老子的宇宙创生观与现代量子宇宙学，本文主要内容关键词为：量子论文,老子论文,宇宙论文,宇宙学论文，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。
一、“道”的两重性质
在中国古代哲学中，是老子第一个赋予“道”以宇宙本根的含义，〔1〕但《老子》之简练精深却令人扑朔迷离，误解甚多。我们认为， 在《老子》中“道”的本根意义是通过用“无”与“有”这两个概念来确定其理的规定性和物的规定性（无必要时，后文简称此为两重性）的。亦即，“道”具有理与物的两重性，此两重性是互补的，不分孰先孰后，彼此互为补充；具有同一性，彼此互为前提，统一表征为“道”。
韩非子是第一个阐明“道”的两重性的〔2〕：“道者， 万物之所然也，万理之所稽也”。他阐发“道”之理的规定性说：“万物各异理，而道尽稽万物之理”。这是与老子的“道法自然”的观点一致的，即“道”是“天下莫能臣之”的，是以自己为法而再无它法可法的最朴素的基本客观规律。老子在将“道”用于“知古始”时称之为“道纪”，并简称它为“无”。这就是用来“名天地之始”的“非常道”、“非常名”的“无”。并指出“常无，欲以观其妙”〔3〕， 即当欲观察理解宇宙万物发展变化之奥秘时，必须遵循最一般的基本规律。
在《解老》中，韩非子又阐发“道”之物的规定性说：“道者，万物之所以成也。”事实上，正是由于“道”具有物的规定性，才可以有“道生一，一生二，二生三，三生万物”之说也。“道”之物的规定性在《老子》中被简称为“有”，故而一章曰：“有，名万物之母。”“道”具有物的规定性使得“道”可以“似万物之宗”，即使“道”具有“先天地生”、“可以为天地母”的资格。老子还指出欲观察、区分宇宙万物之形态结构，必须按物的规定性，故曰：“常有，欲以观其徼”。
由此可见，“有”与“无”不能简单地等同于存在与虚无，而是老子用来表征“道”的两重性的抽象名称，它较之与体与用、形与神、质与量、本质与现象或现代的结构与功能的概念，更为具有抽象性和至极性，它是如此之抽象，以致不得不说“道可道，非常道；名可名，非常名”也。
二、“道之为物”即为“一”，是为“万物之宗”
老子将宇宙万物的演化历程概括为“道生一，一生二，二生三，三生万物”。按周易，一为太极，二为两仪，三为三爻，演化为八卦象征万物。其中“二”已被人们理解，如乾坤、阴阳、天地（宇宙），正负等皆是，而“一”为何却很难说清楚（“三”和“万物”与本文无关，不议），因而，如何理解“道生一，一生二”就成为辨识老子的宇宙创生观的关键。
“吾何以知众甫之状哉？”老子是如何认识初始状态的？是由于道具有物之规定性也，老子称之为“道之为物”，并说它具有普遍性，“自古及今，其名不去，以阅众甫”。老子还对初始状态作出了描述，认为“道之为物”虽然是惚恍窈冥的，然而“其中有象”、“有物”、“有精”、“有信”，这就和现代的场的观念十分接近（本文第四段中将结合基态宇宙波函数再讨论这一点）。
既然“二”代表天地宇宙，故“一生二”表征了宇宙的创生，于是“一”即为“天地母”或“万物之宗”。老子还提出了“谷神”、“玄牝”两概念，说“谷神不死，是谓玄牝。玄牝之门，是谓天地根”。“谷”喻“道”，“神”喻“用”，故“谷神”即表征“古始”时“道”之物的规定性，与古始时之“道纪”对应，统一地体现了“道”的两重性。“玄牝”形象地反映了“道”的生机。天地者“二”也，可见“玄牝”是“一”。孟景翼对此曾有很好的阐述，他说：“‘一’之为妙，空玄绝于有景，神化瞻于无穷，为万物而无为，处一数而无数，莫之能名，强号为一。为佛曰‘实相’，在道曰‘玄牝’”。〔4〕可见， “一”为“天地母”时，是与“玄牝”等义的；“一”具有普遍性，既“自古及今，其名不去”，又“神化瞻于无穷”；“一”具有多样性，“一”虽“处一数而无数”，故有“众甫”。
三、老子的宇宙创生观并非虚无创生观
老子的宇宙观无疑是对人类的一大贡献，虽然后人有褒有贬，但并不因此而无视其光辉，因为由之而导出的谬误或贬词，有不少是由于其“玄”而误解所致。
老子的宇宙创生观倒底是唯物的或是唯心的呢？前者举出“有物混成，先天地生”等为证；后者则举“有无相生”、“有生于无”等句，以证明老子的宇宙创生观是无中生有的虚无创生观。孰是孰非，至今未有定论。
我们认为老子的宇宙创生观并非虚无创生观，根据如下：
（一）作为表征“道”的两重性的“有”、“无”，在《老子》中很明确地表明两者并无主次先后之分，即“此两者同出而异名”。“有”、“无”具有同一性，体现了“道”的两重性。因而“有无相生”无非是指事物之矛盾相反相成而已。事实上，老子正是在提出“有无相生”的第二章中，列举了大量对立概念，如美—恶、善—不善、难—易、长—短等，可见，“有无相生”正是老子的辩证思维的概括。之所以称之为有无，是指某一为显在时，则另一为潜在的，即“无”具有潜在性的意义。
（二）“有生于无”实质上是指两层意思，一是显在之物生于潜在之物，故“无”非虚无，而老子以“无物”名之，在《老子》第十四章云“视之不见，…听之不闻，…搏之不得，…此三者不可致诘，故混而为一，…复归于无物”，而且还强调“无物之象，是谓恍惚”，可见复归的不是“非物”〔5〕或虚无。对此， 我们还可以注意到在二十八章有“复归于无极”句，完全与“复归于无物”对应，即“无极”与“无物”分别对应于“太极”与“太一”。可见，“无物”指的是“无状之状，无物之象”的潜在物质〔6〕， 因而“有生于无”系指显在之物生于潜在之物。
在第四十章中的“有生于无”则还进一步强调了它的第二层意思，即通过“反者道之动，弱者道之用”来强调由潜在向显在必须遵循的转化规律，即强调在转化中物的规定性与理的规定性的对立统一作用。
由此可见，“有无相生”和“有生于无”均不足以证明老子是虚无创生观者。
四、量子宇宙学与“一”
由伽莫夫在1946年提出的宇宙大爆炸模型，提供了一个较为清晰的宇宙演化图景，并以其较多的观测证据而优越于其它宇宙演化模型。然而，仍有许多观测特征未得到解释，例如：视界问题、平坦问题、磁单极子问题、宇宙奇点问题、类星体的产能机制问题和占90%以上的暗物质问题等。〔7〕1981年， 古斯提出的暴涨模型能较好地解释前三个问题，但仍未能解释其它问题，特别是该理论不能回避宇宙奇点问题。
宇宙奇点是说宇宙标度因子收缩为零的一个数学点，这就意味着宇宙是从虚无中开始。所以，不论是宇宙大爆炸模型或暴涨模型，都存在一个宇宙创生是否从虚无中开始的问题。
由量子论可知物质尺度不可能小于普朗克尺度，因而必然的理论思考就是将量子论引入宇宙极早期的研究以避免奇点。事实上，在暴涨模型提出之前，德维特、惠勒和米斯纳就开始了这类研究，前两人提出了宇宙波函数及其应满足的惠勒—德维特（W—D）方程，米斯纳开始了量子宇宙理论研究。在本世纪70年代，特利昂首次提出了封闭宇宙自发创生于真空涨落的可能性，认为宇宙起源于总能量为零的量子涨落。同时，物理学中大统一规范场论[SU(5)]的建立， 更使人们联想到在宇宙极早期的极高能条件下实现超大统一的可能性。等等这些理论成就，便促成了量子宇宙学的兴起。于是，人们便以崭新的科学理论武器，向以宇宙是否创生于虚无这一问题为中心的宇宙创生观发起了攻坚战。
目前已得到可排除奇点的若干理论结果，如文献〔8〕已证明在耦合标量场、耦合旋量场或量子涨落的情况下，宇宙标度因子为零的几率为零，即宇宙起源于虚无的数学点的可能性几乎不存在。通过量子宇宙学的研究还得知宇宙的初始能量密度不会是零，因为由维仑金的隧道波函数求得其初始能量密度可以甚大（但小于普朗克密度），而由哈特勒——霍金的路径积分波函数求得的初始能量密度则可任意地小，但不会等于零。真实的初始能量密度则处于这两个结果的闭区间之中。
由此可见，“先天地生”的“一”其物的规定性可由其标度因子和初始能量密度均不为零这个量的和质的规定性所确定，即它虽是“无物”，但不是虚无，而是潜在的“有”。
“先天地生”的“古始”时，“一”之理的规定性“是谓道纪”。由于“道性自然，无所法也”，〔9〕故而“道生一”的创生条件是它自身，再无任何边界条件，这个要求反映为“一”的创生是没有任何来自“二”或“三”的因素或条件（比如时间和空间、正负或阴阳等可归于“二”的因素等等）。
霍金就提出了一个这样的函数，称为哈特勒—霍金（H—H）基态波函数：
其中不存在任何可归属于“二”或“三”的因素或条件，只存在场态的引力物质，即仅有度规g[,μν]及其物质场Φ为其变量。这是由于在普朗克尺度时，时空失去了通常的意义，从而基于经典时空背景才可能的粒子产生也不复存在，只存在潜在态的引力物质。可见，这个恍惚窈冥的“无物”的确是“其中有象”——度规；“其中有精”——量子态（盖因“精，小之微也”，〔10〕即小之极）；“其中有信”——几率；“其中有物”——物质场。这就为创生宇宙的“一”提供了一个完美的图象。
五、“一”的多样性和多宇宙
“一”之多样性如“古始”之“众甫”，从而可能有多个“一生二”即多宇宙之存在。目前这虽尚非观测实践问题，但对于哲思和科学理论的发展是有益的想法。 持有此想法者， 古已有之。 元代的邓牧（1247—1306）曾说：“天地，大也，其在虚空中不过一粟耳。…谓天地之外，无复天地，岂通论耶！”〔11〕恩格斯提出如下的原理“无限时间内无数宇宙的永远重复的连续更替，不过是无限空间内无数个宇宙同时并存的逻辑补充”。1981年霍金曾提议放弃“我们所看到的宇宙是唯一的宇宙的见解”，而应“采取一个可能以某种几率分布着的宇宙系统的图景”。
在科学理论研究中，关于多宇宙的证明主要有三：
（一）由于仅仅存在物质场和度规的时空拓扑，可以用完全无平衡要求的标量场描述。林德证明这种场的任何局域量子起伏都能导致真空对称破缺而形成宇宙泡，并通过暴涨而成为宇宙。由于局域的量子起伏非唯一，故而可能存在多宇宙。
（二）爱因斯坦场方程允许存在众多独立无关的宇宙解，我们的宇宙只是其中一个解。所以，场方程允许存在众多宇宙与我们的宇宙并存或更替。来自不同宇宙解的宇宙，意味着有不同的理与物的规定性，即可能有不同的度，而我们的宇宙可能只是其中一个有特定的度的物质宇宙。〔12〕
（三）量子宇宙学的新进展表明，无平衡要求的标量场可以用维仑金波函数或哈特勒——霍金波函数表示，而在该两者之间则存在一个闭区间，故在该闭区间前后共存在三个分立区域〔13〕：一个以哈勃半径倒数为起点的经典允许区；一个由其标度因子不小于普朗克尺度的虫洞波函数所决定的经典禁戒区；还有一个在此禁戒区之前被称为Baby宇宙的经典允许区。
Baby宇宙是一类普朗克尺度的宇宙，这种尺度的宇宙可能是永存的，正所谓“谷神不死，是谓玄牝”。维仑金还证明，Baby宇宙可以非零几率穿透经典禁戒区而过渡为经典允许区。可见，量子隧道作为“一生二”的机制，称之为“玄牝之门，是谓天地根”确是十分贴切的。
量子宇宙学对多宇宙模型得出了较多的具体描述：
（一）多个宇宙间可以由虫洞相联。由于量子隧道效应是虫洞的量子效应之一，虫洞是时空流形的拓扑涨落，它能相当稳定地连结彼此完全孤立的大时空流形，也能连结同一大时空流形中相距甚远的不同区域。〔14〕由于宇宙无非是完全孤立的大时空流形，故虫洞能相当稳定地连结多宇宙。
（二）不同的宇宙可能有不同的拓扑性质。时空拓扑在经典时空不是动力学量，但在普朗克时期却是主要的动力学量，是宇宙创生的主要产物。已证明在普朗克时期至少存在形成球拓扑和环拓扑两种可能，〔15〕即单连通的宇宙或多连通的宇宙都可能存在。
（三）四维宇宙的几率最大。量子宇宙学研究表明，普朗克时期宇宙可能是高维的，但虫洞对维数的作用可以导致高维自发紧緻，以至是4维的几率为最大。〔16〕
由此可见，在众多的“一生二”的“二”中，我们的宇宙只是其中一个有特定的理与物的规定性的“二”，即是一个有特定的度的物质宇宙，它表现为有特定的物理常数和规律、单连通的三维空间一维时间的物质宇宙。〔17〕
六、结束语
科学史表明，人类理性思维发轫于东方的古中国、古印度和西方的古埃及，西方科学理论则主要是在古希腊哲学的基础上，通过理性思维的发展而发展，并日益远离那出发点，发展出一种与东方哲学尖锐对立的宇宙观。在本世纪中后期，西方科学哲思又克服了这种观念定势，逐渐向东方哲学回归，只不过直觉和猜测的成份被实验和科学方法所替代了。事实上，量子力学创始人N ·波尔早就意识到科学思维有向东方回归的必要。特别是古中国的哲学代表作《老子》，更是受到西方科学、哲学界的高度推崇（其中包括量子宇宙学的创始人霍金）。本文无非是想对此再提供一个证明，以表明今天我们仍有对老子的宇宙创生观作进一步研究的必要，因为，深刻和正确地理解老子的宇宙创生观将会大大开拓我们的思路，有益于建构符合不断发展中的科学思维的宇宙创生观。
注释：
〔1〕“本根”一词首见于《庄子·知北游》。
〔2〕《韩非子·解老》。
〔3〕按王安石《老子注》。
〔4〕《南齐书》第935页。
〔5〕庄子是持虚无创生观的， 他在《知北游》中对“有先地天者耶？”作答说“物物者非物，物出不得先物也”，这无疑是对老子的“有物混成，先天地生”的否定。
〔6〕任继愈在《老子新解》中解释“无物”为“无状无象的状态”，即指潜在物态，在古中国又称“浑沦”。
〔7〕1992年11 月李政道在复旦大学的演讲中将类星体的产能机制和暗物质问题列为20世纪末的4大科学问题之前两个， 可见其非常重要性。
〔8〕J·V·Narlikar & J·Padmanabham:phys.Rep.100 ( 1983) 3; J·Christodoulakis & J·Zanell:Phys,Rep. D29 ( 1984) 2738;沈有根：《中国科学》A4 （1990） 409。
〔9〕河上公《老子章句》注。
〔10〕《庄子，秋水》。
〔11〕摘自席泽宗：“古代中国和现代西方宇宙学的比较研究”《天文学哲学问题论文集》人民出版社（1986）第170页。
〔12〕杨克忠、王永久、沈有根：《自然信息》（1983）4。
〔13〕沈有根、王浩刚：《中国科学》A3（1993）299。
〔14〕沈有根：《天文学报》33（1992）146；王文福、陶才德、 沈有根：《高能物理与核物理》18（1994）52。
〔15〕沈有根：《中国科学》A（1991）65。
〔16〕沈有根：《数学物理学报》14（1994）3，229， 吴忠超：Phys.Rev.31（1985）3079。
〔17〕杨克忠、沈有根：《自然辩证法研究》，33（1990）5。