逻辑基础,“真空”是在虚空概念基础上发展出的,真空被人类定义为“一个粒子也没有”的纯空间,“真空”是人类根据“某处空间域中的物质粒子可以逐渐稀少”这个直观规律推想出的空间状态(既然某处空间域中的粒子可以逐渐稀少,“一个粒子也没有的空间域”在逻辑上是可能的),但是人类的实践表明,人类并不能制造出一处一个粒子也没有的真空域(纯空间域),宇宙中也没有这样的真空域存在,但我们仍然要从认识确认真空间的存在,经验世界中没有的概念物及性质,不代表没有存在性及价值,真空概念与“化学纯度百分百”、“数学连续性”等概念一样,它们都有认识上的存在性以及相应的应用价值。

    2.2、虚空间与实空间

    实空间和虚空间一样,都是通过人的视觉定义的,虚空间指“形体物微小、稀少的空间”,实空间则指”充满了物质粒子的空间“。“实空间”概念不太容易理解,人们一般认为视觉所见的宇宙由“虚空”和“形体物”两部分合成(认为“宇宙=虚空+物质”),认为形体物是实心无空的“物体”,认为形体物和虚空是两种不同的东西,其实这是仅从可视性角度得出的片面结论,被密密麻麻形体物占据的空间是空间,被零星可见物占据的空间也是空间,它们的区别仅仅在于“空间域中的物质粒子密度不同“。从这个角度看,可以把形体物视为是“充满了可见粒子的实空间”,把物体与物体的间隔——“虚空间”视为是“物质粒子稀少的空间”〔1〕,

    2.3、实空间、虚空间、真空间三者的认识关系。

    宇宙空间是物质与纯空间的复合体,真空间(纯空间)、虚空间、实空间,三者是物质粒子密度从小大的梯度关系,真空间即纯空间,是粒子数为0、粒子密度为0的空间;虚空间是粒子体积较小或粒子密度较小的空间;实空间是物质粒子体积更大或粒子密度更大的空间。三者的关系是:真空间(无粒子)<虚空(粒子稀少)<实空间(粒子浓密)。

    <三>、宇宙空间是域内与域外、局域(部分)与全域(整体)的统一

    空间具有直观的内、外结构性,物体的内空间即域内空间,物体外的空间即域外空间,域内空间和域外空间共同构成了全域的宇宙空间。

    3.1、宇宙空间可解构为内外两部分。

    任何一个形体物都有封闭的空间界限,都是某个空间域的主人。对于任何一个主体身份的形体系统而言,必然存在着内、外两个相邻且对立的空间世界,主体内的空间即域内空间(物体的内部空间),主体外部的空间即域外空间。显然,全域、总和、全部意义的宇宙空间可二分为域内、域外两部分,“域内空间”指物质个体的内部空间(相对全域的宇宙空间来说,域内空间是局域性的局域空间),“域外空间”指这个物质个体自身以外的包括无物的虚空间和被物体占用的实空间在内的所有空间之和。可用一组公式概括以上空间概念间的逻辑关系:域内空间(内部空间)+域外空间(主体外部的所有虚空间和实空间)=全域空间(物质空间、宇宙空间)。

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    (上图中的黑色圆形部分是这个圆形的内部空间、域内空间,圆圈以外的所有虚空间和实空间都是这个圆形的域外空间)

    3.2、某个空间域的占用者就是那处空间域的主体,空间主体以系统形式在空间中普遍存在,所有形体物个体都是空间的主体

    “空间主体”是对空间域占用者的第一人称的指称(例如上图中“圆形”),空间主体不受形体样式以及大小的限制,空间中的任何形体物系统都是那个形体物所在空间域的主人,是那个空间域的主体。“空间主体”既可以是一个简单几何点,也可以是一个复杂的几何体,譬如一棵树、一个星系、一个电子等,它们都有着封闭的空间界限,都是那处空间域的主人。以“黄河”这个空间主体为例,除黄河自身之外,”黄河”的上下左右方向上的空间都是黄河的域外空间,黄河轮廓以内的空间则属于黄河的域内空间(域内空间即黄河河床、河水占用的空间部分);以一个铁原子为例,这个铁原子之外的空间即域外空间,铁原子内的空间即这个原子的域内空间。

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    (上图是一个细菌图,橙色范围内的属于这个细菌的域内空间,除了这个橙色的域内空间之外,橙色外部的蓝色、黄色的细菌,以及所有细菌间的间隙,都属于这个细菌的域外空间)

    由上二分逻辑可推导出:一棵树(树内空间)+那棵树外的所有空间(域外空间)=全域空间;一只鸟(域内空间)+那只鸟躯体外的所有空间(域外空间)=全域空间;银河系空间(域内空间)+银河系外所有空间(域外空间)=全域空间。

    <四>、宇宙空间是“域内有​​限大”与“域外无限大“的统一

    4.1、“域外空间有限大”与“域外空间无限大”观点的认识论之辩

    人们常说“空间是无限大的”,其实是说主体外的域外空间是无限大的(此命题仅仅是对域外空间有限无限的回答,并未涉及域内空间的有限无限问题,所以要注明是”域外空间无限大”),当然,”域外空间无限大”只是人们对“域外空间有多大?”问题的其中一种回答,也有人认为域外空间总得有边际,是有限大的,域外空间究竟无限大还是有限大呢?这个问题是有争议的。下面用A、B两种观点分别阐述。

    A、“域外空间有限大”观点认为:域外(主体外)空间终究会有一个边际、边界的存在,当前没找到空间的边际,不说明永远也找不到边际,或许当前人类的观测能力有限,还没发现到宇宙的边际。“域外空间有限大“观点的依据基于两个方面。一方面;人类的认知能力、观测能力都在不断进步,人类运用天文望远镜观测遥远星空才开始不久,观测的方法、技术手段、持续观测的时间都有很大的潜力;另一方面,对于"物质系统总是被同一种虚空间包围"这个现象规律的归纳有疑问,目前人类所观测到的直径930亿光年范围内的2万亿星系会不会都在同一个物质系统内?这两万亿星系会不会像一堆水果原子被同一个果壳包含着(果壳即域内空间和域外空间的界)?且这个果壳(宇宙壳)不再是我们熟悉的物质或空间,而是一种不能被人类科技识别的非空间、非物质的第三种存在——"不明存在"(这里的“不明存在”实际上是人的逻辑非思维推想出的概念产物,人的逻辑非思维会预设已知空间外有一种未知的不明存在。"不明存在"被空间有限大观点解释为既没有已知的物质的物理性、化学性,也没有空间的可容性,是非已知的不明存在。因为如果这个“宇宙壳”有可识别的物理化学性或可容性,说明这个“宇宙壳”仍然是已知的物质体或空间,那么这个”宇宙壳“之外,大概率还是空间或物质,发现了这样的“宇宙壳”当然不能说明宇宙是有限大的,并不能否定“域外空间无限大”这个命题。因此,若要“域外空间有限大”这个命题成立,只能把“宇宙壳”视为是非物质、非空间的不明存在。物理学家们新近发现的35亿光年宽的真空态的”宇宙墙”并不是不明存在,它有着人类可知的物理化学性,这个“墙壁”也可以被光穿越,说明这个“墙壁”只是已知宇宙内的一个“局域性的间隙”,它仍在已知空间的包含之内。)

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    (上两幅图是两种水果形宇宙想象图,“域外空间有限大”论者认为,目前人类观察到的所有宇宙都被一个环状封闭的非物质、非空间的“果壳”包含着,果壳是”不明存在“,果壳内是我们目前已知的宇宙)

    B、”域外空间无限大”观点则认为:所有的物质个体、系统都有它的空间界限,且所有的物质系统之间都能够隔着空间发生物理化学联系(力的联系),人类五识所见的世界中,除了”有形的形体物”就是“无形的虚空”(除了实空间,就是虚空间),并没有发现非物质、非空间的第三种存在,且无一例外的是:所有的物质系统都被同一种虚空包含着,而不是相反。因此,域外空间无限大论者认为:“域外空间是没有边界的无限域”(黑光君也是这种结论的持有者)。

    4.2、黑光君认为当前人类应坚决贯彻“域外空间无限大”空间观,摒弃“域外空间有限大”观念,自觉地以“域外空间无限大”观点指导物理学、数学的建设

    通过以上两种空间观提供的观点依据来看,似乎都有道理,但是显然我们不能因为各有道理而秉持模棱两可的态度,我们必须通过严谨的分析选择其一作为知识,去撰写教科书以及指导相关科学研究。黑光君认为应该以99.999%的信念支持“域外空间无限大”空间观,支持的理由有如下三个方面。

    一、从判断被事实验证的概率性大小看,“域外空间无限大”相对“”域外空间有限大”来说要靠谱的多,“域外空间无限大”是依据归纳法得出的推论,是可靠的(归纳法的认知有效性已被科学实践充分实证),而“域外空间有限大”观点预设的非空间、非物质的第三种存在——“不明存在”,虽然从逻辑上看是有可能的,但毕竟只是可能性极小的预设。

    二、归纳法是人类唯一可用的、有效的认知元法,对"域外空间无限大"这个归纳命题提出反命题假设,既有违人类基本认知信念,也会导致”宇宙是有限大还是无限大”问题的搁置和悬而不决。

    虽然归纳推理得出的结论不是百分百绝对可靠的,但是相对可能性预设来说要靠谱的多,一个是基于普遍事实得出的推论,一个仅仅是想象中的逻辑可能性,显然,我们不能不分轻重,错误地秉着所谓的”辩证“、“中观”的认识论态度认为A、B各有道理,进而“见仁见智”或”举棋不定“,这样无疑会导致”域外空间是有限大还是无限大”问题的搁置和悬而不决,无疑会阻碍空间理论的发展,阻碍物理学和数学的发展。

    三、“之外的之外必然还有之外”,这是黑光君基于空间可容性的连续性得出的逻辑推论。黑光君认为,“之外的之外必然还是之外”这个推论必然是恒真的,因为如果域内空间没有了之外,就意味着空间的连续性、邻接性消失,意味着空间的几何性消失。且“没有之外”这个假设与人类的线性认知模式也是相悖的〔2〕,因此,“之外的之外必然还有之外”这个命题必然恒真,域外空间必然是无限大的(“之外的之外必然还有之外”恒真,就意味着“不明存在”是没有出现可能性的,黑光君认为没有什么认识因素能够隔断、终结空间的可容性,域外空间必然无限大)。

    4.3、空间是域内、域外的统一,是域内有限大与域外无限大的统一

    上文从多角度论证了“域外空间无限大”命题的正确性,但是并没论及域内空间,相对于域外空间的无限性而言,域内空间的有限性是直观的,因为在空间中的任何一个物质系统(空间主体)都有封闭的空间界限,所以域内空间都是有限大的〔3〕。

    这样,结合上一章节(第三章)已论证出的“空间=域内空间+域外空间”,本章这里并可得出一个关于空间有限无限的命题:空间是域内、域外的统一;是“域内有限大”和“域外无限大“的统一。

    <五>、空间是直线与方向的统一

    方向是意识主体定向能力的必然产物,且方向必然能够被直线定义,空间是方向与直线的统一

    5.1、方向是意识的必然产物

    “方向”是主体意识在某个时间点向其圆周态的域外空间中任意点作意向投射所形成的射线定格(提示:方向这个概念只能指向主体外的域外空间,主体内空间是没有方向意义的),方向是相对主体整体而言的,譬如”中国在日本的西方”,这个判断是以中国版图为主体域而言的,从佳木斯那看,日本在佳木斯的正南方,而佳木斯属于中国,这看起来出现了矛盾。其实,这两个判断并不矛盾,因为主体系统可大、可小,以佳木斯为主体域和以整个中国版图为主体域可以并行不悖。

    5.2、方向线必然能被射线定义,域外空间必然能被直线定义。

    空间是通过内~外直观性被主体识别及表达的,当意识主体的意向指向主体外空间中的某个客体时,方向及方向线就产生了!也就是说,空间对于具有意识定向能力的人类而言,天然地具有方向性!

    方向是主体意识对两个不同空间域(点)所作的思维连线,且这根连线是射线性质的(有出发点,有标的点,无终点,方向线与欧氏几何中的射线是等价的),当主体点与主体外空间某点形成两点一线的射线连线时,方向的内涵就生成了(譬如我用指南针的指针中心点与指针箭头连线所指向的空间方向告诉你那是“南方”)。

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    (上图是共同一个主体点的多条方向线的示意图)

    “方向”是对主体点与其域外空间中的其它主体点空间位置关系的一种陈述。对于任一主体点而言,可以在其圆周态的域外空间中搜寻到无穷多的方位点(标的点)与其建立方向关系,从这意义上讲,可以把可容性空间理解为“方向线的集合”(“点可以构成线,线可以构成面,面可以构成体”,据此可得出“空间是方向线的集合”这个推论)

    方向线是意识属性的,方向线的属性与欧氏几何的射线定义完全吻合,方向线不仅能够被射线定义,也必然能被直线定义与表达,纯空间也必然能够被直线定义与表达(用射线、直线定义空间的容积性,与哲学对于空间所作的点→线→面→体的解构也是契合的)。

    <六>、对”空间弯曲论”的批判

    宇宙空间是平直的还是弯曲的?物理学界至今还争论不定。本文这里先对“空间弯曲论”作出简明扼要的逻辑反诘:当你根据物体在空间中的运动轨迹不能保持直线而判断“空间弯曲”时,实际上已经反证了直线的存在性。试问:如果没有直线性作为前提和比较标准,又哪来的弯曲性呢?显然,曲~直与冷~热、明~暗大~小这些对立范畴的相对性、互根性是一致的,有曲线必然有直线,有直线就必然有曲线,曲与直必然互为对立存在,如果我们把无物的纯空间用直线填充、定义,那么空间内的物质形体以及物体的运动轨迹自然也能够被不同曲率的曲线所定义(激光线是已知曲率最小的直线,激光线只是最近似地表达了射线、直线的性质,它还不是射线、直线本身),显然,这样的曲~直关系完全符合我们人类对于对立范畴的辩证,符合我们人类的视觉经验和逻辑理性。

    物体在空间中运动,受运动方向上的各种物质的阻挡以及两侧物质体引力场的影响,不能保持直线运动是必然的,是可预见的情形,但是如果据此认为"空间是弯曲的",与根据一个人在笔直公路上骑车呈s形行进而判断公路是s形的又有何异呢?“空间弯曲论”的错误是明显的。

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    “弯曲的空间"是相对论物理学根据物体运动轨迹总是不能保持直线得出的荒谬结论,弯曲的其实只是物体在空间中运动的轨迹,并不是空间本身,纯空间完全能被直线定义,是平直的(黑光君认为“直线性方向及空间”这一判断符合我们人类的意识定向本质以及假设的无矛盾原则,是成立的)。

    <七>、空间是纯空间与物质的复合体,空间的可容性与物质的理化属性互不相干

    纯空间和能量物质是“你离不开我、我离不开你”的复合依存关系,虽然二者不可分立存在,但是空间的可容性与空间内的物质性是各自独立,互不相干的

    虽然各处空间中物质的密度、温度、压力、辐射、酸碱度等理化参数不同,但是各处空间的可容性却都是同一无二的。黑洞或中子星上的一米不比星云上的一米更长或更短;10000度高温的一立方米空间域与零下100度的一立方米空间域的体积大小是相等的;物体在运动时,必然要受到它前进方向上各种物质阻力的影响,会使得该运动物出现加速、减速、变向等力的变化,但这些变化与所经空间的可容性是无关的(与所经空间中的物质粒子的密度、理化性质有关);形体物可以在一处空间域中任意扭曲、压缩、膨胀,但是并不能改变那处空间域三维尺寸的大小,不能改变空间的可容性。

    物质的理化性质不能改变空间的可容性,同样,空间的可容性也不能改变物质的理化性质。依据是:所有物质元素在大大小小不等的空间域中都呈现出同一种可统一解释的性质,说明物质元素的性质与空间域的可容性是无关的。

    物质是以能量聚合体形式被人类认识的,纯空间是以可容性被人类经验到的,物质能量与纯空间共同合成了宇宙,二者是互为依存条件的复合关系,——没有物质作为内容,空间的可容性无法呈现;没有空间的可容性作为场所,物质的理化属性也不能获得释放(能量的聚散活动也无法展开)。

    综上所述:空间的可容性与空间内的物质性是各自独立的,物质的理化属性影响不了空间可容性的发挥,空间的可容性也影响不了物质理化属性的发挥,二者各自独立,互不相干。

    ——

    <八>、三维空间、四维时空、四维空间等空间概念的认识之乱

    我们人类存身的宇宙空间,是容纳量级为“三维”的可容性空间,在三维空间之外或之内,是否存在着容纳维度更高或容纳性质不同的宇宙空间呢?——这个问题也即四维空间是否存在。物理学界、哲学界、数学界很多学者都倾向于认为四维空间是存在的。

    黑光君认为,基于我们人类存身的这个可容性的三维空间(宇宙空间),并不能推导出更高容纳维度的”四维空间”或容纳属性不同的“四维空间”存在。

    8.1、三维空间的三种内涵解释

    空间具有”容纳性”(可容性),容纳性能被人的躯体在空间中上下左右活动的自由性所诠释与验证。容纳性是可以量化的,当前学界用”维”表示空间的容纳量级、量度,认为我们所在的宇宙空间容纳维度是三维的,把我们所在的容物性宇宙空间称为三维空间。这里的“维“显然指认识的方面、层次,所谓“三维空间”,是指通过三个认识维度(方面、层次)概括空间容纳量级的概念范畴。同样是对空间容纳量级的概括,不同学科语境中的三维空间有着不同的解释,黑光君把不同学科内涵的三维空间概念概括为三种(版本)。

    a、大众理解的通俗版三维空间:“三维空间”是指由人体(主体位置点)的左右、前后、上下六个方位上的空间互相邻接构成的圆周形的立体空间。

    b、数学版三维空间:能被一个几何点表达的空间叫”0“维空间”〔4〕;能被一个几何点以及这个点上的一条垂直线表达的空间叫”一维空间”;能够被两条相交且相互垂直的线表达的空间叫“二维空间”,二维空间是两条垂直线相交构成的平面,平面内的任何一点,都能被两条垂直线定义它的位置(两条垂直相交的直线可构成一个“十”字形的平面直角坐标系,四个象限内的任何一点,都能够被相邻的两条相互垂直的坐标线定义它的位置);能够被三条相交且两两相互垂直的线所表达的空间叫“三维空间”,三维空间内的任何一点都能被三条共点且相互垂直的直线定义它的位置(下图a中,х、у、z三轴线两两相互垂直且相交于О点,在这三轴线构成的圆周型的立体空间中,任意一点的空间位置都能够被与这三轴的垂直距离所定义,故把由三条垂直线相交构成的空间称为三维空间)。

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    (图a)

    c、哲学版三维空间:哲学认为,空间的可容性被人类理解及表达是可以分层次的,认为空间的容积性可作“点→线→面→体”三个递进维度的解构(重要强调:点、线、面、体是通俗的说法,严谨的说法应该是”有限点”、“有限长的线”、“有限大的面”、“有限大的体”,如果不加上“有限”这一限定性说明,这四个概念是构不成逻辑关系的,因为欧氏几何中的直线可以”两端无限延长”,若不对“线”作出解释性限制,限定为有限长的线段,”面”、“体”概念就成了无基础的空中楼阁)。

    “点能被有限长的线涵盖,有限长的线能被有限大的面涵盖,有限大的面能被有限大的体涵盖”,显然,这三个递进的关联判断能够直观地解构空间的可容性(确切地说,“点→线→面→体”表达的是有限的域内空间、局域空间,并不是无限的全域空间,见下图b),故得名“三维空间”。

    这里需要说明一下维度与空间容纳性的认识关系,哲学版三维空间是对空间容积量级的概念解构,一个质点表达的容纳量级显然没有一条线表达的量级大(因为一条线可以分解出很多点),一条线表达的容纳量级显然没有面大,面没有体大(因为任何一个立体都能分解出很多面),可见,零维、一维、二维等空间维度概念都是对空间容纳量级的递进解构,是人类的认识抽象,并不是说真的存在零维空间、一维空间、二维空间(空间是无分别的同一,是不能分割的整体,并不能通过经验手段从空间中提取出真实的一维、二维空间来,只能通过描绘的线、面作近似表达),真实空间中的任何经验物都有三维的。

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    (图b)

    通俗版的三维空间、数学版的三维空间、哲学版的三维空间,这三种版本的三维空间都是对空间容纳量级的解构表达(空间维度越高,表达的容纳量级越大,三种版本的三维空间都是对容纳量级的表达,并不是对空间容纳性质或空间其它性质的表达),这三种版本的三维空间内涵显然不同,每一种内涵都是事实存在的,每种三维空间内涵都有使用及理解的特定人群,为了帮助读者更好地理解后文中的四维空间、四维时空概念及表达的方便,黑光君把这三种概念的三维空间分别命名为:通俗三维空间a、数学三维空间b、哲学三维空间c。

    另外,通过对三种三维空间概念的比较发现,a、b、c三种版本的三维空间都是对空间容纳量级的解构,a种通俗解释的三维空间与b种数学解释的三维空间性质是近似的(左右、前后、上下与欧氏几何中的长、宽、高是对应的,都能被”三条线共点相互垂直”所定义),与c种哲学三维空间概念有明显的不同,下文为了阐述的简洁,把a、b两种合并,略去通俗三维空间a,用数学三维空间b统一指称。这样,三维空间概念的解释就被概括为基于三线垂直相交的“数学三维空间b”和基于点→线→面→体的“哲学三维空间c”两类。

    8.2、“四维空间”与”四维时空“是两个不同概念

    ”四维时空”与”四维空间”并不是同一个概念,二者的内涵有所不同。

    8.2.1、四维时空

    ”四维时空“是物理学家爱因斯坦提出的,四维时空是由长、宽、高三维和时间一维合在一起构成的,是“可以在平面直角坐标系上呈现的、运动着的“长×宽×高”(xyz、t),“四维时空”概念中的空间指的是物体的域内空间(见图b),与物体外的域外空间无关。“运动着的长×宽×高”即运动着的物体(见下图d),也即运动着的”域内空间、局域空间“(域内空间相对外部无限的域外空间来说是有限的,相对全部、全域意义的宇宙空间来说是部分的、局域的)”。

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    (图d)

    为什么说四维时空描述的空间是“运动着的局域空间”呢(见图d)?因为长宽高三维定义了该空间的局域性,长宽高显然是线段意义的,不能是射线或直线,如果是射线或直线,物体的形态以及建立在形体之上的运动性就会失去(直线、射线并不能用来构造任何形体),因此,由长宽高三维构成的只能是有限体(有限体指有封闭空间界限的形体物,如长方体、圆锥体,任何物质系统个体都是有限体。图b就是一个大正方形有限体内含一个小正方形有限体,图d是一个运动着的有限体),是局域空间,故应把四维时空理解为是“添加了时间变量的局域空间”,不能错误地把四维时空概念中所指的一个有限体的局域空间与整个宇宙空间(全域空间)划等号,二者是局域与全域的部分与整体的关系,不是等同关系。

    由上所述可见,“四维时空”概念中的空间与上文中的哲学三维空间c的性质是相同的,所指的都是有限的域内空间、局域空间(见图b、图c),都不是无限的、量级最高的全域空间(数学三维空间表达的是局域、全域不确定的空间,详见下文分析)

    8.2.2、四维空间

    学界对于四维空间的解释有两种。

    1、基于数学三维空间b联想出的四维空间:数学界认为,由三条相互垂直且共交点的直线构成的三维空间(该解释中的直线实际是线段),可以投影、”折叠”为二维,在这个二维化了的三维空间基础上,还可以再作出第四条垂直线,与”折叠”后的二维空间中的两条直线构成一个新的三维空间,并把这个新三维空间称为”四维空间”(见图b)。

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    (图b)

    图b是一个大的局域空间包含着一个小的局域空间,有的学者把这样的架构添加上时间维,使这个有限体“动起来“,认为这运动着的大有限体以及内含的小有限体表达的就是”四维空间“(图d所示空间),实际上这是相对论物理学中描述的”四维时空”,把有限体+时间(χуz+t)解读为四维空间显然是误解,数学界提出的“四维空间”并没有时间这个维度。

    2、基于哲学三维空间c联想出的四维空间:哲学界认为,空间的可容性可描述为“点可以真包含于有限长的线,有限长的线可以真包含于有限大的面,有限大的面可以真包含于有限大的体”,这是哲学界解释的三维空间c(图c、图b所示空间),哲学界是如何推导出四维空间呢?——实际上到目前为止哲学界并没有做过这方面的工作(当然,也许黑光君孤陋寡闻),黑光君认为哲学三维空间c确实可以再拓展出一维,三个认知维度的哲学三维空间c可以推导出四个认知维度的“四维空间”,推导路径如下:点(无穷小维)→线段(一维);线段→有限面(二维);有限面→有限体(局域空间,三维);有限体(局域空间)→全域空间(四维)。

    当然,这只是黑光君的推导(姑且作为对四维空间概念来源的一种解释吧,是基于哲学三维空间c的解释),这样的四维空间显然不是学界描绘得那个神乎其神的、人类不能进入的“四维空间”,仍然是可容性的三维空间,这样的“四维空间”其实在数学三维空间b的涵盖之中(详见下文分析)。

    8.2.3、四维时空与四维空间的区别

    由上所述可见,”四维时空”中的第四维——时间,是继长、宽、高三个概念后,第四个出现的概念(严格来说,四个维度的设置与定义是要满足同一律要求的,即要么是同一逻辑平面上的四个不同的认知要素,要么是四个不同逻辑平面上的同一类认知要素,时间与长、宽、高三维显然不属于一类,把“长宽高+时间”称为“四维时空”其实是错误的说法,违反了同一律),而数学界提出的“四维空间”,其第四个出现的概念要么是第四条出现的垂直线(基于数学三维空间b时),要么是第四个出现的能真包含有限体的概念(基于哲学三维空间c时),但不论是哪种,都不是”时间”。可见,”四维空间”与”四维时空”并不是同一个概念,不能把二者混淆。

    <九>、对“四维空间“的批判

    9.1、基于现有的b、c两种三维空间概念都不能推导出四维空间的存在。

    我们人类存身的宇宙空间唯一的特点是具有可容性,黑光君认为,现有的三种版本的三维空间都是对空间容纳量级的表达(无关空间的容纳性质或其它性质),

    显然,四维空间只能是高于三维空间量级的空间概念,四维空间只能建立在三维空间基础上。那么,基于现有的三种三维空间表达的概念内涵能够推导出四维空间存在吗?黑光君秉着逻辑同一律精神,通过严谨的逻辑分析,认为基于ab、c两种可容性的三维空间概念,都不能推导出“四维空间”。

    A、基于数学三维空间b并不能推导出“四维空间”

    黑光君认为,数学三维空间b并不能添加上第四条垂直线(按同一律原则,第四个出现的维度只能是“垂直线),因为真实的形体物并不能折叠、隐藏在二维图形中,在媒介平面上呈现的二维图形,只是真实三维物体在平面上的光学投影(纸张、手机屏幕上的二维图像是对三维形体的光影描摹)。数学界通过想象,把真实的三维物体“折叠”为二维图形,然后再在二维图形上添加上一条垂直线作为“第四维”,这显然是荒谬的(认为作出了第四条共点且相互垂直的线),真实空间中的三维物体,任意一点上最多只能作出三条两两相互垂直的垂直线,这是几何学实践得出的事实结论(见图c。四条及以上直线共一点,且两两相互垂直,几何学实践证明是做不到的,最多只能三条线两两相互垂直,见下图,DC⊥DA、DA⊥DH、DH⊥DC,并不能在D点上再作出第四条垂直线分别与DC、DA、DH三条线都两两相互垂直)。

    空间的哲学论

    (图c)

    “四维空间”的解释者们以折叠后的二维图形替代真实世界中的三维物体,然后在二维图形上添加一条垂直线构造四维空间的方法显然是错误的,人和万物存身的这个可容性空间,只能被三条相互垂直的直线所概括和定义,既不能缩小为二个维度,也不能扩展为四维(真实世界中,所有的物质个体都是三维性的,再薄的纸张也厚度,也是三维物,无体积的二维物是不存在的,“生活在平面上的二维物蚂蚁”是想当然的说法,即使一个原子也有长宽高三维,何况蚂蚁)。

    空间的哲学论

    b、从哲学三维空间c也不能推导出四维空间

    既然数学三维空间b不能导出那个人类不能进入的四维空间,那么哲学三维空间c能不能导出那个“四维空间”呢?黑光君的回答也是否定的。

    哲学三维空间c是人类从量的包含角度,对空间可容性所作的概念解构,点、线段、有限面、有限体四个概念是依次递进的真包含于关系,这四个概念的逻辑学关系是:点⊊线段⊊有限面⊊有限体(上文已强调过,点、线、面、体必须默认为有限的,否则四个概念会失去逻辑联系)。

    黑光君在上文已提及过哲学三维空间c可以再拓展出一个维度,这个第四维即能够真包含有限体的“全域空间”(点⊊线段⊊有限面⊊有限体⊊全域空间)。

    空间的哲学论

    (图c)

    图c中,当仅有D点时,表达的是无穷小维空间;当DC、DA、DH任意一条线段出现时是一维空间,当其中任意两条线出现时(相交垂直),表达的是二维空间;当DC、DA、DH三条线都出现时(相交两两相互垂直),表达的是有限的三维空间(域内空间、局域空间)。这个三维的有限体空间在全域空间的涵盖之中。

    空间的哲学论

    (图b)  图b是一个大局域空间涵盖着一个小局域空间,大局域空间在全域空间的涵盖中

    空间的哲学论

    (图d)

    图d是一个局域空间在全域空间中运动的示意图。

    看起来好像哲学三维空间c能够推导出量级更高的四维空间,但是实际上这个四维空间——全域空间(域内空间+域外空间=全域空间),并没超出数学三维空间b表达的内涵范围。

    由三条相互垂直线表达的数学三维空间b实际上是个模糊概念,由于学界未对构造数学三维空间b的三条线作出限定性的说明,导致不同的解读可以得到不同量级的空间概念(局域的还是全域的不确定)。

    ——如果我们把构成数学三维空间b的三条相互垂直相交的线解释为三条”直线”(非线段、非射线),所构造出的数学三维空间b是任何方向上都无边无际的无限域,这个无限域的量级与全域的宇宙空间量级是等价的(见图a)。

    空间的哲学论

    (图a)  图a表达的虽然是任何方向上都无边无际的全域空间,但是图a实际上呈现的只是全域空间的1/8,因为用三条相互垂直相交的直线构造出的无限大的全域空间在二维面上是无法呈现的,只能把χуz三条直线作线段处理,借助解释说明对全域空间作释义表达。

    ——如果我们把图a中三条线解释为”线段”,三条共点垂直的线段构造出的是一个有限体,是有限的局域空间(见图c、图b,有限体添加上时间参数,就是爱因斯坦的“四维时空”,见图d);

    空间的哲学论

    (图d)

    空间的哲学论

    (图b)

    可见,由哲学三维空间c推导出的“四维空间”与直线意义的数学三维b表达的全域空间的量级是等价的,并不是学界所说的那个人不能进入的四维空间(人类暂时未能或不能到达的空间域,不代表那里的空间域就是非可容性、非物质性的”不明存在“,我们由”空间连续性的不可分割”可明确地推导出无穷远处的三维空间,必然还是可容性的三维空间)。

    9.2、“四维空间”是不成立的伪概念,四维空间只能是一个概念幻象

    三维、二维等空间维度概念,都是对空间容纳量级的表达,二维空间表达的容积量级比一维空间表达的量级要大,四维表达的量级也应该高于三维,“三维空间之内的四维空间”是违反逻辑律的,四维空间只能建立在三维空间的外延上(四维空间只能是容纳量级高于三维空间的空间概念)。上文已论证出基于数学三维空间b并不能推导出四维空间;基于哲学三维空间c导出的四维空间,与直线前提下的数学三维空间b是等价的,仍然是三维空间;物理学中的四维时空是“运动着的局域空间”,有时间维度,与没有时间维度的四维空间也是无关的,综上所述可见,被学界描绘的神乎其神的所谓“四维空间”,只能是个找不到认识来源的伪概念。

    9.2.1、“四维空间论”的错误原因分析

    “四维空间”是个多余的、错误的表达空间容纳量级的概念。直线意义的三维空间表达的全域空间量级已经最大化,四维空间并没有逻辑上的存在性。四维空间论的版本有三种,现分别介绍并对错误的原因作出分析。

    第一种版本的四维空间论认为,可以把真实三维空间及其内的物质一并折叠为二维投影,然后再作出一条垂直线与这个“二维面”相互垂直,认为构造出了四维空间,这种想象在现实三维空间中是不可操作的(四条直线相交且两两相互垂直是不可能的);

    第二种版本的四维空间论把欧氏几何表达空间维度的直线给于线段化、有限化,把原本无限大的三维空间曲解为有限大的局域空间,然后再外延构造出另一个更大的局域空间涵盖这个局域化的小“三维空间”,认为构造出了高于三维空间的四维空间。这种理解的错误是对欧氏三维空间曲解造成的,欧氏几何的三维空间是由三条两两相互垂直且相交的直线构成,这种版本的解释者人为地把无限长的线曲解为有限长的线段,然后再多次向外拓展增加维度的方法显然是错误的(五维、十一维空间就这么来的;

    第三种版本的四维空间论误以为局域的欧几里德空间就是全域的三维空间,认为添加上时间维度可以构成四维空间(实际是四维时空)。这种理解的错误是显见的,四维空间是一个无关时间的空间概念(再退一步说,时间与长宽高也不是一类,并不能合称为“四维”)。

    9.2.2、关于四维空间的结论

    总上分析可见,被学界描绘得神乎其神的”四维空间”只能是个空洞概念(“皮之不存,毛将焉附”,建立在四维空间之上的五维空间、八维空间、十一维空间都是概念泡影),并不存在一个与已知的三维宇宙空间相邻而人类又无法进入的四维空间(千万亿光年外的空间处也在直线意义的三维空间中),“四维空间”只能是一个概念幻象,是人的“逻辑非”想象的结果(人的“非逻辑”会在人的中大脑本能地生成一种非现有宇宙空间的“异度空间”概念)。

    “四维空间”概念的出现以及广受关注也并非偶然,是多因素交织的结果。一方面,三维空间概念很乱,a、b、c三种三维空间概念内涵都有特定的持有人群,三维空间概念缺乏统一的概括整合;另一方面,人的联想本能会自然而然地把四维空间与物理学的“四维时空”概念,以及哲学想象的“高维文明、高维空间”等概念关联起来,从而在人的大脑中生成了”四维空间”这么个既四像、又四不像的概念幻相。

                <十>、结束语

    本篇是笔者运用逻辑工具和无矛盾假设法,对空间本质所作的“创造性的解读”。所谓“无矛盾假设”,是指在逻辑推理得出的性质命题能够普遍解释相关经验现象,但是该性质并不能被任何已知经验事物直接验证,且该性质也不与任何已知经验事物的规律或本质相矛盾的情形下,对该性质的存在性作出“正式确认”(譬如本文对真空的确认,对直线性空间的确认等)。

    本文中除了第四、第八两章是批判性质的之外,其它章节都是运用逻辑推理和无矛盾假设原则对空间本质作出的“建设性的假设”。由于绝大多数读者对于无矛盾假设的认识论性质以及方法论应用不太熟悉,因此本文中的很多观点可能让读者感觉是黑光君的“天真想象”,但黑光君认为提出想象比无所作为的沉默好,不“建”、不“毁”是认知的不作为,每个哲学人都应勇于“建”自己的独立之见并勇敢面对一切批判的“毁”,这才是哲学人应有的素质与品格。

    本篇既是对现有逻辑工具的应用(运用逻辑法则以及具体的推理演绎,对“空间弯曲论”和“四维空间这两种流行甚广的错误空间理论作出逻辑批判),也是一次新认识方法论的实践尝试,欢迎各位师友留言交流及批评指正。

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    注解:

    〔1〕、物体的实在性只是表象,“实在”的原子内部其实很空,一个原子所属空域中,除了该原子自身的原子核及其核外电子占有微量空间外,其余至少百分之九十九的空间都是无粒子的纯空间,即使看起来实实在在的原子核以及核外电子,也同样占用着一定体积的空间,也需要域存在空间中,物质粒子或能量也只能在空间中呈现自己。

    〔2〕、线性认知的特点是认识条件的来源是开放的、无限的,即前提之前必然还有前提,且前提可以无限前溯,没有了之外就意味着没有了前提,这个假设与人类的认知模式是相悖的。

    〔3〕、这是从量的可积性角度来说的,从可微性角度看,域内空间是实无限大与实无限小的统一。此论点与本文主题无关,本文不作枝杈了。

    〔4〕、笔者认为点的维度命名为“无穷小维”更恰当,点不是无,用0表示它的维度不妥。

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