從物理學(xué)的概念提出:“反對(duì)稱是在對(duì)稱操作的基礎(chǔ)上,加上二元(如黑白)互換操作,使操作前后兩圖完全重合。”中國(guó)傳統(tǒng)文化的陰和陽(yáng)、天和地、男和女等也是相反的二元。我國(guó)傳統(tǒng)文化中的太極圖(俗稱陰陽(yáng)魚)是最完美的反對(duì)稱。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)出現(xiàn)《周易》的討論熱。例如,李申寫的《從二進(jìn)制看〈周易〉與現(xiàn)代科學(xué)的關(guān)系》一文中,介紹數(shù)學(xué)家萊布尼茨的“二進(jìn)制”論文與白晉神父于1701年11月4日寄的“先天圖”的關(guān)系。萊布尼茨給白晉的回信中說(shuō):“這個(gè)易圖可以認(rèn)為是現(xiàn)存科學(xué)之最古老的紀(jì)念物,然而依我之見,這種科學(xué)雖為 4000 年以上的古物,但數(shù)千年來(lái)卻無(wú)人了解它的意義,這是不可思議的。然而它卻與我的新數(shù)學(xué)完全一致?!?/p>
物質(zhì)世界也存在“陰陽(yáng)對(duì)稱”、“正反對(duì)稱”和“有無(wú)相生”。物質(zhì)由原子組成,原子由帶正電荷的原子核和帶負(fù)電荷的電子組成,正負(fù)電荷數(shù)相等,原子呈中性。設(shè)想將原子中的正負(fù)電荷對(duì)換,即原子核帶負(fù)電荷,而周圍的電子帶正電荷,這樣的原子有可能存在嗎?如果是可能的,則這種反對(duì)稱原子可稱為反物質(zhì)。科學(xué)需要證據(jù),科學(xué)家要尋找證據(jù)、尋找規(guī)律。上世紀(jì)的科技史證明的確存在這種反對(duì)稱物質(zhì)。
物質(zhì)世界存在“正反對(duì)換”和反物質(zhì)
我們習(xí)慣于利用電子發(fā)展高新技術(shù)。有沒(méi)有帶正電荷的電子呢? 1928年,物理學(xué)家狄拉克建立了描寫相對(duì)論性電子行為的方程,此方程“無(wú)中生有”地指出為什么電子有自旋,而且自旋量子數(shù)為1/2而不是整數(shù);得出負(fù)能量值的解,并提出“反粒子”理論來(lái)解釋。1932年8月2日,安德森使用云霧室從宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了電子的反粒子——正電子。這是人類第一次證實(shí)自然界的確有反粒子存在。狄拉克因其方程和其他理論工作而獲1933年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
1955年E.C.塞格爾和O.錢伯倫合作用高能加速器研究并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的反粒子——反質(zhì)子(反質(zhì)子與質(zhì)子的差別只是由正電荷變成負(fù)電荷),因而獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。原子核中還有中子,中子沒(méi)有電荷,沒(méi)有正負(fù)電荷對(duì)換。但反中子經(jīng)過(guò)衰變后就變成一個(gè)反質(zhì)子,而不是一個(gè)帶正電荷的質(zhì)子。因此反質(zhì)子和反中子可以組成反原子核。1956年科學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)了反中子,1964年找到由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)反中子組成的反氘核。20世紀(jì)60年代前后相繼發(fā)現(xiàn)了一系列反粒子。其中,1959年我國(guó)物理學(xué)家王淦昌參加與蘇聯(lián)科學(xué)家的聯(lián)合研究,發(fā)現(xiàn)了反西格瑪反超子,并獲國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。1974年美籍華人科學(xué)家丁肇中和里希德分別發(fā)現(xiàn)了大質(zhì)量的電中性介子,從而證明了夸克的存在,于1976年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
如果用儀器將反質(zhì)子減速,而且讓它們有機(jī)會(huì)與正電子相遇,就可能形成反氫原子。1998年,歐洲和美國(guó)的科研機(jī)構(gòu)先后宣布他們制造出9個(gè)和7個(gè)反氫原子,這是人類探索反物質(zhì)的一大進(jìn)步。
物質(zhì)世界存在“有無(wú)相生”
物質(zhì)世界存在“有中生無(wú)”和“無(wú)中生有”嗎?答案是肯定的??茖W(xué)家觀察到:粒子和反粒子相遇時(shí)會(huì)出現(xiàn)物質(zhì)消失,科學(xué)家稱之為“湮滅”或“湮沒(méi)”,而且會(huì)釋放出大量能量。這種“有無(wú)相生”的科學(xué)規(guī)律是由愛因斯坦于 1905 年提出的質(zhì)能關(guān)系式E=mc2,預(yù)言質(zhì)量和能量有互換可能。
反物質(zhì)粒子和正物質(zhì)粒子相遇會(huì)產(chǎn)生湮滅,變?yōu)楣庾雍徒樽?,釋放巨大能量。一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)反質(zhì)子湮滅時(shí)釋放大約1800兆電子伏的能量;而在熱核聚變(如氫彈)中,一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子發(fā)生反應(yīng)形成氘核(有部分質(zhì)量損耗)時(shí),釋放2兆電子伏的能量。在石油資源短缺的今天,人們看到未來(lái)能源的希望之所在。
以上這些探討只要說(shuō)明:東方的整體綜合思維不僅不會(huì)妨礙按西方的分析邏輯思維的科學(xué)探索,而且有助于對(duì)科學(xué)的理解。
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