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空间概念与未来发展

发布时间:    来源:神州学人 

  空间不仅是物理学概念,也有深厚的社会哲学意义,深入探索空间涵义有利于人与自然和谐发展。人类命运共同体,即是我们大家赖以生存的空间,建立正确的时空观、世界观和价值观。正确理解空间,合理利用空间,保护环境,节约资源,才能正确地践行碳中和绿色生态发展道路,而不是走偏。

  自古以来,人类探索空间,希望找到自己的同伴,发射了各种信号,到现在还没有联系上,也希望能找到地球之外,适于人类生存或移民的“第二家园”,遗憾的是两种尝试都还未实现。

  工业革命以来,人类加速追求物质消费和占有财富,过度浪费资源,万物生存的环境遭到破坏。人类将几千万年形成的石油煤炭挖出来一把火烧掉,取出热量用于消费,排放出过多二氧化碳,导致气温升高,引起气候变化,引发频繁自然灾害。人类应该敬畏大自然,尊重客观规律,认识地球只有一个,人类已造成生态链破坏,威胁自身生存和生态平衡。人类需要深刻反思,只有保护好这颗美丽且唯一的蓝色星球,人类才能生存得更久一些。

  一、空间的物理属性

  空间,是人类生存的基本条件。有了相对足够的空间,才能相对自由地生活和工作,追求自己的理想,创造绚丽多彩的人生。空间大小适中,人就会有舒适感。空间不够或拥挤将会感到挤压,或心理上的压力。空间也不一定是越大越好,按东方文化讲,镇不住气场。

  经典物理认为空间由三维组成。有了长宽高,我们生活的空间就确定了。随着科学的进步,人类对空间认知尺度越来越大。大爆炸理论讲,宇宙产生于138亿年前的一个点。这个点爆炸了,于是有了宇宙。宇为空间,宙为时间。现在宇宙如此之大,要以数百亿光年来衡量,并且还在以加速度方式膨胀。现代物理学认为宇宙中还有大量的暗物质和暗能量,但还没有听说有“负空间”,也许暗物质暗能量也需要空间吧。根据热力学第二定律,即熵增加原理的表述,再过数百亿年后,宇宙归于热寂,一切都将终止,空间和时间就不存在了。这些都是假设,这种模型过于悲观,大家不愿意接受,期待物理学家继续研究,给我们一个乐观的解释。好在百亿年很遥远,吾等普通人只能活到百年,还是应该珍惜时光,活好当下。

  空间也可以无限小。经典物理讲粒子可以无限分割,万物构成是分子,分子由原子构成,原子由原子核和电子构成,原子核有质子和中子构成。再往下有夸克,之下有光子,还有量子。但到这一层面,经典物理和相对论就出现了矛盾,于是科学家提出了“测不准原理”和“波粒二象性”。即万物既有物质属性,也有能量属性。在极微尺度观察,物质或以粒子或以波形态存在于空间,或空间由粒子或波构成,这是现代物理学的热门课题。

  空间有多空?物质密度是单位体积内的质量。比如黄金比铁重,因为金元素的密度比铁元素密度大。如果把北京市比方成一个原子,那原子核可能只就天安门城楼那么大。外层电子也许是跑在六环甚至更远的一台或几台车。绝大部分空间是空的,但这不是绝对的空,只是我们无法认识或无法观察的空。现代科学说里面有大量的暗物质和暗能量,至少说明他们是占空间的。

  古代人类认知和生存空间有限,摘果子打猎依靠木棍和石头,交通工具主要依靠自己的手和脚,驾宝马良驹也就日行千里夜走八百,地域空间是人类文明早期发展的主要障碍。地理空间形成天然屏障,客观保护不被猛兽或敌人伤害。如世界七大奇迹之一的长城有效抵御来自北方民族的侵扰,保护了耕地和饲养的家禽,农耕文明得以发展。无论西方还是东方,古代战争的主要目的是抢夺土地。谁的地盘大,谁的发展空间就大。传统地缘政治和经济延续到现在,形成国家空间概念,“每一寸土地都是鲜血换来的”。争夺从陆地到海洋,从地下到天空,都是在争夺对空间的占有和控制,有了空间就有了资源和地理优势。有了对空间的正确认识,现代文明已经超越了“地缘政治决定论”,人类这个地球村并不是很大,邻居们应该友好相处,互通有无,建造人类命运共同体。只有这样人类才能进步,而不是闭关锁国走回头路。

  早些年笔者在加拿大做钾盐开发提取,了解到印第安人掌握的矿权概念可是以地表面积向下延伸一直到地心。地球半径约6300千米,矿权面积向下的锥状空间的矿资源都受法律保护,叫“Freehold property”,直到今天依然保留了印第安人的合法权利,这是最科学的空间定义。随着科技的发展,理论上可以向下打钻几千公里,所有的矿都归矿权主人。联想全世界的房地产,都是以“平方米”计价,科学上应该是“立方米”计价才对,毕竟装修和维护消耗的资源和能源是以空间计算的。

  智慧的人类文明以越来越快的速度发展,人类的物理空间大大延伸,“敢上九天揽月,敢下五洋捉鳖”。南极北极五大洋,已经没有人类到不了的地方。汽车、飞机和高铁比飞鸟快,航天飞机太空遨游将是家常便饭,人手一台的手机把全世界的人联系在一起,万水千山无时差。木棍、汽车、房屋、宇宙飞船,是人类手脚的载体和延伸。生命由物质和思想组成,空间也由此分为物理空间和思想空间。手机、万物互联,虚拟空间和元宇宙是人类思想的载体和延伸。物理的载体会老化甚至死亡,而思想不会。马斯克研发的芯片已经可以植入人体大脑,与数据云相连。人类已经可以把人类物理地送往太空,量子科学工程或元宇宙或将人类思想传播得更快更远更久。理论上,数据在,思想就在;肉体可以消失,思想得以永存。

  二、空间的社会属性

  空间既有物理属性,又有社会属性。人类起源距现在大约上百万年,早期大多数时间个体数量很少,空间广阔,物资匮乏,需要共同面对许多自然界的天敌,那时是原始共产主义,一切都是共享。一起居住洞穴,一起打猎,一起生活,一起繁衍生息。

  “私域”与“公域”是相对的,需要时既可以互相转化,又可以各自区分。这个空间不仅是物理的,也是心理上的。有了空间和边界,人类有了相对独立的活动范围,也就有了私有财产,在此基础上,形成了社会规范和体系制度。人与人之间有了边界,于是私有制就产生了。早期人类为了生存,保护自己,建立部落,形成自己族群的空间。族群逐渐发展壮大后,要与其它部落争夺食物和领地,谁的空间大,谁就有更大的生存发展优势。从原始社会,到奴隶社会,再到封建社会,空间的概念被制度化和具体化。“私域”是封建社会制度的基础。个体、家庭、部落和国家都是建立在空间和物质基础之上。家庭的院墙和国家的边界都是神圣不可侵犯的。私有化制度确立了个体的空间和财产属性,现代社会制度保护私有财产神圣不可侵犯,财产和空间的拥有量化为金融和财富,每一位社会人因此确立在社会中的地位。

  庄子的弟子们十分尊敬师长,在老师临终前请求,您百年后需要怎样华丽的棺木和珠宝陪伴?庄子说,再多的珠宝也比不上天上的星星,再好的棺木也不如与大地一体。老子的空间概念是广阔无垠的,他的思想在两千多年后的今天依然闪耀光芒。老子对于自然财富和空间的不过度占有,是人类最有价值的宝贵财富。老子的世界观和价值观,控制物质占有的欲望,指导生态绿色发展有积极的意义。

  三、物理空间和思想空间的延伸

  人类对物质世界的理解和对物质的追求,逐渐形成了唯物价值观。随着人类物质商品的极大丰富,和互联网时代的互联互通,对物质占有为基础的价值体系将发生改变。

  当您在办公室时,您的卧室、厨房、客厅和汽车都是空置的。一个人物理上只能在一个时间,出现在一个地方,空间使用效率很低。卧室只能睡觉吗?客厅只能会客吗?办公室只能办公吗?汽车只能驾驶吗?其实以上都是空间,各种功能都是可以的,如今互联网和物联网已经实现功能共享。以后“开会”不需要去“会议厅”,“看电影”不用去“电影院”,“上班”不一定去“公司”,智慧建筑和万物互联可以有效调节“公域”和“私域”,并实现相互的转化,空间的智慧合理利用,将大大节省建筑面积和材料能源,楼堂馆所不需要那么多了。科技正在改变我们的生活方式和发展模式,这种方式将是节约资源和能源的,自然不会产生大量的二氧化碳。

  汽车是移动的空间。全世界大约有十亿台私家车,平均使用时间大约两小时,使用效率不到十分之一。一台车重约两吨,一个人按70千克算,质量效率约3.5%,大城市拥堵的汽车浪费了巨多的能源,挤占了巨大的空间。互联网和物联网实现了汽车的无人驾驶,人从方向盘上解放出来。未来汽车里面可以开会、休息、健身和娱乐,唯一不需要的是驾驶。汽车具有所有房屋的功能,还能移动。信息化打通了建筑、汽车与交通之间的共享互联,移动空间与不动产之间的功能正在逐渐融合。汽车把客人送到目的地后不用进停车场,智慧地去接下一位客人。如果汽车的使用时间从现在平均2小时提高到12小时,效率将提高到五倍。无人驾驶汽车智慧化、减量化和共享交通,汽车占地、资源和能源消耗将大大降低,这是绿色发展的方向和目标之一。

  以物质为基础的价值观正在改变,未来房子和车子可能不是最值钱的。什么才是最价值的,或应该追求什么?马斯洛理论将人类的幸福层次分为五层,最底层是物质基础的满足,如吃穿住用。在此之上,应该有爱,有被理解,荣誉,快乐和幸福等。越往高层次,似乎越不太需要占有更多的资源和能源,也不需要太大的物理空间。现在人类逐渐认识到,世界既不是唯物的,也不是唯心的。唯物和唯心只是认识世界的两个角度。浩瀚宇宙中,人类是一股沙尘,个体只是沙尘中的细微颗粒。生命虽然像夏花一样短暂,但每个人都希望绚丽多彩。科技进步为人类创造了更好的载体,但生命的意义还需更深入地探索,更多对宇空的认知,可以指导我们更加幸福美好地生活。

  四、元宇宙、虚拟空间与未来发展

  元宇宙首先是虚拟空间概念。具体内容目前众说纷纭。虚拟空间也可以称为思想空间。在元宇宙时代,每个人都可以在云端开设各种虚拟空间,开展各种各自喜欢的生活、工作,追寻自身的幸福。元宇宙可能会给我们带来更多的便利,更高的效率,更多的幸福快乐和生活体验。那时候,人类的活动空间和思想空间将大大延伸,生命的长度、宽度和深度都会显著增加,人类也许可能接近永生。

  元宇宙也被称为平行宇宙,即物理空间和虚拟空间两重或多重维度。物理世界负责吃穿住行基本物质能量需求,保证生命物质载体正常工作,思想可以驰骋在无限的虚拟空间中。如同孙悟空七十二变,同时出现在众多虚拟现实中,您可以在虚拟现实中身临其境,感知触摸虚拟空间中的音容笑貌,体验多重生活,感受近乎极限的快乐。列子传中记载周穆王驾八骏马去昆仑山瑶池相会西王母,自身感受享受三年各种荣华,但一觉醒来大臣们提醒穆王并未离开,只是做了一个梦。这个美丽的故事流传了数千年,如今元宇宙时代有可能实现。云宇宙可以带您回到美好的童年,可以去见您暗恋的女友,没准这次她就同意了。可以弥补您考上北大却没有卖猪肉的体验,可以和人生知己幻化为两块石头等待海枯石烂。云宇宙随时切换到过去和未来,将人类带入四维世界。人类的脑容量显然装不下这么多信息,人类的思想都在云宇宙中。但是应该认识到,元宇宙能创造多美好的快乐,就可以带来同样程度的痛苦。如同有物质和能量,就有暗物质和暗能量。

  元宇宙将依靠巨大的算力和数据储存,仍可能需要消耗许多的资源和能量,但至少节省了上下班交通拥堵消耗的能源和浪费的时间。如今人类已经离不开手机和互联网,可以说程度不同地已经走进云宇宙而无法回头。生活方式已经改变,未来发展模式不可逆转。肆虐全球的新冠疫情警示人类需要生态绿色发展。中国和世界各国一道共同致力于“碳减排碳达峰碳中和”,正是保护人类赖以生存的空间,人类命运共同体不是虚幻。未来虚拟空间肯定不会以“平方米”或“立方米”计价,也许可以依照快乐和幸福程度来计价?古人以“修身,齐家,治国,平天下”为人生理念,“千顷良田、家财万贯”不可能流芳百世。满足基本生活条件后,健康、快乐和幸福才是人类文明提升的方向,未来的价值观将建立在此基础上。任重道远。(作者系清华大学学士硕士、加拿大渥太华大学硕士博士生、清华校友总会理事、欧美同学会第六届理事会副会长、加拿大分会前会长,海归创业学院执行院长。曾获清华大学实验室成果奖,国家科技部科技成果三等奖。)

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责任编辑:刘晓璇


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