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博文

乱弹物质的可分性

已有 742 次阅读 2018-5-28 16:39 |个人分类:杂谈心得|系统分类:观点评述

   以下所写的博文,涉及哲学思考、数学物理方法与人脑知识方面;也就是老汉的一些胡话。权当是作为‘学术权威’们饭后茶余的一些调侃笑料,也希望年轻学子们能够深思这些逆向看法。科学研究常被一些习惯势力所左右,唯逆向思维才有可能打破这种“儒先臆度而言之,父师沿袭而诵之,小子蒙聋而听之”的惯性,使之回归到人类认识客观世界的正途。逆向意见的陈述,往往要付出沉重的代价。我本无名,‘身败名裂’又有何惧哉!年复一年似箭,即便是我尚存‘趟这种浑水’的念头,机会也将越来越少。现在我的思维还算清晰、正常,不说确实又心有不甘。

    古代哲学有云:“咫尺之棰,日取其半,万世不竭”;这也许是关于物质无限可分性的最早断言。几千年过去了,人类在认识的长河中,先是发现生养我们的这块大地上,物质有“金、木、水、火、土”之分。后来又发现物质形态可归为固体、液体、气体等几个大类,统称之为物体。直到1811年,意大利学者阿佛加德罗才提出了分子假说;认为各种物体都是由分子组成的。在1860年9月召开的国际化学学术讨论会上,分子学说获得化学界的公认。各种物体的分子各自不同,但是却保留着该物体的化学、物理等特性。应该说:把物体划分为分子,这是保有该物体化学、物理等特性的最终分割。这种独特性质,也就是识别该物体的主要特性。

    原子的概念源于古希腊哲学,直到19世纪末分子-原子学说才得到公认。它认为各种物体都是由分子组成的,分子又可以在化学反应中被分解成原子;原子是化学反应中所能够分割的最小微粒。至今所发现的原子有二百余种,按原子核外的电子结构(或化学性质、原子量等),被排列在元素周期表中。从分子到原子有一个质变,原子不再保留该物体及其分子的化学、物理等特性。换言之,物体的化学、物理等性质,是原子组成分子时所形成的组织(或称系统)所必然要产生的新性质。

    放射性的发现以及后继的研究,彻底改变了对物质的传统看法。原子结构、裂变、聚变、质能关系等科学发现,使我们进入了一个全新的高能时代!原子的可分性,在十八世纪已经成为不争的客观事实。虽然原子能的应用是从原子弹开始的,但却使我们摆脱了对自然能源的单纯依赖;总体上是有益于人类社会的。核弹的巨大破坏力,可以制造出大片地狱般的区域;但自然界的自我恢复不会超过百年。二战末曾遭受原子弹轰击的日本,至今依然恢复成一个人口过亿的繁华国度。原子弹只是暂时吓倒了企图独霸世界的裕仁天皇,但却不曾使其军国主义狂徒灭绝。时至今日,核弹仍旧是大野心家、恐怖分子们所追逐的战争利器;但也是这个时代捍卫国家安全的神器。核弹技术的发展、成熟,使绝大多数政客更加明智、谨慎,也使核战争的几率越来越小。战争是人类社会的癌症,核弹不可能消灭战争,也不可能毁灭我们的世界。

    哲学家夸大了人类认识的能力;把科学界逐步认识自然世界的巨大成就,臆断为人类具有无限的认识能力。人类认识客观世界的唯一方式,就是从科学实验的有关数据中提取其信息、理解其信息。由于所能提取的信息总是有限值,也就决定了人类认识也总是有限的! 无限分割物质的欲望是可以理解的,但却是误解人类的认识能力;这种欲望永远是无法实现的。对人类认识能力的误导是潜在的作用,直接的原因则是研究者错误地理解了他们在实验中所获得数据的信息语义。

    原子由中子、质子、电子等基本粒子所组成,已经是不争的客观事实。各种原子的独特组织所产生的性质,正是我们识别该原子的依据。中子、质子等强子以及电子、光子等,也确实存在着一定的组织形式,它们也是可以被识别的。但原子的可分性,并不意味着基本粒子也是可分的。自从1963年提出质子、中子等强子结构假说后,经过六十余年的艰苦探索,花费了无法计算的研究经费,至今却仍然是个假说。夸克种类从最早的u、d、s三种,随着长寿粒子被新发现而不断增加。c夸克加入不够,又增加了b夸克。学者们认为这五类夸克仍然不够,还应该存在一种被称为‘真理夸克’的t夸克。对于夸克的分数电荷,也存在着不同的意见;韩-南布的强子模型认为:u、d、s、c夸克的电荷是:1、0、-1。面对无法证实自由夸克存在的困境,又提出了‘夸克囚禁’说。这种情况,使人不能不联想起当年解释天体运行问题的办法。当时,绝大多数天文学家都相信宗教提出的地球中心说。随着太阳系行星的不断发现,他们不得不增加一个又一个的‘本轮’。现在强子结构所面临的艰难境地,与那时的情境十分相似;也许已经到了急切期待“哥白尼”在核物理领域中再次显世了。上一次出现的哥白尼先生,在1532年出版的《天体运行论》,使自然科学从神权的桎梏中解放出来。这位先贤力排众议、另辟蹊径的创新精神,在科学研究中应该时时倡导,坚持贯彻执行。尤其是在科学研究进退维谷之时,应该更加重视、倡导这种精神!

    强子结构所面临的困难,使我这个门外汉也产生了怀疑:物质真是无限可分的吗?人类识别物质的根本依据,就是其识别特征。按照系统论的观点:基本粒子具有不同于原子的新性质,它必然存在着一定的组织结构。但存在这种产生识别特征的结构,并不意味着基本粒子必然是由更小的物质微粒所组成!光子是可以被识别的,说白了其组织结构也就是一段量子化的能量波动而已;那么光子可以被再分割吗?同样,强子也确实存在一定的组织结构;但并不能证明它们必然是由更加基本的物质微粒所组成!以高能电子作探针的散射实验,被轰击对象其实就是一种数学模型未知的“黑箱”。高能电子束就是被轰击对象的输入,而散射则是其输出。用这种实验寻求轰击对象的功能模型,是完全可行的。但这种数学模型只能反映被轰击对象的输入、输出之间的关系,一般并不能直接说明被轰击对象的具体结构。这种实验所产生的散射流,应该视为带有“高能电子探针”及“被轰击对象”动态性质的输出信号流;没有理由被看作是被轰击对象中强子被分割而产生的粒子流。认为“轰击”可以使强子被分割,不过是实验设计者的期望;据此来判读实验产生的散射流,错误理解其信息语义自然是不可避免的!

    我的学术生涯是相当曲折、艰难的;读过我在科学网上发表的回忆录《学习、思考、研究的平凡人生》的同仁,不难理解下面的一段‘胡话’。我多年所得到的感悟是:现代的科学研究,决不能拘泥于单一学科。读一些不同学科的原著,尤其是系统论、控制论、信息论等名著,可能会对你的研究有很大启发,非常有益于另辟蹊径!任何学科的精密性都是相对的;在科学研究中没有舍弃,就不可能有所得。可以毫不夸张的说:没有“简化”,或者说不舍弃次要因素,就不可能建立起任何的科学学科;数学也不能例外!

    

 



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