中国古代典籍中对物质大小聚散的思辨

中国古代典籍中对物质大小聚散的思辨

◎缪煜清

现代科学主要起源于欧美国家，很多人认为欧美发达国家代表着先进的科技与文化。对中国自身的历史、文化和国情反而不了解。不了解中国古代丰富的哲学思想、科技与工程实践，以及所创造的、辉煌灿烂的华夏文明，对文化自信的认识不够深刻。实际上，中国古代虽然没有形成完整的科学体系，但也具有丰富的科学思想与实践。中国人认识世界，形成独特的哲学思想体系和具有一定深度的中国智慧。中国古代哲学思想中天人合一、法天象地的理念具有整体论的特点，对今天的学科发展、科技发展仍然具有重要的指导意义；中国人制造工具、器物，奇思妙想、美轮美奂，体现了古人改造世界，欣赏万物的高超技艺和工匠精神。大力挖掘中国传统文化与典籍中的科学思想与智慧，有助于实现优秀中国传统文化与现代科学的紧密结合，并赋予其新时代的科学思想，让中国传统文化在现代科学发展与科技进步过程中发挥更大的积极作用。

《墨子》认为“始”是时间中不可再分割的最小单位，“端”是空间中不可再分割的最小单位，所谓开始、开端分别是时间和空间的最小单位。对时间和空间进行切割细分，分到最小无法再分的状态分别称之为开始、开端。这启发了我们对物质大小关系的思辨。

大块的物体可以粉碎成微小的粉末，微小到看不见、摸不着，甚至借助于仪器也无法探测，可以说接近无或者空的状态。

古人认为，天圆地方，天为虚、地为实，虚实相转，大地凝聚成形。可以想象无数细小的颗粒团聚成块体，近似于从无到有的过程。《道德经》中“合抱之木，生于毫末；九层之台，起于累土；千里之行，始于足下”，说的就是由小而多的积累过程。

问世间何物为大？大象大吗？鲸鱼大吗？高山大吗？地球大吗？太阳大吗？银河系大吗？所有的有形实体都要置身于无形的虚空或空间之中。可见无形的虚空才是最大的存在。《道德经》说：“大器晚成，大音希声，大象无形”，无形才是最大的存在，才是最大的形象！

块状物体粉碎成微小颗粒，甚至粉碎到极致，弥散整个空间，此时，它是大还是小呢？对一个颗粒而言，是足够的小，可是对全部的颗粒来说，它占据了极大的空间。大与小彼此依存啊！。

《道德经》有：“视之不见名曰夷，听之不闻名曰希，搏之不得名曰微”，把物质小到一定程度在手上摸不到、感受不到的状态称之为“微”。我们今天研究纳米材料就能感受到这种状态，小到纳米尺度，无法直接感知，需要借助于电镜观测。而且小到一定程度，性质也发生了剧烈的变化。唐朝有诗人刘希夷，宋太宗赐号陈抟为希夷先生，叶挺字希夷，都是取字于此，以表达其道家思想和情怀。

《道德经》中“和其光，同其尘”形成了一个成语¾和光同尘，其最初字面的含义表达的是象光、象尘一样足够细小而无法分别、分辨、分离，浑然一体的状态。这也表达了古人对光的粒子性的感知¾小到无法感知其粒子的性质。《淮南子》也有类似的观点：“有无者，视之不见其形，听之不闻其声，扪之不可得也，望之不可极也，储与扈冶，浩浩瀚瀚，不可隐仪揆度而通光耀者”、“视之无形，听之无声，谓之幽冥。幽冥者，所以喻道，而非道也泰山之容，巍巍然高，去之千里，不见捶垛，远之故也。秋豪之未，沦于不测。是故小不可以为内者，大不可以为外矣”、“朴至大者无形状，道至眇者无度量，故天之圆也不得规，地之方也不得矩”，说的都是类似的道理。

《庄子》“夫精，小之微也；垺，大之殷也”“至精无形，至大不可围”，意思是“精”是小到无形（看不见）的状态，有点类似纳米或者原子的意味了。又说“可以言论者，物之粗也；可以意致者，物之精也”，就是说因为小到极致，无法用肉眼观察，所以要靠思考和想象。这是很了不起的思想，因为世上众人常常只关注看得见、摸得着、感知到的事物，而庄子已经注意到看不见的事物，他通过想象和思考深入到微观世界。《庄子》又云“夫自细视大者不尽，自大视细者不明”，当我们集中微小的事物，则看不到整体的面貌，当我们看宏观时，就不能看到细节。这就像显微镜或电镜的使用，必须调节放大倍数才能从不同层次上观察事物。《庄子》的“知天地之为稊米也，知毫末之为丘山也”，与佛学所说“一花一世界，一叶一菩提”颇为相通，每个物体深入到微观仍然是一个丰富的世界，即使是宏大的世界本身，也可以归一到一个整体。

通过对大与小、有和无的思考，中国古代先贤其实已经开始了对极限或无限、无穷的思考。小到极限就是无，无限细分也是多，最大的象是无形，最小的象也是无形，大与小、有和无，彼此依存，相互作用。这正是《道德经》所说“有无相生，难易相成，长短相形，高下相盈，音声相和，前后相随”，显然，矛盾的事物彼此依存，正如量子物理学的奠基人之一、 诺贝尔物理学奖获得者、丹麦物理学家玻尔认为“一个硬币的两面，虽是永不相见，却在同一个硬币之上，说明它们在更高层次上是统一的”。

唐末五代谭峭的《化书》中有：“形可以散，散而为万，不谓之有馀；聚而为一，不谓之不足。当空团块，见块而不见空；粉块求空，见空而不见块”。一个物体散而为尘，数目众多，但毕竟来自一个物体，也不能算多。颗粒团聚为块体，也不能算少，因为它也可以散而为万。这体现了大与小、局部与整体的思辨。一个物体放置于空间中，大家关注物体而不去关注其所处的空间。将物体足够粉碎散布于空间，大家看到的是虚空而不是物体。世人习惯性注意到有形实体，很少有人关注无形空间。但是《化书》作者却对物体所处的虚空产生了思考，这是一件非常了不起的事情，有助于创新思维的形成。将块状物体粉碎到肉眼不可见，如果粒径10~100 nm左右，在水中形成液溶胶、在空中形成气溶胶，在激光或太阳光束的照射下能够形成一条光路，称之为丁达尔现象。若是再进一步小下去，也许连仪器都无探测。

结合中国古代典籍对大小、有无等概念的认知，感受先贤智慧，培养文化自信。新时期、新时代，将中国优秀的传统文化与现代科学相结合，将为传统文化赋予新时代的含义，推动优秀的中国传统文化在中华大地、在全球人类命运共同体发展中绽放新枝。

作者简介：缪煜清，上海理工大学教授、中国有色金属工业协会稀散金属分会理事、Chinese Chemical Letters 编委、中国科技新闻学会理事、中国青少年科技辅导员协会会员、中国科普作家协会会员、上海市科普作家协会会员、英国皇家化学会会士。研究化学史、科技史、语言文字等内容，出版《沪江大学化学史》等作品。以跨学科教育、化学史和科学史、中国古代化学智慧与实践、科学的语言文化等内容为主，为大、中、小学及社会公众开展科学与人文、德育融通科普讲座。