正文 第三章 能量與物質(1 / 2)

現在,對於人類環境的實質問題,我們必須從廣義的哲學概念出發,進一步探求和理解其自然平衡的內在因素。過去4個世紀的科學工作,重點是分析錯綜複雜的自然現象,從而獲得了精確的、高度專門化的知識。同時,產生了一種新的和未曾料到的認識,這就是整個宇宙的一致性、連續性和相互依賴性。科學家們透過混亂的表麵現象,深入詳細地研究了物質結構——能量的實質,從而提出了物質世界和生命世界的統一圖像。它較任何近代科學未出現前的思想家所設想的更為徹底。因此,若是還認為科學方法隻不過是一種解剖分析事物的力量,那麼就會忽略20世紀對一元論理論的驚人科學成就。一元論的主要根據,是人類日益深入地掌握了的以核能為中心的宇宙現象。

19世紀,一些國家的獨立研究的成果,開始逐步認識了原子的本質。年輕的丹麥科學家尼爾斯·玻爾提出一種假說,認為原子可能像一個微型太陽係,有一個原子核好像太陽一樣居其中心。圍繞著這個核心的是一些帶陰電的粒子,名為電子,電子的質量約為整個原子的1/2000,在固定的軌道上運行著,正像行星圍繞著太陽運行一樣。電子的陰電荷彼此之間,它們與帶陽電的原子核之間,都保持著一定的距離。

在原子的中心,存在著含有強大能量的原子核。核是極為微小的,微小到使人無法置信。如果將一個原子放大到一間房屋的大小,按照比例計算,核隻不過像針尖那樣大小。原子核帶有很強的陽電荷,幾乎占了整個原子質量的百分之百。每一種元素有完全相同數目的電子和質子,氫是最輕的一種元素,核內有1個質子,還有1個電子圍繞著核運行。鈾是非人工製造的最重元素,有92個質子和92個電子。有些元素雖然其原子核內的質子數和核外的電子數完全相同,但是奇怪的是質量卻不同。直到半個世紀以前,科學家才由推論發現了在核內存在著另一種粒子,即中子。中子不帶電。中子在核內的存在與數目,說明了為什麼相同的元素,質量有所不同。這些電子和質子的數目相同而質量不同的元素,稱為同位素。例如鈾-328有92個質子,92個電子,卻有146個中子。第一顆原子彈的燃料鈾-235則隻有143個中子。

在探索有關原子結構的征途中,人們認識到,物質結構的微小單位的運動,蘊藏著各種各樣的能量。熱能使各類元素中的電子振動得越來越劇烈,直至衝擊出它們的軌道,而與其他物質結合。一種元素外層的電子,如果躍進另一種元素的外層軌道,形成較穩定的化合物,就放出化學能。電子由於電磁力的吸引,脫離了它們的軌道,沿著像銅線那樣的良導體,在原子之間迅速移動,這就是電流的產生。

一切能量都有“流動”的性質。由於電磁力的作用,電子從高溫流向低溫,從不穩定的元素流向較穩定的元素,從高位能流向低位能。實際地球上的全部能量來源,整個太陽係,甚至可能是整個宇宙間的能量來源,都可以用原子作用的理論來解釋。這種原子作用和在太陽中心所進行的過程相似。從這裏,人類懂得了物質世界的本質。

不但各種類型的能量可以互變,而且最近的科學研究表明,能量同物質也是可以互相轉變的。人類本身和地球,都是宇宙中物質世界的組成部分。全部物質世界都是由有規則的、連續作用的能量所構成的。能量永存於運動著的宇宙萬物之中,也存在於我們瞬息即逝的身體和善於思索的頭腦中。一切事物都處於巨大無比難以想象的能量運動之中。科學家所說的宇宙規律,哲學家夢寐以求的宇宙統一體,聖賢偉人主張的大同世界,都是可以實現的理想,絕不是毫無根據的虛構。事物的基本原理,都表明了能量和法則是屬於一個單一的、統一的、互相有聯係的體係。