8．科学的世界观

人对自然和社会总的、基本的看法称之为世界观，所谓总的、基本的含义，即指对自然社会的产生、运动发展及结局的基本认识与看法，包括对人自身的认识。认识是对客观的一种反映，科学的世界观是符合自然、社会客观规律的认识。

我们在前面已提到，决定与支配自然的基本法则是三个：确定论法则、随机论法则与混沌论法则。科学世界观的基本观点可以概括为三法则决定了宇宙万事万物的生、运、返。从爱因斯坦、牛顿、拉普拉斯直到上世纪80年代，人们一直认为我们的世界是确定论的，并希望去寻找一个统一的法则，把一切现象及规律都包括进去，比如粒子物理及场论就在寻找一个统一理论把四种不同的相互作用统一在一个理论之下。然而，当我们真正完成这一个统一的理论时，我们一定会发现，它一定在其中运用了三个基本法则。为了使读者信服，我们下面分别从粒子、单摆和宇宙这三个从小到大的对象出发，具体分析在它们生、运、返的变化过程中均有三个法则在支配。首先，我们看基本粒子、微观粒子的运动具有波粒二象性，它又像粒子，又像波。比如原子核外的电子并不像太阳周围的行星那样有确定的轨道，而是以一定的几率云分布在核的四周，通常称为电子云，这表明，微观粒子的运动具有随机性，又如电子的衍射，让一个电子穿过一个狭缝，其动量是不确定的，它最后到底落在屏上什么位置，是无法确定的，我们只知道它以一定几率打在屏上什么位置，微观粒子毫无疑问受随机论法则支配。不过，在一定条件下，微观粒子也表现确定性，比如当微观粒子处在某物理量的本征态，其对应的物理量就有确定的值。它也受确定论法则的支配，在量子力学中，求解本征方程就是这类确定的规则。确定论与随机论同时支配粒子的运动是量子论的基本观点。近十年来，非线性科学惊人地发现高激发态的氢原子电离出现了无法用量子微扰解释的现象，处在高激发态的电子居然一次吸收了80个光子而跃迁到自由态电离，类似于光电效应的频率阈值不复存在，解释这一现象可以用混沌理论，电子在强磁场下也出现不规则的混沌运动等等事实也充分说明微观粒子既受确定、随机法则支配，也受混沌法则支配。

其次，我们考察一个单摆，系统的总能量E可表示为动能与势能之和，设质量为m的单摆，摆长为l，摆动角度为Θ，摆动速度为v，设g为地球引力加速度，则：

E=动能+势能=0.5mv²+mgl（l-cos）

当Θ很小时，有

这时单摆作简谐振动。一般情况下，我们将势能曲线取成v= mg（ll-cosΘ）。当系统总能E>2mgl时，摆球作无限的自由转动；若E<2mgl时，则作束缚周期摆动；当E=2mgl时，称界轨运动。在界轨运动下，摆球运动到势曲线的最高峰时，速度正好为零，摆球是静止停留，还是沿原路返回或继续朝前产生转动是完全不确定的，这种随机性是单摆界轨运动本身所具有的，在有外场扰动下，这种随机性表现得更加突出。如果加大扰动的强度和频率，我们可以看到单摆从规则走向随机直至混沌的全部过程，一个简单的单摆表现了极其复杂的运动。

由此，我们看到自然界的万事万物，从粒子到宇宙，都服从这三个基本法则的支配，所以我们的客观世界既不是一元的，也不是二元的，而是一个三元或者多元的，它完全符合道家观点：“三生万物”。用这种思想来认识自然运动，才能使我们更全面正确地深入了解世界，这个观点称之为新的世界观，也是科学的世界观。