破除迷信，为新世纪物理学的复兴而奋斗!- 在北京相对论研究联谊会的演讲2013 年 5 月 11 日于北京王令隽各位师长，各位前辈，各位学界同仁，朋友们： 非常荣幸能有机会在这里向各位请教，互相切磋理论物理的许多重要而迫切的问题。我要真诚感谢吴水清会长和联谊会各位的热情邀请和精心安排，感谢各位学界同仁在通信和互联网上对我的鼓励和支持。您们的鼓励和支持使我更加惕厉谨慎。我决不辜负您们的期望，一定要为21世纪物理学的复兴极尽全力。我还要感谢张操先生把我的工作介绍给大家，使我能够结识如此多的朋友和老师。各位都是对理论物理深入钻研多年的学者，对相对论有不同程度的保留，并且以学者应有的诚实，将自己的观点和科学界分享。这使我肃然起敬。我们对一些物理问题的看法可能还有不同意见，这是正常的。但是，我们有一点是一致的，就是任何物理理论都是可以讨论的，任何物理理论都必须能够以逻辑和定量分析向学术界讲述清楚。不能通过逻辑和定量分析解释清楚，只能靠"悟性"和"信仰"支持的理论不是科学理论。 我们来自五湖四海，五洲四海，今天风云际会，胜友如云，高朋满座，群贤毕至，少长咸集，举行首届国际高端论坛，这是北京相对论研究联谊会的大事，也是中国学术界的一件大事。历史一定会记住这一天。几个月前，我们还素不相识，从未谋面，今日却一见如故，如遇知音，相见恨晚。这件事听起来有点神奇。这是不是一种缘分？是，但又不是。"缘分"两个字意味着某种偶然性和突发性。可是，我们今天之所以走到一起，不是偶然的，而是必然的。为什么呢？因为大自然的规律是客观的，唯一的。真理只有一个。如果人们以追求真理为目标，不管认识不认识，不管你在何时何地，最终必然会走到一起。这就是我和张操先生所说的，真理是收敛的，谬论是发散的。我们今天走到一起，是必然的。是真理把我们收敛到一起。是复兴物理学的历史使命把我们召唤到一起。 几个月来，我们在网上已经对一些具体问题有些交流。今天，我想谈谈理论物理研究中的一般性观念问题，以解开广大科学工作者的思想包袱，和我们一起来认识和评估20世纪理论物理学的现状，一起拨乱反正。物理学的复兴，毕竟需要整个科学界的理解参与和支持。我们终究要走出芒砀山，走向全世界。 我要讲的一般性观念问题就是，我们在梳理近代理论物理的基本架构时，必须在多方面破除迷信。 1）不要迷信天才 迷信天才的人们认为：天才发明的理论，只有极个别天才能够理解。其他人不管经过如何严格的物理教育和专业训练，不管如何尽毕生之力钻研，都不可能理解。这种迷信描绘的"天才"与"群盲"之间智商的差别，不是人与人之间的差别，而是神与人之间的差别。 人类的智商（接受能力，理解力，分析能力，及发现能力）确实有差别，而且差别还可能很大。在座诸位都是在考场上斩关夺隘，在万马军中取上将首级如探瓤取物的好汉。你们的许多同学不一定都有你们的智商。但是如果说你我之中那一位发明了一个理论，全世界只有一两个人能理解，其他人无论如何经过严格专业训练，毕生钻研，都学不懂，那问题可能不出在全世界，而是出在您自己和您的天才理论。 朋友们可能会说，您说的也许有道理，不过，那是因为我们还不是天才。如果是天才的发现，也许全世界只有一两个人能懂，其他人一辈子也学不懂。 那就让我们看看真正的天才的例子。牛顿应该是一个天才。他和莱布尼兹发明了微积分，牛顿奠定了经典理论力学，发现了万有引力定律。他不但是天才，而且是科学史上不世出的巨人。牛顿的理论是不是全世界只有一两个人能学懂，而其他人都学不懂呢？当然不是。牛顿的力学和万有引力定律是高中物理的内容。也就是说，一个合格的高中毕业生，应该都能学懂牛顿的天才理论。微积分是理工科学生大学一年级的课程。有些中学也开始讲授微积分。 另一个天才是麦克斯韦。他发展出了电磁场理论，将电磁学中所有的实验定律都总结到一起，构成了一整套电磁场方程组，其数学之严密完美，令所有的物理学家倾倒。麦克斯韦根据他的理论预言了电磁波的存在，因而开创了无线电时代。这样天才的一个理论，是不是全世界只有一两个人能学懂，而其他人都学不懂呢？当然不是。麦克斯韦的电磁场理论是各大学本科物理系和电机工程系，电信工程系的必修课。也就是说，凡是掌握了偏微分方程和矢量分析的本科生，应该都可以学懂麦克斯韦的电磁场理论。 世界上绝大多数人不一定有牛顿和麦克斯韦的天分或天才。但是一个自然规律一旦被天才发现了，一般有中等或中上智商的人类，经过有系统的大学教育或者研究生院的专业训练，应该都能学懂。事实上，现代科学区别于中世纪神秘主义的一个特征恰恰是：科学理论应该能够通过定量的数学分析和逻辑推理使科学界理解，并用之于科学实验和工程实践。科学的特点恰恰是反神秘主义，而星象学的特点和最终避难所正是神秘主义。当着神学和星象学中违背科学逻辑的东西被人们用非常普通的逻辑揭穿以后，卫道士们往往祭出神秘主义的法宝，说你们智慧不够，悟性不够，所以学不懂。说这么深奥的理论不可以常识或逻辑来判断。是否诉诸神秘主义是一个区别星象学和科学的重要判据。 神秘主义同样是相对论维护者们的看家法宝。爱丁顿认为只有他和爱因斯坦懂相对论，别人都是外行。也就是说，洛伦兹，格罗兹曼，丁格尔，闵可夫斯基，施瓦兹查尔德等人都是外行。爱丁顿是天才吗？他连太阳日冕会造成光线弯曲都不知道，就宣布他的日食结果证实了广义相对论。这像天才的见识和治学态度吗？ 那么爱因斯坦呢？他是不是神？不太像。他的狭义相对论的数学框架是洛伦兹的，洛伦兹根本不接受相对论。他在构造广义相对论时，数学不太有把握，就请他的一个大学同学格罗兹曼帮忙。所以他的黎曼几何水平不过一般而已。列出广义相对论方程以后，他自己找不到解，还是施瓦兹查尔德找到了一个解。因此，爱因斯坦至少数学上不是神。他的数学不仅没法和高斯和黎曼相比，甚至比不上格罗兹曼和施瓦兹查尔德。现在全世界各大学数学系和物理系的师生中，黎曼几何学得比格罗兹曼好的应该数以千记。 有人说，爱因斯坦的天才不是表现在他的数学，而是他天才的物理思想。而且据说他是最伟大的物理天才。果真如此，他就应该理解20世纪近代物理的另外一个革命性的物理思想-量子力学。可是，他终生不接受量子力学。他说，上帝不玩骰子。那末，到底是爱因斯坦的物理思想有问题呢，还是量子力学有问题？世人把这件事当作一件普通的名人逸事和科学掌故看待，作为饭后茶余的谈资，好像白头宫女，闲话开元。殊不知这是一件天大的事。这件事说明，要末爱因斯坦不是什么天才，要末量子力学有根本问题，二者必居其一。 如果说，量子力学是别人的思想，爱因斯坦不能理解，还说得过去。那他自己想出来的思想应该能够理解吧？宇宙项（宇宙因子，万有斥力）是他自己发明的。因为万有斥力与距离成正比，这是背理的星象学，所以他最终把宇宙项抛弃了。现代的大爆炸宇宙学家们说这是爱因斯坦一生犯下的最大错误。难道一个天才居然会不理解他自己的天才发现？世人同样把这当着一件普通的名人逸事，而不知道这同样是一件天大的事。这件事说明，要末爱因斯坦不是什么天才，要末现在的大爆炸宇宙学有根本问题，二者必居其一。 我对爱因斯坦还是有些尊重的。我对他的尊重，并不是因为他的相对论和宇宙模型，恰恰是因为他对量子力学的保留，对自己的宇宙项万有斥力的否定，以及他的"科学知识源于经验，止于经验"的哲学观点。他的这些观点和态度，说明他具有一般科学家的哲学思辨能力，但是他不是神，他只是一个普通的科学工作者。他提出狭义相对论的时候，也就是二十郎当岁一个专利局的普通职员，学历比在座各位中许多人差得多。相对论的维护者们讥笑我们是民科，其实1905年的爱因斯坦就是一个名副其实的民科。就算他有天才，他的理论，也只是人的理论，不是神的理论。一个二十多岁的专利局年轻职员闭门造车造出来的理论，难道全世界顶尖的科学精英学习钻研一百年，还学不懂？那他一定是神仙，不是凡人。神学家可以动不动就说天机不可泄漏。科学家应该说天机可以泄漏，天机必须泄漏。科学的目的就是泄漏天机，就是揭示大自然的秘密。科学从中世纪的神学枷锁中解放出来的一个坚定信念就是：大自然的规律可以通过人类的实验和实践而发现，可以通过逻辑思维来理解，可以通过教育和训练使众多学生们学懂，而不是通过信仰和盲从来传播维护。在此，我们要重新喊出启蒙运动的口号："要有勇气运用你自己的理智。"（康德语） 现在，相对论的拥护者们把"外行"与"内行"的界限划得宽一些，以便把他们自己也包括在"有悟性的""内行"之内。这条界限怎么划呢？他们说不出来。如果他们按照现代人才管理的思想或通常标准（教育程度，工作经验，研究成就等等）给出一个"内行"与"外行"的具体界限，我们就会发现，这样的界限并不能把所有对相对论持批评或保留的人们划成"外行"，也不能把所有拥护相对论的人们划成"内行"。因为对相对论持批评态度的人里面不仅有你们这些学业优秀，才华出众，卓有成就的学者，还有像洛伦兹和丁格尔这样的物理大家。在拥护相对论的队伍里，外行的比例远远高于挑战相对论的探索者，有的人还外行得相当可以，连普通物理都没有学懂。于是，相对论维护者们就只有根据立场划线：凡是拥护相对论的都是聪明的"内行"，凡是批评相对论的都是智商不够的"外行"。有人发表意见说："我若干年前选过相对论的课，现在虽然有许多都忘了，但是记得问题的关键是，相对论的批评者们的根本问题是接受不了革命性的新思维。他们不懂这是‘shift of paradigm'。"您仅仅在读本科时选过一门课，也可能只是电动力学中的一章，听到过相对论如何伟大的一些简单议论和离奇概念，您就大彻大悟，理解了相对论的革命性思想？您就敢高谈阔论？您的过分自信只能证明您的无知与轻信。您的老师可能是一个照本宣科的传道者，但不是具有独立思考和敏锐思辨能力的学者。您和您的老师其实都没有学懂相对论。如果你们不服气，就请回答几个简单的问题： 1）你们能不能找到对我的对称钟佯谬实验的解答？钟佯谬问题涉及到相对论理论根基的自洽性。一个理论如果和自己相悖，整个理论将不攻自破。 2）根据相对论，恒星是否相对于地球转动？线速度是多少？如果你们认为恒星相对于地球没有转动，也请将你们的观点公开发表出来。 3）相对论是不是具有转动相对性？相对论的转动变换是什么？ 4）施瓦兹查尔德度规的黎曼曲率等于零。那么，引力时空是弯曲的呢，还是平坦的？时空弯曲的量度是什么？ 5）爱因斯坦三维超球面的本底空间的物理意义是什么？这一本底空间是弯曲的还是平坦的？根据是什么？ 6）你们能不能举出哪怕一个实验，定量地证明了爱因斯坦的质能关系式；并且证明了能量能够变成物质，物质又能湮灭成能量？ 7）我揭露了大爆炸理论的一系列基本问题，诸如地心说性质，极端违背相对论的光速不变原则，极端违反物质守恒定律和能量守恒定律，极端不稳定等等。你们有勇气公开地正面回答这些问题吗？ 如果你们这些自诩内行的人们对上述问题中的任何一个有了答案，公开发表出来，我愿意与你们公开辩论，以给物理学界一个负责任的交代，给科学界一个负责任的交代，给全社会一个负责任的交待。就算是我的一张请帖吧。 2）不要迷信数学 我在 "克魯斯科變換和數學創造論的發端"一文中，以克鲁斯科变换为例，解释了一些應用數學家如何將物理概念強加于數學對象，強行要求給他的方程式的每一個解賦予物理意義，強行要求承認他的所有拓撲流型為宇宙，從而創造了多重宇宙。他們用數學把戲創造離奇的概念如黑洞，白洞，蟲洞和時間旅行。如果你不能理解，不能接受這些離奇概念，他就說你不懂數學，一下子就把你嚇住。類似的近代物理概念還有時空的彎曲，高維空間的超球面，近小遠大現象，宇宙有邊無界，等等等等。人們被告知，如果你不能接受這些概念，要末是你的數學不夠，要末是你的悟性不夠。他們動不動就用数学唬人：你懂黎曼幾何嗎？你懂里奇張量嗎？好像理論家懂點數學，就可以爲所欲爲。對於這些離奇概念，我在"引力時空是彎曲的嗎？"和"愛因斯坦宇宙模型和近小遠大論"中有詳細一點的讨论，希望能夠撕開神秘的面紗，破除一些朋友思想中的數學迷信，明白許多現代物理中的奇怪概念，並不是如某些理論家宣稱的那樣，是"從黎曼幾何推導出來的"，而是理论家們強加進去的假設。真正的數學理論是不可能推導出謬論的。任何謬論都不可能通過數學包裝變成真理。 要搞清楚理論物理的基本問題，尤其是如果你想找出謬論的根源，確實需要學好數學，而且你還必須比謬論的衛道士们懂得更徹底。要將他們的理論展示成邏輯悖論。这比背誦教條，高唱頌歌，要困難一百倍。所以我不反對大家學好數學。我只是勸告朋友們不要被一些数学家们的数学大棒唬住。相对论问题的根源不在数学，而在物理概念。 数学研究的是数量关系和几何形态，而这些必须是以自然界的物质及其运动为对象的。离开了现实世界，数学研究就没有意义，即使是数论和数理逻辑等抽象数学分支也不能例外。数学是解决物理问题的工具，是精确表述物理现象及其规律的语言，而不是向大自然发号施令的权杖。不能要求大自然服从数学方程式的形式美。不能把数学方程式的对称性和协变性凌驾于物质不灭定律，能量守恒定律，因果律，时间的一维单向性，空间的三维性，部分小于全体等等物理定律和逻辑原则之上。 对于理论的数学表述，科学遵循的原则是，在充分必要的条件下越简单越好。现在一些所谓的"前沿科学家"们却反其道而行之，似乎数学越是繁复，理论就越是正确。爱因斯坦的引力场方程繁复到他自己找不到解。超对称理论繁复到要一个物理学家化二百年才有可能知道理论到底是不是收敛。M-理论繁复到理论家们自己也不知道是不是真的能够将五个互相竞争的超弦理论统一起来。繁复的数学为他们偷塞假定，掩盖错误提供极大的方便，同时，又是保护他们的理论免受批判的最好屏障。卢瑟福认为"一个好的理论应该连酒吧女郎都能看懂。" 而"前沿理论家们"却以"90%的科学家，院士看不懂"他们的理论而骄傲。这些"前沿科学家"们忘记了，向科学界深入浅出地阐明你的理论是科学工作者不可旁贷的责任。物理学家的任务是传道，授业，解惑，而不是增加人们的惶惑，不是靠卖弄繁复的数学来卫道，来粉饰装扮自己的深奥与博学，来逃避科学逻辑和实验的检验。 所以，我们要尊重数学，学好数学，但不要迷信数学。数学是物理学的工具，不是物理定律的源泉。物理学的源泉是实践，是物理世界。 3）不要迷信"相对论已被实验证实"的谎言 教科书和媒体一直宣传"相对论的预言都已经被实验证实。" 事实上，凡是宣称证实了相对论的实验都经不起严密的分析质疑。迈克尔逊-莫雷实验结果完全可以用经典理论解释，因此不能作为对相对论的实验验证。我在"检验钟佯谬的对称实验"一文中对于几个宣称证实了相对论的著名实验，如介子寿命测量和原子钟环球飞行实验，进行了详细的分析，指出了这些实验的问题和分析错误。在"小儿辩日辨"一文中，我分析了所谓引力使光线弯曲的爱丁顿日食观测实验结论之谬误。我在 "论质能关系"一文中详细地分析了另一个例子：爱因斯坦的质能关系式：E = m c2。这个公式既没有被宏观的核爆炸试验和核反应堆的测量所证实，也没有被微观的粒子碰撞实验证实。所谓的光子产生正负电子对的试验，实际上是一种光电效应，而不是物质的创生。至于正负电子对的湮灭，仅仅存在于理论上的费曼图，根本没有，也不可能被测量。 问题是，即使你把所有宣称证实了相对论的实验都分析清楚了，指出了其谬误所在，还是会有源源不断的新的实验宣称证实了相对论。GPS定位系统就是另一个例子。当然有业内人士提出了否定的意见。但是，科学界能够一天到晚跟在这些人后面证伪吗？星象学早已被科学否定了，可是还是有人求神拜佛，算命占卦，你能一一去证伪吗？做不到，也没有必要。那如何判断真伪呢？如何决定我们的科学信念和信心呢？我们有两条原则：第一，我们坚信，一个正确的理论不能有哪怕一个悖论。一个自相矛盾的理论一定是错的。这在逻辑上叫反证法。第二，我们的科学信念和信心应该建立在千锤百炼的，经过无数实验结果和工程实践证实的科学理论之上。 我们先看看第一条原则，那就是科学上的反证法。一个理论可以和公认的主流理论相悖，因为主流理论可能不完善，也可能根本就是错的；也可以和公认的实验结果相悖，因为实验设计可能有问题，或者实验结果的解释有问题。但是，一个理论不能和他自己相悖。我要过景阳岗，酒店里的一位半仙给我算个命，说我今晚过岗会被吊睛白额大虫吃掉；可是他用同样的理论算出来的结果是，我会把这只大虫打死。你不用问这位半仙的理论的细节，就知道他的理论是谬论。所以，一个正确的理论不应该有悖论（佯谬），一个也不能有。这就像一个气球，只要一个漏洞就足以使其瘪塌。 所以，相对论的钟佯谬足以颠覆相对论的整个理论。相对论的悖论不止一个，还有尺佯谬。另外，相对论的转动和光速不变原理相悖。在大尺度上，施瓦兹查尔德解和柯尔解相悖。在施瓦兹查尔德半径上时空度规无穷大发散，在此半径以内时空翻转等等其实也是足以证伪的悖论。建立在相对论基础上的大爆炸宇宙学导致宇宙以高于光速几百倍甚至二十几个数量级的速度爆炸，直接违背光速不变原理。所以，相对论是一个从时空理论开始就不自洽的理论。这种理论是不可能被实验证实的。凡是宣称证实了相对论的实验结果，都经不起严格认真的审核。 许多理论不像相对论一样，包含明显的悖论，但是证诸科学定理和逻辑，我们也能知道其荒谬。比如说，魔术师大变活人，特异功能大师耳朵认字，穿墙而过，白日飞升，诸葛亮借东风等等，虽然没有明显的悖论，但是根据我们对科学定律和科学常识的信念，根本不须要考察这些魔术和特异功能和巫术的细节，就能确信是不可能的。同样，我们根据对自然现象无休止的实验和工程实践得到的时间和空间的概念，知道时间是一切运动的公共自变量，空间是一切运动的公共场地，时间和空间互相独立，时间是一维单向的，空间有三个自由度，时间和空间的量度不随速度或加速度而变。原因一定发生在结果前面，物质既不能创生，也不会湮灭，任何物理量都不应该无穷发散，光（电磁波）之间不存在万有引力，光线不会被引力弯曲，等等等等。根据这些科学原理和逻辑规则判断，我们也能知道相对论不可能成立，所以，凡是宣称证实了相对论的实验，一定有问题。 这也说明了，从理论和逻辑上分析清楚相对论，是多么地重要。如果我们已经根据科学道理明白了星象学的谬误，还有必要对每一个算命先生的结果作仔细的分析吗？还有必要仔细分析玛雅星象学关于2012年世界末日的预言错在哪里吗？还有必要仔细分析所谓的"白日飞升""隐形遁术"等等把戏的真伪吗？ 我希望从事物理实验的科学工作者们，在宣称证实相对论之前，最好仔细地检查自己实验的设计，周围环境，系统误差，仪器设备，数据处理等等环节，以免始则哗众取宠，终则贻笑大方，重复爱丁顿日食观测实验的笑话。尤其不要去为一个热门而荒谬的理论拼凑所谓的实验证据。 4）不要迷信洋人 往往可以听到这样一种担心："我们要是批判相对论，外国人会笑话。"这得看什么外国人。像洛仑兹，丁格尔（曾任英国皇家天文学会主席）等外国人就不接受相对论。现在批评相对论的外国人不比中国人少，除了相对论的维护者以外，好像没有人笑话对相对论的批评。因为这是正常的学术争论。是不是会被人笑话，关键是您批评的对不对。 "担心外国人笑话"后面的潜台词是，外国的科学技术比中国先进得多。中国人随便批评外国人和外国人的理论，是落后者指责先进者，无知者批评高明者。 中国的科学技术水平是不是比外国落后？从总体水平来说，应该说是的，要承认这个差距。那末，是不是中国人就不能批评外国人的理论和实践？我想不管中国人还是外国人，都不会同意中国人在一切领域都比外国落后，不会认为中国人绝对不能批评外国人的理论和实践。但是，这不是今天我要说的重点。今天我要说的道理是：中国在科学技术的各个领域都应该尽量向外国的先进技术和理论学习，唯一的例外是20世纪的理论物理。 我们知道，科学技术的进步是逐渐积累的。每一个进步都需要无数次的试验，改进和新的发明。欧洲自从18世纪工业革命以后，科学就以日新月异的步伐飞速前进。可是这个时期正是满清政府走向腐朽没落的时候。封建统治者的愚昧颟顸以及对人民的防范与恐惧使其对科学技术也极端恐惧。这使一个本来在科学技术上领先世界的中国在科学上停步不前，至19世纪末叶，在科学技术的一切方面都落后于西方。清朝覆灭以后，由于军阀混战和日本入侵，使中国的科技发展又推迟了半个世纪。经过半个世纪的追赶，中国在科学技术的许多方面都已经赶上世界先进水平。但是，我们也应该看到，在许多尖端领域，仍然有差距。有许多高精尖的技术和特殊材料的生产，是各国的国防机密和各大公司保密的专利。要独立自主地自己研制这些技术和材料，需要重复一些外国人走过的弯路，经历同样的磨难。需要时间的积累。所以，在科学上看到差距，虚心学习外国的长处，只会使中国发展更快，赶超世界先进水平的日子缩短。 那末，为什么理论物理和科学的其他领域不一样呢？因为在理论物理中没有任何保密和专利。所有的物理理论，对全世界都是公开的。所有的机密都在书本和文献里写着呢，您只管读就是了。认真学习几年，就能了解世界上最先进的理论物理动态。在寻找理论突破的努力中，中国学术界和国际学术界是站在同一条起跑线上。中国学术界除了不敢随便作出违反科学逻辑的荒唐假定以外，在理论修养上不比任何人落后。 不仅如此，比之西方学术界，中国还有文化优势。中国没有经历长达一千五百多年的神学统治，中国学术界没有顽固的创造论的思想残余，对于星相学有天生的免疫力。中国的传统思想以儒家为主导，而孔子"不语怪、力、乱、神"（《述而》），"敬鬼神而远之"（《雍也》）。儒家经典之一的礼记大学中，有"格物致知"的思想。所谓"格物致知"，就是根据对物理世界的研究来得到知识。这正是现代科学研究遵循的原则。早在东汉时期，王充在《论衡》一书中就非常系统地对神学和星象学进行了彻底的批判。他认为天是自然，而不是神。天地都是客观存在的物质实体，有自己的运行规律。日月星辰也都是自然物质，并没有什么东西在主宰他们。这非常接近于近代科学的无穷宇宙观。王充在《订鬼》中对各种鬼神迷信进行了尖锐的批判。王充坚决否认圣人"神而先知"。认为圣人只不过是比一般人聪明一些，但不是神仙。其实，即使从中国的神话和鬼怪故事中，也找不到整个宇宙被某一个超自然的存在无中生有地创生出来的痕迹。中国文化里根本就没有创造论的基因。 有如此好的文化底蕴，理论物理中又没有任何机密可言，大家都站在同一条起跑线上，所以中国在21世纪物理复兴运动中引领理论物理的学术潮流，形成一个"中华学派"（China School)，也不是不可想象的事情，根本不必担心"被外国人笑话"。关键是中国学术界有没有引领潮流的胆识，有没有提纲挈领识别真伪的思辨和分析能力，有没有在一团迷雾中判断未来方向的睿智。如果事事看洋人的眼色行事，连纠正明显的理论错误也敢怒而不敢言，在外国人明目张胆地以神学和星象学甚至巫术遁术取代科学的时候，也只管紧跟洋权威摇旗呐喊，那末，中国想在理论上赶超世界先进水平，就永远是一个做不醒的梦。 在这里，我要给大家讲一个外国人的故事。近年来我陆续收到来自五洲四海的一些邮件，询问相对论方面的问题。最近的一次是德克萨斯大学天文台的一位素不相识的朋友，叫瑞克斯。他说读了我关于对称钟佯谬的文章，非常激动。他想不通为什么十三年了，全世界居然没有一个人能有解答。他把我文章中的4-J实验做成录像在网上放。他说，我不能想象相对论错了。问我十三年来，有没有什么人有答案。我回答说，没有，也不可能有。我说，温伯格就在德州大学任教，不妨去问问他。温伯格可能太忙，不容易接近，于是他就请教一位也在天文台工作的德州大学物理教授，他的同事和朋友，也是温伯格的同事。这位教授无法解答，于是就介绍他给澳大利亚的一位相对论大师 (relativity wizard，直译为"相对论巫师")。这位大师说："如果我想足够长的时间，使劲地想，也许能够想出解答。可是相对论是已经被证明了的，干吗要费这个劲？"瑞克斯没有得到任何解答，于是悬赏一千美元，征求答案。前两个星期，他终于和德州大学的那位物理教授坐在一起讨论了几个钟头，怎么样也找不到回避悖论的答案。他们准备过一段时候再继续讨论。 从这个例子我们可以看到，外国人中不仅也有人批评或者批判相对论，而且还非常认真，非常执著。他们批评相对论时，从不担心中国人笑话。他们也不以向中国人请教而感到自卑，感到丢了美国人的脸。他们只认真理，不认权威，不认种族和肤色。对于担心批评相对论会被外国人笑话的朋友，这也许是一面镜子。 钟佯谬问题是相对论的致命问题，它涉及到相对论时空观的根本逻辑矛盾。转动问题也是致命的问题，因为它不仅证明了相对论根本违背相对性原理，而且与自己的光速不变原理直接相悖，揭示了相对论根本不能处理非惯性系以及诸如离心力和科里奥利力等非惯性系物理量（引力只是非惯性力之一种）。转动问题也揭示了经典力学不是相对论的近似。没有转动相对性就意味着空间不是各向同性的。一个没有转动相对性的理论是一个病态的理论。2000年我在意大利物理杂志上发表"爱因斯坦空间的转动性质"，首次提出转动相对性问题。因为涉及广义相对论，一般读者不得要领，尚未引起足够反响。但人们终究会明白，这是一件非常大的事。 像钟佯谬和转动相对性问题，是一个相对论维护者们必须正视的问题。鸵鸟政策是不能使物理学界永远沉默的。 5）不要迷信舆论 要挣脱主流理论物理的羁绊，跳出20世纪的理论物理框架大胆探索，是需要勇气的。不仅物理学界主流主宰着科研经费和文章出版，一般科学家，公共媒体和公众舆论都跟着主流转，好像20世纪的理论物理就是现代科学，谁要是脱离20世纪理论物理，谁就是跟不上形势，谁就会在科学上落后于人。舆论确实是一种巨大的社会力量。 但是还有比舆论更大的力量-真理。 舆论是可以被诱导的。在一定时期中，社会主流支持一种错误的理论，在历史上累见不鲜。被舆论诱导的普通大众，包括许多科学家，并不了解20世纪理论物理的真相和内幕。大多数公众和科学家们都尊重科学，并特别尊重数学，甚至尊重到了敬畏的程度。一个理论一旦涉及一些比较深奥复杂的数学，便会给一般公众产生深不可测的感觉，以至于完全失去判断力。另一方面，公众往往对奖金和锦标有一种不太理性的追崇，媒体尤其喜欢对此大加炒作。在教育界，许多教师对理论物理的真相也不是很了解，他们只能根据书本和老师那里传承下来的知识，将主流教义一代一代地传承下去。所以就形成了铁板一块，万马齐喑的局面。 可是，我们必须相信，绝大多数公众，尤其是科学家和工程技术人员，对科学和真理是热爱的。只要我们耐心地解释分析，摆事实讲道理，他们是有能力，有智慧判断是非的。公众是可以被教育的，舆论是可以被转向的。大多数人可以乐成，不可以虑始。这里要紧的是一些追求真理的人们能够坚持，永不放弃。盘庚之迁，胥怨者民也，盘庚不为怨者故改其度。度义而后动，便永不后悔。我们今天为物理学的复兴奋斗，就应该有盘庚这种度义而后动的坚韧不拔的精神。道之所在，虽千万人逆之，吾往矣！我们不能等待公众的态度转变以后再开始奋斗，我们要用我们的奋斗来转变公众的态度。在科学的探索上，一定要有孤胆精神。 坚持是会有效果的。舆论是可以改变的。这些年，我从海内外收到不少素不相识的中国同胞和外国朋友的信件，支持鼓励，慰诲勤勤，有逾骨肉。我深深感到，科学界的学者们对真理是热爱的。只要我们循循善诱，耐心地摆事实，科学上就没有讲不清的道理。 前不久，几个杂志的主编读了我的"DET理论"的文章以后，来信约稿。我于是写了一篇评论文章"An Alternative Cosmology to the Big Bang-Dispersive Extinction Theory of Red Shift"。此文已经登出：电子检索: DOI: 10.5539/apr.v5n2p47. http://www.ccsenet.org/journal/index.php/apr/article/view/25856>. 这说明，媒体会越来越关心独立思考性的工作。上面我讲的瑞克斯的故事就是一个例子，说明大众是可以被教育的，舆论是可以被引导的。 6）无私无畏，为物理学的复兴而奋斗 各位老师，各位前辈，各位同仁，你们可能还没有意识到，你们现在所做的是多么大的一件事情。你们不仅仅是在研讨或批评相对论，仅仅在实践一下学术自由，发发牢骚。你们多年的坚持，是在做一件惊天动地的大事：你们在挽救科学，你们在为物理学的复兴而奋斗。 为了说明这件事情有多大，我们可以先算算经济账。美国的SSC浪费了20亿美元。世界上像如此庞大的加速器和质子寿命探测，重中微子探测，暗物质探测等等，成了科研经费的沉重负担，其目的不是为了给科学和工业界提供任何理论支持，解决任何理论难题，而是为了回答一些理论物理界自己制造出来的理论问题，比如上帝粒子的探测旨在为弱电统一模型提供实验支持；质子寿命测量旨在为量子色动力学提供实验支持；重中微子探测和暗物质探测旨在为大爆炸理论中的创造论提供实验证据；等等等等。这些问题全部是理论家们自己闭门造车凭空制造出来的问题。制造了问题又要追加研究经费。这些项目劳民伤财，对科学的发展没有一点意义，要说有意义也是负面的。如果学术界能够意识到科学研究中的这种错误倾向，在投资这种费钱费时的超大型项目之前对项目的理论和实际意义进行认真的评估和控制，将节省下来的经费用于核物理，凝聚态物理，激光物理，高温超导或其他物理学的研究，将会对物理学和一般科学产生多大的影响啊！这是多大的一件事情啊？这仅仅是发发牢骚，对相对论提点批评意见吗？ 还有比科研经费更重要，更珍贵的东西，那就是子孙后代的身心健康和智力教育。由于学术界对理论物理中的反科学倾向的容忍和放纵以致鼓励宣扬，使许多违背科学的假设和结论几乎变成了常识和真理，充斥媒体，写进教科书。许多儿童对时空穿越，超光速旅行，大爆炸，黑洞虫洞等等着了迷。长大一点以后，虽然成熟一些，但是在许多年轻人的思想里，物质不灭定律和能量守恒定律，因果律，时间的单向性和一维性，空间的三维性等等似乎是已经过时了的陈腐概念。这些经典概念必须被协变性和对称性所超越，必须为海森伯原理所超越，为高维空间和多维时间所超越。他们普遍相信质量和能量是等价的同样的东西，可以互相转换。他们一般地相信引力会使时空弯曲。理论物理专业的学生普遍认为理论物理就是玩数学，就是群论拓扑。他们对物理实验基本上不了解，也没有兴趣。如果这样的物理教育一代代地传承下去，后果将不堪设想。保护子孙后代正常的科学思维能力，是多么大的事啊！你们这么多年来为了维护科学理论，科学逻辑和科学思维的努力和争斗，难道仅仅是发点牢骚，体验一下学术自由这样的问题吗？ 事情还不止于此。我们的所作所为，是在挽救科学本身。自欧洲的宗教改革，文艺复兴和启蒙运动以后，科学慢慢挣脱了黑暗的宗教统治，摆脱了神学认识论，确立了科学认识论。科学认为大自然的规律是可以通过人类的实验和逻辑推理认识的，而不是只有少数圣人智者才能了解的东西。1543年哥白尼出版了《天体运行论》，提出了與托勒密的地心说对立的日心说。意大利思想家布鲁诺在《论无限性，宇宙和诸世界》等書中宣稱，宇宙在空间與时间上都是無限的，太阳只是太阳系的中心而非宇宙的中心。开普勒在1609年提出了行星運動的三大定律。为牛顿发现万有引力奠定了实验基础。这一时期还涌现了像伽里略，托理则利，帕斯卡和波意尔等伟大的物理学家，以实验手段发现了一系列重要定律，确立了科学实证主义。伽里略发明了望远镜，进一步将神秘的天堂纳入科学仪器的考察之下。哥伦布和麦哲伦的探险，确立了地圆说。在启蒙运动中，以培根、洛克>为代表的哲学家，运用经验主义的逻辑方法，形成了一种科学文化。新康德主义价值哲学的创始人之一在《启蒙哲学》中指出，启蒙精神是一种实证精神，推理精神和分析精神，而不是纯粹的假设。 欧洲的文艺复兴和启蒙运动把人们的思想从宗教神学和封建专制的禁锢中解放出来，确立了科学的方法，理论和哲学传统。科学认为人的知识的源泉是科学实验和工程实践，而不是少数智者的抽象思维和先验的假定。所以，凡是不能经过实验验证的理论都不是科学理论。普朗克说过："实验是我们掌握的唯一知识，其他全是诗意和想象。" 就连爱因斯坦也承认："对现实的知识始于经验，终于经验。" 科学上的所有定律和定理，往根基上溯本求源，最终都会追溯到某些无法由其他理论推导出来的基本原理和基本逻辑，或曰公理。这些公理的正确与否，只能由实验和实践来检验。所以实践不但是检验真理的唯一标准，也是所有科学理论与科学逻辑的最终源头。 可是这一科学原则在20世纪后半叶已经被完全抛弃。代之而起的是中世纪的神学原则。大自然的理论不是始于经验，终于经验，而是始于假设，终于假设。理论上禁止测量的，比如夸克禁闭，或实验上根本无法测量或验证的，比如需要比太阳系还大的加速器来验证的大统一理论，被视为前沿科学。人们对理论的信心不是建立在反复重复的独立实验之上，而是建立在对先验的原理的信仰之上。信仰取代了实证，中世纪的权威崇拜和神秘哲学取代了科学实验和逻辑推理，成了判断科学理论真伪的标准。科学先驱们通过艰苦的反复实验来发现物理定律，通过行万里路航万里船和长期观测来确立日心说和地圆说的科学方法被鄙弃了，代之以理论家们草稿纸上的数学游戏。理论家们一拍脑袋，灵感上升，觉得玻色子和费米子具有超对称性，就可以将基本粒子总数翻一翻，一个晚上就发现几百个基本粒子；理论家们一拍脑袋，就可以从每一个立方厘米的空间中每秒钟创造出10的143次方个宇宙；理论家们一拍脑袋，就可以在10的负33秒钟的时间内以超过光速20几个数量级的速度将宇宙暴涨到成人宇宙；理论家们一拍脑袋，就可以创造26维空间；理论家们一拍脑袋，就可以将时间变成两维的复数时间。可以颠倒因果；霍金公然宣称创造论符合现代科学精神，宣称虚时间比实时间更实在，宣称人们无法决定什么是实在的。科学实证主义完全被虚无主义和玄学取代。创造论取代了物质不灭定律和能量守恒定律。大爆炸宇宙学以地心说和有限宇宙论取代了科学的无限宇宙论。巫术和遁术被堂而皇之地当作前沿科学大肆宣扬。 这是科学史上的一次大倒退。在理论物理学从科学向神学和星象学倒退的潮流中，你们没有随波逐流，而是像中流砥柱，力挽狂澜，坚决维护科学先驱们以生命从神学枷锁中争得的科学理论和原则，坚决将理论物理重新拉回到科学研究的道路上来。这是多么伟大的事业啊！这难道仅仅是发点牢骚，实践一点学术自由的问题吗？ 所以，我们一定要看到我们奋斗的价值。要调整心态。我们不是在主流理论的权威下乞討一点学术发言权，而是在拯救物理学，在为物理学的复兴作狮子吼。对于我们的质疑，权威的主流理论有责任对学术界和纳税人一个交代。你们有责任向整个学术界和纳税人解释清楚：为什么不化几十亿美元找到上帝粒子，我们和整个世界就不存在？ 历史上任何伟大的复兴运动，都有一个从启蒙到兴盛的过程。开始时往往起於青蘋之末，不为人们重视。但是科学真理终究要乘凌高城，入于深宫，倘佯中庭，北上玉堂。只要我们能够坚持真理，以"当今之世舍我其谁"的责任感与使命感，勇于担当，勇于开创，那末，物理学的复兴就一定能实现。中华民族在科学上引领世界潮流就一定会成为现实。 谢谢大家！ 发表在 争鸣>, 历史人物>, 历史回顾>, 散文>, 物理哲学> | 一条评论>纪念黄文奇老师>发表于 2013 年 04 月 27 日> 由 王令隽>
纪念黄文奇老师2013 年 4 月 26日 得知黄文奇老师去世，怎么也不能相信这是真的。几天前他还给我打来越洋电话，慰诲勤勤，思路清晰，声音如旧，怎么就去了呢？现在回想起他的电话，原来是诀别之言。他虽然已经毅然决定离开这个世界，但还是有些牵挂。他还牵挂着孤悬海外的学生。越洋电话的最后叮咛，说明了我们之间师生情谊的分量和真实。 七十年代初，举国上下开始恢复教育抢救人才。武汉钢铁公司于是委托华中工学院自动控制系办了一个短期进修班，学员都是各个厂里比较杰出的技术人员。有科大的，复旦的，华中工学院的，武汉测绘学院的，武汉钢铁学院的等等全国各大专院校的同学约二十多人。我也有幸选在其中。主要课程有自动控制原理，自动控制仪表和数学。黄文奇老师教我们数学。有一次，黄老师让我代他讲一堂课，所以同学们就说我是黄老师的得意门生。黄老师也从不否认。我不敢否认，因为否认就对不起恩师的爱护和栽培；但是又不敢承认，因为"得意门生"在中文语义里往往意味着出类拔萃，而这是我无论如何不敢当的。何况，黄老师为人仁爱敦睦，对所有的学生都一视同仁，爱如手足。同学们也都很爱戴他。爱他的学问，更爱他的为人。我们经常到他的宿舍里聊天。天南海北，什么都谈。黄老师知识渊博，富于哲学思辨。和他聊天是一种特殊的享受，能够学到课堂里学不到的知识和做人的道理。把函数的级数展开看成是希尔伯特函数空间的矢量分解，把代数问题变成几何问题，就是黄老师教给我的。这对我以后学习量子力学帮助非常大。 有一次，我和几个同学在黄老师房间里聊起了非欧几何。那时我们无论如何无法理解，过直线外一点怎么能够作无数条直线与它平行？黄老师说，关键在于所谓"直线"的定义。非欧几何里面的"直线"其实不是直线，而是曲线，只不过是曲面上最"直"的短程线。但是如果我们把短程线定义为曲面上的"直线"，就会发现，过"直线"外一点，有时候可以作无数条短程线不与它相交（平行线的定义）；有时候，比如在球面上，一条平行线也作不出来（因为所有的大圆都相交）。 我听了以后大彻大悟，就像孙猴子半夜从须菩提祖师那儿学翻筋斗云一样，终于明白了"过直线外一点可以作无数条直线与它平行"原来是这个意思，一点也不奇怪了。一个那么高深神秘的理论，黄老师在几分钟之内就说得那么清楚透彻，不需要任何黑板和演算。由此可以看到黄老师深厚的学识和教学艺术。这几分钟的谈话使我受益匪浅。我的黎曼几何是自学的，不过，是黄老师引我入的门。是他把一个神仙的理论拉到了凡间。一个高深理论的精髓一旦掌握了，剩下的只是一些具体的数学分析和演算，一些力气活而已。黄老师讲的罗巴切夫斯基和克莱茵如何发明非欧几何的故事，我把它写进了一篇科普文章"小儿辩日辨"。 从此我和黄老师之间几乎是无所不谈。我们的情谊日久弥深。进修班结束以后，我回到了武钢，在电子技术处工作，同时又在武钢职工大学任教。1978年，全国开始恢复研究生制度。我立即报考科学院理论物理研究所。在准备过程中，我写了一篇引力场与电磁场的关系的论文，送给黄老师审阅。黄老师立即呈送给李灏教授。李灏老师是理论物理界的知名人物，曾翻译"相对论的意义"，是一个相对论大师。李老师读了我的论文以后，立即请黄文奇老师和陈应天老师先后到武钢来找我，要招我为他的研究生，说是李灏老师已经和朱九思校长谈过了，就按照我准备的课程考，大概是特招的意思。我非常感动，但是当时下决心考科学院，下决心学理论物理，而李灏老师招的研究生专业是爆炸力学，就婉言辞谢了。对于黄老师，李灏老师和陈应天老师的眷顾和关爱，我一辈子深藏于心，永不忘怀。 1979年，我来美国念书，和黄老师，李灏老师和陈应天老师一直保持书信来往。黄老师不久也来康奈尔访问研究了一段时间。我们都没有车，手头又紧，未能在美国见面。那时候没有网络，全靠书信。我很喜欢读黄老师的信。他虽然是数学家，但是文学功底很厚，文笔极好。他的书信流畅雅达，富于哲理和幽默，书法工整娟秀。他的信我往往会读好几遍。 毕业以后，我在康涅狄克州的威斯廉大学做博士后。有一天在报纸上看到黄鹤楼重建，在海内外征文的消息。于是心血来潮，写了一篇《黄鹤楼辞》应征。我把文章寄给黄文奇老师，他居然郑重其事地把它送到评委会。我的文章是落选了，但从这件事可以看出黄老师对我的偏爱，几乎到了娇惯的程度。我把这篇落第文章登在博克上，也是为了记录我和黄老师的一段情谊。 黄老师回国以后，领导了一个科研组，卓有成效。他的计算方法在国际比赛中拿到了金奖。对此，我毫不吃惊。黄老师天资聪明，在中国最优秀的学府北京大学数学力学系受过严格训练，师从周培源老先生，其学识自非一般人可比。加上勤奋严谨的作风，成绩卓著是顺理成章的事。但是他从不张扬。内心深处，他是自信的，理性的自信。他曾经对我说，中国的科学水平，至少数学科学的水平，不比外国人差。北京大学是中国的一流学府，相当于美国的哈佛，英国的剑桥牛津。自己能在北大念书，而且是北大学生中的佼佼者，所以天下不过如此，中国人不下于人。他的这种个人自信和民族自信使他入学以后有一种一往无前的征服感。于是没日没夜地读书，忘记了注意身体，以致神经衰弱，短期修学。他的这点病根，影响了他一辈子的身心健康。但是他的这种士大夫的自信和豪气，却深深地影响了我。 黄老师在和学生交往中，从来不摆长辈架子。我们把他当长辈，他却把我们当同辈朋友。他有时问我一些工程技术和物理问题，简直像小学生一样恭谨认真。他说："我听你讲问题听得懂。你逻辑清楚，能抓住本质。你可以成为一个很好的老师。不像我遇到的有些人，明明不懂，还要装懂。不谈实质问题，动不动就‘国外如何如何'，卖弄学问。"他说，有些人甚至有这种理论："一个好的老师，能把他自己都不懂的东西讲懂。"对此我们大不以为然。无论什么东西，你要能讲得别人懂，首先必须自己懂，还要懂透。黄老师对我的鼓励和教诲，对我几十年的教学工作一直是莫大的鞭策。 近年来，我开始做一些对20世纪理论物理的总结和梳理工作。1999年，我重新提出了相对论钟佯谬问题的讨论，并于2000年在雅典国际科学与工程学会上作了钟佯谬问题的主题演讲。同时，在意大利物理杂志发表了一篇文章，指出相对论不具有转动相对性。2006年，我发表了宇宙红移的色散衰减理论，主张宇宙是稳定的无穷的，公开批判宇宙大爆炸理论。此后又在海外中文媒体上发表科普文章，与知名权威就宇宙学和理论物理问题公开辩论。许多朋友，同学和老师都替我捏一把汗。我的许多文章都通过电邮送给黄老师。每次他都仔细阅读，然后回信或者打电话，表示完全赞成，褒奖有加。他读了我的"小儿辩日辨"以后回信说："我完全站在你一边。你现在是一个真正的科学家了"。看了我的"克鲁斯科变换和数学创造论的发端"一文，他回信说"祝贺你，我相信你。可是我老病缠身，愚钝莫名，已经跟不上你了，我最聪明的学生。"在孤独的奋斗中，黄文奇老师的支持是一种不可替代的鼓励。之所以不可替代，不仅是因为他深厚的学识和敏锐的分析批判能力，更因为他的真实和坦率。他从来不会吹捧附和一个他认为是错误的观点。在学术上，他的眼睛里容不得一粒沙子。我写文章的最重要的目标读者，一个是在校的年轻的物理系学生，希望他们在决定一生的奋斗方向时，对于一些公认的假定和离奇概念有所警惕；另一个就是像黄文奇老师这样的资深学者和科学家，尤其是还在理论物理领域工作的物理学家们，希望大家一起来认识理论物理的问题及其严重性，一起来寻求新世纪物理复兴之路。在万马齐喑的黑暗中，声嘶力竭地叫出一声划破长空的呐喊，指出20世纪理论物理的诸多问题，是个别孤胆英雄做得到的；可是要使全社会共同认识到主流理论的错误，将理论物理从神学和星象学的渗透中解救出来，则首先必须科学界的主流对问题的存在和问题的严重性形成共识。靠理论物理学界自身来认识自己的问题非常困难，就像一个人不可能揪着自己的头发克服地球引力，一个医生不可能自己为自己做眼科手术，一个虔诚的宗教徒不可能从自己的教义中超脱一样，理论物理界也很难从近百年来形成的正统教义中超脱。要使理论物理拨乱反正，必须整个科学界的外力帮助，将理论物理从泥沼和死胡同里拔出来。 最近我受西安交大邀请，将于5月回国短期讲学。北京相对论研究联谊会的朋友们于是组织了一个国际高端学术论坛，准备于5月中召开，请我演讲和交流。我把这一新的发展告诉了黄老师。此时他的情况已经非常不好，我还懵然不知。4月20日星期六，他打来越洋电话："令隽，我现在身体很不好，以后你不要再和我联系，我也不会和你联系。你现在可能还不理解，以后就会理解的。我以前有一次去北京，想和周培源先生见个面。他说如果没有要事，就不要见面。结果没有见到周先生。当时我不理解，后来理解了。希望你也能理解我。你批判相对论，要适可而止，不要伤到自己。我知道你是个好人，忠厚诚实，天分很高，学问又好，但是好人王令隽要知道保护自己。你听没听懂我的意思？" 我说，黄老师，我听懂了，我会听话的。 我自以为听懂了，其实并没有懂。几天后接到李文菲老师的电话，听到噩耗，我才真正懂了。他老人家弥留之际，似乎抛得下这世上的一切，就是抛不下一个孤悬海外不知世道险恶的学生。我只能等刘碧华开车出去以后，在家里偷偷地痛哭一场。 我不能原谅自己的愚蠢，怎么就听不出黄老师电话里的弦外之音，及时打电话提醒李文菲老师？黄老师是一个见识广博的人，我怎么也不会从极端消极处去想。您不是一直教导我做人要豁达大度，不要遇事想不开吗？您曾经给我讲过章太炎和邹容的故事，说两人都坐过满清的牢。邹容性情刚烈，英年早逝。章太炎开朗豁达，放荡不羁，在班房里打太极拳，所以能健康地活到耄耋之年。您是一位豁达的哲人，怎么也会有想不通的时候？ 我不能原谅自己，不能在黄老师晚年时回去多看看他，陪他谈谈心，尽一点晚辈的责任。我的话他是听得进去的。多一个学生在身边，或许多少可以使他更感觉到生活的丰富和未来的美好，增加一点对这个世界的留恋。可是我却几十年没有去探望过他，憾何如之！ 我童年家境苦寒，父亲唯一的骄傲就是我的学业。他对我期望很高，希望我以后念大学，甚至官费留学。父亲没有等到我官费留学的那一天，我大学还没毕业他就离开了我。黄文奇老师也以我为骄傲，对我期望很高，可是他没有等到整个社会认识到大爆炸宇宙学的谬误就离开了我。他最后的日子身心疲惫，没能看完我的一些文章。我还有好多文章要写，可是他再也看不到了。 我读书时是个很听话的孩子，烟酒不沾。高中毕业时，父亲劝我少喝点酒，所以我有时喝一点点酒。黄文奇老师是第二个劝我喝酒并且劝动了我的人。他劝我喝一点啤酒，所以我有时也喝一点点啤酒。黄老师喜欢把啤酒倒在大碗里喝。他拉小提琴好像和我水平差不多，而且都是先会拉二胡，再把拉胡琴的技术搬到提琴上，听起来总有一点二胡腔。 这一切都已经成为过去。我们再也听不到他的声音，看不到他的笑貌了。他永远沉默了。留给我们的，是一代宗师的风范，是一串串美好的记忆，是他自始至终的关爱，是永远的真诚，仁爱，宽厚和严谨，是世事变迁人情冷暖中士大夫倔强的清高和自爱。他一生淡薄名利，没有当过什么官。他是一个纯粹的学者，一个真正具有耿介拔俗之标，潇洒出尘之想的书生。 黄老师您走好。我会好好的。
发表在 未分类> | 11 条评论> 论质能关系>发表于 2013 年 04 月 03 日> 由 王令隽>论质能关系王令隽 2013年4月 凡是有点科学常识的人都知道一条最基本的科学定律，叫做物质不灭定律。其实这条定律的完整说法应该是物质守恒定律，即物质既不能创生，也不能湮灭，只能从一种物质转变成另一种物质。物质守恒定律是星象学家一条不可逾越的鸿沟，一道无法解脱的紧箍咒，对于维护科学的严谨性具有至关重要的作用。可是，自从爱因斯坦于1905年提出相对论以后，质量守恒定律实际上已经被爱因斯坦的质能关系式和质能等价原理否定了。同时，20世纪的理论家们把海森伯的测不准原理推上了至高无上的地位，以之否定能量守恒定律。这样，复活创造论的理论准备已经完成。要论述清楚20世纪创造论的谬误，必须既剖析清楚质能关系，又要剖析清楚测不准原理。这是两个大题目，互相之间没有逻辑关联。因为篇幅的考虑，我们这里先讨论质能关系。测不准原理容另文讨论。 我们还是先从物质不灭定律的发现谈起。这一科学基本定律的发现要归功于化学家。这一事实本身也说明，把理论物理当作一切科学的基础不见得是不证自明的道理。化學和生物學都有其自身的理論基礎，對於科學的發展，都提供了不可替代的基礎設施。 1756年俄国化学家罗蒙诺索夫把锡放在密闭的容器里燃烧成氧化锡。容器里的物质的总质量在燃烧前后并没有发生变化。经过反复的实验验证，他得出結論：在化学变化中物质的质量是守恒的。稍后，法国的拉瓦锡于1777年做了同样的实验，结果一样，物质守恒定律于是获得公认。20世紀初，德国化学家朗道耳特 (Landolt)于1908年，英国化学家曼莱(Manley)于1912年，分别做了极高精度的实验，证明了化学反应前后物质总质量的变化小于一千万分之一。物质守恒定律于是被实验确立。 可是爱因斯坦于1905年提出的狭义相对论认为，物体的质量会随速度而变化。如果速度趋近光速，质量将趋于无穷大。这一结论从来没有任何实验证实。除了质量随速度增加的结论以外，爱因斯坦还认为，质量和能量是等价的，是可以互相转化的。他得出一个公式，能量等于质量乘与光速的平方。这一公式被核物理学家们用来试图解释核反应中的巨大能量。于是人们误以为爱因斯坦的质能关系式已经被核物理证实，更有人以为是爱因斯坦发现了核能，并且发明了原子弹。有一副漫画，把爱因斯坦的头像画成蘑菇云，里面写上他的质能关系式。这实在是冤枉了他。让我们先简单回顾一下核能发展的历史，看看爱因斯坦在原子能发展中的实际作用，也看看他的质能关系式和质能等价原理是否已经被核物理证实。
一）原子能发展简史 1895年伦琴发现X-射线以后，整个欧洲开始放射性研究。1896年，贝克勒耳（Becquerel) 发现了铀的强放射性。1898年，居里夫妇继续研究铀放射性，并首次从铀矿中分离出了镭（Radium)。她们还预言了钋（polonium)的存在。居里夫人因为长期在重剂量的放射线中工作而死于白血病。那时人们还不知道放射线的危害。 1932年，恰德维克（Chadwick)发现了中子。中子的发现对于理解核裂变机理至关重要。1935年费米发现，如果用中子轰击铀或者其他放射性物质，将产生和铀不一样的生成物。1938年，费米因为"通过中子轰击而发现了新的放射性元素，以及发现了由慢中子产生的核反应"而获得1938年诺贝尔奖。他和妻子（猶太人）利用去斯德哥尔摩领奖的机会离开了法西斯意大利而去了美国。 1939年，希特勒以闪电战占领波兰而正式发动第二次世界大战。费米和其他科学家立即起草了一份给罗斯福总统的信，警告德国正在研制原子弹的危险。为了增加信的分量，他们征得了爱因斯坦的签字并由他于1939年10月11日呈送给罗斯福总统。于是，由格罗芙斯（Leslie Groves) 将军领导，由奥本海默（Robert Oppenheimer)为技术总负责的原子弹研制项目-"曼哈顿工程"正式启动。地点从纽约曼哈顿移到三个地方：田纳西的橡树岭负责浓缩铀，华盛顿州的汉佛德负责生产钚，新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯负责原子弹的总装。1942年12月2日，费米研究组在芝加哥大学实验场实现了首次链式核反应。1944年8月，奥本海默科研队移到了洛斯阿拉莫斯，费米任物理部主任。1945年7月，首次原子弹爆炸在新墨西哥州的阿波库基（Albuquerque）试验成功。八月6日和9日，两颗原子弹分别投在日本的广岛和长崎。日本于8月15日宣布无条件投降。 1954年，艾森豪威尔总统为费米授奖，奖励他"为发展，应用和控制原子能作出的杰出贡献"以及"对中子物理学的贡献和对可控核链式反应所作出的成就"。1955年，费米和一位匈牙利科学家兹拉德（Szilard) 获得了核反应堆专利。 这段简短的历史表明，爱因斯坦在发展核能中的唯一貢獻是社会作用-签署了敦促美国研制原子弹的信并将其呈送给罗斯福总统。以当时的情势，没有爱因斯坦的签字，美国还是会启动原子弹研制項目。其进程根本不会受到任何影响。将发展原子能和原子弹的功劳或者罪过归功于或者归罪于爱因斯坦都不公平，都是冤枉了他。 除了社会作用以外，爱因斯坦对于核能的发展有没有学术贡献呢？没有他的质能关系式，能发现核能吗？ 能！事实上，核物理学家在研究核能的过程中，是从实验结果中发现裂变能够产生比普通炸药大一百万倍的能量，而不是从爱因斯坦的质能关系式得到理论启示，再去发现核能的。他们从实验中发现裂变反应居然会产生如此大的能量，希望得到某种理论解释，于是就利用爱因斯坦的质能关系式导出了一条不同原子核的结合能的曲线。这是唯一可以将爱因斯坦的理论和核能挂上钩的一点理论关系。核结合能是一条什么样的曲线呢？它是不是已经为实验证实呢？ 二）核结合能曲线 原子核是由质子和中子组成的。比如说，某一个原子核里面有Z个质子和N个中子。如果我们把Z个质子的质量加上N个中子的质量，其总和会大于这个原子核的质量。这一质量差别叫做"质量亏损"（mass deficit）。借用爱因斯坦的质能关系式和质能等价原理，这一质量亏损被解釋為转变成了原子核的结合能。如果结合能通过裂变或聚变释放出来，就成了核能。如果我们将所有的核结合能除以原子核中核子的个数（质子数加中子数），就得到不同原子核的平均每个核子的结合能，可以把它叫做比结合能。如果把比结合能按照原子核质量排列画出一条曲线，就得到核结合能曲线。 这是一条不太光滑的曲线。他有几个特点：1）铁的比结合能最大，意味着它和附近的几个元素（钒铬锰铁钴镍）最稳定。2）比铁轻的元素结合能比较小，所以理论上应该趋向于结合成更稳定的重元素。这可以定性地解释为什么氢的同位素会产生核聚变。3）比铁重的元素的比结合能也比铁小。这可以定性地解释为什么铀和钚等重元素会裂变成比较稳定的轻元素。这几条特点可以认为是对爱因斯坦质能关系式的印证。也正因为如此，比结合能曲线被采纳到一般教科书里，作为核能机理的标准解释。 但是比结合能曲线也有一些没有被实验结果印证的地方：1）按照比结合能曲线，锂和其他轻元素应该能够聚变成较重的元素，比如碳和氧。可是这并没有实验印证。2）按照比结合能曲线，凡是比铁重的元素应该能够裂变成较轻的元素，可是我们知道，這沒有實驗支持，比铁重的铅才是最重的稳定元素。3）铀233，鈾235，铀236和铀238的比结合能相差微乎其微，可是他们的稳定性相差好多个数量级。铀233，铀235和铀236都是裂变铀，而铀238是相当稳定的，其半衰期约四千五百万年。4）稳定的轻元素原子核中质子数和中子数大致相等，而稳定的重元素原子核中中子数可以比质子数多一半。质子和中子的这种不对称性没有在这一比核结合能曲线中得到反映。 原子物理中的液滴模型更能反映这种非对称性。液滴模型的比结合能中除了体结合能和面结合能以外，还加上了一项"非对称项"，得到了一个能够更好地定性解释核能的贝蒂-维兹萨克尔关系(Bethe-Weizsacker Relation)。这一"非对称项"反映了质子和中子在核结合能中的作用并不是完全一样的。我在"科学上有没有最终的万能理论？"一文中讨论量子场论中同位旋概念时，比较详细地解释了质子和中子的不同特性，説明了将质子和中子看成同一同位旋空间中的不同状态是没有物理根据的。质子和中子对核子稳定性的不同贡献更加说明了这种同位旋概念没有道理。 不管是爱因斯坦的质能关系，还是贝蒂-维兹萨克尔关系，都不能完全解释核同位素的稳定性问题。比如说，比氮重的元素如果原子核中的质子数和中子数都是奇数就特别不稳定；可是锂6，硼10和氮14原子核中的质子数和中子数都是奇数，但却都是稳定的。这些特性强有力地说明了原子核具有我们现在尚不了解的某种晶体结构。而这些特性很难反映在爱因斯坦的质能关系或是贝蒂-维兹萨克尔关系之中。所以，这两个关系式只能在一定程度上定性地解释同位素的稳定性。定性地解释核稳定性并不等于定量地证明质能关系。爱因斯坦的质能关系和贝蒂-维兹萨克尔关系都是理论公式，不是经过实验验证了的公式。 这么重要的质能关系式，为什么不进行实验验证呢？因为实在是太难。让我们具体考察一下实验的难处。 三）核能测量的困难 要精确地测量核爆炸的能量产量是非常困难的。原子弹爆炸的能量释放的渠道非常多：冲击波，光辐射，放射性沾染，以及其他能量损失（物理学家们假定这一部分是被无法测量的中微子带走的）。而且这些能量释放的范围非常大。冲击波可以毁灭整个城市，光辐射可以到达十几甚至几十公里，而放射性沾染可以漂洋过海。核放射性的半衰期可以长达千万年，其能量含量无法测量。一句话，核爆炸中所释放的总能量是无法测量的。即使是粗略估计都是很困难的。我们只能比较原子弹与常规炸药对建筑物的破坏程度来决定核弹的TNT当量。但是估计TNT当量和测量核爆炸释放的总能量是两码事。另一方面，我们其实也无法决定核弹中的核燃料有多少百分比实际上参与了爆炸。只能假定100% 的燃料都参加了裂变。裂变反应通常可以有多种裂变渠道。这不同的渠道之间的相对比率是多少也不清楚。如果不知道不同渠道的相对比率，就没有办法知道总的质量损失。核爆炸的高温高压条件不同于实验室，不能假定实验室得到的不同渠道的分配比例是相同的。核爆炸以後，所有的核燃料和生成物都和大量的塵土混在一起飛到了九霄雲外，根本無法測量，质量损失的测量也就是完全不可能的。氢弹的聚变爆炸也有同样的问题。总而言之，想通过核爆炸直接检验核燃料的能量含量和总的质量损失是实际上无法做到的事情。 裂变反应堆里的反应速度是可以控制的，比之核弹爆炸试验要和平得多，是不是可以用来直接验证爱因斯坦质能关系式呢？也不容易。当然，能量的测量要好得多。用核能发电，电力输出的能量是可以比较精确地确定的，但是电能不是反应堆产生的全部热量。很大一部分能量被热交换器带到了冷却塔释放到大气中去了。一部分热量是加速器本身升温，这一部分热量被控制室的空调系统带走，也投放到大气中。还有一部分被中微子带走到宇宙空间，不可能被测量。这是能量测量的困难。质量亏损的测量和核爆炸的情形一样困难，因为生成物的成分复杂，除了裂变产物以外，还有一部分铀238会被中子轰击而变成钚。这些都在反应堆里面，定量测量非常困难。在此，我要坦白地承認，我對核反應堆的設計和運作沒有直接經驗。我上面的結論是根據理論和其他物理實驗的經驗推斷出來的。希望直接從事反應堆設計和運行的朋友能夠給出更令人信服的結論。 既然宏观实验检验如此之难，能不能够通过微观的碰撞实验来检验爱因斯坦质能关系式呢？也不容易。因为一个裂变反应产生的能量包含了许多成分：1）裂变产物的动能； 2）裂变产物的放射线的能量；3）光子的能量；4）中子的能量 ；5）中微子的能量。裂变反应以后的生成物会从各个方向跑出来，要全部捕捉这些核反应的产物并且精确测量其动能和辐射能是不太可能的事。中微子带走的能量更是无法捕捉的。 所以，爱因斯坦的质能关系和贝蒂-维兹萨克尔关系都是理论公式，不是经过实验定量验证了的公式。他们对核稳定性提供某种定型的理论解释。贝蒂-维兹萨克尔关系一般會在核物理课程中讨论液滴模型时讲到。而普通物理教科书往往只提爱因斯坦的质能关系式。因为简单，又和相对论挂上钩，显得比较深奥，比較伟大，正确。 四）质量的产生与湮灭质疑 我们上面所讨论的，还仅仅是问题的一半，即质能关系式的精度问题，也就是，核能是不是精确地等于质量亏损乘以光速的平方的问题。问题的另一半是质能等价问题。也就是说，质量和能量是不是能够相互转换？有没有质能转换的实验证据？ 质能关系和质能等价是完全不同的两个问题。质能关系只是说某种能料的能量输出与质量成正比。木材，煤炭，汽油和浓缩铀的能量输出都和燃料的质量成正比，只不过比例常数不一样而已。其精度的实验测量，也仅仅是公式的精确度的问题。爱因斯坦质能关系式到底有没有被实验测量所证实，也仅仅是一个公式的精確度的实验检验问题。可是质能等价的概念却是一个无论从物理科学的角度还是哲学角度看，都具有颠覆性的本质问题。20世纪创造论所需的关键一步，就是质能等价假定。第一步，根据海森伯原理假定真空扰动会创生能量；第二步，假定能量能够变成物质；于是宇宙就被创造出来了。所以我们要对能量能不能变成物质，物质能不能湮灭为纯能量，做一个认真的考察。 在一些教科书上，往往可以看到一些气泡室的照片，其中可以看到一对正负相反的带电粒子的径迹。这一对粒子从黑色背景中的同一个地方突然冒出来，径迹的曲率差不多，表示其质量和速度都差不多。这被认为是光子产生正负电子对的实验证据。 这样的所谓"证据"的可疑是显而易见的。照片上的黑色本底并不意味着什么都不存在的真空。事实上，在气泡室里充满了过热液体（通常是液态氢气）。其它的探测器如云室，多丝室，火花室等等都充满了各种气体。这些液体和气体是透明的，被密封在不透光的外壳中，所以在照片上呈现的是黑色本底。如果有高能的带电粒子穿过液体，就会在粒子的路径上产生小气泡，记录粒子在磁場中圓周運動的径迹。因此，这些所谓正负电子对产生的照片中的一对粒子，根本就不是无中生有产生出来的，而是光子打到液体原子上敲出来的正负电子，是一种光电效应。这种正负粒子的产生必须以靶子的存在为先决条件。一个真空中行进的光子，不管它的能量有多大，都不会无中生有地产生正负粒子对。这样的现象从来没有被观察到。 我有一个亲历的故事可以说明这种所谓的"产生"根本就是一种无知的误解。我爸爸有一个朋友叫徐金生，是同村的医生。我小时候，金生伯伯经常到我家来串门。除了可以蹭到一代黃烟甚至一支香烟以外，还可以从逗我之中得到些乐趣。有一次我问他为什么叫金生，他说是命里缺水。我说："那应该叫水生啦。金生不是命里缺金吗？"他说："这你就不懂了。按照阴阳五行的道理，金生水，水生木，木生火，火生土，土生金。环环相生，生生不息。"这是我第一次听到五行相生的理论。我能理解后四种变化。有了水才会有庄稼和花草树木，所以水生木；有木头就能生火，所以木生火；火可以把什么东西都烧成灰土，所以火生土；金银铜铁锡是从土里挖出来的，所以土生金。但是金属怎么能够生出水来呢？金生伯伯说："去，拿把菜刀来。"我知道他又要传道授业解惑了，立即兴奋地从厨房里拿来一把菜刀搁在桌上。金生伯伯把燃著的香烟放在菜刀上。不一会，烟头下面就生出水来。我看了觉得十分惊奇。"你看，金能生水"，金生伯伯得意地说。我当时小学还没毕业，不知道香烟是碳水化合物，燃烧以後會分解成碳和水；水分子在冰冷的菜刀上冷凝而成水滴。自从上了那一次天下之大当以后，我对所有的"创生"之类的实验有一种几乎是本能的警惕，总是要问一问，除了菜刀以外，旁边还有没有香烟或者空气之类的东西。每次看刘谦的近景魔术，总有一种冲动，要到台湾去拜他为师，重新学习一次物理。可是一想到金生伯伯的"金生水"实验，就会打消这个念头。 和正负电子对产生相对应的逆过程是正反粒子的湮灭。没有任何实验证明这种湮灭现象的存在。有的只是一些理论上的费曼图。在量子电动力学里，电子和电子的碰撞叫莫勒散射（Moller scattering），碰撞以后这一对电子会交换一个虚光子，然后变成一对新的电子。电子和正电子的碰撞叫巴巴散射 (Bhabha scattering)，碰撞以后正负电子或者会交換一个虚光子，或者短暂湮灭，形成虚光子，然后又生成新的一对正负电子。这些最终的生成物是可以测量到的，但是過程中间的虚光子是无法测量的，所以正反粒子对的湮灭和產生也是无法测量的。既然粒子对的湮灭和產生无法直接测量，你怎么知道它一定存在呢？因为这是量子场论微扰理论的需要；因为理论家需要如此解释费曼图元素的物理意义。你要接受这个理論信仰，就得相信这理论每一个逻辑步骤的真实性。不仅如此，莫勒散射有两种不同的过程（两个不同的费曼图），每一个过程是不可以单独测量的，必须把两个过程合在一起才可以测量。同样地，巴巴散射也有两种不同的过程，每一个过程是不可以单独测量的，必须把两个过程合在一起才可以测量。这又使得所谓的虚光子是否存在的问题更加扑簌迷离。这些理论物理学家们的思维逻辑和侦探的逻辑正好相反。福尔摩斯为了找到真正的作案人，往往要从许多错综复杂的线索中分离孤立出真正与案情有关的单一线索，才能最终找到真正的作案者。可是理论物理学家们卻反其道而行之，爲了找到真正的作案者，必須把與此案無關的其他案情和此案混在一起，才能破案。他們认为涉及虚光子的单独过程不可测量，而混在一起的过程才可以测量。既然如此，你们如何知道单一过程的存在呢？你可以回答说这是理论推导出来的。既然如此，你们就应该坦率地承认，所谓虚光子的概念以及正负电子对的湮灭和创生的概念仅仅是量子场论的理论概念，而不是已经为实验证实的事实。 20世紀的理论家们有这种本事：实验完全无法探测到的东西，他们不仅可以知道，而且知道得难以想象地清楚。他们不但知道无法探测的虚光子的存在，而且还知道他的一些非常奇怪的性质。比如说，在巴巴散射中的两种过程中的一种是"光子交换"，另一种是"正负电子对湮灭"。这两种过程中的虚光子有着完全不同的特性。在光子交换过程中的虚光子只有动量，没有能量，而且它的质量的平方是负数！这种虚光子被称为"类空虚光子"。相反，在正负电子对湮灭过程中的虚光子則只有能量，没有动量，其质量的平方是正数，称为"类时虚光子"。它们的共同点是：都违背能量守恒定律。 总而言之，无论是正负电子对的产生还是湮灭，都仅仅是量子场论的理论概念，毫无实验证据。 值得一提的是，费曼首次将正电子解释为逆时间方向运动的电子。费曼可以说是时间倒转思想的始作俑者。一般媒体在宣传这种概念时，往往会如此措辞："在量子场论中，理论家们发现时间可以倒转，正负电子对会湮灭成能量，光子的能量又可以产生正反粒子。"這裡的關鍵詞是"发現"。它並不一定意味著"實驗发現"或"實驗證實"。理論上的假設往往會被新聞工作者說成"发現"。新聞一傳到大衆，其效果便是"这是已經證實了的事實"。一个假说重复一千遍，就变为真理。
五）爱因斯坦是如何提出质能关系式的 至此，我们自然要问，爱因斯坦的质能关系式最初是如何提出来的呢？ 爱因斯坦以洛伦兹变换为基础提出了相对论时空理论以后，便试着检验在这种新的时空理论中，动量守恒定律是否仍然成立。他发现，如果采用他的相对论时空去分析粒子的碰撞问题，经典的动量守恒定律便不成立了。此时，似乎有几种选择：1）抛弃相对论时空理论，回到经典的时空理论；2）修改经典的动量守恒定律，对动量重新定义，由动量吸收伽吗因子，吞下动量不守恒这一结果，保持质量守恒定律；3）放弃质量守恒定律，对质量和动量重新定义，由质量吸收伽吗因子。 爱因斯坦作了第三个选择。这样一来，经典的能量守恒定律，质量守恒定律和动量守恒定律就为能动量的洛仑兹协变性所取代。质量和能量单独的守恒定律在相对论里已经不再成立了。这样的选择产生了两个异乎寻常的结果：1）质量不再是不变量了，而是一个随速度变化的变量。当速度趋近光速时，物体的质量趋向无穷大。物体静止时候的质量叫静止质量，运动时候的质量叫相对论质量。2）物体的能量等于相对论质量乘与光速的平方。这就是著名的质能关系式的由来。3）质量和能量等价，可以互相转化。这称为质能等价原理。必须指出，质能等价原理是爱因斯坦凭空加进的一个新的假设。由质能关系式并不能得出质能等价的结论。质能关系式只是说物体的质量和能量成正比，比例常数等于光速平方。 随着相对论慢慢为主流物理学家们接受，爱因斯坦的质能关系也和他的时空观一起被接受。质量守恒定律毕竟是一个在科学家们脑子里深深扎根了的最为基本的定律之一，为什么人们愿意放弃对质量守恒定律的信仰，而接受质量随速度而变，质量和能量等价的概念呢？原因大致有三个：1）能量和动量组成的四矢量的协变性使一些为协变性倾倒的物理学家们觉得将能量和动量看成一个整体很有意思，很可能有更深刻的内容；2）将质能关系式与核能挂上钩以后，使这些人误以为爱因斯坦的质能关系式导致了核能的发现，因而觉得爱因斯坦的质能概念比经典的质能概念先进。3）既然要接受相对论，就必须接受它的全部结论。 对于将质能关系式与核能挂钩，我们上面已经有详细的讨论。无论从历史的角度还是物理的角度，这种挂钩都没有什么道理。这里更多的是宣传，而不是严谨的学术论证。至于相对论的质能概念是不是比经典的质能概念更深刻，更合理，不能局限于相对论教科书的讨论内容和诱导性思维，而必须以相对论的质能关系式证诸所有可能的物理系统，尤其是势能系统，作出全面的分析，才能看清是非。 六）势能与相对论质能关系不相洽 爱因斯坦根据两个粒子碰撞过程的动量守恒要求，抛弃了质量守恒定律，提出了质能关系式和质能等价原理。其推导和思辨过程所涉及的只是一个运动的特例-粒子碰撞，所涉及的能量表达式只涉及质点的平动动能（不包括转动）。这一从特定的情形推导出来的平动动能关系是不是普适的？没有任何人对之进行严格的考察，人们就完全接受了爱因斯坦的思想，并将其作为复活创造论的一个关键理论根据。 既然要把质能等价原理作为一个普适原理，它就应该适用于一切场合和一切形式的能量，而不仅仅是质点的平动动能。我们知道，能量可以有多种形式：机械能，电磁能，核能等等。这些能量可以互相转化，完全等价。对此，我们有无数宏观的例子。比如说，一个钟摆来回摆动的过程，就是钟摆的势能和动能来回转变的过程。 势能的零点是可以随意选取的。比如说，我们既可以选择地面作为势能的零点，也可以选择海平面作为势能零点，还可以选择地心作为势能零点。可是，爱因斯坦的质能关系式将势能零点固定了。它要求在引力不存在的情况下，一个静止的物体的能量等于其静止质量乘与光速的平方。这就要求，当两个物体相距无穷远时，势能等于零。因此，当他们相距一个有限距离r 时，它们之间的势能为（-GM0 m0 /r），此处M0 与 m0 为两个物体（比如地球和我）的静止质量，G 为万有引力常数。注意势能是负数 。我的身体的质量为 m0，我在地球引力场中的总能量为 E = m0 c2-(GM0 m0/r) = m0 [1-GM0 /(c2 r)] c2 = m c2 --------(1) 从上式我们看到，物体在引力场中总能量比远离引力场时要少，其质量比在引力场外的静止质量要小： m = m0 [1-GM0 /(c2 r)]-------------------(2) 当距离 r 等于某一临界值rt时： rt = GM0/c2 ------------------------(3) 物体的总能量为零，质量也为零。这显然荒谬。 如果你认为质量为零意味着物体消失了，那就直接违反物质不灭定律。不过相对论维护者可能会认为违反物质不灭定律没有什么了不起。或者说，他们可能会认为，质量虽然等于零，物体还存在，还可以在引力场中继续运动。好吧，那就让这没有质量的"物体"在引力场中继续运动吧。当运动到距离小于临界半径rt时，物体的总能量和质量都是负数。这负质量和负能量是什么东西？相对论维护者们有解释吗？ 如果我们在临界半径外面好好呆着，是不是就没有问题了呢？还是有问题。首先，由于掉入引力场的物体的能量减少，根据质能等价原理，物体的质量也减少。那么，在计算万有引力的时候，是用物体在引力场外（距离无穷远）的静止质量呢，还是用方程式（2）中的质量呢？如果还是用引力场外的静止质量，方程式（2）中的质量不能用，那么所谓的"质能等价"便徒有其名，认不得真。如果用方程式（2）中的质量，则整个万有引力定律将被颠覆。相对论拥护者们有此思想准备吗？ 让我们考虑自由落体问题。一个物体在引力作用下向引力中心下落，其势能转变成动能。其速度为v。按照爱因斯坦的质能关系式，一个运动的物体的能量大于静止能量，运动质量大于静止质量。这显然与方程式（1）（2）直接矛盾，构成一个质能佯谬。 我们再来看一个不涉及运动速度的情形。比如说，一个举重运动员把300公斤重的扛铃从地板上举起两米高。于是扛铃与地球之间的势能增加了5830焦耳。注意扛铃无论是在地板上还是被举在空中，都是静止的，按照爱因斯坦的质能关系式，扛铃的质量应该都是静止质量，没有变化。可是他的总能量明明增加了5830焦耳呀！按照爱因斯坦的道理扛铃在空中的质量应该比在地板上的质量大。这两个相反的结论同样构成一个质能佯谬。 事情还不止于此。我们知道，引力场有势能，静电场也有势能（-kq1 q2 /r）此处k为库仑常数，q1， q2 为两个正负相反的点电荷。如果两个物体带电，则其中一个物体的总能量将为： E = m0 c2-(GM0 m0/r) -（kq1 q2 /r）= m c2 -------------(4) m = m0 [1-GM0 /(c2 r)]- kq1 q2 /( c2 r)---------------(5) 方程式（4）（5）不仅不可能与爱因斯坦的质能关系式相容，它甚至作了一个严峻的宣判：如果将爱因斯坦的质能关系式用于电场能，它将要求质量和电荷等价！相对论拥护者们作好了接受质荷等价的心理准备吗？ 總而言之，如果爱因斯坦的质能关系包括势能，将导致非常荒谬的结果。 七）涉及動能的情形 也許有的朋友會說，愛因斯坦在提出質能關係式時，僅僅考慮動能，所以在分析質能關係式的正確性時，不應該包括勢能。 可是，我們明明知道動能和勢能是等價的，可以互相轉換的。自由落體運動和單擺的運動就是明顯的例證。電磁場的勢能和機械能的等價也是被無數實驗和工程實踐所證明的不容置疑的事實。熱衷於質能等價的人們居然可以拒絕動能和勢能的等價，豈非咄咄怪事？ 不過，爲了使相對論擁護者們進一步清醒，我們不妨談談涉及動能的情形。 要真正證明相對論的能量表達式，必須精确测量某一物體或粒子在不同速度下的能量，將其畫成圖表，然後看看能量和速度的依賴關係是不是相對論中的伽馬因子。但是，從來沒有人做過這個實驗。 那么，我们有没有可能从不同的角度看看只涉及动能的情形呢？统计的例子是有的，那就是热力学。 理想氣體的分子運動是不涉及勢能的。氣體的溫度是分子的平均動能。熱力學的能量均分原理和麥克斯韋速度分佈率所依據的是經典的動能公式，而不是相對論質能關係式。在麥克斯韋速度分佈律中，分子的速度可以從零到無窮大。如果將愛因斯坦的質能關係運用到這些分子，那麽速度高的分子的質量和能量都會趨於無窮大。這將改變麥克斯韋速度分佈率和能量均分原理，因此徹底改變熱力學所有定律。可是，幾百年的熱力學工程實踐使我們沒有理由懷疑熱力學定律的正確性。 能量的一种表现方式是热量。热量也是动能。热量可以从高温物体传到低温物体，这种能量的交换不一定意味着物质的交换。用电炉炖排骨汤，电炉丝的热量进到了排骨汤里，电炉丝还在锅下面呆着。热量还可以通过辐射传播。热传导和热辐射都只传递能量，不传递质量。只有对流传热才同时传递能量和物质。 我們還可以比較一下薛定諤的經典量子力學和相對論量子力學。前者根據的是經典動能表達式的算符化，後者根據的是相對論能量表達式的算符化。經典量子力學在原子分子物理，核物理，固體物理和化學等領域起到了基礎科學的作用，而相對論量子力學不僅對任何領域都沒有起到基礎科學的作用，反而引進了一個理論癌細胞-無窮大發散。這能證明相對論質能關係的正確嗎？ 有些書上把回旋加速器裏的電子的運動作爲相對論能量表達式的實驗證據。電子的速度越高，越難加速。於是有些作者解釋說，這是因爲電子的質量增加了。其實，高速電子不容易加速的真正原因是電子的輻射。電子的速度越高，向心加速度就越大，所以輻射就越快。回旋加速器裏電子的運動以及輻射能量可以用經典電動力學精確的分析，計算也不太複雜。有一种同步加速器就是根据这一机制设计成的光源。芝加哥西郊就有这么一个同步加速器光源。 有些朋友可能會認爲，這只是觀念問題。你說高速電子不容易加速的真正原因是電子的輻射，我說是因爲電子的質量增加。一個是經典觀念，一個是現代觀念。如此而已。 可是，物理學的觀念是需要實驗驗證的，不能公說公有理，婆說婆有理。如果高速電子不容易加速的原因是電子的輻射，那就应該能夠測量到光輻射；反之，如果高速電子不容易加速的原因是因爲電子的質量增加，那就不應該測量到光輻射。這原因很簡單：如果您的八百万兩銀子拿來購買軍艦，就沒有錢修頤和園；如果您的銀子拿來修頤和園，就沒有錢購買軍艦。所以，您只要檢測到加速器旁邊的光輻射，就知道高速電子不容易加速的真正原因不是因爲電子的質量增加，而是光輻射造成的能量損失。 八）質量與能量的本質區別 愛因斯坦的質能關係包含三個内容：1）質量隨速度變化；2）能量與質量之間的定量關係-能量等於質量乘以光速的平方；3）能量與質量等价。在本文結束時，我們應該著重談談第三個問題，著重谈谈質量與能量的本質區別以及不等价性。 質量是物質多少的量度，而能量是運動多少的量度。同樣多的物質可以有不同樣的運動和能量。將這兩個根本不同的概念混淆，就是對物理概念的根本性顛覆，是質的差別，而不僅僅是"經典力學是相對論力學的近似"的量的差別。如果我們跳出相對論教科書的誘導性思維，從勢能與動能等價，機械能與電磁能等價的全局分析，這種所謂的"經典力學是相對論力學的近似"的心理安慰便毫無根據。 相對論質能等价的一個理由就是物體的能量等於質量乘以光速的平方。我們上面的討論已經説明，相對論質能關係沒有得到任何實驗的證實。退一步講，即使這個數量關係成立，就能説明質量和能量是一回事，是相互等价，可以互相轉換嗎？不可以！首先，質量和能量的量綱就不一樣。有人可能會說，在相對論裏，光速是絕對常數，如果採用所謂的"自然單位系統"，可以令光速等於一，那末質量豈不就等於能量了？如果這種邏輯成立的話，那能量和動量也是可以等价的，因爲光子的能量等於動量乘以光速。還有，光子的飛行距離等於光速乘以時間，那空間豈不是和時間等价，時間和空間可以互相轉換了？ 這種"將光速設定為一"的操作的謬誤难道還不清楚嗎？您可以將光速的數值設定為一，但是您不能將有量綱的速度設定為無量綱的常数。能量和質量的量綱相差速度的平方，或者距離平方除以時間的平方。這種"將光速和普朗克衡量設定為一"的所謂"自然單位系統"本質上是抹殺了時間與空間的區別，抹煞了質量與能量的區別。 根據經典力學，質量是慣性的量度。一個物體在受到外力的作用时會有加速度。加速度的數值與外力成正比，與物體的質量成反比。外力能使能量加速嗎？能量有慣性嗎？比如説，一個作圓周運動的物體的慣性會使其產生離心力，能量會有這種離心力嗎？ 質量的另一個物理特性是產生萬有引力。能量之間會有萬有引力嗎？空間中有無數的不同的引力場和電磁場。每一個電臺都有它的電磁場，每一個星球或物體都有它的引力場。這些場都是有能量的。中央人民廣播電臺和美國之音的電場是互相重疊的，這兩個電臺的電場能量之間有萬有引力嗎？互相重疊意味著距離等於零。距離等於零的兩個質量之間的萬有引力將是無窮大。可是，互相重疊的場能量之間的萬有引力等於零。能說質量和能量等价嗎？ 如果我們走出物理學的範圍，從更廣闊的科學視野來看質量與能量的差別，就發現質量和能量還有更深刻的區別。 由物质组成的物体有几何形状，能量没有几何形状。即使微观物质也应该有形状，只是我们还不知道原子，质子和电子的几何形状而已。DNA分子就呈双螺旋性。物质的这种空间特性是能量所没有的。 物质又有物理和化学特性。同样是碳原子，可以组成硬度，导电率，色泽，和晶体结构完全不同的木炭，石墨和金刚石。能量没有这些特性。同样是质子，中子和电子，可以组成一百多种元素和两千多种同位素。能量没有这些特性。 物质还可以组成有机物，构成生命，发展出可以自我维持生长的新陈代谢系统，并将基因一代代地传承下去。能量没有这个特性。 物质发展出的生命体系可以复杂到制造工具，发展语言，积累知识，发现科学理论；制造谬论，反驳谬论；勾心斗角，阴谋陷害；伸张正义，殉道献身。能量没有这些特性。 总而言之，统而言之，能量和质量是两个完全不同的物理概念。这是一个从初中物理开始就必须给学生们讲清楚的问题。20世纪理論物理學家們把这个基本概念搅糊涂了。现在必须把它彻底矫正过来。 九）质能等价原理对20世纪理论物理的关键作用
质能等价的概念對20世紀的理論物理具有至關重要的作用。這表現在： 1）把散射截面能譜曲綫上的尖峰看成是粒子，叫做共振態。共振態粒子的質量由愛因斯坦的職能關係式給出。如果沒有質能等价的假説，共振態就都不是基本粒子。質能等价的概念差不多滲透了整個粒子物理的神經系統和血液循環系統，這是相對論質能等价說在微觀理論上的關鍵作用。 2）在宏觀理論方面，相對論質能關係為創造論提供了關鍵的一道橋梁：物質可以從能量轉化而來。創造論的第一步是根據海森伯原理從真空中創造能量，第二步便是將能量轉化為物質，於是整個宇宙就被20世紀的理論家們創造出來了。 相對論的問題看起來千頭萬緒，其實質只有兩條：1）時空概念的混淆；2）質能概念的混淆。根據這樣兩條極爲根本的錯誤概念來建立物理理論，無論是微觀理論也好，宏觀理論也好，要想不出問題，那就沒有天理，沒有物理。 物理学要复兴，要挣脱20世纪现代神学和现代星象学的枷锁，就必须彻底扭转相对论时空观和质能观的错误，从根本上拨乱反正。 发表在 物理哲学>, 自然哲学> | 留下评论>克鲁斯科变换与數學創造論的发端>发表于 2013 年 02 月 28 日> 由 王令隽>克鲁斯科变换与數學創造論的发端 我们知道，爱因斯坦引力场方程复杂得非常难解。他本人就没有找到一个解。不久，施瓦兹查尔德找到了一个边界条件最简单条件下的解，就是一个球对称的质量的引力场。因为球对称，所以极角和方位角变量没有了，引力场方程简化为包含半径 r 和时间 t 两个变量。空间特性只由半径 r 代表。这个解叫施瓦兹查尔德解。它给出的时空间隔平方：
从公式（1）可以明显看出，当半径 r = 2 GM 时，第二项的分母为零，时空间隔或度规张量无穷大发散，整个解没有意义，这是数学常识。这个特殊的半径值叫施瓦兹查尔德半径，是施瓦兹查尔德解的一个奇点。在这个半径以内的物体，即使速度等于光速也没有足够的能量克服引力而飞出，即使光子也不能飞出这个区域，所以这个区域叫"黑洞"。 但是，没有光子飞出而一片黑暗并不是施瓦兹查尔德"黑洞"的最重要的特征。"黑洞"最重要，最本质的特征是时空翻转。因为如果r < 2 GM，公式（1）的第一项和第二项会改变符号，因此空间坐标微分 dr 变为时间坐标微分；而时间坐标微分 dt 和 dq, df 一起构成三维空间坐标微分。如果测量不到时空翻转，就不能说已经测量到了黑洞。黑暗只是表面的现象。宇宙中看不见的物体多得很，质量特别大密度特别高的物体也多得很。除非你能证明某一天体中时间和空间翻转了，否则就不能说已经观察到了黑洞。正如摸到了一根柱子，不能说已经摸到象了。 施瓦兹查尔德解在奇点无穷发散是爱因斯坦引力方程的一个根本性的困难。所以拥护相对论的理论家们便想尽办法挽救。1960年代，克鲁斯科(Kruskal)提出一个说法。他说爱因斯坦场方程的解之所以会无穷发散，是因为坐标系选择得不好。如果我们选择一个适当的坐标系，便可以消除这个奇点。他提出以下的坐标变换，把时空坐标(r,t)变换到一对没有物理意义的抽象的数学坐标(u,v)，叫做克鲁斯科坐标：
其中 rs = 2GM 是施瓦兹查尔德半径。 逆变换为：
将这一变换画成图像，就得到克鲁斯科变换的图像（圖1）。
圖1。 克鲁斯科变换 从图1中我们看到克鲁斯科变换的几个特征： 1）空间的原点 r = 0 从一个几何点变成了一条最上面的抛物线。（其实是一个四维曲面。别忘了极角和方位角坐标。） 2）施瓦兹查尔德半径被变换到了 u - v 坐标系中的两条对角线。但是奇点并没有消失。 3）整个时空宇宙占据了u-v 坐标系中以对角线 u= -v 为界的右上方和以抛物线 r = 0 为界的下面所界定的区域。 4）施瓦兹查尔德半径以内的区域变换到了两条对角线以上，原点抛物线以下的区域II。 5）施瓦兹查尔德半径以外的空间变换到了两条对角线右面的区域I。 从图表上我们看到，克鲁斯科变换并没有把施瓦兹查尔德半径变掉，而是变成了u - v 坐标系中的两条对角线。u-v 坐标系没有物理意义。真正有物理意义的是r - t 坐标。时空坐标系中度规是否发散是可以观测到的物理现象。一个无穷发散的物理现象不应该仅凭坐标系的选择而消除，这是常识，也是常理。克鲁斯科认为一个坐标变换就可以改变物理现象，是对相对性原理的根本违反。 克魯斯科變換不是1-1對應的變換。從公式（3）可以看出，如果u 和v 同時乘以一個負號，r 和 t 的數值不變。也就是說，公式（2）也可以寫成：
其逆變換同樣是公式（3）。如果把變換（4）畫成圖表，就是一張由圖1繞原點(u=o,v=o)旋轉180度的同樣的圖。整個宇宙充滿對角綫 u = -v 的左下方，而對角綫 u = -v 的右上方是空白。這兩個圖應該是等價的。選取哪一個只是個人喜好的問題。 可是克魯斯科認爲不應該只選一個，而是兩個圖應該同時存在。將公式（2）和（4）同時畫在一個圖表上，就成了圖2。这张图叫做"最大施瓦兹查尔德几何"（Maximal Schwarzschild Geometry）。
圖2。最大施瓦兹查尔德几何 克鲁斯科以两条對角綫为界将 u-v空间分为 I, II, III, IV 四个区域（见图2）。区域 I 和II 属于一个宇宙，区域 III 和IV 属于另一个宇宙。 所以克鲁斯科通过一个坐标变换，一下子就变出了两个宇宙。他的理由是，只有同时保存两个宇宙，才能保持"拓扑完备性"。也就是说，他把曲面的某种拓扑性质置于物理现实之上，创造了另一个额外的宇宙。拓扑创造世界，拓扑创造宇宙。 注意了，虽然在u-v空间中这两个宇宙在对角线u = -v 的两边，在现实的 (r,t) 时空中却是重叠的。也就是说，当这个宇宙中的情侣们在同窗共读之时，另外一个宇宙的好汉们可能正在血溅鸳鸯楼。他们的身体和刀枪和我们的身体可以互相重叠穿透，但是您感觉不到疼痛，也看不见他们的身影。不过拓扑学家们却可以将两个宇宙的时空坐标精确地画在图表之中，分析其中的奇怪现象。数学家的"物理学"就是这么容易，这么神奇。 克鲁斯科解释说，区域 II 是黑洞，与之对应的另一个宇宙中的区域 IV 是白洞，是这个宇宙的黑洞的时间反演。他把 v 坐标认定为 u - v 坐标系中的时间。最上面和最下面的两条双曲线是球体质量的中心 (r = 0)。和质量中心 (r = 0) 相切的两条水平线分别是 v = -1 和v = 1。这两条水平线之间的区域叫做"虫洞"，又叫时空隧道，施瓦兹查尔德喉管。人们可以通过这个"虫洞"以超光速从一个宇宙走到另一个宇宙。 1963年，科尔 (Kerr) 找到了爱因斯坦引力场方程的另一个解，适用于旋转的球对称场。科尔解当然也有无穷大发散的问题。如果用克鲁斯科变换如法炮制，则会变出无穷多个宇宙。数学家们创造宇宙就这么容易。 在"最大科爾幾何"(Maximal Kerr Geometry)中，旋转球体的半径居然可以为负数！宇宙的质量也可以为负数！在半径为负数的一些区域，世界綫会是封闭的曲线，也就是说，现在的事情慢慢发展会回到过去。这就是"时光倒流"，"时间旅行"的始俑。 克魯斯科變換是理論物理中一個里程碑性的工作。除了因果律的倒转以外，他还在幾個方面创造了先例： 1）時空觀上的第二次革命。愛因斯坦首先颠覆了经典的時空观，将时间和空间從絕對自變量變成了速度的因變量，从时空独立变成了时空相关。但是爱因斯坦的相对论至少还尽量保存时间和空间的物理意义。差别仅在于爱因斯坦延缓和洛仑兹缩短的差别。克魯斯科变换实现了时空的第二次革命，使時間和空間完全退化成了數學方程式裏的參數，被剝奪了任何物理意義。克魯斯科用v 坐標作为時間，取代了现实的时间。v 时间在现实世界没有任何物理意义。 2）克鲁斯科开了数学创造论的先河。从此，数学家们以几何图形的性质（比如拓扑完整性）作为大自然规律的基础，将之置于物理基本定律和科学逻辑（比如宇宙不能创生）之上，可以在草稿纸上创造多重宇宙，创造白洞黑洞虫洞等等。理论物理研究完全变成了数学游戏，与现实世界根本绝缘。 3）技术上，将拓扑学引进到理论物理的时空研究和宇宙学中。理论物理成了应用拓扑学的分支。近年名噪一时的弦论和膜论是这种哲学思想体系的延伸。
以"拓扑完备性"为由创造多重宇宙之荒唐可以用一个极为简单的例子说明： 如果已知一個球體的體積是（4p/3) 立方米，它的半徑是多少呢？我們可以根據球體體積的公式求解：
我們找到了半徑 r的三個解，一個為實數，兩個為複數。一個合格的數學老師，應該告訴他的學生，複數解沒有物理意義，必须丢掉。因爲我們在設定方程式（5）之前已經知道，球的半徑一定是一個實數。可是如果有一個老師說，只保留一個實數，方程式的解就是不完備的。爲了保持解的完備性，三個解都必須保留。實數解屬於我們的宇宙，其他兩個複數解屬於另外兩個宇宙，這是多重宇宙的數學證明。和持這種哲學的數學家能討論物理嗎？排除沒有物理意義的解，不是解方程工作的一部分嗎？ 自克魯斯科以後，數學家們在草稿紙上創造宇宙就成了家常便飯了。宇宙，從經典物理中包羅世間萬事萬物的實體蛻變成了拓撲流性（manifold）；理論物理蛻變成了應用拓撲學；時間和空間蛻變成了毫無實質意義的數學參數。時間可以變成空間，空間可以變成時間，因果律可以倒轉，時間可以是由實時間和虛時間組成的兩維空間。等等等等，不一而足。 我曾經和一位比我高兩輩的德高望重的數學前輩聊起理論物理中的怪現狀。他說，它曾經搞過一段理論物理，後來退下來了，因爲他"沒有物理思想"。像克魯斯科這樣的數學家的"物理思想"，"常人"怎麽能有？也只有克魯斯科，霍金，彭儸斯這樣的數學家才會有。 數學是高尚的，偉大的。理論物理沒有數學絕對不行。牛頓和麥克斯韋都是數學巨匠。但是牛頓和麥克斯韋的數學從來都是為解決現實中的物理問題所用的工具。可是近代的一些數學家似乎忘記了這一點，不是把數學當作解決物理問題的工具，而是把數學當作對現實世界實行專政的工具。他們強行要求對他們的數學參量賦予物理意義（比如克魯斯科的v 時間），而强行剝奪真正物理量的物理意義（比如時間和空間）。他們可以根據"拓撲完備性"而枪毙物质守恒定律而創造多重宇宙。他們可以在圖表上划兩條綫就創造时空隧道而建立宇宙閒的超光速旅行。他們因爲時空綫閉合就宣稱時間可以倒轉。古今中外的獨裁者中，還找不出一個如此專斷，如此蠻不講理的獨裁者。 數學專政的另一個表現是，數學家們用高深的數學筑起了一道紫禁城，防備學術界的反叛。没有比大内高手还要高强的武艺，是不敢随便闯入应用拓扑学的殿堂的。你要質疑他們的理論嗎？你就得先看懂他們的數學。如果你看不懂，他們的理論就自然正確。所以他們以"90%的科學家院士看不懂"他們的理論而驕傲，以此作爲他們理論正確的雄辯。 克魯斯科想出他的變換，動機也许是很可愛的，那就是想為愛因斯坦場方程的解的無窮發散找一個出路以挽救广义相对论。克魯斯科變換所引出來的一系列荒唐概念恰恰證明了這條出路是走不通的。無窮發散的解揭示了愛因斯坦廣義相對論的一個本質困難。這種本質困難是不可能通過數學變換解決的。正確的態度是應該從這種本質問題的嚴重性進行反思，看看理論本身是否有问题，是否無懈可擊。這一科學研究的經典態度被相對論的維護者們忘記了。他們使出渾身解數，狼奔豕突，無論如何也要找到維護相對論的辦法。爲此他們可以追加任意多任意荒唐的假定，不惜使創造論起死回生，不惜違背因果律。這種遇到理論難題從來不知道反思，而是一味地追加荒唐假定的做法，已經成了近代物理學界的一種潛規則，一种时尚，一種文化。 发表在 未分类>, 物理哲学>, 自然哲学> | 2 条评论>科学上会不会有万能的最终理论？>发表于 2013 年 02 月 26 日> 由 王令隽>科学上会不会有万能的最终理论？ 王令隽 2013年 2 月
人们常说，学无止境。一个人的生命有限，不可能精通百科。人类的历史也有限，因此人类也不可能在有限的历史中了解大自然的全部秘密，这应该是科学常识。可是在上世纪末，有些学术地位高得吓人的理论家们，居然宣称马上就会找到"万能理论" 或曰"最终理论"（Theory of Everything），从此科学就不必再苦苦探索物理理论，而只需要应用这万能的最终理论做一些具体的计算了。如今，他们宣称找到"万能理论"的期限早已过了，最终的"万能理论"还是没有找到。可是他们一点也没有因此感到不好意思，而是继续宣传"最终的万能理论" 的前景。学界有些同仁也相与唱和。许多人对此将信将疑，亦可亦否。有的朋友希望我谈点看法。此前我的物理科学方面的文章一直偏重相对论和宇宙学的讨论，对于20世纪物理学的另一个主要支柱 - 量子理论 - 却没有过较为系统的讨论。所以想通过对"最終万能理论"的讨论，对20世纪的量子理论做一个粗线条的小结和评估。目的还是抛砖引玉，以就教于学界同仁。 一。世界上有没有最终理论？ 世界上有没有"万能理论"或"最终理论"? 有。所有的神学理论和星象学理论都是"万能理论"和"最终理论"。 神学理论的万能是众所周知的。如果您服膺某一宗教信仰，您就会把这一宗教信仰的正统教义当作放之四海而皆准的万能的真理。世界上没有任何事情是可以离开正统教义的。神学理论之为"最终理论"也是显而易见的。任何企图"改进"，"修正"或"发展"正统教义的行为都会被视为异端邪说。 星象学一般地都自以为是"万能理论"。中国星象学的基本框架是阴阳五行学说和太极八卦理论。太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，卦卦相生，以至无穷。其应用包罗政治，军事，经济，衣食住行，婚嫁丧娶，农林牧渔，巫医百工，等等等等，无所不包，无所不能。袁世凯用它预测洪宪帝制的命运，刘湘用它预测军事行动的成败。 与神学和星象学相反，科学上从来没有，以后也不会有"万能理论"或"最终理论"。如果最终的万能理论找到了，科学就停止发展了，科学也就死亡了。 可是奇怪得很，自上世纪末，一些国际知名的理论家们居然开始宣称20年内就可以找到"万能理论"。这样的"万能理论"到底是一个什么样的东西呢? 是一些超弦理论家们发展出来的所谓M-理论。 弦论的产生有两个基本动机：其一，基本粒子理论的无穷大发散问题始终得不到解决，即使重整化也不能解决所有的发散问题。引力场就没有办法重整化。理论物理看来已经走入了死胡同。于是一些大胆的理论家就提出革命性的假设-高维时空，以图走出困境。其二，把已知的所有物理定律统一起来成了整个物理学界的共同追求的目标。增加数学空间的维数以统一不同的理论是一个历史上已知的方法。数学空间增加了，不同的理论就可以看成是一个统一理论在某一特定子空间的特例。因此，高维空间的假定虽然匪夷所思，可是如果能解决或者避开无穷大发散问题，又能得到一个万能的最终理论，其目标就具有一些合理性。 超弦理论由格林和施瓦兹于上世纪八十年代提出。这一理论需要十维空间，其中六维"额外维度"卷曲成尺寸在普朗克长度（10的负43次方米）的线段。超弦理论的问题是，它给不出任何一个可以为实验检验的物理量。同时，这种理论并不是唯一的。至少有五种不同的超弦理论相互竞争。但是我们知道，物理规律必须唯一，不能亦此亦彼，亦黑亦白，模棱两可，或模棱五可。1995年，惠滕（Whitten）引进了第十一维空间，于是"超弦"的线段就变成了"超膜"(Membrane)。惠滕猜想这五种不同的十维超弦理论有可能是同一个十一维"超膜理论"的不同表现形式。这种"Membrane Theory"简称为"M-Theory"，其具体结构尚不清楚，所以只是一种猜想，对五种不同的超弦理论至少是一个安慰。就是这么一种精神安慰，被许诺为"20年后就可以结束基础理论研究的"最终理论"的候选者。 对于超弦理论，理论物理界的反应是不一致的。所以这样的"最终理论""万能理论"并没有被接受为"标准模型"的一部分。"标准模型"的奠基者之一格拉肖就极力反对，斥其为"神学"。他说："超弦理论将演变出一些只有在未来的神学院里的神学家们导演的活动。自黑暗的中世纪以来，我们第一次看到崇高的科学研究最终的结局竟然是再次以信仰取代科学。" 格拉肖的这些话，应该可以告诉人们，现在一些理论家标榜的"万能理论"和"最终理论"，不过是以数学和物理字眼进行了现代化包装的古典神学和星象学。"万能理论"和"最终理论"任何时候都是神学概念，宗教概念，不是科学概念。 姜子牙和诸葛亮自以为博古通今，其实他们的科学知识还赶不上一个现代的理工科学生。哥白尼，伽利略和牛顿都是最伟大的科学家，可是他们并不懂电磁场理论。现在有些理论物理学家们以为马上可以找到科学的"最终理论"了。若干年后，我们的子孙会像我们看古人一样笑看现在的我们。会笑话二十世纪"万能理论""最终理论"鼓吹者的无知与浅薄。后之视今，亦犹今之视昔。人类科学实验与理论分析的局限性与大自然运行规律的深度和广度的无限性决定了科学发展不可能有止境，科学不可能有"最终理论"或"万能理论"。 有的朋友可能会说，既然科学总是在向前发展，而且看起来发展越来越快，难道不会总有一天把世界上的自然规律都发现殆尽吗？持这种疑问的朋友不太了解大自然规律的深隧奥秘。也不了解科学研究在实验手段和理论方面的局限性。让我们先看看实验手段的局限性。
二。科学实验手段的局限性 我们的科学设备局限于当代的工业与技术水平。在宏观测量方面，每一次新的望远镜的发明都带来天文学上新的发现和对宇宙更深的认识。即是说，我们的实验天体物理知识基本上局限于天文望远镜及其辅助设备（频谱仪及电脑等）的观察和分析能力。在微观测量方面，我们局限于电子显微镜，频谱仪，加速器和探测器等的测量与分析能力。我们的电子显微镜目前的极限分辨率约一个纳米。频谱仪只能用来分析原子分子过程。要探测比核子尺寸还小的空间中发生的物理现象，唯一的设备就是加速器。这也是我们对微观世界认识的实验手段的局限。欧洲核子研究中心的大强子对撞机（LHC）的设计能量为14 TeV。这大概是目前欧美经济能够咬紧牙关勉强承受的极限。要达到大统一理论（grand unification theory）所要求的能量，加速器的半径要和银河系一样大。这当然是绝对做不到的。所以现在的所谓大统一理论是一个无法用实验检验的理论。无法用实验检验的理论不是真正意义上的科学理论。 但是加速器的局限性远远不是能量限度和财政限度问题，这里还存在着许多人尚未觉悟的根本问题，那就是：即使我们的财政容许我们建造一个像银河系一样大的加速器，它也不一定能给我们揭示微观世界的全部秘密。 为什么呢？我们可以打个比方。如果一个地质学家检到一块石头，他想了解这块石头到底是由什么东西组成的。他的第一个办法就是碰撞实验 - 用锤子将石头敲开，看看里面有什么更"基本"的粒子。如果他发现里面有贝壳和古生物的化石，他就可以断定这是一块水成岩，大约生成于什么纪元，等等。但是这种碰撞手段不可能揭示其化学成分，更不可能了解其原子和核结构。这种碰撞手段对分析火成岩的组成根本无能为力，对火成岩的了解要靠化学分析而不能靠碰撞手段。 有的朋友可能会说，碰撞手段之所以对分析火成岩的组成无能为力，是因为锤子的能量不够大。如果我们用高速粒子去碰撞火成岩，就可以通过质谱分析得到火成岩的组成成分。这话是以偏概全。象植物的化石化过程，动物尸体的石油化过程，元素周期律以及新陈代谢等过程及其规律是不可能通过碰撞过程来探究的。 如果我们用高能量的粒子轰击置于真空中的火成岩，再将击出的粒子进行质谱分析，原理上可以得出火成岩中的原子成分，但是要从这种碰撞数据中了解其化学组成，晶体结构和分子之间的相互作用力，是不太可能的事情。为什么呢？因为碰撞过程把化学键和晶体结构都破坏了。比如说，将石墨和金刚钻石作为靶子分别至于真空中，然后用高能粒子轰击，将击出的粒子进行质谱分析，看到的都是碳离子。如果轰击粒子的能量够大，甚至可以看到质子，中子，电子和介子，就是看不到石墨和金刚石的晶体结构。可见碰撞实验对探测相互作用力的局限性。 我们有理由相信，核物理过程比化学过程更加复杂深奥。我们甚至还不清楚核子之间的相互作用力的具体形式。我们对核力的定性了解还没有超越汤川秀澍模型。核子之间的相互作用，也不一定会是汤川势那么简单。如果一个原子核中有多个核子，应该会有某种类似于晶体结构甚至更复杂的东西，否则就无法解释为什么氦核超乎寻常的稳定性和同位素的不稳定性。对微观世界的相互作用的探测，决不仅仅是"某某粒子由某某粒子组成"这样简单朴素的原始问题。指望仅凭碰撞手段就能了解核物理甚至比之更小的微观世界，应该是一种奢望。我不是说碰撞实验毫无用处，只是说这种实验有非常大的局限性，尤其是在探测相互作用力中的局限性，而且并不是能量越大越有效。关于这点，我们稍后讨论理论局限性的时候还要详细分析。 我们现在已经知道的世界上相互作用力有万有引力，电磁相互作用力和核力。（近代物理学把核力分为强相互作用力和弱相互作用力。这种划分可能是錯的。）我们不妨回顾一下万有引力，电磁力是如何发现的。万有引力是基于开普勒行星轨道三定律以及牛顿的力学三定律而发现的。我们对行星运动的观测非常精确，行星轨道的几何性质（如椭圆轨道的长短轴，近日点的移动，轨道平面与黄道平面的交角等等）和動力學性质（如行星的线速度和角速度，运动周期等）知道的非常清楚。由此开普勒才可以总结出三定律，由此牛顿才可以根据开普勒定律发现万有引力定律。在开普勒以前，人们对行星轨道的了解不太清楚，是不可能发现万有引力的。对电磁力的了解则是基于对静电相互作用，电荷在磁场中的运动，以及电磁感应的直接测量而得出的库仑定律，洛仑兹力，毕奥-萨伐定律，法拉第电磁感应定律，从而总结出一套完备的麦克斯韦方程组。万有引力和电磁力都不是靠碰撞实验发现的。今天，我们对万有引力和电磁力的了解已经相当透彻。即使以我们今天对这两种作用力的透彻了解来试图设计一个碰撞实验以得到万有引力定律或电磁场方程组，都不是一件容易的事情。朋友们如果不信，不妨试试。 我们对大自然奥秘的探索，有些类似于军事家对敌情的侦察。根据所获情报的深度和可靠性，军事侦察大致可以分为三种：1）火力侦察；2）派遣侦察别动队深入敌后的直接侦察；3）潜伏于敌指挥机关的战略情报侦察。火力侦察最简单，也最不可靠。对着敌人的阵地打一梭子，或一阵佯攻，看看从敌阵里打出什么东西。再根据这些碰撞出来的弹药分布判断敌人的火力配备。这也是猪八戒最喜欢的侦察手段。遇到无底洞或者通天河，便朝洞里或河里扔石头，看看除了飞蛾蝙蝠以外，还有什么妖魔鬼怪会被打将出来。这种碰撞实验能够打出的信息是非常有限的。除了洞和河的深度以外，不太可能得到妖怪和洞府的真正信息。孙悟空不太喜欢这种火力侦察，而喜欢深入敌后的直接侦察，变一个虫子钻到妖怪洞府去探个究竟，了解妖怪的本事和法宝。即使这样，他也往往不知道妖怪和他的宝物的来历和神通，所以不得不求助于佛祖如来和观音菩萨。如果你不是佛祖如来，又想知道敌人的全部战略，唯一的依靠是埋藏在敌人作战部的战略特务，也就是第三种侦察手段。我们以碰撞实验对微观世界的探索，不过是一种火力侦察而已。那为什么不用别的更深入更有效的办法呢？因为我们实在没有更深入有效的办法。这是我们在对微观世界的探索中实验手段的致命的局限性。 至于对宏观宇宙的探索的实验手段的局限性，因为非常直观而明显，我在其他文章中也有过相当的讨论，恕不赘述。我只想简短地说一句：将我们现在的望远镜的探测距离作为宇宙的限度，是一个在不久的将来就会被证明是错误的非常不牢靠的假设，因为将望远镜的观测距离增加一个数量级是一个不太难的技术问题。 科学会不会克服这种局限性而最终使我们对微观世界和宏观宇宙有更深入的了解？肯定会的。至于子孙后代会发明什么样的设备，我们现在可能连想都想不到。古埃及的托勒密和汉朝的张衡能想到伽利略的望远镜吗？伽利略能想到现代的射电望远镜，电子显微镜和频谱仪吗？绝对想不到。同样，我们也想不到我们的后人会发明出什么样的先进仪器。这就是为什么科学没有止境。这个道理对物理理论也成立。托勒密，张衡，祖冲之，欧几里得不可能知道后人会发现万有引力定律和电磁场方程组。同样，我们也不可能知道后人对大自然的了解会比我们深刻多少，全面多少。托勒密，张衡，祖冲之，欧几里得等人都是伟大的科学家，他们的智商决不在你我之下。但是如果他们千百年前以为自己找到了最终理论或万能理论，那他们的见识就和星象学家差不多了。 三。基本粒子理论的实验检验的间接性 除了实验设备的局限性，基本粒子理论的发展还有一个致命的局限性，那就是所有碰撞实验的检验都是间接的。我在"小儿辩日辨"一文中举了一个质子寿命测量的例子，说明这类实验的多重间接性。这里我想再举一个中微子测量的例子。 最早提出中微子测量的是中国科学家王淦昌。他于1942年提出可以用beta俘获来探测中微子。但是，获得诺贝尔奖的工作是1956年由科文和莱茵斯等人的方法。其检测机制是：1）核反应堆里的beta衰变会产生中微子和反中微子（泡利的假设）；2）一部分反中微子应该会被质子俘获而变成中子和正电子；3）正电子会碰到电子而湮灭，产生一对伽玛光子；4）中子会被镉核子俘获而产生光子 （比正负电子对湮灭约晚几个微妙）。这样，这一理论机制应该意味着同时有三个光子的产生。所以，实验物理学家就用一种"符合电路"检测三个光子同时出现的事件。只要同时检测到了三个光子，就认为檢测到了反中微子。但是其中的每一步理论预言的反应是无法单独检测的。这就是此类"探测"实验的间接性。这几步反应是不是无懈可击的？不一定。比如第一步中微子假定就不见得毫无疑问。因为beta衰变的连续能谱可能是因为电子从辐射源溢出时与辐射源相互作用造成的。对其他几步反应，人们也可以提出各种疑点。 在中微子探测的历史上还有一桩公案，叫做"太阳中微子问题"：实验探测到的从太阳来的中微子数量还不到"标准太阳理论"预言的一半。这问题从1960年代开始一直拖了几十年没有得到解决。直到1985年米开叶夫，斯米尔诺夫和沃尔芬斯坦提出了一种对标准模型来说是革命性假定，叫做"味道振荡(flavor oscillation)"或"中微子振荡"（neutrino oscillation）机制，并因这三人的名字而被称为MSW效应。根据"标准模型"，电子，miu 介子和 tao 介子都有属于自己的三种中微子，叫做三种"味道"。每一种中微子又有自己的反中微子。不同味道的中微子是不能互相转变的，否则怎么可以叫做"基本粒子"呢？可是根据"味道振动"的革命性假设，不同种类的中微子会变来变去，像孙悟空一会儿变为猪八戒，然后又变回成孙猴子。如此在猴子与猪之间无休止地变换，叫做"味道振荡"。根据这一机制的解释，从太阳辐射到地球的电中微子中有一部分变成了其他味道的中微子，所以就没有被检测到。于是，"太阳中微子问题"总算有了一个"说法"，理论上算是"解决"了。1998 年以后，几个实验组宣告证实了中微子的"味道振荡"。在这种"中微子振荡"中，猪与猴子的相对比重是连续可变的，可以用普通三角函数来表达。 还有其他的探测中微子的方法，就是在很深的山洞里放置大量的含氯液体。中微子会将氯37变成氩37。氩37可以用氦气从含氯液体中分离出来，并会俘获电子而产生放射性，因而可以根据放射性来计算氩37的产量，从而推算中微子的多少。另一种类似的中微子探测器用镓-锗-镓的转换过程进行测量。也可以用大量的水（比如说50000吨）作为探测物质，利用闪烁计数器记录穿过水箱的中微子产生的切令科夫辐射。这一类探测器的共同问题是如何排除由于宇宙射线产生的本底信号。这类探测也都是非常间接的探测。 作为强相互作用理论基本框架的夸克模型中有一个机制，叫作夸克禁闭。所谓夸克禁闭，就是在大距离上，单独的自由的夸克是不存在的，是永久性地被禁闭的。传递强相互作用的胶子也是永久禁闭的，所以夸克和胶子的直接测量是理论上被禁止的。所有关于"某某夸克已经被探测到了"的报道都是间接的探测。世界上根本就没有夸克探测器。像此类间接实验，在粒子物理中越来越多，越来越间接，越来越难重复，这是实验高能物理研究的一个软肋。 除了上面所述实验的间接性，还有一个理论上内在的间接性，为了说明这种本质上的猜想性质，让我们先简单地谈谈粒子理论的基本制作程序，以及理论与实验的比较检验过程。 根据标准的量子理论，要了解一个物理系统，首先必须假定相互作用的哈密尔顿函数形式，然后以这个相互作用哈密尔顿函数代入薛定谔方程解出波函数（如果没有办法得到精确解，就用微扰近似方法）。有了哈密尔顿函数和波函数，就可以计算相互作用矩阵元。矩阵元对应于实验测量到的碰撞过程的散射截面。矩阵元实际上是一个定积分。积分函数包含相互作用哈密尔顿函数与波函数（几率密度）的乘积。将这个乘积对体积积分，就得到相互作用矩阵元。很显然，如果哈密尔顿函数不一样，积分结果也不一样，因而理论预言的散射截面也就不一样。如果哈密尔顿函数假定错了，波函数也会不对，算出来的散射截面也就和实验结果不对。乍听起来，这不正是对理论的实验检验吗？可是，这种检验的猜想性质正在于此。为什么呢？因为如果理论与实验不符合，我们固然可以知道相互作用哈密尔顿函数假定错了；但是如果理论预言的散射截面与实验相符，却不一定能保证假定的相互作用哈密尔顿函数是对的。因为散射截面是一个对全空间的定积分值。定积分的数值并不能确定积分函数的具体形式。我们以体积的计算作为例子來说明这个道理。如果一个物体的形状尺寸已经给定，我们可以算出它的体积，答案是唯一的。可是如果给定物体体积，能算出这个物体的形状吗？不能。一立方米的石头，既可以是一块方石板，也可以是一个大圆球，还可以是一尊维纳斯女神的雕像。所以，一个积分数值是不能决定积分函数的具体形式的。这是数学常识。同样道理，散射截面也不可能决定相互作用哈密尔顿函数的具体形式。 有的朋友会说，如果只有一个散射截面数值，当然不能决定相互作用的具体形式。可是如果有各种不同的粒子碰撞的微分散射截面的数据，难道还不足以猜出相互作用的具体形式吗？ 如果我们把一个相互作用哈密尔顿函数运用到不同的粒子碰撞过程，都能得到与实验相符的结果，那我们确实有理由相信我们猜想的相互作用有些靠谱。可是事实并非如此理想。我们猜想出来的相互作用哈密尔顿函数往往只适用于某一类碰撞过程，而不适用于所有的碰撞过程。为了对这种适用性进行限制，理论家们提出了各种量子数以及这些量子数的守恒定律，根据这些守恒定律制定一系列的选择定则来剔除那些与这一哈密尔顿函数不相符合的碰撞过程，或者说，将粒子碰撞过程进行分类。定义"轻子数"和"重子数"就是为了将核反应大致分为"弱相互作用"和"强相互作用"两大类。若还不够，就定义一个"奇异量子数"等等。即使如此，还是不能保证理论在小范围里一定行得通。如果弱相互作用过程中有强子参加就不行。如果是纯弱相互作用而没有电磁相互作用的参加也不行。另外，用微绕理论对散射截面做级数展开时到底保留哪些项（选取哪些费曼图）也带有很大的任意性。请不要忘了"重整化"，这是从无穷大发散的结果中减去一个无穷大以得到一个和实验符合的结果的操作，其任意性不言而喻。整个计算过程中还有其他方面的任意性，因为讨论起来会过于冗长，兹不赘述。至于强相互作用，不但任意性更多（必须加入夸克假定模型），而且与实验比较的成绩远远不如弱电统一模型，反而产生了一些与实验明显相悖的结果，比如质子的衰变和夸克禁闭等等。 所以，我们用碰撞过程散射截面的计算作为对粒子物理理论的检验，实验上和理论上都是非常间接的，是一种根据定积分的数值猜想积分函数形式的过程。 朋友们可能会说，在我们的科研和工程实践中，能够直接测量的物理量实在太少了。许多测量都是间接的。比如说，我们可以用超声波或者光波的反射信号测量距离。这不也是间接测量吗？ 确实是的。不过这种间接测量是可以用米尺的直接测量来验证的。经过在实验室，靶场和建筑工地的直接测量的检验之后，我们才有信心用激光和声纳来测量月球和潜水艇的距离。碳14测时间也一样。我们可以用碳14 丰度的测量推算长沙马王堆死尸死亡的年代，再和发掘出来的其他文字记载和历史文献上的纪录（直接测量结果）对比，如果符合了，反复验证了，才可以用作一种可靠的测量方法。经典间接测量所依据的理论的每一步都应该是可以用其他的独立实验验证的，容不得半点神秘主义。可是实验粒子物理的测量是没有直接测量可供比较的间接性。从中微子假定到真正被测量的三个伽玛光子之间有好几步中间假定。这些中间步骤没有办法直接验证，只有到最后进行一揽子检验。如果结果是肯定的，就被认为所有步骤的假定都是对的。如果结果是否定的，就加入新的假定（比如中微子振荡假定），直到得到与实验符合的结果为止。其实，重整化假定也是这么一种操作。这是粒子物理实验的间接性与宏观的经典测量的间接性的根本区别。 我们尽可不必把霍金们哗众取宠的大话太当回事，也不必理会超弦理论家们神话般美丽的许诺。不过，我们能否在现有的"标准模型"框架之内寻求某种狭义的"大统一理论"（Grand Unification Theory，简称GUT）？如果我们能把电磁力，弱相互作用力和强相互作用力都统一起来，不也是一桩很大的功德吗？ 果能做到，确实是很大的功德。我又何尚不希望能够找到一个统一而自洽的微观理论？不幸的是，这种希望实在过于渺茫。人们之所以会有这种美好的愿望，是因为还不太了解粒子物理的现状，被媒体制造的歌舞升平景象和大好形势鼓舞得飘飘然，以为前面真有梅林，胜利在望了。所以必须对量子理论的现状作一个客观的介绍，以正视听。 另一方面，理论物理之所以会滋生出超对称理论和超弦理论这样的数学化的星象学和神学，是因为此前的量子场论为这种演变准备了理论基础，哲学基础，逻辑基础 以及理论队伍。所谓冰冻三尺非一日之寒。可以说，从物理学界接受狄拉克等人的相对论量子力学和重整化开始，差不多就决定了理论物理今天的命运。如果不从整个哲学逻辑体系，方法论和理论大前提上理清头绪，理论物理不可能走出迷津。 让我们从量子理论发展的几个重要阶段（量子电动力学，弱电统一理论标准模型，量子色动力学）来考察一下粒子物理的现状。 四。量子电动力学与重整化问题 粒子物理中被人们认为相对可靠的部分是量子电动力学。可是量子电动力学有一个致命的隐患：重整化。重整化是一个蛮不讲理的解决无穷大发散的方法。建立量子电动力学碰到的第一个困难，就是按照量子电动力学计算基态扰动得出来的电子的质量和电荷为无穷大。按常理，这应该说明理论根本就是错的。可是，理论得出的无穷大发散结果并没有使理论家们停下来反思相对论量子力学的基本假定是否有问题。他们的态度是不要倒退，继续革命。有困难，追加新的假设就是了。于是许温格，费曼，朝永振一郎于1940年代提出一个办法：在拉格朗日函数中加入一项，或者改变不同项的系数，重新计算。这一添加项和系数的改变要选择得正好抵消那个讨厌的无穷大。结果当然就收敛了，且与实验符合得很好，符合到十一位有效数字（实际并没有11位）。理论家们宣称，只有这一有限的差值才是可以测量的结果，而按照经典量子力学理论得到的无穷大是不可测量的。这种数学操作叫做"重整化"。这种数学手段虽然毫无道理。可是因为重整化了的结果與实验符合得很好，所以粒子物理学界接受了，并把它当作粒子物理理论的又一个行规。重整化工作得了诺贝尔奖。重整化理论成了量子场论的标准操作程序，用到了弱相互作用和强相互作用的研究。 將一個按照量子力學的標準程序演繹出來的無窮大減去另一個憑空捏造出來的無窮大，然後將所得的有限差值認定為物理上可以觀測到的東西，而按照经典量子力學的標準程序演繹出來的無窮大則被取消資格，説是"物理上不可測量的"，这种辩说被一些理论物理学家认为是"将垃圾扫到地毯下面"的丑陋方法。既然物理上不可測量，理论家们怎麽能知道他的存在，并且知道它存在的具体形式，將它寫進方程式呢？未经重整化的拉格朗日函数在經典電動力學裏面工作得好好的，不需要任何重整化，這可以通過人們天天見證的電力系統，無綫電通信系統和無窮無盡的獨立實驗和工程實踐所證實。普天下的人們天天在测量呢，怎麽會無法測量呢? 未经重整化的拉格朗日函数在薛定谔的量子力学里面也工作得蛮好的，不需要任何重整化，怎麽一到了量子場論裏就發散了呢？按理说，經典理論是相对论量子理論的近似。難道有窮大是無窮大的近似？经典量子力学与相对论量子力学的天壤之别（有限大与无限大的区别），不正是因为人们将相对论强拉进量子力学造成的吗？ 人们之所以接受重整化这样蠻不講理的數學操作，是因为量子電動力學依靠重整化算出的某些结果和實驗符合得非常地好。對電子的反常磁矩的計算符合到八位有效數字，對氫原子光譜藍姆移動的計算符合到七位有效數字。被這種輝煌的勝利沖得飄飄然的朋友忘記了一些不太方便的事實：達到這樣好的符合的只是非常有限的幾個實驗數據，而不是放之四海而皆準的，也不是所有的系統都是可以重整化的。引力场就很难重整化。重整化问题，或无穷大发散问题，是一个粒子物理理论至今尚未解决的根本问题。如果理论家们可以从无穷大发散的结果中随便减去一个无穷大来凑出"精确得令人不得不接受"的实验数据，那我们真的可以将实验数据擬合成一头大象了。理论家们因为量子电动力学对反常磁矩和兰姆移动的计算而吞下了重整化这根无法消化的骨头，是埋下了一个理论定时炸弹。 五。弱电统一理论和"标准模型"
理论界普遍认为，由格拉肖（Sheldon Glashow）, 萨拉姆（Abdus Salam）和温伯格（Steven Weinberg）提出的弱电统一"标准模型"是粒子物理理论的最高成就。他们三人因此得了诺贝尔奖。这是一个将电磁相互作用和弱相互作用统一在一个理论中的模型。 标准模型的建立需要做一系列的追加的关键假定。 第一个就是"弱同位旋"假定。理论家们首先假定一个中性玻色子的存在以保证理论的规范协变性。这一中性玻色子和带电的玻色子组成"弱同位旋"等于1的三个本征态，称为"规范玻色子" W0，W+,和W-。第二個假定就是存在某种"中性电磁场"中的"弱同位旋单重态粒子"（B粒子）。第三個假定是：光子和Z粒子是由B粒子和中性的W0粒子的线性组合。这些组合系数可以表示成某一角度的正弦和余弦函数。这个抽象的弱同位旋空间中的"角度"叫做"温伯格角"。 弱同位旋假定是由核同位旋假定推广而来的。核同位旋假定将质子和中子看成同一个粒子的不同状态。其理由是，原子核的体积正比于核子的个数。这使人们猜想核力与电荷无关。可是，仅仅因为原子核的体积正比于核子的个数，就将质子和中子看成同一个粒子的不同状态，实在是太牵强附会了。这两个粒子的物理特性极不相同。1）质子带电，中子不带电。带电的粒子如何能在某种抽象的同位旋空间中旋转一下就转掉了电荷？2）质子是稳定的粒子，而中子是极不稳定的粒子，半衰期不过15分钟。难道一个比朝露还要短命的粒子在同位旋空间中一转，就万寿无疆了？实验测量到的质子的寿命至少不小于10的58次方年，远远大于万岁万岁万万岁，远远大于大爆炸宇宙的理论寿命。 所谓旋转，应该可以停在某一个任意角度，而不是只能停在零度或九十度。比如在弱同位旋中，温伯格角就是大约28度。那末，核同位旋的角度是不是也可以是任意的一个角度？如果可以，是不是就对应于某个介于质子与中子之间的东西？这种粒子存在吗？它的电荷是多少？就是这样的一个逻辑上经不起推敲的"同位旋"概念，居然被理论家们当作当然的原理推广至弱相互作用和强相互作用理论中，以至于假定没有质量的光子是由有质量的B粒子和W0粒子的线性组合，将组合系数表示成"弱同位旋"空间中的"温伯格角" 的正弦和余弦函数。在这里，部分小于全体的经典逻辑被违背了。光子的质量等于零，而W0粒子的质量是81 GeV，相当于质子质量的85倍。把一个质量等于零的基本粒子说成是两个有质量的玻色子的组合，有道理吗？难道两个有质量的粒子组成在一起总质量反而变成零了？光子是世界上跑得最快的粒子，而B粒子和W0粒子的速度理论上远小于光速。他们一旦花好月圆组成一个光子以后，就永远以每秒钟三十万公里的速度比翼双飞，这是不是过于浪漫了些？在这些根本问题没有澄清之前，津津乐道什么"温伯格角"的实验测量与标准模型符合得如何如何好，有蛮大的意义吗？ 对于光子的波函数我们太熟悉了。可以说，在所有的粒子中，我们对光子的波函数了解得最清楚，最透彻，最直接。光的波函数就是正弦函数，其相位因子就是时间除以周期减去距离除以波长，再乘以三百六十度。就这么简单的一个经典的，经过无数光学实验检验过的波函数，经过理论家们的物理思想和假定一处理，一包装，就摇身一变成了 "90%的科学家和院士看不懂" 的东西。这个例子道出了粒子物理理论的游戏规则：极简单的物理概念，经过一些假定和辩说（argue），就变成极为复杂但是可建奇功的伟大思想。一只天天见面的小黄狗，经过大师们嘴里念念有词一折腾，就变成了吞云吐雾的麒麟。 弱电统一理论的另一个重要假定是所有的中微子都是左旋的（自旋矢量与动量方向相反）。我们知道，中微子是从核子衰变而来的。如果中微子会旋转的话，按道理也应该是在空间的各个方向随机分布的。有什么理由断定，又有什么独立实验证明，中微子一定是左旋的呢？ 为了和左旋的中微子配成二重态，需要继续假定参与弱相互作用的电子也是左旋的，并且假定电子质量为零，实际上就是丢掉方程式中带有质量的讨厌的那一项。这还不够，还得加入进一步的假定，或曰"推广"，就是用一个四维矢量取代狄拉克旋量。所以迪拉克旋量在这里其实并没有起任何实质性的作用。其唯一作用就是为将二阶薛定谔方程写成一阶方程的做法提供道义和法理支持。还有一个重要的假定或曰"推广"，就是将普通微分算子代之以协变微分算子，实际上是加入包含矢量磁势的一项。"推广"听起来比"假定"自然，不像"假定"那么难听，那么生硬。"推广"给人一种"并没有增加假定"的错觉。对这一大堆假定的直接独立验证是不可能的，所以要用"一揽子验收"。如果温伯格角的测量结果相近，就认为弱点统一模型中的所有假定都被"一揽子"地"证实"了，或者说得笼统些："弱電统一模型被实验证实了。" 到此为止，这一理论中所有的轻子和规范玻色子都还没有质量。因为一旦承认他们有质量，就会破坏规范协变性。可是这些粒子明明是有质量的呀！怎么办？追加新的假定就是了！这个新的假定叫做"自发对称破坏"机制。这一机制的基本操作是将波函数中的绝大部分抛掉，只选留一个分量。经过这样处理的波函数就失去了对称性，但是因此就保全了哈密尔顿函数的对称性。"自发对称破坏"其实不是自发的，而是理论家们选择波函数的结果。"理论必须是对称的"和"自发对称破坏"这两个哲学上矛盾的信条现在都成了粒子物理中的行规。 世界本质上是对称的吗？物理定律一定是对称的吗？弱相互作用中宇称不守恒和"自发对称破坏"的要求告诉我们，先验地假定物理定律或自然现象的对称性没有太多道理。证诸经典物理，在所有的数学物理方程中，只有齐次的波动方程具有相对论协变性。其余的如泊松方程，勒让得方程，贝塞尔方程，薛定谔方程，热传导方程，热力学中的麦克斯韦方程组和波尔兹曼方程，都不具有相对论协变性或规范协变性。而这些方程式在物理理论中都具有基本的重要性。比如热传导方程便是和热力学定律紧密联系的一个方程。波尔兹曼方程则是和黑体辐射紧密联系的方程。薛定谔方程不但是经典量子力学的基本方程，而且继续用于量子场论的标准模型中。勒让得方程和贝塞尔方程在求解薛定谔方程中奠定了磁量子和角量子的基本机制。这些方程都没有四维时空的规范协变性，能说协变性或对称性一定是大自然的普遍规律吗？ 再看"自发对称破缺"的数学逻辑问题。波函数的"退化"，其实就是说一个完整的波函数是由许多或无穷多个函数的线性组合而得到。换成量子物理的语言，叫作"一个物理系统的量子状态由许多本征态叠加而成"。如果抛掉其中一些构成状态，它就是完全不一样的物理状态了。比如说，一个方波脉冲可以傅里叶分解成无数谐波的合成。如果你只保留其中一项，就成了简谐的正弦波，完全走样了。又比如行星围绕太阳的轨道是一个椭圆。椭圆轨道可以分解成沿着两条互相垂直的坐标的简谐振动的线性叠加。但是如果你抛掉其中一项，行星的运动就变成了沿着一条直线的简谐振动，而且这条直线穿过太阳，所以行星会在太阳中间穿来穿去。这是物理事实吗？"自发对称破缺"机制其实也有同样的数学逻辑问题，只不过一旦赋予了一个比较玄妙的名称，"自发对称破缺"，让圈外人听不懂，就显得很深奥，很神圣，很"自发"，很"自然"。如果大自然只选择退化波函数中的一项，而其它的波函数是大自然不容许的，那为什么大自然要逼迫理论家先绕一个大弯，把一些大自然不容许的成分和容许的成分一古脑儿算出来，再发动一场清理阶级队伍运动，把大自然不容许的波函数排斥掉？ 在引入"自发对称破坏"的过程中，希格斯假定某种"希格斯场"的存在，与之相连的场粒子叫"希格斯玻色子"，又叫"上帝粒子"。挟上帝以令诸神，其正统性和真理性当然就不容置疑了。其实这个被希格斯假定出来的粒子和上帝毫无关系。不信可以去问教皇。 有了"上帝粒子"，"标准模型"就可以有质量了。所以有些理论家说，上帝粒子必须得找到，否则我们将不存在。对于无神论者，问题并没有那么严重。如果上帝粒子不存在，我们还是会好好地存在。不会存在的，或存在不了太长时间的，应该是"标准模型"。 这么多的假定（其实远不止这些），朋友们可能都已经听累了，我也写累了。但是更累的是那些为了得到一个美丽的弱电相互作用而辛勤耕耘的理论家们。勤奋是有报酬的。温伯格-萨拉姆理论预言了中间玻色子W+，W- 和Z0的存在和质量。谁都知道，如果谁能在能谱图上找到和理论预言的能量相符的共振峰，实验的领导者一定会得到诺贝尔奖。鲁比亚宣布他找到了，于是赢得了诺贝尔奖。另一方面，温伯格-萨拉姆理论并没有给出温伯格角的数值，只是把它当着一个有待测量的参数。各种不同的实验结果给出的数值倒是比较一致，温伯格角的正弦的平方都在0.21至0.24 之间。这种成绩在粒子物理理论中是非常骄人的。于是，有些理论家说"温伯格-萨拉姆模型的所有预言都被证实了"。这话未免言过其实。 首先，实验证实需要可重复性。中间玻色子的探测花了十几年的时间，耗资亿万，需要欧洲核子研究中心（CERN）这样的大型设备，也需要鲁比亚这样善于筹款的领导者。这样的探测不是很容易重复的。 其次，弱同位旋单重态粒子B 并没有被找到。希格斯粒子也没有被找到。前不久CERN传出消息说有找到希格斯玻色子的证据。这种证据目前还没有被确认。 另外，"实验证实"的间接性给理论蒙上阴影。Z粒子和W粒子的寿命约为10的负24次方秒。这么小的粒子是无法直接观测到的。你只能间接地测量这些一瞬即逝的粒子的衰变产物。理论认为，以质子和反质子对撞，可以产生W+和Z0粒子。W+ 会衰变成一个正电子和中微子，或者mu正介子和中微子。Z0 粒子会衰变成正负电子对，或者正负mu介子对。所以如果你在正反质子的碰撞反应中探测到这些正负电子或正负mu介子，就被认为是W+ 和Z0 粒子曾经存在过10的负24次方秒的实验证据。这是高能物理探测间接性的又一个例子。 另外，如果弱电统一理论确实能将两种力统一起来，它就应该能够处理同一理论的特殊情况，即只有电磁相互作用或只有弱相互作用存在的情形。而且按道理，只有一种相互作用的情形应该比两种相互作用同时存在的情形要简单的多。可是事实恰恰相反。温伯格-萨拉姆的弱电统一理论只能处理电磁相互作用和弱相互作用同时存在的情形，而不能处理只有弱相互作用或只有电磁相互作用的情形。能说弱电统一理论"通过了所有的实验检验"吗？您说您的灵丹妙药能治百病，可是只有我同时得了一百种病的综合症，这灵丹妙药才灵验；如果我只得了一种病，您的灵丹就不灵了，我还敢买您的灵丹吗？ 六。强相互作用，夸克模型和量子色动力学 强相互作用理论基本上没有成熟。尤其是在低能量段（碰撞能量小于十亿电子伏），微扰理论不太管用。不像弱相互作用，可以根据衰变的强弱，用选择定则只保留一项，而扔掉其他项。可是在低能量的强相互作用中，差不多所有的项都不能扔掉。每一项的耦合常数都不一样，而且互不相关。所以低能量的强相互作用非常棘手。人们由此猜想核子本身可能有更复杂的结构。现在广为人知的一种提案就是夸克模型。 夸克模型假定所有的重子都由三个夸克组成，所有的介子都由一对夸克和反夸克组成。夸克带有1/3的电荷。夸克有六种不同的味道（上，下，顶，底，魅，奇异），每一种味道又有红，绿，兰三种颜色。每种夸克都有反夸克与之对应。描述夸克如何组成核子，如何相互作用的理论叫做"量子色动力学"。读者们不要对夸克的味道和颜色太过认真。他们和您所知道的味道和颜色毫无关系，只不过是对夸克分类的一种标签。比如说，您可以把六种"味道"叫做"酸甜苦辣咸麻"或"阴阳湿热表里"，丝毫无损于夸克理论的伟大与光荣。 夸克们有一个特点，就是他们挨得很近的时候作用力很小，可是距离增大时作用力也增大，离得越远，作用力越强。这种机制叫做"夸克禁闭"。要将夸克"解放"出来需要无穷大的能量。所以夸克在理论上是不可能被探测到的。现在所有关于某某夸克被探测到的报道都是间接"证据"。这是高能物理间接性的又一个證明。量子色动力学是一个高度非线性的理论，所以对"夸克禁闭"的理论分析非常困难。 "大统一理论"（Grand Unified Theory, 简称GUT）是一种旨在将电磁相互作用，弱相互作用和强相互作用统一起来的理论。根据这一理论，这三种相互作用仅仅在"低"能量（其实不低）的情况下才显得不一样。在高能量下，它们是能够统一在一个理论之下（方程中只有一个耦合常数）。能量要多高呢？10 的26次方电子伏。要达到这样高的能量，需要和银河系一样大的加速器。即是说，大统一理论是一个根本无法用实验检验的理论。 在大统一理论中，夸克和轻子是对称的，可以互相转化。既然如此，质子也是会衰变的。大统一理论预言其半衰期约为10的30 到33 次方年。在大统一理论中，重子数，轻子数和mu介子数都不守恒，所以许多mu介子衰变的许可反应就多了。这些被大统一理论预言的mu介子衰变和质子衰变反应的半衰期，都和实验结果不符。 七。量子场论是一座建立在一系列假定之上的大厦 至此，我想朋友们应该了解，不仅所谓的"最终的万能理论"是痴人说梦，就是想将三种基本相互作用力统一在一个"大统一理论"中都是非常渺茫的梦。基本粒子物理理论本身之所以存在如此之多的问题，是因为它是建立在一系列革命性的假设之上的大厦。所谓"革命性"，就是说这些假设违背经典的科学理论和逻辑，美其名曰"New Paradigm"。全部罗列量子理论所需要的所有假定是一件非常吃力的事情。但我们可以列举最重要的一些：1)物理量的算符化；2）能量的量子化；3）波函数的几率解释；4）物理量的实验测量数值为算符的统计期望值的假定；5）量子力学和相对论的结合；6）二次量子化（或二次算符化）假定；7）重整化假定；8）费曼图的物理解释；9）核同位旋假定；10）规范协变性假定；11）弱同位旋假定；12）自发对称破坏假定；13）夸克假定；14）强同位旋假定，等等。这些假定都无法独立地进行验证，只能将一系列假定编织在一个理论中导出某些碰撞过程的散射截面和实验结果比较。然后一揽子验收。往往因为一个实验结果而接受几个革命性的假定。如果成功，所有的假设都有功劳，吭泼郎当归罗包追，都获得了一次"实验证实"。如果不成功，就说不清问题出在哪一个假定。 经典科学要求每一个革命性的假定都必须能够被独立地重复检验。为什么呢？不妨举一个星象学的例子。中国的阴阳五行学假定：1）世界万物都由金木水火土五种基本元素组成；2）这五种基本元素不但表现为世界万物的物质组成，也表现为方位，时令及人体五脏器官的组成等等等等；3）人之所以生病，是由于人体的内脏五行不适，阴阳不和，所以治病的关键在调和阴阳五行。这几条假定都是无法单独地重复地检验的理论。古人根据这些假定加上湿热，表里，气血，经络等等概念建立起了一整套中医理论，并用之于医疗实践。中医成功的案例不胜枚举。其成功率决不下于基本粒子碰撞理论的成功率。中医成功的案例可以作为阴阳五行学说基本假定的间接证据，但能不能根据这些间接证据来判定阴阳五行基本假定的正确性呢？科学发展到今天，我想不太会有人相信世界万物的基本组成元素是金木水火土，也不太有人会相信人体器官和金木水火土的必然联系。中医成功的例子成千成万，比粒子散射实验的成功例子不知多多少倍，尚且不足以支持阴阳五行理论的基本假定，可见依靠一些有限的间接证据来一揽子地证明一系列假定是多么地不可靠。 又比如鬼魂的存在，是不能直接观测的，或者说，理论上是"鬼魂禁闭"的。但是鬼魂是可以间接探测的。如果您走夜路碰到鬼打墙，或者说经过乱葬岗子回家后生病，或者您家的后门不知怎么自己吱呀吱呀地开了，或者晚上听到深巷里隐隐有哭声，或者楼板上不知什么时候掉下来一块破布，或者刚出门时听到死去的妈妈从里屋呼叫，犹豫了一下，晚走了一步，而避免了一场车祸，都是鬼魂存在的间接"证据"。这种间接证据在神学和命相学里可能是天经地义的雄辩，但在科学里面就只能当作是幻觉。 和20世纪的理论物理不一样，经典物理对于科学假定的要求是非常严格的。首先，它要求假定是建立在实验基础之上。比如牛顿的万有引力假定是建立在开普勒三定律之上，麦克斯韦的电磁场理论则是建立在库仑定律，安培定律，毕奥萨法定律，法拉第电磁感应定律等实验定律之上。可是20世纪物理学的假定往往建立在某种数学特性上，比如方程式的协变性，群论对称性，拓扑完整性等等。其次，经典物理任何假定不能导致悖论。可是20世纪物理学的物理学家们似乎不太在乎悖论的存在。比如狭义相对论的钟佯谬，广义相对论的转动变换与光速不变原理相悖，粒子物理中对称性要求与自发对称破缺相悖等等，并没有丝毫动摇理论家们的信仰和士气。其三，经典物理的假定不违背科学逻辑和基本事实。可是20世纪理论物理的许多假定完全违背科学逻辑和基本的物理事实。比如重整化假定认为两个无穷大之差才是可以测量的，而无穷大的量本身反而无法探测；同位旋假定把没有质量的光子看成是由有质量的B粒子和W0粒子的线性组合，根本违背部分小于全体的逻辑。其四，经典物理的假定不随便违背经过实验反复检验过的一些最基本的物理定理，比如能量守恒定律，质量守恒定律，物质不灭定律，因果律等等。20世纪的理论物理则完全不顾及这些定律。其口号是:这是一场思想体系的革命（shift of paradigm）。 20世纪理论物理和经典物理的基本假定不仅在质上大不一样，在量上也大不一样。经典物理学家每提出一个新的假定都要经过大量科学实验和工程实践的反复检验和论证以后，才可以当作进一步发展的基础和台阶，是非常慎重的事情。可是20世纪的理论家们在提出新的假定时的态度非常轻率。理论家们不太喜欢对以前的假设进行反思，而是往往用追加新的假设来"解决"理论困难。这种一摊上事就提出新假定并宣称为革命性的新发现，新突破，新物理思想的传统已经形成了20世纪理论物理的一种时尚和文化。沿着这种文化继续向前发展，走向超对称理论，超弦理论，滑向星象学和神学，就不是什么奇怪的事情了。量子场论和所谓的"万能理论"，"最终理论"，都是建立在一大堆假定之上的海市蜃楼。 八。量子理论作为"基础科学"的总体评估 上面的评价，似乎带有一些主观性。你说重整化蛮不讲理，我说重整化成绩辉煌；你说同位旋没有道理，我说同位旋有创意；你说共振态不是粒子，我说共振态排成的八重态非常玄妙。好像这只是一个见仁见智的问题。 好在科学有最公正的裁判：现实世界。任何理论都要经得起现实的裁判。科学的目的就是要促进社会的文明进步。物理学的目的就是要为科学的其他领域提供理论基础以促进科学技术的发展。理论物理既然以"基础科学"为己任，自然不能离开这一根本目的。理论物理不能仅仅是理论家们追求某种数学美或者方程式"大统一"的数学游戏。 证诸经典的理论物理，经典力学和牛顿的引力理论对机械工业，建筑工业，天文学，空间科学提供了理论基础；热力学为工业革命提供了理论基础，经典电动力学为电力工业，无线电通信，电子技术，电脑和网络技术提供了理论基础。可以说，没有经典理论物理，就没有现代化的工业。这也是物理学界和整个社会重视理论物理研究，重视基础科学的原因。 作为基础科学的量子理论成绩如何？也必须由现实来评判。欲识庐山真面目，必须跳出此山中。是骡子是马，牵出来遛遛。不管理论物理界自己如何庆祝一个接一个的理论突破，一个接一个的新发现，一个接一个的思想革命；一个接一个的新粒子，越来越高的维度，越来越深的数学，最终必须走出自己的俱乐部，告诉科学界：作为基础科学，我们的理论对科学的其他分支的发展起了多大的基础作用？我们的理论对工业和国防的发展起了多大的促进作用？让我们对经典量子力学和量子场论分别做一个粗略的评估。 薛定谔的经典量子力学的成绩是辉煌的。在原子物理方面，薛定谔方程导出了里德伯公式，对原子分子频谱的计算和本征半导体能级的计算，使得量子力学成了这些领域的标准语言。因为有了原子分子频谱和能级的计算，经典量子力学对化学的发展也起到了很大作用。在这个意义上，经典量子力学确实表现了"基础科学"的特征。 在固体物理方面，经典量子力学对本征半导体的计算非常成功，但是一旦参入杂质，就麻烦了。有人说没有量子力学就没有电子技术，就没有计算机革命和网络技术，这是言过其实。半导体技术的进展，关键在晶体生长技术，PN 结的发现，二极管，三极管和其他半导体元件的发明，集成电路的开发与大规模生产。在这些技术的开发中，量子力学提供了一些理论支持，但是还没有到"没有量子力学就没有电子工业"的程度。量子力学很多时候是在实验工作者有了结果之后进行一些理论总结的工作。根据量子力学计算的能级关系，或许可以对杂质元素和浓度提供某些理论提示。这种理论指导的能力是有限的，不一定保证都能成功。凝聚态物理是实践性非常强的学科。比如要得到某种激光材料或高温超导材料，必须在微量杂质的选择，浓度的精密控制，退火温度及退火时间的设计等等方面作不厌其烦的尝试，才有可能得到理想的产品。这些也往往是专利和技术机密。有了结果以后，再用量子力学进行理论总结包装，在文献和学术会议上发表。如果可以根据量子力学理论指导得出产品，那凝聚态物理中的许多难题早就解决了。 和经典量子力学对其他科学的推动作用相比，以相对论量子力学为起点的量子场论对科学其他分支的影响基本为零。核物理是量子理论的娘家，可是我们对核裂变，核聚变，和放射性同位素的了解，和二次大战时相比，没有太大的进步。在核物理中，还是三四十年代的液滴模型和壳层模型管些用。粒子物理理论可以日新月异，核物理却依然故我。无论是核军工还是核能工业，没有，也不太可能指望从量子场论和粒子物理中得到什么帮助。在凝聚态物理方面，粒子物理也基本上没有什么用处。粒子物理与科学的其他分支如化学和生物学根本绝缘。相对论量子力学以后的量子理论，基本上是理论家们试图理解亚原子状态的一种探索。这种理论本身非常生涩，存在太多的假定和前提，有些结论或预言与实验的结果还有相当大的差异。量子场论基本上是一个与其它学科（最近的应该是核物理和凝聚态物理）没有太大关系的自产自销的自我封闭的理论体系。粒子物理理论本身离一个完备的自恰的理论要求还相当远，遑论成为其他科学分支的"基础"。 正因为成绩不太好，所以一些"前沿科学家们"只好以未来的美好憧憬来搪塞现实的考绩。他们说：虽然理论物理现在不能为受控热核反应和凝聚态物理给出具体的指导，可是理论物理是基础科学，不能对基础科学提出功利主义的要求。如果基础物理研究使我们找到了最终的万能理论，对科学将是多大的贡献啊！ 为了进一步渲染"前沿科学"的重要性，霍金在《果壳中的宇宙》一书中说："公开猜想时间旅行是需要耍诡计花招的。你将冒两种危险：或者被批判为将老百姓的血汗钱浪费在如此荒唐的东西上， 或者被纳入为了军事目的的绝密研究项目。毕竟，面对拥有时间机器的敌人我们如何能够自卫呢？他们可是有可能改变历史统治世界的人啊！只有我们这些傻帽才会 从事这样一种在物理学上政治错误的研究。我们于是用技术术语将事实伪装起来。这些技术术语就是时间旅行的密码代号。" 你看，他的时间机器是一种无法防卫的绝密武器，谁拥有了他，谁就有可能"改变历史统治世界"！谁还敢不给他们研究经费？虽然现在看来他的时间机器还没有影子，可是万一哪个国家第一个拥有了这种无敌的武器，我们的国家安全岂不是危如累卵？这可是比缝制皇帝陛下的新衣还要重要得多的战略项目啊！文化革命中，有的物理学家给领导上课，也说：如果我们能够造出夸克弹，就可以立即打倒美帝苏修！物理学家到了需要靠江湖术士的市场销售手段来维持民众心理支持的地步，是物理学的悲哀，物理学的耻辱。 任何科学都必须经受现实的考绩，基础科学也不能例外。只是因为基础理论的研究周期有時可能會长一些，不可能立见功效，所以社会对于基础理论的研究应该有些耐心。问题是要等多久？霍金说 "谁都没有耐心去计算这些理论到底是不是完全收敛。这一工作要一个好学生算两百年，天知道他会不会在算到第二页时就出错？"。看来这个世纪是没有希望了。夸克禁闭理论上排除了直接测量夸克的可能，两百年大概也不太够。大统一理论所要的加速器要像银河系一样大。不妨问问加速器物理学家和工程技术人员，两百年之内能不能造成一个和银河系一样大的加速器。直觉告诉我，我们大概需要等待比从安徒生写"皇帝的新衣"到现在所走过的岁月还要长得多的历史时期。 一幢建築的基礎如果動搖了 ，整個大廈將會立即跟著動搖，其反映幾乎是瞬時的，不需要任何等待。基礎科學對於整個科學大廈的作用也是如此。經典力學，熱力學和電磁場理論的基礎一旦建立，立即對科學，工業和技術帶來翻天覆地的變化。经典量子力学作为基础物理，从一开始就对原子物理，核物理，固体物理和化学产生了巨大的推动作用，並沒有要求遙遙無期的等待。难道仅仅因为粒子物理继承了量子力学作为基础科学的贵族血统，就可以奉先君之成业，荷本朝之厚恩，逃避科学界的考绩和检验？号称"前沿科学"理论所需的加速器和附属设备昂贵得社会无法承受，在启动这些大型项目之前对这些"前沿理论"的理论架构的正确性，合理性和可行性进行透彻的分析和评估，难道不是对纳税人应尽的起码责任吗？ 根据理论物理的过去，我们对其未来可以作一个如下的估计：只要理论物理继续按照现行的路线走下去，继续以相对论量子力学，重整化，规范协变性，同位旋假定和夸克模型为基本架构，继续坚持共振态是基本粒子，这个理论就会永远是一个自我封闭的理论，和小圈子以外的现实世界不可能发生什么关系，產生任何衝擊。唯一能讓人們感覺到的衝擊，是对人力资源和科研经费的争夺。
九。美国的觉醒 一个理论，不管你如何强调自己重要，如果长期不能对科学和社会产生积极作用，甚至越来越脱离社会现实，成为社会负担，社会当然也就会对之逐渐冷淡。美国是一个讲究功用的（mission oriented）国家，讲究权利制衡，讲究实效检验，没有永久的特权，永久的铁饭碗。这种负反馈和制衡机制，也反映在科学研究上。 二次大战期间，盟国和轴心国双方都在争分夺秒地研制原子弹。谁抢先造出了原子弹，谁就有可能赢得这场战争。盟国方面领导原子弹研制的奥本海默和费米，和轴心国方面领导原子弹研制的海森伯，都想赢得这场竞赛。所以，那时人们的心理是大胆假定。不要因为一个假定看来不可思议而轻易否定。说不定一个背理的假定会正好撞上正确的办法。只要能够把原子弹做出来，理论是否有问题，假定是否正确，可以以后慢慢梳理。战争时期抢时间抢先机，是头等大事。 盟国赢了这场竞赛。赢的原因，不是什么天才的理论假定，而是橡树岭国家实验室一个工程师的建议：将铀235置于普通的炸药中间，点燃炸药向心爆炸，将两块低于临界质量的铀挤压到一起，变成一个整块，其总质量超过临界质量，立即爆炸。 二次大战以后，进入冷战时期。冷战双方仍然被同样的心理统治着：尽量大胆探索，一百个假定中99个错了都不要紧，只要有一个正确，就可以在核竞赛中占上风。在实验核物理中也同样鼓励大胆探索。说不定某一种粒子打到某一种靶子就产生意想不到的核反應。 不知不觉地，战后的核物理研究逐渐潛移默化。 第一个变化是理论与实践的分离。费米不仅是理论家，更是实践家。自持的链式核反应就是费米领导的小组在芝加哥大学的实验室中首先实现的。随着量子场论变得越来越复杂，实验家们往往很难兼顾理论研究；另一方面，加速器变得越来越大，探测器变得越来越复杂，越来越五花八门，从事理论工作的研究人员很难兼顾实验。至上世纪末叶，理论物理和实验高能物理的分家基本上已经彻底完成。既懂理论又懂实验的物理学家即使有，也是鳳毛麟角。 伴随着理论与实验的分离的是加速器功能的变化。冷战时期以前的加速器物理中，相当大的一部分工作是以核物理研究为目的。这一任务逐渐让位于根据理论模型的需要寻找特定的粒子。实验工作慢慢远离自己的娘家-核物理。近年来，新加速器的建立和相关实验提案基本上是围绕证实弱電统一理论，寻找上帝粒子等课题设计的，和核物理毫不相干了。 加速器越做越大，其经费随所需能量指数上升。建设一个大加速器成了国家级甚至跨国项目。除了加速器以外，质子寿命测量，重中微子探测等等也都是在标榜为"基础科学"的大爆炸宇宙学，量子引力的理论旗帜下推出的大型项目。这就势必挤掉其他科研项目的经费。使凝聚态物理，能源物理，低温超导，激光物理，等离子体物理，受控热核反应等等的研究经费愈益捉襟见肘。一些杂志如《今日物理》上就不时可以听到一些抱怨。 理论物理的不作为也使工业界失望。美国民间企业对基础物理研究的经费支持基本上停止。对物理专业，尤其是理论物理專業的毕业生的需求锐减。劳工市场的冻云暗淡天气，自然使物理系的学生锐减。许多学理论物理的博士毕业后不得不改行。物理学的不景气其实已经是国际性的现象。与这种物理学不景气形成强烈反差的是以"前沿科学"自居的大统一理论，超弦理论，大爆炸宇宙学等等，反而声浪日高。欧洲核子研究中心宣布找到了上帝粒子存在的"证据"成了头号新闻。"万能理论""最终理论"也重新成了媒体炒作的话题。 美国并没有跟着赶时髦。美国前些年曾经打算建造一个超高能对撞机（SSC），设计能量为40 TeV，相当于LHC能量（8 TeV)的五倍。1987年筹划SSC的时候，预算44亿美元，可是到了1993年，预计要120 亿美元才能完工。经过激烈争论以后，克林顿总统终于签字下马。此时已经耗费了20 亿美元。SSC 下马的结果，几千个博士被重新抛回劳工市场。这个项目下马以后的善后经费约每年两百万美元。美国理论学界有些人对SSC下马感到惋惜。我觉得这是好事，标志着美国物理学界在开始觉醒。欧洲迟早也会觉醒。 美国物理学界对是否应该关闭SSC是存在争论的。当时极力主张下马的一个重要人物是时任美国物理学会会长的凝聚态物理学家安德逊。他也是一个诺贝尔奖得主。安德逊教授写过一篇有名的文章"More is different"，对于过分强调"基础物理研究"的观点进行了反驳。他的主要观点是，科学的不同学科都有自己的基础，不能指望通过微观的粒子理论推导出其他学科的理论。因为，当许多粒子组成更复杂的系统以后，其运动规律并不是单个粒子运动规律的简单重复和叠加，而是完全不同的更为复杂的系统，需要不同的理论来描述，所以，"More is different"! 描述复杂系统的理论不是描述简单元素的理论的"应用"或堆砌。那种认为一切科学理论都可以从某种简单的"基础理论"推导出来的观点是"还原主义"（Reductionism）。 另一个诺贝尔得主，弱電统一理论的提出者之一温伯格教授针锋相对，坚决维护"还原主义"。温伯格和安德逊对于"基础理论"的不同意见，代表着"基础物理"和其他被贬为"应用物理"的学科之间的微妙矛盾。 作为一个普通公民，我不可能有安德逊那样的影响力。但是我尽力了。在田納西州競標建造SSC之時，我就反对建造这样的项目。我反对的理由并不光是经费问题，也不仅仅是"还原主义"的问题，而是对现时标榜为"前沿科学"的理论结构和逻辑体系以及哲学思维的彻底失望。 十。评估粒子物理的意義 相对论和量子理论是20世纪近代物理的两大支柱。要对近代物理有一个全面的评估，必须对这两大支柱的理论基础，逻辑体系和实验检验进行梳理。对相对论的梳理相对容易，因为它是爱因斯坦一个人的作品。整个理论的大前提，概念的演绎和推广，逻辑推理以及数学工具都比较清晰。只要抓住了问题的关键，提纲挈领地对其进行剖析不是太难。量子理论就大不一样了，它不是一个人的作品，而是几代物理学家通过接力传承建立起来的一座迷宫。其结构中有许多转折，逻辑联结比较牵强，追加的基本假定非常生涩，有些会前后矛盾。对相互作用拉格朗日函数的构造，对传播子的取舍（费曼图的选择），边界条件的假定，波函数的选择等等等等，有太多的任意性。选择定则比中药配伍禁忌还複雜，而且还不一定严格遵守。所以，要想将整个粒子物理的理论框架梳理清楚，是一件非常吃力不讨好的事。 但是这又是一件不得不做的工作。因为非如此便不能将理论物理从困境中解脱。由于几代人的传承，在理论上和人脉上盘根错节，整个理论界因循守成，敬畏权威，迷信数学，守不住科学的基本原则，使得理论家们眼睁睁看着理论物理的沉沦和物理学的衰败而不敢作为。对理论物理的基本困难讳不敢言。你膽敢批評，人們會立即跳將起來："難道你要否認整個20世紀的現代物理學？難道這麽多諾貝爾獎得主還沒有你聰明？" 可是理论物理发展到今天，发展出了像超对称，超弦理论这些被权威理论物理学家如里奇特和格拉肖称之为"神学"的理论。这些神学理论在"前沿科学""基础理论"的名义下，标榜他们的理论可能成为"万能理论""最终理论"，拒绝学术界的任何批判評估， 理由是"近代物理遵从的是新的概念和新的语法系统"（New paradigm）,所以"不能用经典物理的定律和概念来判断近代物理的概念"。因此连最起码的逻辑，如因果律和部分小于全体等等这样的判据都不能用，基本的物理定律如能量守恒定律，质量守恒定律也被彻底推翻。基本的物理事实如空间的三维自由度，时间的一维单向性等等被彻底否定。整个理论与逻辑系统被黑白颠倒了。这些颠倒了的逻辑和歪曲了的事实之所以被社会接受或容忍，就是因为人们相信了一些人的说教，以为只有以颠倒了的逻辑才能理解理论物理，才有近代科学，科学才有未来。任何谬论，只要一标上"现代"的标签便当然正确。如果我們不敢直面權威，不敢正视理论物理的根本困难，便不可能将物理学从神学的阴影下拉回到科学的道路上来，理論物理將永遠陷在泥潭中不能自拔，人们的思想将一直被误导，儿童的思想将从入学开始就被颠倒了的逻辑和物理理论洗脑。這就是爲什麽我們一定要冒天下之大不韙，對理論物理作出全面的評估。 許多人都在批評相對論。批评相对论之困难，不是因为其道理难懂，也不是因为实验检验剖析之难，而是因为它被编织进了量子场论的整个体系，牵涉到整个理论物理学界的功过荣辱。许多人不清楚理论物理已经走入困境，更不知道量子理论从比较成功的经典量子力学过渡到远离科学和物理现实的关键一步就是将量子力学与相对论结合。人們會說，相對論已經融入到了理論物理的全部體系，如果相對論錯了，爲什麽現代理論物理會取得這麽大的成績呢？所以，不把量子场论的现状讲清楚，就很难说清楚相对论的功过是非。 十一。二十一世紀是物理學復興的世紀 上世纪初，当物理学界遇到一些新的物理现象而不容易用当时的已知理论解释时，物理学家们像一群探险寻宝的孩子，知道在森林深处有一个宝藏，可是不知道到达这宝藏的路线。于是先驱们开始摸着石头过河，慢慢探入森林深处。这种探路的过程带有非常大的猜想性和盲目性。二十世纪理论物理的发展，和这种探险非常相像。我们可不可以大胆地问一句：20世纪物理学的先驱们有没有可能一开始就找錯了入口？在碰到了基本困难以后，他们并没有思考是不是走错了路，而是一味地追加假定，继续一步步地走下去，以至于越走离物理世界越远。如果说，在森林中探险的童子军迷了路，有可能找不到回头的路，那理论物理学家们的运气就好得多。如果我们想重新试一条完全不同的路，只需要从头开始，从20世纪初的入口开始，看是不是会有不同的发现。 一旦摆脱了20世纪物理学的思想束缚，我们就可以提出更为自由，更爲彻底的一些问题。在此，我想提出一些猜想，供朋友们讨论： 1）将核力分为弱相互作用和强相互作用两个基本相互作用力是錯誤的。弱相互作用和强相互作用是同一种核相互作用力，只是核反应速度不一样而已。正如燃烧和生锈都是氧化反应，只是反应速度不同。 2）"共振态"都不是基本粒子。能观测到的粒子只有质子，电子，中子和介子。光是电磁波，不是粒子。（请参看拙著"波粒二象性漫谈"。）其他几百号"基本粒子"都是理论本身的需要，不是真正的基本粒子。 3）中子是质子和电子的不稳定结合，并不是"基本粒子"，也不是"夸克"的组合。最基本的粒子是质子和电子。（介子的性质和作用尚待研究。） 4）Alpha粒子（氦核）是一种稳定性非常高的粒子，即使在核爆炸中也是稳定的。找出氦核稳定性和介子不稳定的原因，可能是揭开核物理秘密的关键一步。 还可以有更多的猜想，不过以上这四个猜想应该经得起时间的考验。 经过一个世纪的摸索，我们有足够的经历和教训总结一下理论物理一百年来的发展过程。理论上的问题足够严重，神学与星象学的思维对科学的渗透和创造论的复活也足够彰显了。可以对理论物理进行比较认真的总结評估了。可以问问"量子场论的路线到底有没有走对"这样的问题了。理论已经走到完全脱离物理现实，公然以创造论取代能量和质量守恒定律，以时间倒转取代因果律，以十维空间取代四维时空，以应用拓扑学取代严密的物理研究的程度，靠小修小补是不可能挣脱星象学的枷锁，回到科学的道路上来的。物理学需要一场真正的复兴运动（renaissance）。 这是一件非常艰苦的历史使命，因为和20世纪理论物理交织在一起的，是整个物理学界的功过是非。是被一百年来的新的思想体系训导过的幾代人。抵制现代神学和现代星象学并不比抵制经典神学和星象学容易。 但是这场复兴运动一定会成功，因为有一个神学和星象学无法冲破的边界条件：现实世界。现代星象学可以暂时蒙骗所有的人，也可以永远地蒙骗一部分人，但是不可能永远地蒙骗所有的人。如果你的"万能理论""最终理论"永远不能，也永远不敢从草稿纸上拿到现实的世界来让实验直接检验，证实一下"万能理论"的能耐，证实一下其作为"基础科学"的功能，那就早晚会随着云雾的消失而消失。 这场复兴运动一定会成功，因为万能理论家们为了制作皇帝的新衣或皇帝的新脑所开出的报价已经远远超过了社会经济能力所能承受的极限。 这场复兴运动一定会成功，还因为"万能理论"本身根本就没有一个统一的理论，即使折腾到11维空间的M-理论，自己也不知道到底能不能把五种相互竞争的理论统一。数学已经复杂到连万能理论家们自己都要几百年才可能知道他们自己的理论到底是否收敛的程度。这样的理论不是任何意义上的科学理论，而是百无一用的数学游戏。 但是，物理学的复兴不能光靠等待，它必须要靠物理学界的主动努力和坚持。这包括对理论物理困境的实事求是的承认，对物理学中的神学和星象学倾向的公开宣战。对此，里奇特和格拉肖等学者作出了榜样。对于标准模型以前的理论，也不能畏疾忌医。要敢于承认错误，哪怕得过诺贝尔奖的工作也要重新审核。对于敢于探索的新思想，应该开放言路。 物理复兴的很大希望寄托在年轻学者的身上。希望您们不要被所谓的"Shift of Paradigm"所嚇倒，对于违背科学原理和科学逻辑的星象学倾向敢于质疑。敢于跳出20世纪理论物理的条条框框。勇于探索。不要怕权威，不要赶"近代"的时髦。科学的立足点在物理现实，不在耸人听闻的奇想。 我也希望物理学界的朋友們在科学的探索中，不要以诺贝尔奖作为奋斗目标。重整化是赢得了诺贝尔奖的工作，但是重整化是絕對经不起时间考验的，也是不应该仿效的。如果以奖金作为奋斗目标，你就会去研究人家的奖金是如何拿到的，你就很可能会去继承他们的理论，模仿他们的思维逻辑和哲学。诺贝尔奖的评选不是完全公平的。王淦昌和吴健雄的工作比许多赢得了诺贝尔奖的工作都重要。杨振宁对规范场理论的贡献比他对宇称不守恒工作的贡献要重要得多。可以说杨-米尔斯场奠定了温伯格-萨拉姆模型的基础。所以，即使站在粒子物理標準模型的立場看，諾貝爾獎的評定也不是完全公平的。至於挑戰現存理論的工作，要想拿諾貝爾獎是不可能的。諾貝爾評選委員會裏沒有一個反對大爆炸理論，如果你的工作是反對大爆炸宇宙學的，有希望拿獎嗎？无论是物理学家个人，还是一个国家，都不应该把拿锦标作为目标。诺贝尔奖至少在两个方面对理论物理学的发展起到了负面作用。其一，他给物理学界立下了一条不成文法，似乎一个工作一旦拿了诺贝尔奖，就板上钉钉，不容置疑，成了定论了。其二，诺贝尔奖刺激物理学家们越来越追求奇想。超对称，超弦和宇宙学上的膨胀理论等等都是受这种感召应运而生的怪论。 希望朋友们记住我们对科学和对后代的责任感和使命感：復興物理學，保護後代的身心健康。這是多麽神聖而偉大的責任啊！和物理學的復興相比，世界上所有的名利都只是過眼雲煙。忘却世俗的追求，物理学的复兴有赖于吾侪不懈的努力与奋斗。 发表在 争鸣>, 物理哲学>, 自然哲学> | 12 条评论>关于相对论批判的一点意见>发表于 2013 年 02 月 04 日> 由 王令隽>关于相对论批判的一点意见 张操先生最近在一次记者访谈中谈到了文化革命中对相对论的大批判，发表了很好的意见。关于这场批判运动，我在"现代宇宙学的基本问题与DET理论"中谈了我的看法： "文化大革命的特定历史和社会条件使得当时中国的各行各业都受到了政治不同程度的影响，学术界也一样，这是非常不幸的。但不能因此全盘否定所有参与批判相对论和大爆炸理论的科学工作者和他们的学术观点。把他们的学术观点甚至功过是非捆绑在文化革命的历史上，让他们永世不得翻身，实际上同样是对学术讨论的政治干预和政治压迫。" 在另一篇文章中，我重申了这一立场： "二次大战时德国一百多个科学家攻击他（爱因斯坦），把学术讨论政治化，说他的相对论是"犹太物理学"。以后谁一旦批判相对论，有人就拿德国人说事，好像谁 批判相对论，谁就是希特勒的帮凶。文化革命中陈伯达组织人批判相对论和大爆炸理论，又成为口实，好像批判大爆炸理论就是文化革命重演，有些本来看清了他们 的错误，现在也不敢说话了。这就是将政治扯进学术讨论的报应。不要再犯这种错误了。有理讲理，不要借助政治权力。我们为的是科学真理，为的是子孙后代，为 的是物理科学的荣誉与尊严，以哥白尼和伽利略的殉道精神，为捍卫真理而战，无私无畏，虽九死其犹未悔。" 以政治权力干涉学术讨论，在任何时候都是一场灾难。政治的介入不仅不会增加批判的力量，反而使一些本来正确的意见蒙上为邪恶张目的耻辱。因此，许多对相对论持批评态度的学者特别小心。张操先生建议大家不要用"批判""反相"等说法，以免人们将现在对爱因斯坦相对论的批判和文化革命中的"批判相对论学习班"联想起来，使学术批评遭到不必要的指责。我完全理解张操先生的顾虑。有的朋友建议用"批评"或者"讨论"，显得比较心平气和。我却觉得这种顾虑完全没有必要。 其实，"批评"和"批判"的英文翻译都是"criticize"，是一个词。外国人经常用这个词，有时甚至说"sharply criticize"，这里没有任何政治意味，是学术批评中的正常态度和合理行为。中文的"批评"和"批判"意义不太一样。"批判"是基本否定；"批评"是基本肯定，只是有点小意见而已。至于"讨论"，是"discuss"，可能有点批评，也可能一点批评都没有，只是提些改进建议，或干脆就是赞扬。所以"批判"是不能以"批评"完全表达其意的，而"讨论"则和"批判""批评"完全不同。其实，"挑战"这个字的火药味比"批判"还要浓。现在对爱因斯坦理论持批评态度的人立场也不尽相同，有的是完全彻底地否定相对论，有的觉得它有些毛病，但不一定完全否定。我觉得每个人可根据自己的意见决定要用"批判"还是"批评"。不必有一个统一的立场或说法。 文化革命中的政治"大批判"，将学术权威抓起来戴高帽子游街，根本就不是什么学术批评，而是"批斗"，是以国家机器和政治权力为后盾的政治迫害。只有强者才有力量迫害弱者。时下谁是强者，谁是弱者？无论在中国还是外国，相对论的维护者都是绝对的强者，相对论的批评者是绝对的弱者。文化革命以后，方励之曾被聘为中国科技大学校长。霍金访问中国，受到了国宾级的礼遇。对相对论和大爆炸理论持批评意见的人如不被看作是左派，大概也免不了被看作学术上的无知。他们的文章很难在国际会议和杂志上发表，因此他们的求职，提职，终身职甚至家庭生计都受到威胁。这其实是一种非常巨大的政治压力。物理界的学术垄断和红卫兵的武斗其实是不同形态的野蛮和粗暴。被迫害当然是一种悲剧，但同时也是一种幸运。因为今天的相对论的批评者已经不必担心被指责为"迫害者"。他们没有势力迫害任何人。他们是被迫害者，殉道者。他们唯一需要担心的，是自己有没有为真理而孤军奋战的智慧与勇气。学术垄断对挑战者还有一个好处，就是他们要发表文章，就必须深思熟虑，论证严密，无懈可击。任何一点纰漏都会变成权威们枪杀文稿的借口。这和主流派大不一样。主流派的文章非常容易通过。这种局面其实是对挑战者的考验和洗礼。凤凰涅槃必须经过烈火的焚烧。新世纪的物理复兴又何尝不是如此。 至于"反相"一词，必须将两个字分别说明。"反"显然是反对。"相"是"相对论"。可是对于什么是相对论，大多数人存在着误解。我们必须区分两种相对论：经典物理的相对论和爱因斯坦的相对论。根据经典相对性原理，任何一个物理现象都可以在任何一个参考系中描述。参考系只是物理学家们用于描述自然现象的数学工具。不应该改变现象及其结果。参考系的选择可能会影响到数学方程式和数值计算的复杂性，但是不会影响到自然现象本身。一切运动（匀速的和加速的甚至是变加速的运动）都是相对的。比如说，大气中的气流运动，既可以在地球坐标系中进行描述，也可以在恒星坐标系中描述。地球坐标系不是惯性系，但是没有关系。坐标系的选择不应该改变大气中的自然现象比如天气的变化。转动的地球坐标系不是惯性系，但是没有关系，转动也是相对的。地球相对于恒星在转动，恒星也相对于地球转动（我们日日夜夜见证着太阳和星星围绕地球的相对转动）。许多教科书上把这一经典相对论错误地说成是爱因斯坦相对论。事实上，爱因斯坦相对论者在诸多地方违背了这一经典相对论：1）在钟佯谬争论中，一派论者坚持认为呆在地球上的兄弟没有运动，而宇航员兄弟在运动，他们的运动是不对称的，所以洛仑兹变换只适用于一个兄弟，而不适用于另一个。这是对运动相对性的根本违背。为了说服这些不懂相对性原理的朋友，我设计了一个对称的钟佯谬试验，以证明钟佯谬问题是一个没有解决的狭义相对论的根本问题。（详见拙作"Symmetrical Experiments to Test Clock Paradox", Ling Jun Wang, Physics and Modern Topics in Mechanical and Electrical Engineering, p 45, Ed., Nikos Mastorakis, World Scientific and Engineering Society Press, ISBN: 960-8052-10-6, July 1999.）2）爱因斯坦引力场方程的一个精确解-施瓦兹查尔德解-有一个无穷发散的奇点。为了排除这一讨厌的奇点，克鲁斯科提出了一个数学变换，将时空坐标 (r,t) 变换到一组没有物理意义的抽象坐标 (u,v)。这一变换不仅把发散奇点赶到别的地方（u,v 宇宙的边缘），而且还变出了多重宇宙，变出了白洞和虫洞。这些理论家认为仅仅靠参照系的选择就可以排除时空结构中的发散奇点，还可以创造多重宇宙，创造出白洞和虫洞。对相对性原理的违背，莫此为甚。3）爱因斯坦的相对论不具有转动相对性。或者说，爱因斯坦空间是转不动的。（详见拙作"Rotational Behavior of Einsteinian Space", Ling Jun Wang, IL Nuovo Cimento , Vol. 115B, N.6, pp615-624, 2000 。）4）大爆炸宇宙学家们发明了一个所谓的"协动坐标系" (co-moving coordinate system), 就是和宇宙一起同步爆炸的坐标系。这是一个不折不扣的绝对坐标系。离开了这个绝对坐标系，大爆炸理论大概就得解甲归田了。这是对相对性原理的又一个根本性的违背。 既然相对论者在这么多地方违背经典的相对性原理，那什么是爱因斯坦的相对性原理呢？爱氏的相对性原理的精髓是运动方程的协变性。在狭义相对论中，要求运动方程在从一个惯性系变到另一个惯性系时，保持洛仑兹协变性。在广义相对论中，要求爱因斯坦引力场方程具有张量协变性。教科书上所说的"在不同的坐标系中物理保持不变"实际上是指爱因斯坦方程的形式不变，而不是真正的"物理保持不变"。如上所述，他们的"物理"可以有翻天覆地的变化，可以变出无穷多个宇宙，可以变出白洞虫洞。 爱因斯坦的相对论和经典力学在对待时空和光速上有本质的不同。在经典力学里，时间和空间是一切自然界的运动的公共场所和运动快慢的公共量度。无论是物理过程，还是化学过程，生物过程，社会历史，政治经济，军事外交等等过程，全都是在同一个具有三维自由度的空间中进行的，其快慢由同一个一维的单向的时间来量度。用李白的话说，就是"天地者，万物之逆旅；光阴者，百代之过客。"时间和空间是自然界一切运动过程的共有自变量，而不是因变量。任何其他物理量都不会改变时间和空间的刚性和均匀性。这就是牛顿力学中"绝对时间"和"绝对空间"的本质含义。相反，在爱因斯坦的相对论里，时间和空间是相对的，是因变量，会随物体运动速度而改变，而且时间和空间相互依存，而不是互相独立的变量。相反，光速倒被赋予了绝对的意义，不会改变，不可逾越。一旦逾越光速，理论就发散，时空就翻转。在经典力学中，速度只不过是由时间和空间定义的一个物理量，一个变量。光速是我们经验中至今知道的最快的速度，但不是理论上的速度极限。事实上，太阳系以外的任何天体都以大于光速的线速度围绕地球转动。而爱因斯坦的相对论给不出一个公式计算天体相对于地球转动的线速度。 既然爱因斯坦的相对论与经典相对论有如此多的本质不同，想用外交辞令或政治辞令避免那个"反"字，做不到，也没有必要。在事关物理学未来的大是大非的辩论中，理论必须彻底，逻辑必须清晰，旗帜必须鲜明。不能口将言而嗫嚅，足将进而踟蹰。我不忌讳别人给我标上"反相"的标签，也不在乎人们对我的理论的批判。我坦承，我反对爱因斯坦相对论的时空观，而赞成经典物理的时空观。我对爱因斯坦的相对论的否定不是枝节的，而是全局的，根本的。我在1999年发表的"检验钟佯谬的对称实验"一文中，对狭义相对论时空观的逻辑矛盾（包括达尔文和托尔曼的辩解）进行了分析和证伪，对于各种宣布证实了爱因斯坦时间延缓的著名实验（介子寿命测量实验和原子钟绕地球环行实验等）进行了仔细的剖析和质疑。我对爱因斯坦空间转动性质的分析于2000年发表在意大利物理杂志IL Nuovo Cimento上。此文嚴格地證明了愛因斯坦引力場方程的兩個精確解-施瓦玆查爾德解和科爾解-之間不存在一個全域的與光速不變原理相恰的轉動變換。即是說，廣義相對論不具有轉動相對性，這是愛因斯坦相對論的一個根本缺陷。对于宣告证实了广义相对论的爱丁顿实验，我在"小耳辩日辨"一文中有详细的质疑。对于引力使时空弯曲和三维超球面的概念，我在"引力时空是弯曲的吗？"和"爱因斯坦宇宙模型和近小远大论"等文中有很详细的分析。欢迎学界同仁以最尖锐，最犀利的批判的武器对我的这些文章以及我的DET理论，作出无情的批判。只有这样，真理才能越辩越明。 两个星期以前，一位在德克萨斯大学天文台的素不相识的朋友给我来信，说他刚读到我1999年关于对称钟佯谬的文章，于是满世界寻找对我的对称钟佯谬实验的评论或解答。他感到十分奇怪，为什么十三年过去了，物理学界居然没有一个人能找出一个解答（solution）。他说很难想象相对论完全错了。我回答说我不知道任何人有解答，也不太相信任何人能够找到解答。我的对称实验排除了钟佯谬问题辩论中的许多诡辩，将辩论锁定在时空的相对性的本质上，所以逻辑上非常刚性。我建议他将问题拿去请教一些物理教授。温伯格就在德克萨斯大学，不妨去问问他。他说他问过一些物理教授，答案是，如果我仔细研究王教授的文章，也许能找出他的毛病，可是不值得浪费时间，因为相对论是已经被检验过的真理。相对论已经编织在整个量子场论和宇宙学之中。 如果朋友们认为相对论是已经为科学实验检验过的颠扑不破的真理而不屑于对我的文章和观点进行批判，自然可以超然处之。如果您雖然认为爱因斯坦的相对论是真理，但是王令隽的谬论还是不可置之不理，必须认真的进行分析批判，以免误人子弟，在理论界造成混乱，那就敬请各位花点时间做些认真的彻底的批判。 如果您对爱因斯坦的相对论存在不同程度的怀疑，但是不太有把握，或者怀疑之处比较离散，找不到关联，或条理不太清晰，不知问题的根源在何处，或者因为整个理论物理学界都把相对论当作不容置疑的原理而望而生畏，对自己的判断产生怀疑，那么我的一些议论也许会有点参考价值。 张操先生以为，参加过文革中"批判相对论学习班"的许多人都是很有学问的学者。余生也晚，當時无缘與聞其事，也沒有讀過他們寫的文章。我大胆猜想，他们当年的一些批判文章中，除了那个时代不可避免的政治八股和官话套话，一定还有一些睿智的分析和独立思考。當年參加過相對論批判的老師們，如果今天身體條件許可，能夠甩脫政治陰影，把當時的一些獨立思考挖掘出来，重新組織充實，发表出來，对于学术讨论和历史研究，都是非常有意义的。
发表在 争鸣>, 历史回顾>, 物理哲学>, 自然哲学> | 留下评论> 书评： 张操的《穿越时间可能吗？PK〈时间简史〉》>发表于 2012 年 12 月 21 日> 由 王令隽>
以下是我写的一篇关于张操先生的新作《穿越时间可能吗？PK〈时间简史〉》的书评，登在2012年12月12日的《中华读书报》上。以下是网址： http://epaper.gmw.cn/zhdsb/html/2012-12/12/nw.D110000zhdsb_20121212_3-12.htm
张操先生的新书《穿越时间可能吗？PK〈时间简史〉》出版了，此书的读者对象是对理论物理尚不太熟悉的青少 年，所以文章力求深入浅出，通俗易懂，并配以插图，将枯燥的科学道理变成颇具趣味性的科普读物。这本书不仅适于青少年，对于关心科学的一般公众，都是一本 值得一读的好书。 霍金是当今物理学界风头最健的学术权威。他自己在他的科普书中就几次三番地提到他现在坐的是牛顿当年坐过的椅子。 要挑战这样一位权威，既要有学识，更要有胆量。张操先生接受过最好的理论物理的专业训练，而且几十年如一日地钻研理论物理，对理论物理中的诸多问题具有独 到的见解。物理学界对霍金的一些错误观点持反对观点的大有人在，却鲜有人敢于公开地提出异议。张操先生敢于公开自己对这些错误观点的不同意见，还需要勇 气。 学术上的争论本来是非常正常的，也是保证科学健康成长的必要机制。20世纪初有洛伦兹与爱因斯坦的争论，后来有以波尔和海森伯 为代表的哥本哈根学派与爱因斯坦和薛定谔的争论。他们争论的问题至今没有定论。可是不知从什么时候开始，人们似乎觉得学术争论有点奇怪了，不能接受了。学 术上崇权威，随潮流，感时髦，人云亦云，成了一种时尚。独立思考，小心求证，科学争论，反而被边缘化了。这是一种非常不健康的风气。哥本哈根学派代表了一 种极端唯心主义的倾向。他们认为，一个物理量，或者一个物理事件，如果你不去测量它，他便不存在。为此，薛定谔设计了一个假想实验，就是学术界知名的"薛 定谔猫"实验，对哥本哈根学派的这种极端唯心主义进行了彻底的批判。可是，这并不能阻止哥本哈根思潮的泛滥。 哥本哈根学派的一个基 本信念就是，理论是物理学家们根据某些假定建立起来的，所以，理论家们往往喜欢提出许多基本假定来建立方程式，然后根据方程式的结果做出预言。他们的假定 有时候非常奇异，甚至完全违背逻辑，违背物理现实。有人甚至认为"物理学的荣光就在于，它常常是从错误的基本原则出发得到正确的结果。"比如说，霍金居然 就可以假定时间是包括实时间与虚时间的二维空间，而且虚时间比实时间还实在。至于方程式的结果，理论家们可以为了数学上的"对称性"和"完备性"而接受违 背物理现实的结论，可以为了"拓扑流型的完整性"而接受"多重宇宙"、"时间倒转"、"时空穿越"的概念。霍金根据他的"量子泡沫理论"预言，从我们宇宙 中的每一个立方厘米的空间中每秒钟会爆炸出10的143次方个宇宙婴儿。创造这么多宇宙所需的能量是从真空中借来的，到"宇宙大湮灭"时再完璧归赵还给真 空。对于这些匪夷所思的假设和预言，许多理论物理学家往往一笑置之。可是霍金却将这些神奇的概念和"预言"写成通俗读物大量发行，并和影视界合作，以科学 幻想小说的形式将这些观念先入为主地灌输到青少年的脑子里面。 有的朋友可能会说，《西游记》和《哈利波特》里的东西不也是离奇古 怪，荒诞不经吗？难道青少年读了这些神话故事就会中毒？问题是，人们读《西游记》和《哈利波特》的时候，知道这些是神话和童话；可是他们读《时间简史》和 《果壳中的宇宙》时，以为霍金是在谈科学。由于霍金的权威地位，读者们会把他的理论当作前沿科学和尖端科学来对待。有些虔诚的读者因此强迫自己去接受诸如 时空穿越、时间倒转、因果颠倒等等观念。对于接受过科学训练的成人，问题不是太大，因为他们多少有些科学判断能力。可是对于未成年的孩子们，问题就严重 了。孩子们还没有足够的科学训练和判断力。此时如果通过科幻小说和科幻电影给孩子们灌输一些违背科学原理和科学逻辑的概念，对青少年将遗患无穷。这本书的 出版，不仅告诉小朋友霍金的一些离奇概念并不是物理学界的共识，而且深入浅出地说明这些概念错在哪里，因而使孩子们在接触这些离奇概念的时候有免疫力，有 所防备，有所思辨，这实在是一桩很大的功德。 发表在 物理哲学>, 自然哲学>, 通讯> | 留下评论>悼秋瑾詩二首>发表于 2012 年 11 月 07 日> 由 王令隽>悼秋瑾不灑相思淚， 歃血奠玉戟。 斷臂作干戈， 與君共戮力。
續詩秋風秋雨愁煞人， 山河破碎催斷魂。 當有豪傑酬余志， 取我碧血寫檄文。 发表在 华夏诗苑>, 诗词>, 遥望神州> | 留下评论> 关于"上帝粒子"(Higgs boson)的一篇通讯>发表于 2012 年 10 月 17 日> 由 王令隽>关于"上帝粒子"(Higgs boson)的一篇通讯王令隽 一位朋友最近来信问及有关"上帝粒子(Higgs Boson)"的报道，我想也许不少读者对此会有兴趣，于是把它译成中文，作点补充，和网友分享。 "上帝粒子"不像许多人想像的那么神秘。基本粒子理论的"标准模型"的基本假定之一是理论必须对称。即是说，运动方程中的相互作用哈密尔顿函数和波函数都必须具有"对称性"。理论物理中的"对称性"的含义是，哈密尔顿函数和波函数都必须具有规范不变性。把"对称性"当作自然定律或原理完全是一种信仰，并不是实验所能证实的普适原理。最早讨论对称性原理的不是物理学家，而是一位德国女数学家诺特（A.E. Noether, 1882-1935）。她发现每一种对称性都对应于一个物理量守恒定律。这称之为诺特定理。但是诺特定理并没有说所有的物理量在坐标变换或规范变换下一定守恒，因而并不能推广至所有的力学系统以保证物理量的对称性。事实上，弱相互作用就不遵守宇称守恒定律。在经典物理里面，描述热力学第零定律的热传导方程和斯蒂芬-波尔兹曼定律都不具有协变对称性。 尽管如此，对称性假定还是作为理论物理的一种行会规矩传承下来。这里其实有一个苦衷：微观世界的相互作用的方程式谁都不知道，要靠理论家们去猜想。可是如果没有一些限制，则可能的哈密尔顿函数的选择几乎是无穷无尽的，这样就没法玩。加上对称性假定以后，可以选择的哈密尔顿函数形式就大大减少了。当然也并不能唯一确定，不过加上一些其他考虑，可以写出看来比较靠谱的哈密尔顿函数。（实在不成还可以修改。） 由温伯格和萨拉姆 提出的弱电统一"标准模型"中的哈密尔顿函数当然也具有规范协变性。他们因为这一工作获得了诺贝尔物理学奖。可是标准模型有一个基本问题，就是这一理论容不得质量。一旦加入质量，就破坏了对称性。可是一个没有质量的系统不可能是实际存在的系统。于是几个理论家，主要是希格斯 ，高尔德斯坦和温伯格，提出了一个"自发对称破坏(spontaneous symmetry breaking) "的假定。根据这一假定，相互作用哈密尔顿函数和运动方程还是应该保持规范协变性，可是波函数可以不对称。由于波函数的基态是退化的（degenerate），人们可以从诸多退化的波函数中任意选择一个，并认定我们选择的这个波函数就是大自然中可以实现的波函数，而其他的基态波函数则可以随便扔掉。因为扔掉了基态波函数中的广大群众，只保留一个合格的分子，对称性也就破坏了。他们不说这种对称性的破坏是理论家们人为选择波函数造成的，而说这是波函数自己破坏的，叫做"自发对称破坏"，以示正统合法。在这一修正过程中，希格斯假设了一种"希格斯场"的存在，场粒子就叫"希格斯波色子"，又叫"上帝粒子"。其实它和上帝没有任何关系。之所以叫这个名字，完全是一种市场销售手段。有了希格斯波色子，标准模型中就有质量存身之所了。"自发对称破坏"现在成了规范场理论中的又一条行规。（实在很难称之为定律。） 所以可以说，没有希格斯波色子，标准模型中就没有质量。有的理论家说："如果没有希格斯波色子，我们将不存在。" 我没有如此悲观。如果找不到希格斯波色子，我们仍将存在。不存在的，或存在不了太长时间的，应该是"标准模型"。 欧洲的大强子对撞机（LHC）大概花了五十亿美元。建造这一昂贵设备的最重要的理由就是寻找希格斯波色子，所以这位"上帝粒子"阁下必须找到，或者必须宣称找到了它存在的"证据"（EVIDENCE），以证明这笔钱花的值。 美国前些年曾经打算建造一个超高能对撞机（SSC），设计能量为40 TeV，相当于LHC能量（8 TeV)的五倍。（一个TeV为一万亿电子伏。）SSC于1993年下马。美国理论学界有些人感到惋惜。我觉得这是好事，标志着美国物理学界在开始觉醒。记得当年田纳西州也在竞争，希望把SSC造在田纳西州。一位老公民兴冲冲地来找我说："王教授, 您认为SSC这个项目怎麽样？我们想为田纳西争取到这个项目。参议员戈尔大力支持此事。"（戈 尔后来为克林顿政府的副总统和當然的参议院议长。）我沉吟了一下，说："这笔钱用于其他的物理研究更好。" 我的回答使他大失所望，也大大出乎他的意料之外。1987年筹划SSC的时候，预算44亿美元，可是到了1993年，预计要120 亿美元才能完工。经过激烈争论以后，克林顿总统终于签字下马。此时已经耗费了20 亿美元。 回到对称性问题，在此理论物理陷入了一个逻辑佯谬：物理定律必须是对称的，同时又必须是不对称的（自发对称破坏）。大自然到底是对称的还是不对称的？全能的主呀，您在创造世界的时候倒是拿定了主意没有？您创造的世界到底是对称的，还是不对称的？ 发表在 物理哲学>, 自然哲学>, 通讯> | 4 条评论> 日本文化与民族精神优越吗？>发表于 2012 年 10 月 08 日> 由 王令隽>
许多人都在谈论日本的文化如何先进，日本的民族精神如何值得我们学习。自甲午海战日本人消灭了中国的北洋水师侵占威海卫以后，中国人开始想到师敌所 长，向日本学习，向西方列强学习。知识分子纷纷留学东洋和西洋。留日学生远远多过留学欧美学生的数量。许多辛亥革命前辈，如孙中山，秋瑾，黄兴，汪精卫， 蒋中正，阎锡山，吴玉章等人，都曾在日本活动或求学。中国近代史中的风云人物中，留东洋派举足轻重。因此，就形成了一种认为日本精神优越和日本文化先进的 意识。 这完全是一种错觉。日本之所以能在亚洲殖民地化半殖民地化的过程中抵住西方列强的侵略，保持民族独立，做到富国强兵，打败中国和俄国，是因为明治皇 帝的睿智和明治维新的政绩，不是因为日本文化或民族精神。一个民族的文化和民族精神的形成要经过几百年甚至几千年的漫长过程，不可能在几十年的短暂时期完 成。从1867年明治维新到1894年甲午中日战争，其间不过27年。就是这二十几年的励精图治使日本强大起来，使中国希望救亡图存的仁人志士望风景仰， 以为日本文化和民族精神优秀，纷纷东渡日本留学。走日本人的路，這就是結論。其情景，一似俄国十月革命以后，年轻人纷纷留学苏联，以为苏维埃制度和共产主 义精神优越。走俄國人的路，這就是結論。 民族文化的主要载体是语言文字。日本文由三部分组成：汉文，原住民语言与西方外来语，其中汉字构成日本文中最主要的中心词和主谓语架构。原住民语多 保留在介词，联结词，助词，感叹词和表达时态与简体敬体等的修辞部分。西方外来语多为技术术语。名词居多。这些外来语用片假名拼写出来，发音完全走样，使 文章读起来佶屈聱牙，比土匪的黑话暗语还难懂，非常滑稽。这是许多日本人说英文口音很重的结构性原因。这些外来语为什么就不能用日本本国的词语翻译出来？ 是日本人懒惰，还是崇洋？还是日本文本身的贫乏？也许都是。日本文的这种结构性问题，自然妨碍了文学的发展。除了"源氏物语"，日本文学乏善可陈。日本语 中具有民族特色的东西，是有简体敬体之分，又有男女之别。男人和女人所用的感叹词都不一样。语言中区分性别和尊卑，到底是先进还是落后？ 至于哲学，美学，伦理，经济，政治，军事理论方面，日本基本上没有自己原创的东西，全是从外国翻译过来的。日本文化的两个主要帕来品产地，一是中 国，一是欧美。日本的建筑和园林设计，无论从中国还是西方的审美观点都看不出什么优越和先进的地方。日本人敢于大胆学习外国人的东西，这种自明治天皇开始 的传统和赵武灵王胡服骑射的气度一样，值得现在中国主政的衮衮诸公学习。这种敢于向先进文化学习的精神，并不是日本文化特有的东西。康熙也是一个敢于学习 汉文化和西方文化的皇帝。而明治时代以前，德川幕府奉行的是和满清政府同样的闭关锁国政策。那时长崎是唯一的对外通商口岸。 日本的本土音乐舞蹈难登大雅之堂，基本上没有什么像样的戏剧。日本的艺者及其艺术主要是附庸于贵族武士的性消费性艺术。和平民有点关系的是巫师祭祀 文化中的一点音乐舞蹈。使日本文化艺术窒息的，是长期主导日本社会的武士道文化。有的侵华日军看了中国的戏剧表演之后说，中国之所以亡国，就是因为这种东 西太多。这议论有些道理。商女不知亡国恨，隔江犹唱后庭花。将士军前半死生，美人帐下犹歌舞。在国难当头之时，可为那些醉生梦死发国难财的肉食者的当头棒 喝。可是在和平环境里，要老百姓一天到晚板着一幅武士面孔，像东条英机一样禁欲寡欢，那还叫文明社会吗？ 日本的书法绘画，基本上是中国书法绘画的末流。在体育方面，日本围棋是从中国进口的。真正有日本民族特点的是柔道和剑道。柔道已经成为国际比赛项 目。剑道也有可能成为国际比赛项目。日本武士刀是冷兵器时代短兵器械中设计最为科学的武器，反映了日本在冶金锻造中的高超工艺以及对格斗力学和人体解剖学 的深刻理解。日本剑道动作拙朴，没有中国武术套路中的花架子，讲究实战功用，不仅步法手段实用迅猛，且强调意志与精神的训练。一个好的剑客，要能沉着，镇 定，机智，果断，临危不惧。剑道中的一些基本步法和攻防要领，可直接用到步兵战士的拼刺训练中。留日的辛亥志士中，尤其是军校学生，就有不少学过日本柔术 和剑道。當然，武士道精神既可以为革命服务，也可以为侵略服务。侵略琉球，台湾，福建，浙江和朝鲜的倭寇，其实就是一些浪人武士。不知多少无辜的同胞死在 倭寇的武士刀下。戚继光为此对倭刀剑道作了专门研究，商讨对策，写成奏章上表朝廷。南京大屠杀时两个日本下级军官举行杀人比赛，用的也是武士刀和剑道。 日本武士道中最具日本民族特征的莫过于剖腹自杀。这既是军人殉国的效忠方式，也是执行死刑的行刑方式。男的或女的死囚在行刑台上安详地坐着，千百人 在行刑台下安详地看着。死囚从盘子里拿过包着的刑器，取出精致的匕首，或快或慢地切入自己的腹部，然后来回搅动，直至倒下。从匕首的消毒，包裹，授受，到 切入的部位，搅动方法及善后事宜，都像日本茶道一样有一套优雅的程序和礼节。自杀和死刑哪国都有，像这种死法也只有大和民族想得出来。据说切腹自杀是死者 的荣誉。这里面的文化含量有多少，究竟是先进还是落后，文明还是野蛮，荣誉还是侮辱，尊重人格还是灭绝人性，值得一个伦理学研究生写一篇博士论文。 日本的饮食文化中有一种真正具有民族特色，可以说是世界上唯一的东西，叫"女体盛"，就是将食品放在女性裸体身上，让顾客享受。还有更邪性的所谓 "金粒餐"。其操作过程是先选定一些15岁的处女，在月经以前的十天内按照规定要求喝水进食大便，再将她们的粪便做成丸粒，然后锅蒸油炸，像吃寿司一样， 蘸點酱油，米西米西的。这种"金粒餐"的味道如何我真不愿意去想。恶心。我关心的是，未成年女性儿童蜕变成了食品加工机器，儿童的排泄系统成了食品加工机 器的零件。女性儿童成了会说话的工具，这是一种具有日本特色的儿童劳工。 我不知道留日同胞中有没有人享受过女体盛和金粒餐，但据说有些崇拜东洋文化的同胞把这种日本料理堂而皇之地搬到了中国京城，足见我党之开明。如果女 人裹脚这种中国民粹保存到现在，国人将会义愤填膺。可日本文化中的变态怪胎，却会得到日本人和一些中国学者引经据典从哲学伦理美学医学人权自由政治经济学 说中找出种种理由理直气壮的辩护。 被许多同胞们津津乐道的一种日本精神是点头哈腰的文明礼貌。礼貌也得看地方。在甲午海战，九一八事变，卢沟桥事变，淞沪会战，南京大屠杀，衡阳会 战，珍珠港偷袭中，日本人文明礼貌吗？有人可能会说这是战争，你不投降，当然他就没法礼让，没法文明。那么对于投降了的中国人，日本人礼让吗？不妨问问爱 新觉罗溥仪，郑孝胥，汪精卫，陈公博，周佛海等人。也许御用挂对溥仪发号施令的时候，还是会对他施礼，叫他陛下。但是这种"文明礼貌"就和豺狼对绵羊的文 明，狐狸对公鸡的礼貌一样虚伪，只不过是凶残和蔑视的一种表演，令人恶心。日本人也有真心礼貌的时候。他们在向何应钦将军和麦克阿瑟元帅投降的时候的恭敬 大概是真的。 日本人还有一个优点，就是团结。但日本人不是唯一团结的民族。韩国人，犹太人都很团结。中国人为什么像一盘散沙，互相挖墙脚？根源在于国共分裂和两 岸分裂。如果以后国家民主了，统一了，中国人有了一个统一的认同，这种民族分裂的现象会有一个根本性的好转（不太会全部消失）。世界上因为政治分裂而民族 火并的国家比比皆是。如果一个国家在政治上军事上经济上分成几块，人民也就会被分成几块。这是我主张统一反对分裂的原因之一。 应该说，文艺体育和饮食文化之类是民族文化和民族精神的枝节，不是主体。在讨论国际关系和领土争端的时候，民族精神和文化中最重要的特质是这个民族 对战争与和平的态度，对民族主义与国际主义的态度。我们常说某某民族是一个爱好和平的民族，某某民族是一个强悍的民族，说的就是这种民族性。 日本民族是爱好和平的民族呢？还是侵略性的民族呢？总体说来， 是富于侵略性的民族。少数相对爱好和平的日本人，比如犬养毅，从来就没有在历史的关头起过作用。这种侵略性跨越时代的变迁，不管是落后的锁国的幕府时代， 还是强大的开创的明治时代，不管是称霸的战争年代，还是战败以后的时代，日本民族的侵略性都是始终如一的，超越具体政府形态和国际形势的，稳定的民族性。 倭寇的海盗侵略至迟始于14世纪封建落后的幕府时代。19世纪末期的明治时代日本在国力上赶上超过了中国，于是开始一步步地实行侵略中国统治亚洲的野心。 其独特的侵略性表现在失去理智的胆大与狂妄，居然敢于挑战比它大得多的国家如中国，俄国和美国。日本民族的侵略性还表现在即使战败以后，也不承认失败，不 为日本的战争罪行道歉，不为慰安妇赔偿，将战犯供在靖国神社参拜，并挑战战后国际秩序，重新挑起日中之间的领土争端，企图修改和平宪法，发展导弹核武器， 复活军国主义。德国也有侵略的历史，但是比较德国和日本对二次大战的反省，日本民族特有的侵略性便非常明显了。 总而言之，一个民族的文化和精神应该都有优点和缺点，很难说某种文化一定比别的文化优越。特别地，日本文化和民族精神不一定比中国文化和中华民族精 神优越。我无意毫无道理地贬低日本文化。我认为讲究礼貌，遵纪守法，勇于向别人学习的品质是值得国人学习的。对于日本人，既不歧视，也不畏惧。反對军国主 义的日本人和我们的同胞一样可爱可亲。我对宫崎寅藏，犬养毅，汤川秀澍等日本人非常尊重。但是在领土之争中，撇开事件本身的是非谈抽象的民族精神非常不切 事体，不得要领。今日的日本和南京大屠杀时的日本以及幕府时期的日本，文化和民族精神都是一脉相承的。先进也好，落后也好，文明也好，野蛮也好，都没有阻 止反而酿成了日本的侵略。在日本军国主义者以购买钓鱼岛和国有化挑起事端，将两国推向战争边沿的时候谈论日本人的礼让克制和文明礼貌，是不是不得要领？ 发表在 争鸣>, 历史回顾>, 政论文>, 社会透视> | 留下评论> ← 早期文章>
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