宇宙有限无限问题的哲学再认识*，本文主要内容关键词为：再认论文,宇宙论文,哲学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
循历史逻辑，本文深入反思了宇宙概念，宇宙有限无限问题，提出了宇宙概念的定义（哲学的、科学的）；指出了黑格尔哲学关于有限无限分析用之于宇宙有限无限问题时，具有局限性，这在于有不同的语境；恩格斯关于宇宙有限无限问题的分析有自然哲学的思考，也有哲学的、认识论的思考，既联系又区别，不可混淆；从概念的自身逻辑，论证了宇宙是有限与无限的统一；最后，结合非线性科学，深刻思考了宇宙有限无限的本质，即是存在与演化的统一。
一、宇宙概念的发端及启示
西方公认宇宙概念源于中国。如《简明不列颠百科全书》宇宙条目上写道：“宇宙。中国哲学术语。天地万物的总称。”（第9卷，第230页）的确，在世界哲学科学史上，宇宙概念最早始于管子（约前725－前625）：“天地万物之橐，宙合有橐天地。”（《管子·宙合》）就是说，天地为万物之口袋，宙合又是天地的口袋。按《说文》，“宙，舟车所极覆也。”即舟车所到之处。《广雅》中“合”释为器。“宙合”可直译为，舟车所到之处形成的“盒子”。在管子这里，“宙合”作为一个词组构建了一个原始的反映时间与空间相统一的概念，因为舟车行进需要时间与空间。管子说：“宙合之意，上通于天之上，下泉于地之下，外出于四海之外，合络天地以为一裹。散之至于无间，不可名而山，是大之无外，小之无内。古曰有橐天地。”（《管子·宙合》）这表明宙合不仅装天地，而且可以散开，犹如口袋可以散开一样，或许意味着宙合具有扩展性或开放性。我们认为，宙合的“大之无外，小之无内”反映了宙合的唯一性和整体性，而不是表明宙合在大小两方面都是无限的。
而在墨子那里：“久，弥异所也。”（《墨子·经上》）“宇，蒙东西南北。”（《经说上》）“久，弥异时也。”（《经上》）“久，合古今旦莫（暮）。”（《经说上》）其中一个“弥”字反映了宇、久的连绵性、连续性，与管子把宙合当口袋的看法有一定差别。就当时的认识水平来看，这种差别极为自然，反映了一个问题的两个侧面。其一是从“尺度”的大小着眼，其二是从“变化”连续性着眼。可见，宇指称的是事物可以前后左右上下运动的一种状况、情态；宙指称的是事物运动历经古今旦暮这样一种过程、情态。
从感性直观到宇宙的最初概念，又从感性认识上升到理性抽象，以洞晓宇宙的根本。春秋时期的子华子从“道”的角度来认识宇宙，并将宇宙与物质联系起来。他说：“惟道无定形，虚凝为一气，散布为万物，宇宙也者，所以载道而传焉者也。”“宇者，情相接也；宙者，理相通也。”（《子华子·孔子赠》）宇宙概念的明确定义是战国时期的尸子：“上下四方曰宇，往古来今曰宙。”使得子华子引入的“宇宙”概念至今不衰。易见，尸子定义的宇与宙并没有大小涵义与有限无限涵义。
但是，有限无限的概念在《墨经》中已经有了。“穷，或不容尺，有穷。莫不容尺，无穷也”。（《墨子·经说上》）“久，有穷无穷。”（《墨子·经说上》）宇与宙的关系也得到了反映，“长宇，徙而有（又）处，宇南宇北，有旦有（又）在莫：宇徙久。”（《墨子·经说下》）“长宇久。”（《墨子·经上》）在庄子那里，明确提出了宇宙具有无限性：“有实而无乎处者，宇也。有长而无本剽者，宙也。”（《庄子·庚桑楚》）
随着汉代自然科学的发展，宇宙概念得到丰富并发生分化。张衡从科学的角度点明时空的无限性，他说：“八极之维，径二亿三万二千三百里，南北则短千里，东西则广增千里。自地至天，半八极。过此而往者，未知或知也。未之或知者，宇宙之谓也。宇之表无极，宙之端无穷。”（《张河间集·灵宪》）在张衡看来，宇宙有知（定量）与未知之分，可以认为，这正是观测宇宙与一般宇宙概念的萌芽。而比张衡略早的扬雄则主张：“阖天谓之宇，辟宇谓之宙。”（《太玄·玄摘》）即时间有起点，空间可以“阖”起来，或许表明宇是有限的。
纵观中国古代宇宙学说，历经宇宙概念完善，宇宙有限无限的明确表述，到形成完整的落下闳——张衡浑天宇宙模型（代表表达），没有产生多宇宙思想。在西方，古希腊的阿拉克西曼德（约前610－前546）从万物的本原阿派朗（qpeiron，有译为无限者，也有译为无定体、无定限体）出发，认为宇宙是无限的。阿拉克西曼德的无限宇宙，没有明确指出宇宙空间尺度无限大，明确指出了宇宙物质具有永恒的运动，同时他还认为有无数个天和世界。（汪子蒿等，《希腊哲学史》，第1卷，人民出版社，1988年版，第190-209页）宇宙是指大地、日、月、星辰等，究竟宇宙与无数个天和世界有什么关系？阿拉克西曼德并没有说明。但是，从本原阿派朗的角度来看，由阿派朗的统一性，我们可以推断这无数个天与世界是一个完整的整体。西方明确提出宇宙概念的是毕达哥拉斯学派，其中最著名的菲罗劳斯(Philolaus，生于约前474年）学说认为：在宇宙(cosmos)之外还有无限的虚气。菲罗劳斯的宇宙是一个可以用数表达的天地系统。管子的“宙合”概念较毕达哥拉斯学派的cosmos概念早近200年左右，而为现代宇宙学所接受的“上下四方曰宇，往古来今曰宙”的宇宙概念与cosmos又是同时代的。这从一个侧面反映了人类进化、人类思维发展的一致性。近代学者布鲁诺认为，宇宙是无限的，无限的宇宙中含有无数个世界，宇宙是一，而众世界是无数。因此，布鲁诺的宇宙仍是一个统一的整体。西方宇宙概念及宇宙模型的发展，无论宇宙是有限形式（如亚里士多德、托勒玫的地心系统等），还是无限宇宙形式（如布鲁诺、牛顿的宇宙模型等）以及爱因斯坦的有限无边宇宙模型、现代宇宙学模型、〔如量子宇宙学中，林德(A.D.Linde)的混沌暴涨宇宙模型认为。极早期宇宙经暴涨之后产生了很多的微小宇宙。但是普朗克时代的量子宇宙仅有一个。（拙作《云南社会科学》，1993年第2期，第45页)〕，宇宙就是一个整体，力图反映物质的整体存在，而且宇宙有定量特征。值得我们注意的是，西方并没有给出一个公认的时间与空间概念。即使在牛顿的《自然哲学之数学原理》中，也没有定义时间和空间，而是在《定义》部分的注释中做了说明。在牛顿看来，为去掉常人的偏见，提出绝对时空与相对时空更方便些。（阎康年著《牛顿的科学发现与科学思想》，湖南教育出版社，1989年版，第354页）
一当自然科学从哲学中分离出来，哲学与自然科学就从不同的角度反映同一个本体世界，形成了哲学世界图景和科学世界图景，这两种图景并不重合，有联系有区别。哲学试图从定性的角度来反映物质世界、精神世界、人类社会等共相概念。而自然科学，特别是物理学、现代宇宙学力图从定量的角度揭示物质世界某一侧面或物质世界整体的某些方面的性质，即反映物质世界的殊相概念。因此对宇宙、宇宙有限无限的把握，导致了哲学与科学两种图景。有的学者也表达了类似见解。（吴国盛《自然辩证法研究》，1993年第2期，第47-52页）所以我们认为，时间、空间及宇宙概念有科学与哲学之分。
(1)物理学或宇宙学的定义：时间是描述物质运动持续性的一个物理概念。空间是描述物质运动广延性的一个物理概念。宇宙或物理宇宙是标志物质运动持续性与广延性整体存在的一个物理概念，是物质的整体，具有量的特征，可以为数学把握。
(2)哲学定义：时间是描述物质运动持续性的一个哲学范畴。空间是描述物质运动广延性的一个哲学范畴。宇宙是标志物质世界整体存在的一个哲学范畴。
刘辽教授曾指出，宇宙就是存在的整体。（《〈原理〉——时代的巨著》，西南交大出版社，1988年，第96页）从这个意义上讲，哲学宇宙在于存在整体的哲学把握，物理宇宙是对存在整体的物理学或宇宙学把握。以下我们将主要从哲学的角度分析宇宙的有限无限问题。而科学的阐述，我们已作过一些探索（参见拙作《自然辩证法研究》1992年第1期，1993年第5期，《科学技术与辩证法》1993年第2期等），新近又从非浅性科学、混沌学角度进行了探讨。
二、宇宙有限无限的哲学分析
宇宙作为存在的整体，必然得到宇宙既不是有限的，宇宙也不是无限的。
(1)若宇宙是有限物，则宇宙应存在于特定时空中，然而宇宙是存在的整体，必不可能存在于特定时空中，故宇宙不是有限物。另一方面，按黑格尔的有限——无限观：“实有在它的自在之有中，把自己规定为有限物并超出限制，这就发生了无限的概念。”（黑格尔《逻辑学》上卷，第135-136页）即是说，自然而然存在的实物就是有限物，无限就发生在此有限物的超出限制之过程。宇宙是自然而然存在的，它是实物的总体或整体，整体不等于它之内的部分之和，即宇宙之内的实物为有限物，但宇宙整体不一定就是有限物。黑格尔紧接着又说：“超出自身，否定其自身，乃是有限物之本性。”如果我们从“变为无限”“是有限物的本性”出发探究，宇宙能超越宇宙自身吗？若宇宙可以超越宇宙，则与宇宙存在整体概念相悖。因此，宇宙不是有限的。
(2)若宇宙是无限的，按黑格尔的意见，无限是发生在有限的超越自身过程，这就要求宇宙的无限发生在有限宇宙（或宇宙有限情形）的转化过程。但是任何转化、任何超越都是在时空中完成的，都是在宇宙中完成的，而不是宇宙之外。故宇宙不是无限的。
上述论证宇宙不是无限的时候，我们利用了黑格尔无限的观点，利用了宇宙不是有限物的结论。同样，论证宇宙不是有限物时，利用了有限物具有超越本性（即无限）。可见，宇宙的不是有限与不是无限互为前提。那么宇宙究竟是有限还是无限呢？若宇宙有限而不是无限，则由宇宙不是无限可以得到宇宙不是有限，但是宇宙是有限与宇宙不是有限相互对立。于是，宇宙是有限不是无限的结论不能成立。相应，宇宙是无限而不是有限的观点也不能成立。那么宇宙既是有限又是无限的结论可以成立吗？
我们先看一个类似情形。在量子力学中，光子的双缝（A和B）实验表明，单个光子的运动表现既不是只从缝A通过，也不是只从缝B通过的。或者说，光子不是从A缝通过就必然是从B缝通过，光子不是从B缝通过就必然是从A缝通过，这样的表述不成立。因此，对光子来说，A缝与B缝并不满足形式逻辑的排中律关系。光子既通过A缝也通过B缝。导致一个光子部分地通过A缝和部分地通过B缝的困难的物理图景，在于光子概念不准确。光子波动性概念是经典宏观时空中的物理概念，使用宏观语言反映微观客体性质出现了语言障碍问题，或者说，具有不同的物理环境（物理语境）。本质上讲，光子与量子力学中的几率幅相联系，在宏观时空中显现的性质与宏观仪器性质有关。
对宇宙来说，若宇宙类比于一个光子，那么要宇宙只通过“有限缝”与“无限缝”中的任何一个都是困难的，因为宇宙不是有限的也不是无限的。但是，在三值（或多值）逻辑中，却可以存在宇宙既通过“有限缝”又通过“无限缝”。
有限无限指的是限制与超越。由此，我们只能得到宇宙既不是有限的也不是无限的。有人会提出一个简单的方法，既然宇宙不是有限的也不是无限的，那么宇宙的有限无限概念就没有任何意义了，即宇宙的有限无限概念不成其为一个哲学问题。然而，简单的否定我们并不轻松。有限无限概念对于事物的把握是深刻的，不失为一对很好的范畴，而且它们在自然科学中也常常遇到。因此，简单地否定宇宙有限无限问题的探索价值，是不可取的。
当我们以有限无限概念来把握宇宙中的事物及宇宙本身时，相当于构建以有限无限为基本概念的公理体系。数学上有一个哥德尔不完备性定理，它启示我们，要求以有限无限为根基的逻辑体系是完备的，则不可能是无矛盾的。要求逻辑体系是无矛盾的，则它不可能是完备的（即存在着不可证明的命题）。可见，要求有限无限概念体系中没有矛盾存在，则必然存在不可判定的问题，即有些问题按原体系的推理方式无法解决。实际上，宇宙的有限无限问题就是一个按原推理方式无法判定的问题。为此需要寻找新的途径。
在黑格尔体系中，有限无限的定义是以宇宙之内的有限物抽出有限，而有限物的超越就是无限。由于有限是从宇宙之内的所有有限物抽出的，它并不包括宇宙本身，因此有限物的外延几近于无穷大，按形式逻辑学，其有限内涵几近于零。正是这几近于使得有限成为有限物的共通特性，所以，有限物的质的规定性就是几近于有限物的否定，而不是有限物的完全否定。在黑格尔那里，有限物的否定就是无限，由于这“几近于”存在，使得黑格尔的判断并不完全成立，只有在有限无限的二值逻辑中才满足不是有限就是无限，不是无限就是有限。我们认为，“几近于有限物的否定”这一表述等价于“无限”与“有限与无限的统一”两个概念的并。如前所述，我们已证明，宇宙不是有限的也不是无限的，因此，仅剩下一种选择，即宇宙是有限与无限的统一，或者说，宇宙既是有限的也是无限的。
从当代语言分析哲学来看，宇宙有限无限同一般的有限无限分别处在不同的语境之中，用一般的有限无限观去分析宇宙的有限无限问题，自然会遇到重重困难。宇宙有限与宇宙无限是独特的概念，并不是宇宙与有限或无限的线性迭加。犹如地球概念并不是“地”加上“球”。因此，宇宙有限与宇宙无限仅具有限、无限的某些方面的性质，而不是全部。我们认为，宇宙有限是指所有物质为宇宙所限制，为宇宙所封闭，构成一个物质整体；宇宙无限是指宇宙具有超越限制的趋势，具有突破封闭转向开放的趋势。
恩格斯关于宇宙有限无限问题的论述，有自然哲学成分，有哲学成分，也有认识论成分。自然哲学主要是对自然科学的结论作哲学的抽象、提炼，它具有时代性。当然自然哲学也诉诸历史，但更主要是从自然科学的角度来提出概念与原理。例如，恩格斯说：“时间上的永恒性、空间上的无限性，本来就是，而且按照简单的字义也是，没有一个方向是有终点的，不论向前或向后，向上或向下，向左或向右。”（《反杜林论》，人民出版社，1972年，第46-47页）这就是关于宇宙无限性的自然哲学结论。”当我们说，物质和运动既不能创造也不能消灭的时候，我们是说，宇宙是作为无限的进步过程，即以恶无限性的形式存在着的，而且这样一来，我们就理解了这个过程中所必须理解的一切。”（《马克思恩格斯选集》，第3卷，第557页）这是关于宇宙无限性的哲学结论。“我们在思想中把个别的东西从个别性提高到特殊性，然后再从特殊性提高到普遍性，我们从有限中找到无限，从暂时中找到永久，并且使之确定起来。然而普遍性的形式是自我完成的形式，因而是无限性的形式，它是把许多有限的东西综合为无限的东西。”这是从认识论的角度对有限无限的阐释。恩格斯关于有限无限的自然哲学、哲学、认识论三个方面的论点，既有联系也有区别。正是由于区别存在，宇宙有限无限的自然哲学结论并不永恒，而联系存在、自然科学的每一划时代发现，导致宇宙有限无限问题的自然哲学、哲学结论必然要改变自己的形式，于是一条新的研究道路开辟出来了。恩格斯得到的宇宙概念是，“宇宙是一个体系，是各种物体相互联系的总体。”（《自然辩证法》，第54页）它反映了宇宙的整体性。恩格斯也认识到：“对无限的东西的认识是被双重的困难围困着，就其本性来说，它只能在一个无限的渐进的进步过程中实现，这已经使我们有足够的理由说：无限的东西既可以认识又不可以认识，而这就是我们所需要的一切。”（同上，第212页）他又说：“无限性是一个矛盾，而且充满种种矛盾……如果矛盾消灭了，那就是无限性的终结。”（《反杜林论》，第48-49页）可见，恩格斯已认识到解决宇宙的有限无限问题的困难性，其原因在于宇宙的有限无限问题的困难性，其原因在于宇宙是一个独一无二的研究对象，处于特定的“语境”之中。
三、宇宙有限无限的本质
研究宇宙有限无限问题只能从两个方面入手，一方面从宇宙概念的定义入手，即由宇宙概念的内在逻辑直接推出若干结论，这属于哲学方法。另一方面从局部入手，通过局部来认识整体，这属于自然科学方法。自然科学的概念直接从它所处理的现象中抽取出来。尽管自然科学也研究整体（如非线性科学中的问题），然而一般来说这种整体并不对宇宙结构作特殊要求。自然科学基于实证（实验）、观测，导致从自然科学的方法论角度区别出观测宇宙概念，观测宇宙是物理宇宙的一部分，观测宇宙的宇宙大尺度现象是检验物理宇宙理论的试金石。
宇宙是标志物质实在整体存在的哲学范畴，由此我们必然得到：(1)宇宙具有唯一性，因为存在整体是唯一的。(2)宇宙具有无边性（无界性）。宇宙在大的方面没有边界，因为若有边界则存在宇宙之外，这与宇宙定义矛盾。同样，宇宙在小的方面也没有边界，因为若有边界则存在宇宙之内。这也就是宇宙“至大无外”“至小无内”的正确涵义，而不是说，宇宙在大的方面无限广大，在小的方面无限可分。
论述至此，我们还没有回答宇宙在空间尺度或时间尺度上究竟是无限还是有限的问题。在牛顿引力论和没有混沌(Chaos)的爱因斯坦广义相对论框架中，宇宙的有限无限问题并没有得到解决，前者的绝对时空无法证实，后者的可能性之一大爆炸宇宙模型也有三种模式（开、平、闭），这又取决于宇宙的平均质量密度与临界密度的比较。目前确定宇宙平均质量密度存在诸多不确定性，即便彻底确定了，但是大爆炸宇宙模型基于均匀各向同性的宇宙学原理又与1992年COBE（宇宙背景探测者）卫星发现的宇宙微波背景辐射的巨大波动现象相矛盾，为此我们提出了宇宙的耗散结构模式，对宇宙的未来作了较为详细的讨论，指出了开、闭宇宙模式都有相互转化的可能性。（拙作《自然辩证法》，1993年第5期，第57-68页）非线性科学的兴起，广义相对论的混沌问题已得到了注意，混沌宇宙学中，宇宙的空间尺度、时间尺度大小已不是宇宙有限无限的主要问题，而且从量上着手难以解决问题，正如混沌专家福特(J.Ford)说：“因为混沌在宏观层次上无所不在，一般来说时钟、标尺与给定的系统本身都是混沌的。混沌系统之间的相互作用产生局部地随时间指数地放大效应，尽管这种效应开始时很小，但还是不可忽略。进而混沌意味着决定论的随机性，这些相互作用的效果就是不可控的、不可预测的。”（《哲学译丛》，1991年第2期，第35页）从自然科学的角度，我们认为，宇宙有限无限的统一是宇宙的确定性和内在随机性的统一。（注：详细论证于《宇宙有限无限问题的科学探索）一文，待发）
从哲学讲，宇宙存在是一种确定性，宇宙演化是一种随机性。由于宇宙的唯一性，宇宙演化就是一种内在随机性。当代非线性科学一再揭示，存在是演化的存在，演化是存在的演化，而物质的本质是存在，物质不生不灭，即反映出宇宙无限性、物质演化性。因此，我们认为，无限是指宇宙演化，有限是指宇宙存在。宇宙有限与无限的统一就是存在与演化的统一，进而达致科学图景与哲学图景的统一。
诺贝尔物理奖获得者杨振宁将数学与物理学的微妙关系比喻为仅有较小交叠的两张树叶，即“两叶理论”。他说：“如果认为两方面有较大的重叠，那就弄错了。它们并不这样。它们各有不同的目的和兴趣。它们有明显不同的价值判断，它们还有不同的传统。在基本概念的水平上，它们令人惊异地共同使用某些概念，但即使在这里，每一方面的生命力是沿着各自的脉络奔流的。”（《杨振宁演讲集》，南开大学出版社，1989年版，第398页）我们以为，在宇宙有限无限问题的探讨上，哲学与自然科学（如物理学、宇宙学……）的关系犹如杨振宁的两叶理论。本文在于沿着两叶各自的脉络洞见共同的根基，寻找交叠的区域，果真如此，我们的目的便达到了。
注释：
*本文受国家“八·五”科学规划社会科学基金资助