宇宙的系体结构
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第一章 “系体”的概念

“系体”这个词大家没听说过,也没有见过,就是翻开词典也查找不到。查找到的只是“体系”这个词,“体系”大家非常熟悉,是日常生活中很常用的一个词。这就很可能被认为是写错了,错误地将“体系”写成了“系体”。在这里没有写错,是“系体”而不是“体系”,由于所叙述的事物不同,所以对两者的解释也不同,两字的颠倒就是要为它赋予新的含义。“系体”这个词是由事物的特点出发而设定的,对本文所叙述的事物用“系体”应该恰如其分,一个名词并不重要,重要的是它所涉及的事物,当人们理解了这种事物,认识了这种事物,也可以更换更贴切的名字,用更适合的名词来表示这种事物。究竟什么是“系体”?“系体”描述了怎样的事物?笔者又是怎样想出这样一个名词来。还是从笔者观察事物的存在的形式出发吧。

在社会中,存在着许多的团体,它们有家长和子女组成的家庭团体,厂长和生产者组成的工作团体,校长、教师和学生组成的学校团体,党的领导者和党员组成的党派团体;政府首长和政府所管辖的公民组成的政府团体,还有经济团体、军事团体等等。用数学的思想来看,每个团体就好像是由人组成的集合。

在数学中,指定的一些对象的全体称为集合,集合中的每个对象叫做这个集合的元素,这些团体都是由人组成,团体集合的元素就是人,社会中的每个人都不是自由的,都至少属于社会中的某一个团体集合,由人构成的社会也就是由团体集合构成的,这就是人类社会的特征。

集合中的元素具有无序性,这种无序性表明一个集合中的元素地位均等,一个元素的存在并不影响其他元素在这个集合中的存在。如集合A={1,2,3,4,5},五个数字虽不同,但它们五个并未显示哪一个更突出,这些元素不具有关联性。再如,集合B={张,王,李,赵,陈}, B中的五个姓氏元素也同样没有显示哪个姓氏特别,元素之间也无关联性,由集合的描述表示法,集合中的元素都具有某一种属性,集合就是由具有某种属性并不关联的元素构成的。

社会中团体集合的元素是人,那么一个团体集合中的人是平等的吗?它们之间是否有依赖关系?如某个团体集合的领导者和被领导者的地位是有区别的,领导的言行、作为和个人魅力等直接关系着这个团体集合的生存和发展。

例如一个家庭,包括父亲、母亲、子女等,父母之一就是这个家庭中的家长。家长对这个家庭的经济、子女教育、行为及一切事务的管理负全责,并通过自己对家庭成员的抚养、教育和赡养等,吸引家庭中成员围绕在自己周围,以自己为中心团结在一起,在家庭中家长起到了决定性的作用。对于家庭中的其他成员来说,必须服从家长的管教,并享受家庭中所给予的权利和义务,孝敬父母,关心家庭。实际生活中,众所周知,有好家长的家庭,团结友爱,兴旺发达;父母不优秀的家庭,不能团结和睦,家庭关系一盘散沙,子女受教育的程度,思想素质等都会受到一定的影响,当然子女的理想和前途也难有建树。家庭中各成员的地位是不均等的。

再如一所学校,它是由校长领导下的行政组、教务组、后勤组、年级组、班主任、教师及学生组成。校长负责学校的全盘管理工作,并依个人的品德素养、管理能力和经济关系等管理学校。校长以自己和成员的需求为中心,设定管理部门和制定各项规章制度。各组及各成员按照校长或管理部门的指示保质保量地完成各自的工作,它们之间有各自的职权范围、工作责任和经济关系,这也是一个有着复杂特性的社会团体。这个团体中的成员地位也是不均等的。

社会团体中的成员地位具有不均等性,若没有领导者,这个团体就不会存在;若团体的领导者能力不强,这个团体就会出现混乱,甚至走向灭亡;若团体有着强有力的领导者,这个团体就会吸引更多的人加入并且不断地壮大。一个团体的领导者对这个团体起着关键性的作用,他的地位与团体中的其他成员有着巨大的差别。

集合论是19世纪末由德国数学家康托尔(1845—1918)创立的,它是数学中最原始的概念,集合论在数学中占有独特的地位,是现代数学的基础。对于社会团体使用集合来表示,虽然集合能反映其团体性,但不能体现集合中元素的地位不同,团体中成员的不同地位被模糊化了,团体中的领导者的地位没有得到体现,团体领导者与团体中的成员的纽带关系也没有在集合中体现出来。这样用集合来表示团体就存在不足,如何弥补这种不足,就必须建立新的概念和名词,“系体”就是新建的名词,还要赋予“系体”名词的概念。

一个领导者和他领导的成员构成的团体就称为一个“系体”。这样一个团体“系体”就可表示为{领导者,被领导团体(被领导团体1,被领导团体2, …,被领导团体n)}。

下面就可表示一些“系体”实例:

家庭“系体”表示为{家长,子女“子系体”等}。

学校“系体”表示为{校长,教务“系体”,后勤“系体”,年级“系体”,班级“系体”等}。

县政府“系体”表示为{县长,乡政府“系体”等}。

军队中的营级“系体”表示为{营长,1连“系体”,2连“系体”,3连“系体”等}。

讲到这里,你肯定要问:你的“系体”谈的是天文,是解决宇宙问题的,上面的“系体” 好像与天文风马牛不相及。“系体”是人类社会存在的普遍现象,这类“系体”属于人文的范畴,人文范畴的“系体”容易理解,这里只是为物质范畴、宇宙范畴的“系体”做一铺垫,可以让我们更好的理解物质和宇宙范畴的“系体”。“系体”内涵和外延具有广泛性,“系体”现象也是一切事物存在的最基本现象。

我们从小的原子说起。量子论认为:原子是由一个尺度非常小的原子核和一些电子组成。原子核总体上呈正电性,电子带负电荷,电子在原子核外绕原子核做旋转运动。

氧原子和铁原子结构示意图为(图1)和(图2),其中,中间小圆表示原子核,圈内的数字表示质子数目,“+”号表示核内质子带正电荷;大圆圈表示核外电子层,小点表示该层上的电子分布及数目。氧原子的原子核有8个带正电的质子,核外有两个电子层,内圈K层有2个电子,外圈L层有6个电子。铁原子的原子核有26个带正电的质子,核外有4个电子层,依此向外K层有2个电子,L层有8个电子,M层有14个电子,N层有2个电子。原子核和核外电子依靠正负电荷引力和其他的力结合在一起。

图1 氧原子平面结构示意图

说明:中间为氧原子核,周围有两个电子层,分别有2个和6个电子

图2 铁原子平面结构示意图

说明:中间为铁原子核,周围有4个电子层,分别有2、8、14和2个电子

原子核简称“核”,位于原子的核心部分,原子核极小,它的直径在10-16~10-14m之间,体积只占原子体积的几千亿分之一,在这极小的原子核里却集中了99.95%以上原子质量。原子核的密度极大,核密度约为1014g/cm3,即1cm3的体积如装满原子核,其质量将达到103t,原子核强大的作用力就控制电子在自己周围旋转,原子核与核外电子就构成了一个原子整体。原子内部的原子核和电子的地位显然不均等,原子核就像人文范畴的团体的领导(或领袖),电子就像被领导团体成员。科学家发现原子核对电子的作用力有四种:重引力、磁引力、强相互作用力和弱相互作用力。一般地,一种物质对于一些物质有作用力(四种力或其中的几种),作用力使这些物质运动于自己周围,这样这种物质连同周围的物质就构成了一个物质团体,这个物质团体就是一个“系体”,其中这种物质就称为“系体核”。包含一个“系体”的“系体”称为这个“系体”的“父系体”,被包含“系体”称为“父系体”的“子系体”。物质“系体”的表示类同于人文范畴的“系体”,物质“系体”={“系体核”,“子系体”(子系体1,子系体2, …,子系体n)},原子的结构就是“系体”的结构。

原子就称为“原子核系体”,原子核“系体”={原子核,电子“系体”等}。

原子并不是物质最小的微粒,电子“系体”就是比原子核“系体”小很多的微粒“系体”。在原子的结构之后,物理学家还发现了原子核内更小的微粒质子、中子,甚至到夸克。其实这些更小的微粒也同样有它们的核,这个核会以四种作用力吸引周围的微粒构成一个微粒团体,也就是更小的“系体”。由于人类视力的限制,更小的“系体”和它们的核难以观察,更小的微粒终将会从我们的视野中消失,但更小的物质微粒不会消失,它依然存在。这里的更小系体如下:

电子“系体”={电子的核,电子“子系体”等},

质子“系体”={质子的核,质子“子系体”等},

中子“系体”={中子的核,中子“子系体”等},

夸克“系体”={夸克的核,夸克“子系体”等},

物质微粒是以“系体”的形式存在,那么对于太空天体又是怎样的存在形式?

晴朗的夜晚,望着繁星闪闪的夜空,担心星星掉下来真是多余,它们总是悬在天空不移动,是什么原因使它们不掉下来?就人们现在知道的事实:月球绕着地球旋转,地球绕着太阳旋转,绕着太阳旋转的还有水星、金星、火星、木星、土星、海王星、天王星等。地球和绕地球旋转的月球构成了地月系,太阳和绕着它旋转的八大行星以及其他更小的行星构成太阳系。

在地月系中,月球被称为地球的卫星,它始终围绕着地球旋转,这是因为地月系的绝大部分的质量都集中在地球,相比之下,月球质量只占有很小部分,这样地球对月球有巨大的重引力,同时还有超强的磁力等其他的力,这些力就使月球无法逃离的绕地球旋转,地球理所当然的成了地月系的领导者,而月球变成了地球的“臣民”,它们的地位显然不均等,地月系作为整体就构成了一个“系体”,地球成为这个“系体”的“核”,月球也不是孤单的,也还有绕月球旋转的很多小星体,同样这些小星体与月球也构成了一个“系体”。地球系体={地球,月球“系体”,小行星“子系体”等}。

以此类推,还有水星“系体”、金星“系体”、火星“系体”、木星“系体”、土星“系体”、海王星“系体”、天王星“系体”等。

太阳系比地月系要宏大的多。太阳是一个巨大的恒星,占有太阳系99.8%的质量,以超大的重引力、超强的磁力和其他作用力,吸引着包括地球在内的八大行星,使得八大行星绕着太阳在其固定的轨道上旋转,地球虽是地月系的领导者,但在太阳系中只是太阳的臣民,是受制太阳的管理,它们构成了一个太阳系整体,太阳与八大行星有着相当大的差别,这样的太阳系就构成了一个“系体”,太阳是这个“系体”的“核”,这个“系体”就称为太阳“系体”(如图3)。

图3 太阳“系体”示意图

说明:中间大球为太阳,其余小球为太阳“系体”八大行星,椭圆线为行星运动轨迹

太阳“系体”={太阳,水星“系体”,金星“系体”,火星“系体”,木星“系体”,土星“系体”,海王星“系体”,天王星“系体”}等。

说到这里,太空星体和物质及其微粒一样,它们都表现为“系体”的结构形式,这些物质类型的“系体”可以归结为一种物质和它管理的物质构成的团体,这种物质就是“系体”的核。物质“系体”的核是“系体”存在的关键,星体之间同样存在着四种力,“系体核”就是通过四种力吸引和管理它的“子系体”。

太阳系对太阳有扩展,但不是无限扩展,这种扩展又有一定的限制,如何来说明太阳系受到了限制,这就增加一个体,变成了“太阳系体”,这就是“系体”名词的由来。

“系体”是人类社会、物质世界和宇宙空间存在的基本形式,认识“系体”的结构和特性对认识我们身边的或更远或更大的事物有帮助作用,也可能认识的更清楚更准确。