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现代物理学的批判

科学是最高意义上的革命力量，科学需要学术自由，这就是科学研究或科学探究的自由，当然也包括科学教学和科学传播的自由.何谓自由？斯宾诺莎把自由定义为：“凡是仅仅由自身本性的必然性而存在，其行为仅仅由它自身决定的东西叫自由.”尼采则称自由是“人所具有的自我负责的意志”.

正如当代著名的哲学家施太格缪勒（WolfgangStegmuller）在《当代哲学主流》一书中写的那样.他写道：“未来世代的人们，有一天会问：二十世纪的失误是什么呢？对这个问题，他们会回答说：在二十世纪，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”.对于时间和空间这个描述物质世界的‘共同舞台’，也还没有一个基本的逻辑理念.“牛顿明确地说，他的超距作用的力是任何具有正常思维的人所无法接受的”，他说他的理论只是比以往更好地描述了太阳系行星的运动规律.“爱因斯坦在三十年代明确地指出量子力学不是‘真货色’”，“到晚年更明确地指出相对论还不是纯粹的物理学，需要有新理论来代替”.但现代物理学界的一些学者，他们把人类已有的物理学知识视为不可逾越的高峰，把历史上本来还在争论着的观念当成真理来膜拜，从本根上阻碍着物理学的发展.实际这些人才是当今物理学领域最无知者.量子力学作为量子测量的一种唯象理论，对于纯物理学家在工具或实用层面或许已经足够了.但是一个具有完美数学形式的理论还不是一个成熟的理论，成熟的理论既应有完美的数学形式，还应有对数学形式所作的诠释性原理或与数学形式相对应的合理的物理模型及对物理模型的说明.物理大师们费尽了脑筋，发起了多起世界性的大辩论，也未能最终达成统一的意见.时至今日，还是给后人留下了许多必须讨论的问题.不同的研究方法会得出不同的结果和结论,但是不同理论的结论的正确与否只能根据是否符合观测和实验的数据予以确证.物理学开创期所必经的形而上学发展阶段，决定了牛顿力学的“基本理论都是线性的”（北大王晓钢语）.相对论和量子力学虽然在两个相反方向对它做出了有质变意义的扩张，但均未涉猎非线性交互作用的现实力学原型.三者的数理方程对时间的反演均具有对称性，其揭示的物理过程均具有可逆性.既然“真正的物理学定律不能是线性的”（杨振宁语），那么物理学新发展的突破口也就日益清晰了.

200多年前，托马斯·杨发现了光的干涉与衍射现象，由于这个工作与牛顿的光粒子理论相冲突，在一段时间里，托马斯·杨的工作倍受责难，当时托马斯·杨写下这样一段话：“虽然我仰慕牛顿的大名,但我并不因此认为他是万无一失的,……我遗憾的看到他也会弄错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步”.^【1】今天，我们或许需要用同样的态度来看待爱因斯坦和霍金.虽然爱因斯坦和霍金都很伟大，但是，我们不应该因为他们的伟大而拒绝对他们的批评.事实上，正是因为他们的伟大，他们的理论中的一个微小疏忽，都可能成为今天科学进一步发展的巨大障碍.

罗巴切夫斯基认为：“人类的认识史就是一部认识错误的历史.”笛卡尔认为：“怀疑是智慧的开始”.中国科学院理论物理研究所研究员郭汉英说过，近代物理学的经典理论、量子理论和相对论这三大理论体系都没有完成.物理学正面临着新的挑战，酝酿新的重大突破.纵观科学史，我们看到成就和辉煌，也看到科学曾经的挫败和荒唐.由于先入为主，科学经常是在愚昧和谬误的压制下，在嘲讽和诋毁的包围中极其艰难地挣扎着前进，现代科学是在充满艰辛的坎坷历程中跌跌撞撞的走来.当年科学主体：地心说、燃素论已经飞灰湮灭，今天的主体虽貌视伟岸却隐含荒谬，现代物理学正处在革命的前夜.

英国当代科学史家F·查尔默斯在《科学究竟是什么》中写到：在这些领域里自称为“科学家”的人，往往认为自己是遵循物理学的经验方法的……幽禁在他们现代化的实验室里，透过数字仔细端详世界，不能知道他们努力遵循的方法不仅必然是无结果和没有成效的，而且也不是使物理学取得成功的那种方法.丁肇中认为：“物理学的进步，就是推翻所有人已知的东西而发展的.”

许多人尚未敏感的意识到∶世界科学技术许多领域处于即将发生对原有基本理论实现重大科学技术创新的一场科技革命大风暴的前夕.这场科学技术革命大风暴在哪个国家首先掀起，哪个国家就首先受益；哪些大学对此能够有足够的敏感性，哪些大学就能有所准备且从中受益.反之，哪些大学对此没有任何感觉，就可能落伍.科学迫使我们创造新的观念和理论.它们的任务是拆除那些常常阻碍科学向前发展的矛盾之墙,所有重要的科学观念都是在实在跟我们的理解之间发生强烈冲突时诞生的.物理学形成了一套不断进化的逻辑的思维体系，其基础不能由任何归纳法从经验中提取，而只能通过自由创造获得.这个体系的正确性（真理内容）在于其在感觉经验基础上导出的定理的有用性，而后者与前者的关系只能直觉地理解，进化的方向是朝不断增加逻辑基础的简单性的方向迈进的.为进一步接近这个目的，我们必须决心接受下列事实：逻辑基础离经验事实愈来愈远，而从根本基础通向那些与感觉经验相关联的推论的道路变得愈来愈艰难漫长.山东大学数学学院副院长朱昱昌说过：“对于自然科学而言，如果发现矛盾，只有两种态度.一是首先检查自己是否存在理解错误或者计算错误；二是在确认自己不存在错误的前提下，就应该大胆地怀疑原理本身存在问题.”俗话说得好：“暴风雨来临之前总是宁静的”，或许这也是当时最好的写照吧.当代科技工作者必须以一种诚实和严肃的态度追溯、探询、梳理和解决自然科学体系一系列基元概念上长期存在的认识不当，重新确立一切“有意义”科学陈述必须严格遵循的“无矛盾性”原则.物理学的天空乌云密布，积聚了太多的问题，已到了不实现重大的理论变革就不能进步的境地.

库恩科学革命观：“从整体上看，最能作为合理性事业的科学是处于不同形式的种种阶段的发展中.其中，具有稳定发展的常规科学阶段的任务，是扩展科学上重大成就的范围，提高其精确程度和应用范围.但这也绝不意味着科学发展就是直线式的积累过程，因为正是在这类大量的扩展性工作中会不可避免地遇到同作为一个领域的权威成就（如牛顿引力论、相对论、进化论、原子论）相矛盾的现象.而这些现象发展到无论如何都不能用权威成就去解决并构成对该权威成就本质的威胁时，科学革命的风暴就起来了.在革命期间，整个科学共同体的成员都处于动荡彷徨中，不少人尝试着以种种新的设想去代替旧的权威成就.在这场竞争中，最终有一种能为科学共同体接受的新成就涌现出来，找到它，并公认它就标志着这场科学革命的结束.于是，狂飙过后便是壮丽的日出，新的常规科学便开始了.物理学出现这么多问题，是科学发展阶段性规律的必然结果.

《量子物理学——伯克力物理学教程第四卷》，这是美国上个世纪60年代以来大学理工科流行教材.在全书最后的结束语中告诉你一个真实的物理学：“读完本书直至最后一章结尾的读者已初步看到某些近代物理学中最核心的问题，他知道了物理学还不是成熟的学科，存在很多基本问题，这些问题目前还看不到解决的办法.”——[美]E.H.Wichmann量子物理学（伯克利物理学教程第四卷），复旦大学物理系译，科学出版社，1978年，502页.史蒂文·温伯格说：“（基础物理学）历史的风险在于，在思考过去的伟大工作（比如相对论、量子力学等）的那些伟大而勇敢的思想过程中，我们增加了对它们的这种崇敬，在我们想象的一种终极的物理学理论中，我们变得无法再重新评价它们的地位.物理学并不是一个应经完成的逻辑体系.相反，它每时每刻都存在着一些观念上的巨大混乱，有些观念像民间史诗那样，从往昔英雄时代流传下来；而另一些则是像空想小说那样，从我们对于将来会有伟大的综合理论的向往中产生出来.”中国科学院理论物理研究所郭汉英先生在《COBE获奖与相对论物理》这篇文章中指出：“我们无需详细解释近几年物理学家提出的这些重大问题及其变迁，只需浏览并加以比较，就会发现当前物理学的状况，与19世纪末20世纪初时非常相似，物理学的发展，特别是相对论物理又到了一个重要关头，面临着巨大的挑战.事实上，爱因斯坦相对论体系的建立和发展的过程表明，物理学理论并不完备，总是处在不断追求完备的过程之中.那么向哪里进化？向哪里追求？什么是可能正确的途径？在结合新的观测事实，在尴尬中冷静地周密思考，探索相对论物理进化方向的过程中，爱因斯坦关于“进化的方向是增加逻辑基础（原理）的简单性”的教诲，值得我们注意.这也是对于爱因斯坦相对论进行检验的一个重要方面.“无知的权威，是真理的最大敌人.在我看来，现在有许多人-甚至包括科学家-似乎都只是见树不见林.关于历史与哲学背景的知识，可以提供给那些大部份正受到当代偏颇（偏向某一方面,有失公允）观念所左右的科学家们一种不随波逐流的独立性.这种由哲学的洞察力所创造的独立性，依我来看，正是一个工匠或专家，与一个真正的真理追寻者之间，最大的区别.”薛定谔：“除非我们中有些人敢于去着手总结那些事实和理论，即使其中有些知识是第二手的和不完备的，而且还敢于面对被看成蠢人的风险.除此之外，我看不到再有摆脱这种两难境地的其他办法了.不然，我们的真正目的永远不可能达到.”

参考文献

【1】       李艳平，申先甲.物理学史教程.北京：科学出版社，2003.