理论物理革命的前夜（1）

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理论物理革命的前夜（1）

[摘要]：越高深的理论，前提条件越简单，越需要严密的逻辑推理。这样的理论不是每个人都能看懂的，当年“相对论”面世时，举世知音不超过伍人。本系列短文旨在表明作者的见识，以便给读者一个判断的机会：自信还是轻狂？以后的文章是否值得去读。

本文着重论述了现代物理学的哲学基础必须扩展，研究方法必须更新。

　　首先请物理学专家、学者宽恕我这种说理方式。不是我把你们看得太幼稚，而是你们中的大多数缺少理解的诚意。简炼会被认为缺乏逻辑，看不懂。细致有可能会丧失你们读下去的耐心。

　　当你登上一座山峰想继续登高时，你已经征服的那座山峰,无论如何也无法继续满足你的愿望。你必须从那座山上下来，才能去登另一座更高的山，更高的山峰需要更博大的基座。下山的过程既是对过去成就的否定，也是对新高度的进取过程。当今理论物理研究，死死抱住“大爆炸”、“对称”不放，几十年过去了，既上不去又不愿下来重辟蹊径。让侥幸踏上正途的“自由派”探索者干急无汗。

　　亚里士多德的世界观，决定了他的学说所能到达的顶峰位置。牛顿力学被爱因斯坦相对论取代也是因为后者的哲学基础更博大精深。其实爱因斯坦并没有多少神奇之处，他只是习惯于从源头去发掘未知。马赫、洛仑兹、彭加勒、普朗克等专家学者的研究成果让爱因斯坦几乎白拣了便宜。爱因斯坦的巨大成功，恰恰暴露出了人类科研领域的根本缺陷。实际上，若是早日确立更先进的哲学理念，借助于神奇的演绎推理，而不是繁琐的归纳，二十世纪的一系列疑难早就不攻自破了。因为人类几十年来的共同积累，已具备了足够的实力。

　　能白拣便宜并不就意味着容易。仅有凡事刨根问底的智慧大脑还不够，爱因斯坦若不是偶发奇想：“一个人若以光速行进会看到什么？”恐怕就不会有相应的哲学思考，也就不会有后来的相对论。它是一种另外形式的困难，属于可遇而不可求的好事。

　　专家学者们无意理会我的逻辑推理。当年爱因斯坦荣获诺贝尔奖时，相对论还在接受审查。由此可见让人接受逻辑推理的难度有多大。这是客观实际，丝毫不含抱怨的意味。专家们强调物理学是实证学科，要有证据。实际上，证据非常之多，困难在于同一件事实，我认为属于支持我的理论证据，如：“宇宙学红移”，专家却认为是“大爆炸”的证据。即使发生了如：“星系年龄大于宇宙年龄”这等荒缪的观测事实，专家们也有办法“修补”了事。就象小老百姓和“常有理”的政府辩理，收获的只有无奈。

　　也许有人出主意：你预言呀！天知道一个无名小卒的预言，会有多少人理会！我的宇宙演化理论不属于爆炸理论，完全自成一统。“宇宙暗物质”的结论就象人必须进食一样自然，根本算不上疑难问题。类似的事例有很多，它们进一步坚定了我必胜的信心。倘若我的理论能早日面世，人们一定能发现更多的预言变为现实。

　　先有预言，后有事实才有说服力。这样的证据我也有，但不多，因为迄今为止，我仅公开发表过一篇文章。这一孤品行为是正规出版渠道不畅和学术垃圾泛滥双重作用的结果。在这不足六千字的短文中，我明确预言了：能量低于阈值的光子，也可发生“光电效应”。就象吹蜡烛一样,当单独吹总吹不灭时，很多人同时吹即可奏效。这属于医学上也很常见的“全”或“无”现象，它是六年后才被实验证实的“多光子光电效应”发生机理的最佳注解。这一机理的确立，也透露出了光子之间复杂的相互作用关系以及超乎想象的短时瞬间作用。这些恰恰是量子物理学极力回避的关键问题，他们不愿承认微观世界也存在能够被人理解的因果关系。

　　肯定没有几人看过我这篇自费出版的文章，这也是我不再寻求自费出版的原因。它收集于由成都大学出版社1993年出版的《宇宙全息探索》中，标题为“因果关系与必然”。

　　量子物理学有很多自身无法解决的难题，狭隘的哲学理念使他们满足于糊里糊涂过日子。方程式和加速器确实为他们赢得了无数的荣誉，无奈用这种方法所能取得的发现都已经完成了。就象牛顿力学熔入爱因斯坦相对论一样，量子力学也会被兼并，这是科学发展的必然。新的科学理论完全能够兼容“对称”和“破缺对称”，能够涵盖“线性”和“非线性”物理，能够统一微观与宏观规律。

　　这是一项浩大的理论工程，要得到世人的认可，需要很多的启蒙工作。相对论帯来的时空革命，到现在还有很多人犯迷糊呢。世上最难改变的是一些与生俱来的偏见，尤其在“业余”作者名声很臭的今天，要获得专家学者们的理解和合作，难度是可想而知的。我将以本文所能激起的反响为参照，确立下一步的论述战略。有生命力的东西都必须是互动的，能够经受任何曲折和考验。

　　下面请允许我摘录美国著名物理学家惠勒的一篇演讲稿，名为“物理学的阴影”做为本文的结束：

　　我们能否希望终有一天抓住宇宙构造的中心原理呢？不错，爱因斯坦曾用一句名言向我们说过：“这个世界上最不可理解的事情就是世界是可以理解的。”

　　爱因斯坦逝世24年来我们取得了多少进步呢？粒子物理学的巨大发展，统一自然力方面的某些进展，等等。但是到头来我们必须说，所学越多，所知越少。在发挥这个主题之前，让我试着概述一下将要讲的东西。我要提起那条古代的物理学原理。没有悖论，就没有进步。此处我用“悖论”指的是困难、明显的不一致、所期望与所发现的东西之间的岐义等等。没有悖论，我们就不能得到任何真正新的东西；而有了悖论，我们就有了一点希望。为了取得进步，需要有两种因素相对抗又相平衡。

　　今日物理学使我们面临着两个悖论的挑战。没有比它们更大的阴影了，但由于它们是破坏和建设的结合，也没有比它们更充满希望和鼓舞人心的了。第一个悖论是破坏性的，它声称物理学在时间的大门口——大爆炸、大坍缩和黑洞——走到了尽头；但另一方面，尽管有那么多表面上的变化，物理学在人们心目中始终仍在走着它的永恒之路。所以说，物理学停止了，但是物理学在进步，这就是第一个悖论。怎样消除这个困难呢？我想指出在物理学的描述中，“时间”不是一个原始范畴。因此我们使用时间已临近“时间的大门口”这一观念是错误的，正是这个错误才使我们陷入了第一个悖论。

　　第二个悖论是建设性的。它和量子力学有关，即与基本的量子观测行为——更确切地说是记录行为——在“造成”对象方面所起的作用有关。悖论何在呢？我们历来相信，物理学也总是预先假定：世界是存在于我们之外的，不依赖于任何观测行为。然而量子力学却告诉我们，世界并非存在于我们之外和独立于所有的观测行为。这就是第二个悖论

　　这些悖论的教训是什么呢？可以用三句乩语式的格言来表达：“必须构造！确在构造！怎样构造？”没有什么东西能逃得脱第一条教训：“必须构造”。大爆炸告诉我们，无论粒子、力场还是自然规律都不可能永久存在，它们必定都有开端。

　　第二条教训是量子物理学的中心教义。每做一次基本的量子观测，我们就“构造了一个我们称为实在的微观小体”.第三条隐语“怎样构造？”概述了一个中心问题：怎样使一加一等于二？既然自然界已经通过基本的量子行为向我们显示了一条我们用以“确在构造”的途径，那么我们又何须另外去执行“必须构造”的律令呢？然而，不计其数的基本量子记录行为究竟是怎样结和在一起构造成大尺度水平上的实在呢？对此我们还根本一无所知。“怎样构造”这条隐语就是旨在号召我们解开这个谜。

　　我们并没有接触粒子和场物理学（这是当代进展所开拓的一个极宏伟的领域）中的奇妙的发现，却怎么能够径直达到中心点呢？答案是简单的：所学越多，所知越少。

　　孩子们都喜欢送给他们中国套箱作为礼物。揭开一个，露出一个，揭开一个，又露出一个，直至最后露出那个秘藏的珍品。然而，要是这一列套箱没完没了，孩子们终究会失去兴趣的。这难道就是我们在粒子物理学的处境吗？我们从分子开始，然后是原子、核子、中子和质子，再后是各种各样的夸克。我的一位在这一领域贡献頗多的杰出的同事认为，我们能够做的只是设计更高能量的加速器，以便打开通向更小尺度的道路，去发现粒子世界更深层次的结构。我们距离那个古老的梦想——找到一种基本的单元，一种最终的粒子，一种其他所有一切赖以构成的魔术般的建筑砖块，依然和过去的人们一样遥远。

　　如果根本不存在处于物理学最底层的魔术般的粒子，那我们为什么不能转而用一种魔术般的力场来解释一切呢？在全部物理学中，再没有比电磁场、引力场与所谓杨——米尔斯夸克束场的“三和弦”更优美的东西了。人们相信这最后一种场把夸克集在一起构成了中子、质子以及其他的基本粒子。这组三和弦解释了物体运动的所以然。

　　能否将这些力统一起来，作为单独一种场的诸方面呢？在过去若干年里，某些最有才能的物理学家已经向这个目标迈出了意义深远的步子。然而，不管我们是把这三种场看作彼此独立的，还是设想它们处于某种尚有待发现的统一之中，我们在今日的场与100年前的弹性之间发现了某种相似性。只需要假定物体是匀质和各向同性的，人们就能够用简单的对称性，论证表明弹性是仅仅由两个常数就能充分刻划的。在这个基础上，当时的物理学家建立了一个完备的理论，有定理，有分析方法，也有工程上的应用。但是弹性对于物质的本性却没有提供任何线索。对弹性进行100年的研究，也没揭示分子与原子的存在。同样对分子、原子之间的力作一个世纪的研究也不会揭示出它们仅仅是建立在正负电荷之间的力以及薛定谔波动方程之上。我们先得知道，不能用弹性来说明电子运动，而应该用电子运动来说明弹性。在这个意义上，我们发现理解的方向不是从表面的对称性指向内部机制，而应该反过来，从内部机制指向表面的对称性。

《待续》

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