当代著名的哲学家施太格缪勒在《当代哲学主流》一书中写道：“未来世代的人们有一天会问：20世纪的失误是什么呢？对这个问题他们会回答说：在20世纪，一方面唯物主义哲学（它把物质说成是唯一真正的实在）不仅在世界上许多国家成为现行官方世界观的组成部分，而且即使在西方哲学中，譬如在所谓身心讨论的范围内，也常常处于支配地位。但是另一方面，恰恰是这个物质概念始终是使这个世纪的科学感到最困难、最难解决和最难理解的概念。”① 这就是说，一方面以“唯物主义”为标记的哲学广为流行，而另一方面“物质”究竟是什么？却又说不清。施太格缪勒正是在这里看到了“20世纪的失误”。②
你可能会问，究竟什么是物质？它为什么是科学感到最困难、最难解决和最难理解的概念？
早在古希腊时代，原子论者就猜想，物质是构成宇宙的永恒的砖块，万物从它所出，最后又复归于它。物质作为普遍的、不变的东西，必然是绝对的实体和基质。实体者，“实实在在”的客体之谓也。他们认为，物质及其性质必须独立于人类的意识而存在，是客观的实体。
后来，以牛顿力学为基础的经典物理学，继承了上述古代原子论的观点，把质量定义为“物质多少”的量度，“物质不灭”被当作一个定律。以牛顿力学为代表的经典物理学在19世纪末所取得的巨大成功，使得认为物质是绝对实体的观念成了在20世纪处于支配地位的哲学，正如前面引用的施太格缪勒的名言所讲的。
20世纪爱因斯坦的相对论开始揭示出了物质的实体观的谬误。
首先，相对论证明质量与速度有关，同一个物体，相对于不同的参考系，其质量就有不同的值。想象一个人在推一辆没有任何阻力的小板车，只要持续推它，速度就会越来越快，质量也越来越大，起初像车上堆满了行李，然后好像是装着一座大楼，后来好像是装着一个大山……当小板车达到光速时，它的质量达到无穷大。这时，无论施加多大力，它也不能运动得再快一些。当物体运动接近光速时，不断地对物体施加能量，可物体速度的增加越来越难，那施加的能量去哪儿了呢？其实能量并没有消失，而是转化为了质量。爱因斯坦在说明物体的质量与能量之间的相互转化关系时，提出了著名的质能方程：能量等于质量乘以光速的平方。不久后，科学家们发现了核裂变和链式反应，把部分质量变成巨大能量释放出来。现在知道原子弹的人，都相信质量可以转化成能量。既然物质与能量是可以相互转化的，能量并非“实体”，物质也就不能再被看作是实体。
当相对论与量子力学结合起来，又进一步证明虚空可以产生物质。
首先我们需要定义什么是虚空？这里说的虚空对应的英文是“empty space”，不是“vaccum”。假如我们把一片空间里的东西都清除，包括一切由基本粒子聚合而成的东西，即物质和辐射，剩下的空无空间就叫虚空。
20世纪30年代，狄拉克把相对论与量子力学整合在一起，研究电子在与电场和磁场相互作用时表现的行为时，发现电子必须有其反粒子（叫正电子）才能存在。两年后，物理学家们就在宇宙射线中发现了正电子。随后这个现象成了一个原理：质子必有反质子，中子必有反中子，几乎所有基本粒子都必须有反粒子它们才能存在。粒子与反粒子相遇就会彼此湮灭，化为纯辐射~能量。
更为有趣的是，电子~正电子对，或一般地，粒子~反粒子对可以自发从虚空中无中生有地产生。费曼用以下这个直观方式说明了这个现象。
相对论告诉我们，当观察者以不同速度运动时测量距离和时间会得出不同的结果。物体以高速运动时时间会变慢。如果物体以超光速运动，它们就会逆时间行进。因此光速一般都被当作宇宙的极限速度。然而在一种特殊情况下光速这个极限也可以被超过，这就是量子力学测不准原理所预言的，倘若时间非常短暂，短得你无法准确测量粒子的速度，则这些粒子有可能以超光速运动，此时这些粒子的时间在倒流。在数学上逆时间前进的反粒子与顺时间前进的粒子是等价的，例如逆时间前进的正电子与顺时间前进的电子是等价的。因此只要测不准关系正确，一般的基本粒子都存在反粒子，虚空各处都不断进行着粒子~反粒子对的瞬间生灭！
你可能想，既然粒子~反粒子对的生灭只在短得无法直接测量的时间瞬间内出现，那有什么意义呢？有，意义重大。尽管粒子~反粒子对的生灭时间短得无法直接测量，但它们的间接效应，如它们造成的原子光谱线的精细结构，却已经在非常非常高的精度上测量证实。
现代物理学家们都相信，物质以粒子~反粒子对的形式自发从虚空中无中生有地产生这种诡异的现象不仅是真的，而且可以说整个物质世界就是建立在它的基础之上！
有人会说，这不是无中生有，而是虚空中的能量转化成物质。此话不错，然而下面要讲的物理学更新的成就，已经揭示出，虚空中的能量也是无中生有产生的。
1.施太格缪勒：《当代哲学主流》，商务印书馆1992年，第536页。
2.罗嘉昌：《从物质实体到关系实在》序言，中国社会科学出版社1996年。
本文转自“大风网站”
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