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“正能量”、“负能量”之探究

2013-08-20崔人元

中国新时代 2013年10期
关键词:正能量能量物质

| 文 ·崔人元

词语或概念“正能量”流行,就有些爱思考的人询问是否相对地有“负能量”呢?但未见有谁给出令人信服的解答。所谓解铃还需系铃人,正本清源,我作为这两个词的发明者(不是首创者),有义务出面解释清楚。

几年前的某饭局上,身为无产阶级的我向在座的某有产阶级美女(金融企业高管)讲法,解释念佛诵经持咒如何能对信佛者的现实人生起到作用,我方便善巧地用了这两个术语,发明佛法能增加信众的“正能量”并减少其“负能量”的说法,当场使她释疑。后来,我又多次在人数众多的场合(例如培训课堂)这么宣讲,然后就有颇有生意头脑的某书商把“正能量”作为书名转化成了经济社会效益(是我的同行呢,佩服人家的实干),再后“正能量”流行成口头禅了。

闲话少说,言归正传。我要申明的中心思想是:第一,“能量”其实没有“正”或“负”,所谓“正能量”、“负能量”之说是不科学的。第二,在此时此地诸条件下,“正能量”、“负能量”是实事求是、解放思想、与时俱进地科学发展出来的概念,是一种有价值判断的进步理念。

“能量”没有“正”“负”

“能量”是科学(通常指自然科学)中最基础的概念之一,广泛存在于各门科学之中。例如,化学中,物质是由原子、分子聚集而成,化学反应总是伴随着结构的变化而有能量增减;生物学中,任何生物都需要能量,无能量则生物细胞或生物有机体不能生存;地球科学中,各种地质、地理现象都是因为能量在地球上的转换;天文学中,恒星、新星、超星、类星等和宇宙射线的变化,也是各种能量转换所驱动的。运动是物质最基本的、绝对的属性,物质都在不断运动着。能量(简称能)是度量物质运动的一种物理量,是物质运动的量化转换。相应于不同形式的运动,能量可分为热能、化学能、电能、辐射能、核能、磁能、弹性能、声能、机械能、光能等。

在科学中(及在人们所能经验感知的客观物质世界中),是既无所谓“正能量”也无所谓“负能量”的,因为“能量”是个标量,不是矢量——即没有方向。例如,你不能说一陀螺向右旋转时能量是正的,向左旋转时能量是负的,因为无论它右转左转都是有能量的。换言之,即所有能量都是正的,所以能量也就无所谓正负了。能量在物理学中是一个间接观察到的物理量,它往往被描述为一个物理系统对其他物理系统做功的能力。能量只有高低、强弱、大小之分,其在国际单位制中的单位为焦耳,某些领域里会习惯使用千瓦/小时、千卡等单位。

再从人类历史看,作为词语的“能量”,最早大约出现于西元前4世纪的古希腊,亚里士多德(前384-前322年)的著作中曾用过;作为一个科学概念的“能量”,最早萌生于戈特弗里德·莱布尼茨(1646-1716年)的探索构思,称为“活力”, 可能是托马斯·杨(1773-1829年)最早在1807年就正式提出作为科学概念的“能量”,其后经过众多科学家的探索研究,科学家们到19世纪中期才真正理解和定义了能量这个科学概念。“能量”这个从经典力学到宇宙学、相对论和量子力学都非常基础的物理科学概念非常抽象和难以定义,兹引用理查德·费曼(1918-1988年)1961年在加州理工学院给大学生们讲课时对能量概念的描述:

“有一个事实,那就是有一个到目前为止掌控了我们所知道的自然现象的定律,而这个定律在我们所知范围内没有任何的例外,而且据我们目前所知,它是准确的。这个定律被称为能量守恒。它说明了有一个特定的物理量,我们称之为‘能量’,而这能量在自然状态经历了各种变化后,并不会改变。这是一个最抽象的概念,因为它是一个数学的原理,它说明了有一个数值量在一些事件发生时不会改变。它并不是任何物理过程或者具体事物的描述;它仅仅是一个奇怪的事实:我们可以先对系统计算一些数值,而当系统经历了一些变化之后,我们同样的再去计算那些数值,结果会发现数值和一开始的时候是相同的。”

这段话提到的“能量守恒定律”,是物理学或自然界最普遍和最重要的一个基本定律,由朱流斯·凡·迈尔(1814-1878年)、詹姆斯·焦耳(1818-1889年)、威廉·汤姆孙(1824-1907年)发现和定义;该定律的含义是:在一个封闭的系统中,总的能量既不会增加也不会减少;在一个开放的系统中,系统中能量的增减变化必等于进入系统的能量与离开系统的能量的差值。

1860年后,能量守恒定律“很快成为全部自然科学的基石。特别是在物理学中,每一种新的理论首先要检验它是否跟能量守恒原理相符合”;虽然至今有些科学家仍认为能量不守恒,但未得到充分的实验证明和科学技术界的普遍认可。

前面说过能量对应于物质的不同运动而有不同形态,而不同形态的能量之间可相互转化。一个封闭的系统中,能量常被分成不同形态,某种形态的能量减少,一定有其他形态的能量增加,且减少量和增加量一定相等;一个开放的系统中,若系统中的能量减少或增加,必有其他系统的能量相对应地增加或减少,而且相对应的增加量和减少量一定相等。所以,可说能量守恒定律的全称应当是“能量转换与守恒定律”。

我们伟大的无产阶级革命导师弗里德里希·恩格斯(1820-1895年)在其1885年发表的《反杜林论》中,对发现能量转换与守恒定律曾有这样的评述:“如果说,新发现的、伟大的运动基本规律,十年前还仅仅概括为能量守恒定律,仅仅概括为运动不生不灭这种表述,就是说,仅仅从量方面概括它,那么这种狭隘的、消极的表述日益被那种关于能量的转化的积极表述所代替,在这里过程的质的内容第一次获得了自己的权利 ”

既然能量必遵守恒定律,所以能量只能转换形态,而不会无因无缘地产生或无因无缘地消失。这也证明,能量若有“正”“负”之分,就可以相互抵消而消失成无了。

“能量”曾经“正”“负”

前面说过能量是度量物质运动的一种物理量,则能量与物质必有联系。宇宙科学认为构成宇宙的三元素是:时间、空间和物质(或“宇”本义是“空间”,“宙”本义是“时间”;世界之“世”本义是“时间”,“界” 本义是“空间”)。马克思主义的唯物主义认为,客观世界是物质构成的。因此,我们不得不先把“物质”厘清。

科学中,物质是指质量不为0的一切宏观和微观的东西(但像光子等无质量粒子一般不视为物质),也常用来泛称所有组成可观测物体的成分。又攀涉到这个概念“质量”,唉!质量是物体的一种基本属性,物理学中有静止质量、惯性质量和引力质量三种含义,静止质量是物体所含物质多少的度量,惯性质量是物体惯性大小的度量,引力质量是物质引力相互作用能力的度量,实验表明这三种质量的值是严格相等的。质量也是个标量而非矢量。

阿尔伯特·爱因斯坦(1879-1955年)相对论中的质能方程把能量和质量联系了起来,揭示了质量和能量之间的关系:E=mc2,其中,E是静止能量,m是质量,c是真空中的光速(一个常量),这里的“静止”是一种理想状态和运动的特殊形式。质能方程表明:所有质量都可以转化为能量(即质能等价),在一个封闭系统中,能量是守恒的,质量也是守恒的,质量也不会无因无缘地产生或无因无缘地消失,这种守恒不会随时间而变更;质量和能量并不是分别独立守恒的量,质量和能量互相依存而守恒,形成更普遍的 “质量-能量守恒定律”。质能方程深刻地阐明了能量的物质性,即质量和能量是一个东东,是一个东东的两种表述,质量就是内敛的能量,能量就是外显的质量,更精确地说,质量其实是一种能量形式,物质的确属于能量。

爱因斯坦有言:“质量即是能量,能量即是质量。时间即是空间,空间即是时间。”关于“时间即是空间,空间即是时间”,此不展开研讨。于是,我们可把宇宙学的三元素更精确地分为时间、空间和能量,也还可更简化地表述为时间和能量,即“宇宙是时间和能量构成”的。

我们从微而观。现代物理学认为,物质都是由一些极其微小的粒子构成。一个封闭的粒子系统中,其粒子间的行为与时间无关,该系统的质量和能量也守恒,也遵守质量-能量守恒定律。

至此,我要进行否定之否定了:前面论述的能量没有正负之分,或说能量都是正的,严格说是在宏观物质世界或人类能够用自身器官经验实证的物质世界时的情况。在粒子物理学中,能量却可以定义为“正”、“负”,有“正能量”和“负能量”的概念,是由保罗·狄拉克(1902-1984年)首创的概念。

1930年,狄拉克用数学方法(狄拉克方程)描述电子运动规律时,发现电子的电荷可以是负电荷,也可以是正电荷,电子除了有能量取正值的状态外(“正能量”),还有能量取负值的状态(“负能量”),且所有正能状态和负能状态的分布对能量为0的点是完全对称的。但从此可以推论:一电子的能量可以高到正无穷或低到负无穷,而这显然是不可能的。狄拉克为此提出空穴理论解决了这个问题:电子是费米子,满足泡利不相容原理,每一个状态最多只能容纳一个电子,物理上的真空状态实际上是所有负能态都已填满电子,同时正能态中没有电子的状态。

狄拉克猜想自然界中可能存在一种带正电荷的电子,提出了反粒子的概念(正子是电子的反粒子),其后科学家们的实验证实了确有带正电荷的正电子(正子),也证明了狄拉克方程和空穴理论的正确。但是,正子百分之百地会很快就与邻近的电子碰撞而结合成光子,即电子和正子这两种物质“湮灭”了,转换为非物质的光子了。然而,此过程中,质量及能量的总和(经E=mc2转换)仍是守恒的。

由粒子和反粒子的概念又推导出物质(正物质)和反物质的概念,就是说存在大量反物质(包括正子),这也得到了科学实验的证明。正物质和反物质相撞后会湮灭,而只以能量存在,我们生活的这个宇宙世界之所以是正物质的,而不是和反物质全部湮灭了,是因为这个宇宙产生时,物质与反物质的分布不平均,正物质多于反物质,剩下的未与反物质湮灭的正物质就构成了现在这个物质世界。但我们也可推测,可能存在全能量构成的宇宙或全反物质构成的宇宙。由此显然可知,我们人类生存的这个宇宙已经不存在自然状态的负能量了,所以,“正能量”和“负能量”都是曾经的,是科学家为了探究宇宙实相而立的概念,现在“能量”没有“正”“负”。 量子物理学建立了“能级”这个概念,以表示微观世界里粒子能量的大小、高低、强弱,虽然是同一种粒子,但处于不同能级的粒子的能量的大小高低强弱不同。

人类现在处于信息科技日新月异的时代,有科学家认为宇宙万物是由物质、能量和信息构成的。克劳德·香农(1916-2001年)1948年描述说:“信息是用来消除随机不定性的东西。”诺伯特·维纳(1894-1964年)认为:“信息就是信息,既非物质,也非能量”,“信息是物质、能量、信息的标示”,信息是“我们在适应外部世界、控制外部世界的过程中同外部世界交换的内容的名称”。迄今未有“信息”概念的公认定义,比照质量和能量概念,似乎可说信息是物质运动的一种存在或表达形式。科学家们指出,信息能够转换,从一种状态转变成另一种状态;信息可以创造,可以失存;有科学家提出了“信息守恒定律”:“系统中储存信息的增加等于进入系统的信息减去离开系统的信息。”我觉得这些有道理,但不展开讲了,但想到信息、能量和质量间能够互相转化,也许将来科学家们能像质能方程一样建立起信能方程、信质方程。

“能量”是有“正”“负”

前面已经陈述明白,自然科学的研究证明“能量”无“正”“负”。人类也是以物质、能量、信息或物质、时间、空间形式存在的,也应当如此。经验实证表明,人类有感情、思想等精神活动能力,所以我们不能这么机械地类比。可是人们又经常用“能量”来形容人的活动能力,而这种能力的活动后果,是有价值判断的向度的,所以,把“正能量”、“负能量”概念引入人文社会科学,是有现实意义和理论意义的。

《道德经》说:“天地不仁,以万物为刍狗。”自然界存在万物,对谁都像对待草狗一样,不会对甲好对乙差。但作为一种生物体的人类则不同,以为自己是万物的尺度,主张以人为本,凡人对事物总有价值判断,总有主观的偏好,有好坏、善恶、爱憎、苦乐等分别。这虽不合自然的大道,但这种分别正是人类异于其他生物的地方。《孟子·尽心上》说:“人之异于禽兽者几希。”即人与其他动物间这很少的差别在于,正常的人有向善之心,有同情之心。例如,正常的人都追求幸福,都希望自己(和所爱的人)身体健康、生活富裕、家庭和睦、事情顺利。前面论述过物质、能量和信息不但自己可以转换形态,其间还可以互相转换形态。而人的所思(人的思维是非常复杂的物质、能量和信息转换过程)、所言、所行,都可以用能量来表示或都可以转化为能量,这种能量可以增加或减少人的幸福。

例如,人们平常说话,是表达其某种思想,是以物质为媒介传递出去的某种信息,但对于听者来说,信息却能转化为能量、质量,并导致能量、物质的转换。这种例子不胜枚举:小而言之,一句嘉言,可让人欢喜奋发,一句恶语,却伤人不浅——慰勉人的话可能让听者感激而送阁下礼物(实打实物质的),让听者奋发成为对人类社会有益的人才;侮辱骂人的话却可能换来痛扁(阁下的物质肉身受损),让听者沮丧甚至做出危害人类社会的犯罪行为。大而言之,则一言可以兴邦,一言可以丧邦——小平同志说改革开放,于是大量物产和服务经过物质、能量和信息的转化变换而供给了市场;西太后说义和拳灭洋妖,结果八国联军打进北京,大量人被杀物被毁。根据我们人类的价值判断,显然所举例的这种能量不仅有大小高低强弱之分,还有方向之分,增加人的幸福的能量是正向的,减少人的幸福的能量是负向的,因此,可把人类社会中的“能量”区分定义为“正能量”和“负能量”。

对于人类社会来说,人们的心思转换出太多负向的东西,表现出来就是言语暴戾凶狠、行为贪婪鄙陋,若多人如此,经过转换,就会形成高大强的“负能量”,不但直接伤害人类,也破坏人类生存的物质环境。人们的心思转换出的正向的东西多,多起好心,多说好话,多行好事,就会形成高大强的“正能量”,则人与人吉祥和谐,人与所处的自然环境也能比较吉祥和谐。这两类事例都太多了,不用列举。对于个体的人来说,也是如此,可说是一念天堂,一念地狱。正规的宗教特别是佛教在这方面的解释,比科学更加圆满,但为避免说教之嫌,就不多讲了,若得因缘机会,自可当面讨论。

前面说过的能量守恒定律和因果定律,个体和社会都不得不遵守。选择增 “正能量”减“负能量”,还是减“正能量”增“负能量”,其果报是自作自受。有个特别事实是,此系统中“高能级”的人们要移至彼系统是很容易的,而“低能级”的群众要移出此系统,难度不亚于使自己进入此系统的“高能级”。

“能量”要增“正”减“负”

语短意长,择要结论吧。

个体的人早晚有一死,但怎么过人生这个过程,人可以选择怎么过。选择转心,从而转言转行,使自己的“正能量”增加、“负能量”减少,例如更多理智、更少情绪冲动,多看积极面少看消极面,从而使自己更幸福,或者选择反之,这是个体的选择自由。

人类社会也是个不断变化的过程,社会也可以选择,使社会的“正能量”增加、“负能量”减少,从而增加社会的幸福,或者选择反之。社会的选择是一种公共选择,比个体人的选择还要复杂得多,但它也是每个个体人的选择。社会“正能量”的增加、“负能量”的减少,要从个体的选择做起。在此时此地,“能级低”的个人得承认自己很多时候确实是不明真相的群众,要全面、中立、建设性地看事情,不要只报道非常态的丑恶事情,不要在网络上当暴民,你有说话的权利,但你要摆事实讲道理服人,不要动辙就喊骂叫杀。“高能级”的个人要承认自己智慧有限,不要总以为自己掌握着宇宙真理,而视“低能级”个人为草芥而不睬或乱踩,视外国社会的先进实践经验(也是信息、能量和物质)为邪路歪道,摸石头上瘾不过河,在世界潮流中自我娱乐。

生物要生存,必然要能量。对于社会幸福的发展进步,我们若改用尤金尼·奥德姆(1913-2002年)生态经济学所倡导的“能值”(取正数)来衡量,可能更为准确和有意义。我们要努力增加我们国家、我们社会系统的能值,实现国家强盛、社会和谐、人民幸福,持续发展进步。

各位,你们怎么看?

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