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苟文俭专栏 >> 现代物理理论探索中的突出问题

苟文俭 (wj4801@hotmail.com) 2007.10

(编辑改写于《粒子及其质量的计算》一书的扉页内容、第一章第三节及结束语)

作者 苟文俭

把物理理论中公理化起点、构成演绎的基本关系、演绎结果等这三个方面所做的诠释或理解,在 《粒子及其质量的计算》一书中作者就称是物理理论观念。 QM与相对论是现代物理的基础理论,对它们上述那三个方面的正统诠释或理解,也就称是现代物理的主流观念

现代物理的主流观念在量子场理论中的应用,就构建出了量子场规范对称理论;在量子场规范对称理论框架下对物理理论的探索,它首先是构建了标准模型,又发展成了超弦理论与 M理论,这样的过程本文就称是现代物理理论探索,容易分析它有如下所述的三个突出问题。

(一)

我国著名物理学家倪光炯教授对我们说,“全部科学史还表明:……当一种成熟的理论或观点已被绝大多数人所接受后,便形成所谓‘主流’,研究中随大流或‘赶热门’便成为了常见现象”

在现代物理理论中,量子力学( QM )与相对论就是成熟的理论,量子场规范对称理论或标准模型的观点就 已被绝大多数人所接受,同样 也就形成了 现代物理理论探索的“主流”或“热门”,这也就自然形成了在用量子场规范对称理论观念 为标准、来判断 现代物理理论探索是否有效的主流标准。对此就称是现代物理理论探索有用 量子场 观念为判断是非标准的突出问题,也称是 现代物理理论探索的第一个突出问题。

把用 量子场观念 为判断是非标准作为 现代物理理论探索一个突出问题、其主要理由是以下三点:

1、正如作者在《现代物理理论体系中的突出问题 》的文章中所述,QM与相对论都是有各自适用范围的有限真理,以此发展起来的 量子场规范对称理论或标准模型都只具有等效描述意义,由于不清楚描述的“是什么”,因而不能用来作为现代物理理论探索 判断是非的唯一标准。

2 、还是如 倪光炯教授所述,“自然界比人更富想象力,新的较大的发展,要求越出主流,另辟蹊径,要求抛弃一些过去的成见(或偏见),………事实上,很少有人能做到这一点”。

3、现代物理理论主流用量子场规范对称理论或标准模型观念、来 判断现代物理理论探索是非的唯一标准,已在 现代物理理论探索中形成了排除学术异己、阻碍理论创新的现实问题 。

(二)

在《粒子及其质量的计算》一书的第一章第三节中,作者通过 当代粒子理论 主流探索的分析指出:在现代物理理论 主流探索中,在理论表述与被描述客体存在内容之间的认识关系中,不 论是所描述对象规律的获取方式,还是 对未知的探究,总是把 理论表述的数学演绎的需要放在了第一位,遵循的都是由数学演绎来决定描述对象应该有怎样存在的认识论观念。这种认识论观念本书 也就称是数学决定论。

在数学决定论 的认识论观念中, 现代物理理论探索主流总是把在某些范围适用的公理化假设、视做是物质世界普遍成立的“第一性原理”,如此建立起数学关系后,就总是让形式化的数学演绎规则来说话。 对此也就说在 现代物理理论探索中有数学决定论 的突出问题 ,也称是现代物理理论探索的第二个突出问题。

数学决定论的直接结果,就是在 现代物理理论探索主流、总是 用数学推理的演绎法、压倒了对现象事实进行分析的归纳法。对此,物理学家倪光炯教授就有针对性的总结说“物理学史表明,真正重要的第一流研究成果,从来不是靠演绎法推算出来的,而是靠分析归纳法”,“演绎法当然也很重要,但它的结论实际上早已隐含在大前提之中了”,认为“从‘战术’上看,做演绎法似乎很保险,但从‘战略’上看却不见得。”这也就是说, 数学决定论不可能在现代物理理论探索中产生出 第一流研究成果。

数学仅仅只是一种优越的语言,是表述客体存在的很有用的工具;数学可以产生出好的方法、好的预言、给出一种特殊的简洁美,但它不能创造存在,不能证明构建它的公理化前提,也没有在物质世界普遍适用的形式。

物理理论的数学表述只有具有了明确的物理内函、与经验实际保持一致时,它才会在逻辑推理中表现出生命力;数学逻辑的必然性是被描述客体存在逻辑性所规定的。

物理理论的 数学虽然可以得到我们意想不到的结果,但决不会得到被描述客体存在内容更多的东西;数学不可能对客体存在创造奇迹,而是客体存在创造了数学,只有客体存在才能创造出奇迹!

现代物理理论探索的这第二个突出问题的主要表现特征,就是离开被研究对象事实现象的分析归纳,单从数学规则去定义概念,根据概念的数学意义用纯粹的数学逻辑规则去演绎物理问题,对描述对象是什么漠然置之,认为只要是数学就足够了,试图完全依赖于数学分析来实现理论创新。这不仅现代物理理论探索主流如此,也影响为数不少的非主流的探索。

如有人说他发现的数学表示式( a)+ (-a )= 0 就是宇宙物质的根本规律;既然是宇宙物质的根本规律,它能给出物质波方程吗?能给出具有时间单一方向的热力学第二定律吗?显然,这些答案都是否定的;所谓宇宙物质的这种根本规律,对宇宙物质的客观存在而言则只不过是毫无意义的一种数学表示。

粒子理论IV选择强调在经验领域实现物理理论描述基础的客体化,强调由被描述客体存在内容来“说话”,而不是由表述理论的数学演绎“发号施令”,从而就完全避开了 现代物理理论探索的这第二个突出问题。

(三)

我们知道,理论的对称性表述是 现代物理理论主流探索的核心思想。那么,这种思想依据是什么呢?

第一,是因为理论的对称性表述在量子电动力学( QED)及相对论中取得了成功;

第二,在我们的现实世界中,对称性对现象的形成或客体的存在都非常普遍。

人们在上述这两个原因中就形成这样的哲学信仰:对称性是自然界的普遍规律。根据这样的哲学信仰,在 现代物理理论主流探索中也就构成了理论的对称性表述这样 的核心思想。就连对弱作用的理论,因为弱作用过程不可逆,它也要改变惯性物质,又不能构成束缚态,与现实世界对称性起作用的现象炯然不同,但仍然使用了对称性表述。

这种理论依赖于哲学信仰的对称性表述又是否有效呢?对此世界著名理论物理学家惠勒就做了深入地研究,他说表述为对称性或不变原理的动力学理论,因为“对称性和不变原理总是暗示着被描述的系统之下存在着更低的一级结构,同时,这些原理也屏蔽住了更低的这级结构的本来面貌”,因此,这样的动力学规律并不具有进行“最终”描述的特征,仅仅是“暂时的不完备的描述”(张翔宇译,论惠勒关于物理学中的“没有定律的定律”的思想,《自然科学哲学问题》 1988(4))。

显然,这种理论对称性表述的有效性是非常有限的。

把这种非常有限的称性表述、当做了现代物理理论主流探索的核心思想,由于来自人们对 哲学信仰的依赖,就说在现代物理理论探索中理论观念有依赖于哲学信仰、用哲学观念先入为主的 突出问题 ,也就称是现代物理理论探索的第三个突出问题。

实际上,不仅 理论的对称性表述依赖于哲学信仰,在现代物理理论的主流探索中,把QM与相对论的有限真理无条件的推广为包括真空在内的客观世界的普遍规律,就并没有逻辑上的依据,也都源于由 QM与相对论成功形成的哲学信仰。

在现代物理理论的非主流探索中, 依赖于哲学观念构建新理论的倾向也是非常普遍的。如曾经读过的 太极子物理学、对立统一物理学、易经物理学等等,就属于有此突出问题之列。

作者在创建粒子IV模型时,坚信 好的哲学虽然可以使我们聪明,但决不代替物理学描述对象自身的具体规律, 遵循的是物理物学规定的认识论,是从实现现代物理理论逻辑体系的客体化入手的探索思路,与 先入为主的哲学观念格格不入。

(四)

对主观描述应该有什么样的观念,粒子 IV模型首先离开了标准模型的“主流”和演绎法“时尚”,始终坚持只能由被描述客体自身的存在来“说话”,不仅 拒绝了数学决定的任何先验规则,也拒绝了任何先入为主的哲学思辨,因此非常 有效地克服了现代物理理论探索中上述三个突出问题。

创建粒子IV模型它有效克服现代物理理论主流探索最突出的三个问题,并不是一种单纯的学术批评,而是通过对物理理论成功历史的总结,用创建粒子 IV模型的具体工作,来展示在现代物理理论探索中、 我们具体应该怎样做,并以此告诉人们:物理理论现有的成功都是怎么形成的,以及从这些成功的工作中我们应该学到些什么,又怎样做才能获得进一步的成功。

在有效克服现代物理理论主流探索最突出的三个问题中,粒子 IV模型最大限度地做到了“同感觉经验的总和有可靠的 (直觉的) 和完备的对应关系”,对物质世界的产生、以及物质世界统一性的描述,也完全与我国 老子关于“道生一,一生二,二生三,三生万物”的这种理念完全相符。

                                                                                                                       

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