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问题是,霍金是一个弦论的坚定支持者。他认为M—理论就是最终的万能理论,所以他不愿意看到自己的黑洞理论和弦论相左,选择了抛弃黑洞理论。他最近 在arXiv上貼出的文稿中说“不存在黑洞边界(event horizon)就意味着没有黑洞”,認爲黑洞和量子力學不相容,说黑洞理論是他一生鑄成的“大錯”。
7.黑洞问题尚未完结 我的这篇文章脱稿的时候,霍金的文稿还在待审。理论上,待审的稿子也可以被审稿人封杀的。可是,对霍金,这种审稿程序差不多只是一种形式过场。一般 人想在国际学术会议上发表文章,必须经过审查过滤。可是霍金可以在会议开始之前临时给大会主持人写一张条子,说我要发言,连发言稿都不要,就可以即兴发 言。所以,按照正常推理,他的稿子是不会被封杀的。何况,霍金认错,认为他的黑洞理论是一生犯下的最大错误,已经举世皆知,这比在任何杂志上发表都更有公 信力。霍金认错,否认黑洞的存在,已经是无法抹掉的事实。至于他以后是否会翻案,说他今年的认错是他一辈子犯下的最大错误,谁也说不准。 霍金被捧为“爱因斯坦之后最伟大的天才”和黑洞理论祖师爷。他认错并否认黑洞的存在,是不是意味着黑洞理论研究的终结,意味着全世界从此就吸取教 训,认识到跟着权威盲目地折腾有违科学研究的基本原则?不一定。霍金是不是伟大的科学家还有待历史定论,但是说霍金是近几十年来黑洞研究的领军人物,他是 当之无愧的。在他的旗帜下已经训练了一支庞大的理论队伍。而今黑金突然认错,使得一直追随他纵横驰骋的战士们陡然失去了战斗目标,失落了战斗的意义,不知 如何是好。他们一直唯霍金的马首是瞻。现在霍金宣布黑洞不存在,这支理论大军还会奉他的话为上峰的指示吗?如果人们以为霍金認錯意味著黑洞理论和大爆炸理 论从此就会从学术界消失,则是对理论界的黑暗太不了解。百足之虫,死而不僵。黑洞理论和大爆炸宇宙学经过几十年的发展,已经形成了一个包括理论和实验队伍 的伟大产业。要想突然宣布破产,谈何容易。这成千成万的职工如何安置?尽管霍金已经被捧为顶级权威和明星,但是一旦他的言行危及到整个营垒的前途命运的时 候,这个营垒是不是还将他的言论奉为圭臬,便是一个大问题了。我们有历史的先例。爱因斯坦被主流认定为最伟大的科学家。可是当爱因斯坦抛弃他的宇宙因子以 后,从事宇宙学研究的理论家们并没有听爱因斯坦的话,而是继续高举爱因斯坦的宇宙因子,用在大爆炸宇宙学中。他们并且认为抛弃宇宙项是爱因斯坦一生中所犯 的最大错误。所以,即使霍金以后自己不对今天的认错反悔,大爆炸宇宙学界宣布霍金今天的认错是他一生中所犯的最大错误,也不是不可想象的。 事实上,现在已经有人对霍金的认错表示震惊了,这里就包括霍金以前的同事和学生。霍金的一个学生,加利福尼亚大学伯克利分校的理论物理学家拉斐尔鲍索(Raphael Bousso)说:“许多物理学家都觉得霍金的认错是令人憎恨的。” 珀尔琴斯基和他的火墙理论同行们在arXiv上发表了40多篇文章,给物理学家们提出了一个严重的选择:要么接受火墙理论并承认广义相对论垮台了, 要么承认黑洞里的信息永远地失去了并承认量子力学是错的。对此,鲍索等人表示反对。如果爱因斯坦的理论不适合于黑洞边界,宇宙学家们将质问它在其它地方是 否适合。 UCSB的量子物理学家斯蒂夫吉丁斯(Steve Giddings)说:“物理基础出现危机,可能需要一场革命来解决。”于是,黑洞专家们上个月在欧洲核子研究中心聚会,研究如何应对当前的紧急情况。唯 一的共识是,这个问题恐怕一下子还很难解决。黑洞问题究竟如何结局,尚属未定之天。 从任何一个角度来看,霍金认错都是好事。他从一个特定的角度有力地揭示了20世纪理论物理中 严重的不自洽。曾经对相对论和量子力学最虔诚的信徒今天断然宣示20世纪理论物理的这两大支柱互不相容,犹如在物理学天空划了一道闪电,对现今占统治地位 的主流意识形态大厦的破坏力自不待言。这两大支柱到底哪一个首先断裂,还是随着大厦的坍塌一起断裂,历史自会作出结论。霍金的认错,标志着他在相对论与量 子理论不可调和的矛盾中,宁可选择量子理论而抛弃相对论。因为他认定了M-理论就是最终的万能理论。对他自己来说,也许是表示为了真理勇于认错的态度。可 是对于站在局外的旁观者,立即确认他现在所皈依的超弦理论就是真理,则过于轻率。有的同胞为尊者讳,说霍金1974年提出黑洞理论是伟大的,30年后承认 这一理论错误也是伟大的,再过十年以后更进一步否认黑洞的存在,宣布黑洞理论与量子理论不相容又是更加伟大的。以此推想,如果几十年后他老人家再宣布 2014年的认错是错误的,那也应该是更加伟大的。这种吾皇陛下总是有理,雷霆雨露皆为君恩的哲学实在不足为训。 8.如何从霍金的错误中吸取教训 人们可以从霍金的错误中增长很多智慧,如果我们愿意从历史中吸取教训的话。 我们应该吸取的第一个教训就是科学研究中不能只听权威的而不听逻辑的。对待权威的理论和主张,不能不分青红皂白,一概接受,贯彻指示不走样。不能让 权威的话一句顶一万句。权威也得讲道理,权威也得服从逻辑。无视明显的逻辑悖论,只顾一味地跟着明星权威盲目冲撞,结果会是悲剧性的。黑洞问题就是一个非 常好的例子。这个问题本来是非常清楚而简单的一个逻辑问题。施瓦兹查尔德的无穷大发散和黑洞以内的时空翻转足够证明爱因斯坦广义相对论的逻辑悖理。严肃的 物理学家们本来应该立即反思,立即醒悟,不要继续在错误的道路上走下去。可是一些理论家们为尊者讳,不愿意承认爱因斯坦的理论是错误的,偏偏要在无穷大上 面大做文章,做大文章,甚至创造性地发展爱因斯坦的相对论,发展出大爆炸宇宙学和黑洞理论。全世界一哄而上,一搞就是几十年,最终还是逃不出这样那样的悖 论。 对待权威爱因斯坦是如此,对待权威霍金又何尚不是如此。霍金的黑洞理论就是将海森伯原理揉进广义相对论。人们同样不管将海森伯测不准关系上升到基本 原理的高度并且作为物质创生的理论根据到底有没有道理,也不管相对论和量子力学到底是不是相洽,就大干快上,把几十年的时间和人力金钱投入到黑洞研究中 去,最终还是摆脱不了各种各样的悖论,最终还是得否认黑洞的存在。 第二个应该吸取的教训,就是物理学家们不能轻率地提出一个又一个的假设。不能把假设当饭吃。不能在一大堆假定之上大兴土木建造海市蜃楼,然后在海市蜃楼里埋头做数学,将数学结果当成预言。这样的理论及其结果要不出问题,那才真是奇怪。 第三个应该吸取的教训,就是不要以为一个理论的数学越深,就越是正确。数学的繁复性不是理论正确性的量度。广义相对论的数学骨骼是比较高深的黎曼几 何,但是因为它的物理大前提不正确,所以会出现不可救药的悖论。霍金现在服膺的M-理论(超弦理论)繁复到计算几百年都不一定知道理论是否收敛。超弦理论 实际上就是应用数学,里面已经没有任何物理意义了。正确的理论往往是简单的。夸张地说,“一个好的理论应该酒吧女郎都能懂”。牛顿的理论高中学生都能懂; 麦克斯韦的理论本科理工科学生都能懂。就是这些简单而正确的理论取得了现代科学技术的一切进步,使我们进入了空间时代。真正的数学美是简单美,而不是方程 式和拉格朗日函数的对称美。 第四个应该吸取的教训,就是科学的发展不一定总是前进。它也可能后退。有人说霍金在1974年提出霍金辐射和霍金蒸发理论是对的,有它的价 值;2004年认错,否认1974年的结论也是对的,是向更深的物理奥秘的新的发现;霍金现在第二次认错,否认黑洞的存在,也是对的,是又一次革命。我不 同意这种“圣人金口玉牙”的哲学。霍金的黑洞理论从一开始就是错的。广义相对论的施瓦兹查尔德解的无穷大发散和黑洞里面的时空翻转已经足够否定广义相对论 了。不承认这一铁的事实,而是为尊者讳,极力为爱因斯坦和相对论辩护,使出浑身解数,狼奔豕突,在无穷大上面做几十年的文章,劳民伤财,误人子弟,搅乱了 理论物理学界的逻辑思维和学术判断力。这不是任何意义上的进步。 如果学界能够从霍金的错误和霍金现象中得到启发,从而幡然醒悟,开始思考20世纪理论物理中是不是存在着比霍金的黑洞理论更大的结构性问题,则将是 物理学界之大幸。实际上,20世纪的理论物理中确实还有比黑洞更大的漏洞。比如说,宇宙大爆炸理论至少有半打无法克服的基本困难。自爱因斯坦宇宙模型算起 到现在,至少有十来个五花八门的宇宙模型来回倒腾。也不知在这上面化了多少科研经费。理论物理学界就是不愿意承认宇宙是无穷的,就是要坚持宇宙是通过大爆 炸无中生有地被创生出来的。难道我们一定要等到霍金来否认大爆炸的存在再开始大吃一惊?又比如说,几百号共振态是基本粒子吗?共振态只不过是散射截面能谱 曲线上的几百个局部峰值。把这些峰值认定为基本粒子的根据是爱因斯坦的质能等价原理。这是一条既违背经典物理定律,又没有实验证据的假定(详见拙作《论质 能关系》)。在这个基本问题没有搞清楚之前,就认定这几百号共振态是基本粒子,然后用群论将这几百号“粒子”编排成现代版的河图洛书,以表示里面有着极其 深奥的秘密和神奇。这种做法有严格的科学道理吗?如果共振态根本就不是粒子,那末整个基本粒子物理学界半个多世纪的折腾,就是白忙乎了。这是不是比黑洞更 大的问题?半个多世纪以来全世界在基本粒子物理方面投入不知多少亿美元和不知多少万Ph.D,干的就是为几百号共振态编排河图洛书的事业。 其实,人们根本就不必懂相对论和量子场论,不必懂群论拓扑,仅仅需要一点常识 和运用自己理智的勇气,就可以判断这些所谓的“粒子”是不是基本粒子。基本粒子动物园有两个明眼人一看就能发现的特点:一是数量多,二是寿命短。现在基本 粒子有几百个,而不是几个,即使采用标准模型的夸克理论,也多达61个。大家的寿命都短得用最快的电子设备都无法检测。这些粒子中最重要的上帝粒子的寿命 只有10的负22次方秒。这么多的短命粒子,能够称其为“基本粒子”吗?耶稣只有十二使徒。他们可以说是基督教的基本粒子。这些使徒之所以被称为使徒,是 因为他们忠诚而稳定(犹大除外)。如果几百号人跟着耶稣,每个人在他面前晃10的负22次方秒就衰变成异教徒,能说这些人是教门的基本粒子吗? 2013年我在《科学上有没有最终的万能理论?》一文中,公开提出共振态不是粒子。如果我们认识到了共振态不是粒子,夸克模型也就毫无意义,上帝粒 子也就毫无意义了。我的观点什么时候会被主流物理学界接受,没法估计。难道也要等到标准模型的提出者们像霍金一样认错,才开始震惊?难道学术界除了等待权 威本人的表态就没有任何根据科学逻辑来进行学术评估的能力?学术界如果对明显的理论僵局不作为,死等权威们的惊天动地的认错申明,无异守株待兔。谬论常 有,霍金不常有。走出黑洞研究的误区,只是走完了一段小小的弯路,并没有走出20世纪理论物理的整个迷宫。 第六个应该吸取的教训,就是在制定科技战略和审定科学发展项目的时候,一定要注意科研项目的理论可靠性和现实可行性。负责审定科研计划的人们可能会 说,我们的专业不是理论物理,对理论物理的细节不太清楚。怎么办呢?有办法的。即使不以理论物理为专业的科学家们也可以根据科学常识来识别理论的真伪和科 研项目的可行性。可以举黑洞研究作为例子。霍金学派吸引公众的两个卖点就是两个悖论:信息悖论和火墙悖论。他们争得面红耳赤,一个说根据相对论黑洞里面的 信息会永远消失,另一个说根据量子力学这些信息不会消失;一个说根据爱因斯坦的相对论宇航员会被黑洞吞没而被扯成意大利面条,一个说根据海森伯的量子力学 宇航员会在黑洞边界被烧成韩国烧烤。如何对这一类的“科学理论”或者“科研提案”作出科学评估呢?我们可以首先问一问:黑洞在什么地方?它与我们有关系 吗?之所以说黑洞问题是杞人忧天,不仅仅是因为爱因斯坦和我都不相信黑洞的存在,而且还因为,即使我们以惠勒和霍金的名望壮胆对爱因斯坦说不,相信宇宙间 存在爱因斯坦黑洞,那也是在遥不可及的宇宙深处。有人说,银河系的中心是黑洞。银河系中心离太阳系有多远呢?大约三万光年。一个宇航员即使以光速飞行,也 要飞三万年才能到达银河系中心。即使他再活100年,也将在这个太空旅行的第一个三百分之一的旅程就进入高维空间永远健康了。比较近的黑洞被认为是 8000光年以外的 Cygnus X-1。坐光子飞船到达这个黑洞需要八千年的时间。光子飞船当然是神话幻想。如果坐现实的美国太空船,至少需要飞两亿年。中国人比较有能耐,可以飞的快得 多。孙悟空同志就可以一个筋斗翻出十万八千里,约为每秒钟五万公里,相当于光速的六分之一。所以齐天大圣需要四万八千年才能到达 Cygnus X-1。大圣是吃过仙桃和太上老君的仙丹的,应该能够长生不老到达Cygnus X-1。他在太上老君的炼丹炉里经过了锻炼,所以也应该能够安全地穿过火墙。进入黑洞以后,也不用担心,因为大圣的七十二般变化之一就是变成意大利面条。 所以,四万八千年以后齐天大圣的安全问题应该不需要现在的科学院和国防部来操心。我们更应该关心的,是杨利伟和他的后继者们在太阳系里面尤其是进出地球大 气层时候的安全问题。至于几千万光年以外的黑洞里面的信息是否失落,宇航员掉进黑洞以后到底会变成意大利面条还是韩国烧烤的问题,好像还不是什么紧迫的科 研问题,不必要放到下一个五年计划中来考虑。 第七个应该吸取的教训,是绝对不能脱离科学实证主义。黑洞理论之荒唐,其实仅从科学实证主义的角度判断,就应该知其谬误,根本不需要数学。文艺复兴 和启蒙运动确立的科学认识论认为,科学知识只能来源于实践,而不是想象和假说。《启蒙哲学》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。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。” 爱因斯坦也认为:“对现实的知识始于经验,终于经验。” 可是黑洞理论家们却认为他们的方程式可以算出齐天大圣需要四万八千年才能到达的黑洞里里外外发生的物理现象的细节。霍金可以知道黑洞旁边的真空里会有粒子 对产生,他还知道一个粒子会往外跑,另一个会往里跑;他还知道这劳燕分飞的一对粒子的波函数之间有量子纠缠,而珀尔琴斯基则可以将这对情侣的量子纠缠剪 断。霍金说掉入黑洞的宇航员会变成意大利面条,而珀尔琴斯基则宣布宇航员们会在穿过黑洞的火墙时被烧成汉堡包。他们根本不需要任何实验数据就可以做出一系 列惊天动地的预言。像这种极端违背科学实证主义的东西在20世纪的理论物理中俯拾皆是。最极端的例子比如:上帝粒子和希格斯机制使所有的粒子获得质量;夸 克模型和夸克禁闭在理论上禁止实验测量的可能;高维空间根本就不是现实空间,弦论家们却忙得不亦乐乎,玩出了半打理论模型,霍金居然扬言M-理论在上世纪 末就应该成为万能的最终理论。现在实验能够到达的微观尺寸最小也不过纳米数量级,可是这些神通广大的理论家们却可以在卷缩到10的负43 次方米的蜷缩空间(conpactified space)中大显身手,研究这一尺度高维空间中的拓扑流型,煞有介事地写出他们的拉格朗日函数,演绎卡拉比杨流型中的十维旋量的超对称变换和洛仑兹协变 形,计算紧緻拓扑曲面的欧拉特征;等等等等。这些朋友索性连加速器都懒得要了,只要假定费米子和玻色子之间具有超对称性,一个晚上就可以在草稿纸上将基本 粒子的产量翻一番,变出几百号粒子。20世纪理论物理的伟大发现就是如此容易。人有多大胆,纸有多大产。在这里,还有一丝一毫的科学实证主义吗? 实证主义是保护科学避免神学和星相学渗透的最后防线,千万丢不得。 9.中国学术界应该从霍金现象中吸取什么教训? 中国学术界应该从霍金现象中特别吸取的沉痛教训就是,在虚心向外国学习的时候,不能盲目紧跟,不要忘记去伪存真,不要丢掉自主精神,不要失去自信。 造成中国学术界对外国人盲目崇拜的原因,一方面是近几百年来中国科学技术比外国落后;另一方面是文化革命对知识分子的人格和思想自由的摧残,既造成 了中国科技十年的停滞,又刺激了知识分子对政治干预学术的反弹。许多知识分子几乎认为凡是文化革命中遭到批判的东西便是当然正确的。这种心理使得曾经在文 革中遭受批判的相对论和大爆炸理论立即成了学术时髦。将令人厌恶的政治说教和黎曼几何的数学美摆在一起,谁会选择机械唯物主义呢?做理论物理的都是半个数 学家,都以数学强项自豪。学懂了黎曼几何的人非常容易着迷于它的数学美而忽视了科学逻辑和物理理论的严密性。 当然,中国学术界之所以大张旗鼓毫无甄别地对流行的物理理论实行拿来主义,也有积极的善良动机。文化革命摧毁了中国的教育系统和科研系统,现在文革 结束了,迎来了科学发展的春天。急起直追吧。先把人家的东西学懂了再说,不要闹出外行瞎批内行的笑话。当时中国学术界邀请惠勒和霍金访华,待以国宾之礼, 既反映了学术界这种强烈的求知欲,也表现了传统的中国式厚道。 霍金访华时,我已来美国,无缘聆听他老人家的教诲,也没有抬他上长城的荣耀。但是我应该是和那些有幸为他抬轿子的同学们同时代的人,是前后脚走出校 门的广义的同学。我们这一代人,是邓小平胡耀邦方毅抢救下来的一代科学工作者,对于科学知识的承前启后有着不可旁贷的责任。我们的先辈曾经呕心沥血,为祖 国的科学崛起鞠躬尽瘁。科学院的老院长周培源和两弹一星的元老们是中国科学界的第一代科学先驱。他们的学生,也就是我们的老师,应该是第二代科学家。他们 中的许多都年事已高了。郭汉英老师,方励之老师,李灏老师,黄文奇老师等都先后辞世。我们痛悼这些老师淡出远去的时候,更加感到年岁之不吾与,更加感到责 任之重大。我们曾经如饥似渴狼吞虎咽地吸取各种精神食粮和知识泉水;今天,我们应该挑起传道授业解惑的责任,思考一下我们在课堂上学习的正统教义有没有违 背科学的东西,认真消化,去伪存真,把学术界的真像告诉后来的年轻学子,使他们在探索中少走弯路。如果我们的先辈能够在上世纪六十年代就明确指出施瓦兹查 尔德解的无穷大发散和黑洞内的时空翻转揭示了广义相对论本质上的不自洽,制止克鲁斯科和霍金思想的泛滥,何必等半个世纪,等到霍金认错以后再来大吃一惊? 我们难道不能从霍金现象中看到我们责任的重大吗?今天,如果因为我们这一代人的努力,尽早制止神学和星相学对科学尤其是理论物理的渗透和垄断,我们有可能 挽狂澜于既倒,避免尔后科学发展几十年甚至几百年的弯路。同学们,我们不应该仅仅是学习者,还应该是科学事业和科学精神的守护者和开拓者。 广义上说,在科学领域,中国长期是外国的学生。整个民族如饥似渴狼吞虎咽地吸收国外的科学知识,实行拿来主义。今天,我们应该静下来思考一下,我们 囫囵吞枣地吸收的东西里面有没有垃圾饮料和食品。中国不应该永远只做学者,不作思考者。不能永远背书,述而不作,不能永远紧跟照办。从徐光启翻译《几何原 本》到现在,经过四百年的追赶,中华民族在科学上已经有足够的理论与实践的沉淀,可以有足够的信心与国际学术界平起平坐了。中国学术界应该树立起主体思 想,负起科学主人翁的责任,审视近代物理中的理论,影响物理学的发展方向。中华民族不能永远是只会背书的学者,还应该是身体力行的行者,为者,应该是科学 文化的积极参与者,评判者,开拓者。 |
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对【13楼】说:
声音使媒质发生振动,这个振动的能量也是有质量的。当然这个质量是依附于振动的物体上,并通过物体传播的。这个引起物体振动的能量,也有人把它称作声子。 |
| 波的能量只会被吸收、转化,不会消失。没有非物质的运动,运动的载体一定是有质量的物质。 |
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杨本洛
与谢绳武是同学。出了好几本精装本的书。但是书的内容基本上是天下文章一大抄。看不出有什么值得关注的东西。王大娘的臭脚布,说来说去,就是相对论不“自洽”。 蒋春暄 维相者,对数学有一定研究,并用初等数学的方法证明了费马大定律。至今无人能在学术上找出其著名的漏洞。 郭汉英 并没有反相,仅仅在广义相对论上提出一些新观点。 李子丰 激进的反相者,在科技日报上多次宣传反相,在社会上和反相群体者有一定影响。但反相的深度不够。 梅晓春 著名反相物理学家,在学术界有运动影响。 |