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陈建国专栏 >> 陈建国译:现实物理学1

陈建国 (jianguochen4@yahoo.com) 2007.04

第一节 走向思考的邀请函

(征求出版商与征求评论稿,未经书面授权、不得转载!)

宇宙、世界、人、存在、宇宙观——这些极其普通的概念充满着最深刻的思想,阐明这些思想暂时还不能产生科学知识,但是表达思想和智慧的这些概念,实际上也萌生了很多问题。我们习惯于把它们当作是某种原生态的知识,最初的概念,在我们的知识逻辑范围内不认为可以找到对于它们的回答。所有这一切,导致一种想法——必须详细批评分析世界知识逻辑本身,甚至于分析方法和语言本身,这些方法和语言反映了我们关于现实的概念。事实上,人类在过去的世纪中所获取的知识是有问题的。

一般说来,现在很难分析长久地、世代积累起来的巨大知识宝库。我们只能因其令人惊奇的后果而吃惊,如知识的巨大的量、圣教知识的神秘、在历史丰碑上推理的智慧。啊,我们至今还无法预测,如何揭开神秘的谜底,永远地淹没在企图拖住时间脚步的努力之中。我们没有打开这一古老知识宝库的钥匙。是的,我们甚至现在还不能解释现实活动中最基本的现象,将自己与直觉的、肤浅的古老文明作品隔开,可能会危及人类的,是人类无知举动的后果。

既然较近科学中的知识,是按今天的逻辑建立起来的,也就大可不必为所出现的态势而惊奇,在科学以精神活动的形式诞生的时候,显然忽视了对历史上古代文明的了解。

为了吸收过去科学史上的珍宝,我们把目光转向关于大自然的知识的进化过程中往事的回顾,转向物理学,它的观念,它的定义,应该把我们的注意力转向大自然的一般规律,事件形成的原理和规律。

为使对于科学世界观产生和发展的考察能立足于现实,我们竭力获取关于确立我们的方法和世界知识的形态的精华印象,我们关于大自然的知识是形成知识积累的关键因素。

回顾

理性对待事物规律最光辉的榜样是格·伽利略,他在1632年曾建议,在《对话》1中包含一系列概念和性质,最本质的是力和运动形式的概念,借助这些概念才可以理解事实。但人类启蒙的这个实验在1633年被宗教裁判所中断了,它查禁《对话》读物,而伽利略本人则被囚禁。

他的劳动成果在1686年牛顿的《自然哲学的数学原理》2中披露出来,但是没有出现表明作者关于分析所发生的运动过程的思想是引自格·伽利略的引文。在科学界和每位中学毕业生的认识中,都牢记着依萨克·牛顿的第一、第二、第三定律和一系列定义,一直到现在还在科学论文中宣扬他的思想。事实上,正是这些“原理”及其为实际服务的内容,是《力学》科学的开端,这也很容易成为我们认为在观察现象时需要懂得力学这一想法的基础。

但是随后发生了完全出乎意料的事情。在通晓这方面的数以千计的工作者中,在整个物理学发展史中,牛顿的追随者无论谁都不了解他的《原理》的独创性到了这样的程度:为了理解和阐述包含在他的定律中的真正思想,自觉认识到这是为现实过程动力学奠基的经典。而“事实”战胜了这些定义和定律中骇人听闻的错误,而这些定义和定律是由牛顿追随着格·伽利略所提议,对于理解和描述现实过程的动力学是必需的。

还在各种语言的教科书中,持续地造就对此没有任何怀疑的中学生,这是关于现实,关于现实过程的错误概念,决定着科学的进一步发展和现实知识的逻辑本身。力学概念不仅在写作方法上,而且也在形成原理和知识的方法上,在分析现实中所观察到的现象的方法上,成为占优势的和决定性的。

19世纪中叶,杰·克·麦克斯韦给出了《电动力学》的结果,尝试说明了牛顿关于用动力学过程描写电磁现象和光的传播这一思想的发展。但是,就是在这一次,科学界还很难认识到麦克斯韦《电动力学》3的真正含义,因为在物理学的文库中出现了改写和简化的作品,结果是理性失去了光辉,宿命论式的错误论述。实际上,不仅过程的动力学被取消,而且过程的本质被确定为电磁波的传播也遭禁。在传统电动力学中,原则上不能利用方程式来描述电磁波和介质的相互作用过程,及原因向结果的转化过程,因为在这门科学中没有了能表现自然过程中此种形式相互作用的原理和定律。

耳·玻耳兹曼4的思想和德·乌·吉布斯5的工作,给了科学知识进一步发展和形成以不小的促进。正是力学的无能,把自然现象描写得好像很复杂,在生活方式上引起混乱——没有相互作用因子的系统模型。从逻辑上说,知识是偶然的思想投入,其后果表现在科学界的知识长久地被消耗着。不知为什么连基本的信仰都没有产生,所以这种模型及与其相伴随的逻辑可以包含一切可能的情况,其中也包括在现实中发生的情况。现在甚至难以设想,像这样的模型中什么没有发生和不能发生什么(因为其中缺失了决定系统状态改变和进化的相互作用原理和定律),这模型成为了解自然现象的一面镜子。

从这时起,认识现实的方法在本质上发生了变化。如果在力学中还保持着关于过程、关于运动、关于运动变化形式的概念,那么在物理学中转向研究“对象的状态”,而由一种状态过渡到另一种状态都在“准静态”过程范围内,不应该分析和描述过程。不仅如此,物理学的研究对象是客体,而不是与客体相关联的操作。而这就意味着客体本身被赋予某种“特性”,与此同时,像在动力学里一样,性质被看作是与客体相关的过程所表现出来的特点的反映,也就是说与客体相关的操作。(把性质看作操作—译注)

现在容易明白,19世纪成为认识现实方法的转折点。物理学忽略了知识的继承性原则,没有遵从古人的教诲“世界在运动中产生,它的规律就是运动的规律”(亚里士多德语),并庸俗化自己的道路,在此基础上获得世界模型,在这个模型中不发生,也不可能发生什么。而在这种模型中研究某些客体的“状态”,它的本质是不可能告诉我们的。

实验物理学和其他科学进一步取得的成就,不能很好地克服和消化这些使人迷惑的东西。物理学在备受争议的、旧的有里程碑意义的道路框架内,继续发展到“很糟糕”。对于所观察现象的规律进行实验所取得成果的巨大积累,有效地修正了有时是实验者为符合时髦理论或者流行观念而发生的错误。现在弄懂了摆在物理学面前的那些问题的来源,表现为无力理解、解释和描述看似最简单的现象,像:水的沸腾、飞机的升力、作用定律的独一无二的特性…阿基米德杠杆。

现在懂得和找到了20世纪科学的建立者和创造者自己持悲观主义态度的根源。所以,诺贝尔奖得主耳·费曼在“关于物理学的费曼演讲”6中得出下面的结论:

“……我们赞扬现代物理学——是一种过分的欺骗:我们从磁铁和琥珀开始,而最后却不懂得如何是好。虽然说在研究过程中我们得到了关于实际事物的大量有益的知识!”

在深刻分析了科学的现状以后,跟着这个结论后面,就叙述了“物理定律的特性”7,这里他进一步得出结论,被当作物理学基础的原理和定律是相互矛盾的,应该保留一些,抛弃一些。但保留什么,抛弃什么呢?被认为是科学的物理学为何显得毫无原则性?不由自主地会得出结论,不懂得物理学的人,才是正派和诚实的人。还有:如果工程师认真负责地遵循科学理论,那么就……没有了文明!

但是以后做什么呢?怎样改变我们的思维作风呢?

20世纪科学发展的成就只是强化了科学思想的无止境性质,虽然给实际事物创造了许多好处,同时也引发了各种生态问题,直至发现和应用原子能带来的后果。技术文明加速了自己的步伐,人本身由于市场消费的自发性而筋疲力尽,借助于不断进步和日益完善的强大信息系统,一些人简单得像受控机器人一样淫荡堕落,不给人可能认识自身和自己的活动留下时间。

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