李政道教授的开明

王令隽，  2014年11月2 日

一）李政道先生的开明

李政道教授在《场与粒子》一书中对粒子物理理论有一段比较开明的评论：“单是统一规范理论的标准模型就需要大约20个参数：e、Ｇ、θ_w、三代轻子及夸克的各种各样的质量以及四个弱衰变角θ₁、θ₂、θ₃及δ。…… 因此，一方面，我们可能已经得到对于直到大约１００GeV的物理过程的有效描述。另一方面，把我们已有的理论看成实质上是唯象理论更为合适。毕竟，谁曾听说过，一个基本的理论要求２０个左右的参数呢？（李政道《场与粒子》，463页，山东科技出版社）

谁曾听说过？李政道教授自己当然听说过。粒子物理专业的研究生应该都听说过。基本粒子标准模型要求２０个左右的自由参数，在理论物理界早就是众所周知的事实。李政道先生却说“谁曾听说过”，并不是他装着不知道，而是一种语言修辞，意思是“此前从来都没有听说过的事情” ，“不可置信”。为什么一个需要20个自由参数的理论不可置信呢？请听听李政道的老师物理学先驱费米的说法：“如果给我四个自由参数， 我可以把任何实验数据拟合成一头大象。如果给我第五个自由参数，我可以让大象的鼻子来回摆动。”

五个自由参数就可以使大象的鼻子来回摆动，那20个自由参数可以有什么更神奇的法力呢？它们不仅可以拟合所有的实验数据，可以使大象的鼻子来回摆动，还可以使大象变种，变成鸟或鱼（粒子物理里面的行话叫做中微子震荡，夸克震荡或者混合，Cabibbo or CKM Mixing）；它们可以精确地计算变种以后的大象有多少百分比已经变成了鸟或者鱼，将其表示成各种角度θ_w、θ₁、θ₂、θ₃及δ的正弦函数；它们还可以让一只1盎司的蚂蚱生出一头5吨重的大象（质量为0.5 MeV的电子会衰变出质量为85 GeV的负W粒子和中微子），它们可以在“夸克禁闭”的名义下将各种无穷大抵消；它们可以禁止除上帝粒子以外的所有粒子具有质量，而必须通过上帝粒子获得质量。它们还可以从真空中无中生有地创造出各种各样的暗物质暗能量。……总而言之，凡是20世纪理论物理里面的所有的天方夜谭和聊斋志异神话故事和超神话故事，都可以通过20个自由参数打扮成好像是高深严谨的数学物理理论。

凡是有一点数理统计和数学模型方面的知识和经验的科学工作者，都应该知道，一个需要20个自由拟合参数的理论毫无意义，毫无价值。所以李政道先生才说“谁曾听说过”这样的理论呢？确实的，在粒子物理标准模型之前，没有人听说过一个正经的科学理论需要20个自由拟合参数。李政道教授对粒子物理标准模型的这一批评，是非常致命的。因为，你不须要知道标准模型的理论细节，也不须要懂量子场论和粒子物理，你甚至根本就不须要知道物理，仅凭数理统计学的常识，就可以明白一个需要20个自由拟合参数的理论最多不过是一个数学游戏。李政道教授作为一个粒子物理学的权威泰斗，他的功名就是建立在对粒子物理的贡献上面。李教授对粒子物理标准模型能有如此深刻的批评，说明他的开明和诚实，令人肃然起敬。

二）李政道先生的谨慎

但是，李政道先生的开明是谨慎的，不彻底的。他只是指出了标准模型自由参数太多这一个致命问题，并没有深究与这些参数有关的假设和结论的荒唐和逻辑背理。比如e、Ｇ、θ_w、三代轻子及夸克的各种各样的质量以及四个弱衰变角θ₁、θ₂、θ₃及δ等等决不仅仅是几个参数的问题，而是能够使大象变种，能够让1盎司的蚂蚱生出5吨重的大象，能够使夸克禁闭将各种无穷大抵消等等的非同寻常的假设和结论。李政道先生没有追究这些深层的根本问题的背理，只是轻描淡写地把全部问题归结为过多的自由参数（当然也是致命的问题），反映了李政道教授的谨慎：他现在还不愿意和标准模型决裂，还愿意跟着国际主流体制走下去。

我在“致中国物理学界建议书”中揭示了标准模型的一系列理论和逻辑上的根本问题：

1）   无穷大发散问题。 这包括二次量子化中零点能的无穷大发散，重整化问题和夸克禁闭等不同的表现形式。

2）   夸克禁闭和电荷量子化问题。

夸克必须带有分数电荷；根据夸克模型发展出来的量子色动力学（QCD）预言质子会衰变，可是预言的衰变寿命与实际观测的差好多个数量级。

3）   自发对称破缺机制。 规范对称性不允许任何粒子带有质量，这本身就说明规范协变性违背铁的物理事实。如果所有基本粒子的质量都需要通过上帝粒子来获得，那上帝粒子自己的质量从何而来呢？这岂不是数学化的创世纪？

4）   共振态问题。 将共振态认定为粒子，是一个基本错误，根本错误。粒子物理几十年的折腾，就是把这些根本就不是粒子的共振态当作粒子，为它们编排河图洛书，这才逼出了夸克模型。

5）   同位旋假定。 自核同位旋把质子和中子看成是同位旋空间的两个状态的概念开始，演变出了Cabibbo or CKM Mixing 等等玄学假定。这些玄学假定被一些自由拟合参数e、Ｇ、θ_w以及四个弱衰变角θ₁、θ₂、θ₃等等包装成“数学”。

6）   太多的自由参数。 这就是李政道教授所说的谁都没有听说过的问题。

7）   弱电统一问题。 弱电统一标准模型只能处理电磁相互作用和弱相互作用同时存在的情形，可是却无法处理这两种相互作用单独存在的情形。这个理论还假定质量等于零的光子是由两个有质量的玻色子的组合，完全违背部分小于整体的科学逻辑，违背质量守恒定律。

8）   强相互作用理论预言与实验不符。量子色动力学 （QCD）预言的mu介子衰变和质子衰变的半衰期，和实验结果相差好多个数量级。

9）虚光子问题。 费曼图中的虚光子概念从量子电动力学一直推广到弱电统一标准模型，完全违背能量守恒定律。

所以，粒子物理理论的问题不仅仅是自由拟合参数太多的问题，更是因为与这些参数相关的大量基本假定和荒唐结论违反基本的科学逻辑和物理定律，也违背实验结果。所以，粒子物理理论的问题不仅仅是自由参数太多，更是假设太多，荒唐结果太多。可以说，粒子物理标准模型需要差不多20个基本假定（包括经典量子力学的几个基本假定，狭义相对论的几个基本假定，质能等价假定，二次量子化的几个假定，同位旋假定，重整化假定，将共振态认定为粒子的假定，规范协变性假定，夸克模型的几个假定，弱电统一理论中的假定，Crossing, Mixing,自动对称破缺假定，上帝粒子假定等等）来支撑的一座海市蜃楼。谁曾听说过，一个基本的理论需要建立在20个没有物理事实证明甚至直接违反物理事实或科学逻辑的基本假定之上呢？李政道教授，您听说过吗？

如果李政道教授不仅承认标准模型需要20个自由参数这样致命的问题，而且也承认标准模型的诸多假定和结论之荒唐，那他就实际上面临和粒子物理标准模型和主流的彻底决裂。可是李政道教授的开明是谨慎的。他不愿意和主流决裂，和既定路线决裂。这也是理论物理学界许多学术巨子的基本态度。

因此，李政道教授给粒子物理标准模型的定性既不是“基本的物理理论”，也不是我所定性的“玄学理论”，而是比较模糊的“唯象理论”。

三）粒子物理标准模型是唯象理论还是玄学理论？

“唯象理论”又叫“现象逻辑学”，译自“Phenomenology”。对“唯象理论”的理解和定义很难精确界定。中文维基百科对唯象理论的定义是：

唯象理论是物理学中解释物理现象时，不用其内在原因，而是用概括试验事实而得到的物理规律。唯象理论是试验现象的概括和提炼，但仍无法用已有的科学理论体系作出解释。即“知其然不知其所以然”。唯象理论对物理现象有描述与预言功能，但没有解释功能。

让我们就用维基百科的这一定义考察一下粒子物理标准模型，看看它够不够得上“唯象理论”的标准。

首先，粒子物理标准模型是“概括试验事实而得到的物理规律吗？”二次量子化将波函数认定为算符，有没有任何事实根据？重整化将无穷大认定为零，有没有事实根据？假定物理学上所有的动力学方程和拉格朗日函数都必须服从协变性，有没有事实根据？将散射截面能谱曲线上的共振峰认定为基本粒子，有没有试验根据？将违背能量守恒定律的虚粒子当作粒子相互作用中介，认定为普遍规律，有没有试验证据？将质子分成由带三分之一三分之二电荷的夸克所组成，有没有试验根据？假定质量等于零的光子是由两个有质量的玻色子的组合，有没有试验根据？为了保证规范协变性而假定所有的粒子都不能带有质量，有没有试验根据？假定真空中存在无处不在无时不有的希格斯场，有没有试验根据？

有的朋友可能会说，几十年的高能物理试验，积累了那么多的试验数据，都是由粒子物理理论模型来解释的，这难道不能说粒子物理理论是“概括试验事实而得到的物理规律吗？”

不妨看看事实。在所有的衰变反应中，只要有强子的参与，理论就不能解释实验数据。于是理论家们就将核力分为强相互作用和弱相互作用，将理论无法解释的那些试验结果剔除。即使经过如此筛选之后，弱电统一理论还是只能解释只有电磁相互作用和弱相互作用同时存在的一些散射数据，而不能处理任何一种作用单独存在时候的情形。这能说是“概括试验事实而得到的物理规律吗？”这种选择性的处理原则在上帝粒子的探测中已经变得非常荒唐。自上世纪80年代以来，全世界不知花了多少亿美元探测上帝粒子，目的就是为了拯救标准模型。欧洲核子研究中心的正负电子对撞机（LEP）在1990年至2000年花了十年时间寻找上帝粒子，未能找到。美国费米实验室的 Tevatron 于 1995 年至2011年花了六年时间寻找上帝粒子，也没有找到。按道理，这些结果至少应该和LHC 2013年的结果具有同等的统计权重。可是粒子物理学界的规矩是，凡是否定的结果都被认为是失败，只有肯定的结果才被认为是成功，才有可能获诺贝尔奖。如果这次LHC寻找上帝粒子的结果是否定的， 同样会被认为是失败，直到得到肯定的或近似肯定的结果才肯罢休。这能说是“概括试验事实而得到的物理规律吗？”你们为什么不把欧洲核子研究中心1990年至2000在正负电子对撞机上寻找上帝粒子的试验结果，和美国费米实验室的 Tevatron 于 1995 年至2011年寻找上帝粒子的试验结果“概括”到粒子物理理论中去呢？

再来看粒子物理理论的预言功能。量子色动力学(QCD)预言mu介子衰变和质子衰变的半衰期，和实验结果相差好多个数量级。事实上，弱电统一模型不能处理弱相互作用或者电磁相互作用单独存在的情形，更说明了即使在没有强相互作用参与的情况下，其事后诸葛亮式的马后炮“预言”能力也是非常可怜的。

为什么粒子物理标准模型的预言能力如此之差呢？其根本原因就是因为它不是真正“概括试验事实得到的物理规律”，而是从一大堆毫无试验事实根据的假定出发编织出来的玄学理论。用这个玄学理论去解释一些散射截面实验数据。把和实验数据基本相符的一部分算作成绩，把不相符的部分说成是另有机制（比如宇称不守恒，将核力分为弱相互作用和强相互作用），或者发明新的机制（比如Cabibbo and CKM mixing），或者引入新的内部纬度，新的量子数和选择定则，新的ad hoc measure 进行特殊处理。对于相差许多数量级的理论预言（比如mu介子衰变和质子衰变），就少提或者不提，在有人问及时就说“强相互作用理论还不太完备”。对于所有粒子都不能带有质量的荒唐结果，就提出新的假设如希格斯场和上帝粒子来“解释”，将本质上的不自恰变成“伟大的发现”，并吹嘘为到达天堂的“巴比通天塔”，“读懂了上帝的思想”，完全是神学星象学的做派。

为了对照，我们举一个天文学上有名的唯象理论作为比较。

在天王星，海王星和冥王星被发现以前，泰提乌司（Titius）于1766年提出了一个计算六个行星半径的经验公式。其数学操作是这样的：

1）他造出一个级数：

4，4+3x1, 4+3x2, 4+3x4, 4+3x8, 4+3x16, 4+3x32, 4+3x64, 4+3x128, 4+3x256……

得出如下一串数字：

4，7，10，16，28，52，100，196，388，772,……

2）将上述数列各项除以10 得到各行星以日-地距离为天文单位的轨道半径数值：

0.4,  0.7,  1,  1.6,  2.8,  5.2,  10,  19.6,  38.8,  77.2, ……

这些数字被称为“Bode-Titius numbers”，因为Titius的公式是被Bode首先发表的。这一规律被称为“Bode-Titius Rule”（鲍迪 — 泰提乌斯定则）。

3)上述理论给出的轨道半径（第一行）和已知各行星的实际测量到的轨道半径（第二行）比较如下（以日 – 地距离为天文单位）：

水星     金星      地球      火星      小行星 木星      土星      天王星 海王星 冥王星

0.4 0.7  1     1.6    2.8       5.2     10   19.6       38.8       77.2

0.39      0.72       1     1.52                5.20   9.54       19.18     30.06     39.44

从上述比较可以看到，“Bode-Titius numbers”所给出的已知六个行星的轨道半径相当准确。对地球和木星轨道半径的计算和实验天文测量的数值完全吻合。这是非常惊人的成就。

当时小行星，天王星，海王星和冥王星尚未被观察到。于是天文学家们开始按照“Bode-Titius numbers”来寻找，终于在理论预言的地方找到了小行星和天王星。这种惊人的预言力量使一些人认为存在一种什么力，决定着行星的轨道半径。

可是海王星和冥王星的位置却相差近三分之一和近一倍。这么大的误差是科学家无法接受的。

如果当时的天文学家们按照20世纪理论物理学家们的做派，就会大肆宣扬Bode-Titius 理论对地球和木星轨道半径的计算“误差等于零”，“超历史记录地好”；大肆宣扬这一伟大理论“准确地预算出了天王星和小行星带的位置”，“这种预言能力说明了Bode-Titius 理论是深层的理论”。至于海王星和冥王星的位置和理论预言的不符，则可以说因为他们离得比较远，可能是属于不同的相互作用。也可以引进一个什么额外维度和量子数以及相应的选择定则，将海王星和冥王星归入另一类行星。也可以在“Bode-Titius numbers”的基础上加上一个修正项，以得到所要的公式。这当然会使理论复杂一些，但是其复杂性和粒子物理标准模型的复杂性相比不过是小巫见大巫。

但是天文学家们没有这样做，而是老老实实地承认“Bode-Titius Rule”（鲍迪定则）只不过是“唯象理论”而不是“物理理论”。为什么呢？有两个最重要的原因：第一，鲍迪定则是建立在一个生造出来的数列之上。这个数列没有任何物理机制为根据；第二，鲍迪定则预言的海王星和冥王星的位置明显不对，说明鲍迪定则只是一种有趣的数学巧合或者数学拟合，不是放之四海而皆准或者放之太阳系而皆准的物理规律。虽然这种误差仍然在同一个数量级，但是对科学家们来说，30% 和100% 的误差已经是不可容忍的误差了。相比之下，20世纪理论物理中实验数据和理论预言相差30个数量级的例子已经是司空见惯，见怪不怪了。

中文维基百科根据自己的定义居然把开普勒三定律和牛顿引力定律都认定为唯象理论，却是奇哉怪也。理由呢？难道是因为这些物理定律“知其然不知其所以然”？难道是因为“上帝的第一推动力”？如果连牛顿引力定律都要因为不能回答“第一推动力”的问题而算作是唯象理论，那我们真不知道科学上还有什么不是唯象理论。因为对任何理论我们都可以追问“为什么呢？”一直问到唯一的答案是“不知道”为止。

事实上，不但牛顿定律不是唯象理论，就是把开普勒定律算作唯象理论都会混淆视听。为什么呢？我们不妨把开普勒三定律和上面所述的鲍迪定则作一个比较。首先，开普勒定律不是从任何先验的假定开始，而是直接对行星位置的实验测量数据的数学归纳，而鲍迪定则是从一个天上掉下来的级数出发，使其带有基本的玄学性质；其次，开普勒定律适用于所有的行星，彗星，以及一切围绕太阳运动的物体，其原理也适用于月亮绕地球的运动，以及别的恒星。总之，开普勒定律就是牛顿万有引力定律在轨道学上的数学表示，和牛顿定律的适用范围是一样的。可是鲍迪定则除了六个行星的轨道半径以外，根本就没有普适性，因此鲍迪定则最多是一种颇有意思的记忆方法，一种唯象理论，而不是什么物理定律。

如果我们把鲍迪定则和粒子物理标准模型作一个比较，我们就能明白，粒子物理标准模型连唯象理论都不够资格。第一，鲍迪定则虽然也从一个先验的数列出发，但是这个数列除了有点神秘玄乎以外，不违反任何已知的物理定律和科学逻辑；可是粒子物理标准模型却必须以一系列违背物理定律和科学逻辑的基本假定为基础，比如将无穷大认定为零，将波函数认定为可以产生粒子和湮灭粒子的算符，假定场与物质等价，假定能量与质量等价，假定散射能谱上的共振峰为粒子，假定相互作用以违反能量守恒定律的虚粒子为中介，假定质子和中子为同位旋空间的可以互相变换的不同状态，假定基本电荷可以分割成分数电荷，假定没有质量的光子由有质量的玻色子组成，假定物质能够从真空中创生又能湮灭，假定真空中存在无处不在无时不有的希格斯场和比质子重100多倍的上帝粒子，假定所有的粒子都不能带有质量，而必须通过上帝粒子获得质量。等等等等。这里面的每一个假定都是惊天动地的，都违背物理定律和科学逻辑，而又都是标准模型的基础和骨骼。相比之下，鲍迪定则中没有一个这样荒唐的假定。第二，鲍迪定则的预言中，除了对海王星和冥王星轨道半径的预算超出30% 到90%以外，其他预言都得到证实。这90% 的误差只是数值误差，并不是逻辑背理，并不违背物理定律。可是粒子物理标准模型的一些预言并不仅仅是误差问题。对质子和miu介子寿命的计算结果比实验测量的数字相差好多数量级。数量级的误差不能认为是理论精度问题，而是理论的对错问题。至于所有粒子都不能带有质量的结论，就是非常直截了当的谬论。要所有的粒子都必须通过上帝粒子获得质量，则是不折不扣的神学星象学。衰变粒子的质量比衰变产物的质量小一万倍，是基本的逻辑背理。电子的电荷和质量无穷大发散，能量质量不守恒，则是明目张胆的违背基本数学原则和物理定律。如此等等，都说明粒子物理标准模型根本就没有资格跻身像鲍迪定则之类的唯象理论，而是以数学包装起来的神学理论，玄学理论。

四）“经典”量子力学与量子场论的区别

为了帮粒子物理标准模型的尴尬局面解围，李政道教授除了将它定性为“唯象理论”以正名，在物理学上找一个地方名正言顺地安身立命，还将薛定谔经典量子力学的成绩摆出来说明粒子物理理论具有重要意义。许多年轻朋友看到李政道先生的文章， 多次谈到“没有量子力学就没有现在信息革命的一切， 包括半导体， 到互联网。 ” 这里我们要说清楚两个问题：

1）量子场论虽然是从量子力学发展而来，但和量子力学完全是两码事。正如弦论圈论膜论是从量子场论发展而来，但和量子场论完全是两码事，一个道理。量子场论和夸克理论如果有善可陈，只管陈述标准模型本身的成绩和功劳，陈述它的“基础科学”的功能，以及对科学的发展带来的伟大进步。如果摆不出粒子物理标准模型对于科学发展的任何功劳，总是拿量子力学的功劳说事，实际上就承认了并证实了粒子物理乏善可陈，无善可陈。如果普通科学工作者不了解量子力学与量子场论和粒子物理的区别，那么请关注一下狄拉克这个人物。狄拉克是量子理论发展中的里程碑性的人物。可是他坚决反对量子场论中的重整化方法。他认为将无穷大发散不讲道理地认定为零是数学上丑陋的，这样的量子电动力学不可能是正确的。我在上面和其他许多文章中所举的一些理由应该足够说明量子力学和量子场论完全是两码事。同样，弦论家们最好也不要用粒子物理标准模型的原旨教义（尤其是内部维度和对称性）来为自己张目，因为标准模型的教父之一格拉肖就认为弦论是神学。

2）第二个要说清楚的问题就是，即使只谈“经典”的量子力学，说“没有量子力学就没有现在信息革命的一切， 包括半导体， 到互联网”也言过其实。因为量子力学并没有这么大的法力。

李政道先生是想说，没有量子力学，就没有半导体的发现和半导体技术的发展，因而就不可能有电脑技术和互联网技术。这是不符合历史事实的。锗和硅的半导体性质是实验物理学家发现的结果，不是量子力学的理论预言。实验物理学家得到了半导体的特性以后，自然就试图用量子力学来计算半导体的能级结构。这一尝试用在本征半导体上，还是相当成功的，可是用到杂质半导体，就不尽如人意了。从半导体技术到电脑技术和网络信息技术的发展，关键在于大规模集成电路的发明，无线电通讯和电脑网络技术。这些技术大致包括这样一些关键环节：1）各种元件（电子管，半导体二极管和三极管等）的发明；2）将各种元件组成电子线路和各种逻辑部件（放大器，振荡器，门电路，脉冲电路，寄存器，加法器，储存器等）；3）将各种逻辑部件组成电脑；4）用集成电路将电子器件和电脑小型化；5）通过有线和无线电通讯，包括微波技术和光缆技术建立跨国通讯网。所有这些环节，都是以经典电磁场理论为指导而发明设计的，没有一个是缺少量子力学就不行的。量子力学只是在第一个环节中可以和半导体能级计算扯上一点关系，提供一点理论解释而已。没有这点解释，并不妨碍半导体器件的开发。事实上，所有的半导体器件的开发都是实验物理学家首先通过实验做出来的。就连P-N结和二极管的发明，都是实验物理学家的功劳而不是量子力学的功劳。量子力学只是跟在实验后面做一些总结报告而已。用计算机建立通信网络，更是和量子力学扯不上任何关系。

所以，我的观点正好相反：没有量子力学，照样会有现在的电脑技术和网络信息革命的一切。

五）李政道先生与中国高能物理事业

李政道先生和杨振宁先生作为最早获得诺贝尔物理奖的美籍华裔物理学家，对中国物理学界的影响和感召力是十分巨大的。李政道先生的第一个贡献就是培养人才。1979年李政道先生受科学院之聘为研究生院的1000多研究生讲授粒子物理和统计物理。我自己就是受益者之一。我的一篇文章“人能否死而复生—兼谈热寂说”就谈到了当时听李政道教授讲课的情景。李先生不仅在大讲堂里对几百学生授课，还分小批宴请学生们（每批约十几个人），和学生们谈求学的经验和人生哲学，对我们鼓舞非常之大。之后，李政道先生又创办了中美联合招考物理研究生项目(CUSPEA)。 这一项目为中国培养了大量优秀科学技术人才。李先生曾说：“我深感CUSPEA有意义、有价值，从某些方面讲，它比我做宇称不守恒还有意义。”

1996年底，李政道夫人秦惠君不幸逝世。根据她的遗愿，李政道先生用私人积蓄设立了“秦惠君李政道中国大学生见习进修基金” (简称“君政基金”)，专门用来资助优秀大学本科生利用假期或课余时间见习科学研究。根据秦惠君女士的遗愿，接受资助的大学生中必须有一半是女生。君政基金的另一个特别意义是促进了海峡两岸的文化交流和相互了解。

从李政道先生回国讲学，主办中美联合招考物理研究生项目和设立“君政基金”可以看出他深深的爱国之心和奖励后学的崇高情怀。

李政道先生对中国高能物理事业的另一个重要贡献是帮助建造正负电子对撞机。这项工作并不是李政道先生首先动议的，而是中国自己动议的。文化革命结束后，百废俱兴。高能物理研究所和中央领导都希望在高能物理上面赶超世界先进水平，建造一个世界水平的高能加速器。当时国内已经有了一个计划，要建造一台质子同步加速器（即“八七工程”）。李政道教授并不赞成这个计划。他认为从物理研究的角度看，这个加速器可做的有意义的工作不多，经济上花费又太大。于是中央和科学院领导便请李政道先生帮助选择一个更为合理的方案。李政道和袁家骝、吴健雄联名给张文裕所长写了一封信，提出建造正负电子对撞机的建议。但是，最终他们的建议并没有被接受。1981年3月，朱洪元、谢家麟二位教授赶到 了纽约，带来了他们的方案。可是这个方案 与下马的方案差不多。李政道很不满意。

为了进一步论证，李政道又建议并帮助朱、谢二位去加州斯坦福实验室，与那里的20几位科学家讨论。讨论的主要问题是技术难度和物理目标。这时在美的15位中国访问学者也正式书面提出了建造对撞机的方案。朱、谢 二位只能把建造电子对撞机的方案带回中国研究。5月，中国召开了专门论证会议，称作“香山会议”，接受了正负电子对撞机的方案，正式的名称是“北京正负 电子对撞机（BEPC）”。

后来事情又有些变化。1981年9月，中国科学院派邓照明（中科院局长）和朱洪元、谢家麟二位教授去美国为中美高能物理联合委员会第三次会议做准备。他们临行时，中科院的领导指示他们仍然坚持质子加速器的方案。李政道知道后大为不解。在李政道的坚持下，三位代表又请示国内，最终确定了对撞机的方案。

对于这两种方案之争，有两种意见。有的说李政道喜欢将自己的意见强加于人；有的则说他为了科学真理，敢于坚持己见，是一位真理的捍卫者。这两种意见都失之偏颇。李政道敢于坚持己见，不能说是将自己的意见强加于人。李政道教授的意见虽然受到各方面尊重，但是法律上他并没有决定权。决定权还是在高能所和科学院或者更高一层的领导机关。如果你们觉得李政道的意见不对，就应该坚持自己的立场。既然你们不能坚持自己的意见，就不要抱怨李政道的固执。只有做决定的人才应该对决定负责。另一方面，把李政道的意见作为“真理”，而科学院和朱洪元，谢家麟的方案当作“真理捍卫者”的对立面，当作“错误”的方案，也没有道理。对方案的认定，直接取决于对粒子物理标准模型的评估。如果认为现今的主流标准模型就是“真理”，当然应该随着国际主流转圈子。但是，国际主流标准模型是“真理”吗？如果国际主流标准模型只是一个理论模型，甚至是一个矛盾百出的模型，就没有理由说朱洪元谢家麟的方案没有道理。李政道方案和朱谢方案之争，最多只是方案之争，而不是真理与错误之争。最后决定做对撞机，说明高能所科学院和上峰对美籍华裔诺贝尔奖得主的尊重。从这两个方案之争我们更加看清了对于20世纪理论物理标准模型是否成立及其未来发展前景进行客观的科学的评估的重要性。因为这种科学的客观评估直接关系到建立大型设备的基本设想和理论论证以及最后方案的确定，也关系到高能物理和整个科学战略的制定。如果不能够客观地自信地正确评估国际主流理论物理标准模型的真伪对错及其尔后的发展前景，不要说完全跳出国际理论物理的泥潭，就是稍微偏离一点主流路线的探索，都不是非常容易的事。

六）希望李政道先生不要支持建造超高能加速器

对于电子对撞机和质子加速器两种方案之争，我其实不太有兴趣。我之所以态度超然，是因为我对整个粒子物理标准模型已经彻底失望，根据这一理论设想设计的任何实验都没有意义。既然已经造了对撞机，那就尽量用它做些事情吧。对撞机后来又增加了同步光源功能。同步光源和高能电子束都可以用来做一些固体物理和材料科学的实验研究。

我更为关心的，是一个正在酝酿的更大的加速器。有消息来源称，中国高能物理学界有人正在计划用100多亿建造一个超高能加速器。这将是一个特大的劳民伤财的误国之举。恳请李政道教授不要为这一项目推波助澜。

即使站在粒子物理主流的立场上，建造一个与欧洲核子研究中心的大型强子对撞机(LHC)规模相当的甚至更大的超大型加速器也是没有道理的。如果你们承认LHC 的工作，承认上帝粒子已经被LHC找到了，那你们还打算找到什么威力更大的粒子呢？难道你们想找到上帝粒子的妈妈王母粒子吗？还是准备实现下一个目标 — 为大统一理论寻找实验证据？可是这就需要建造一个比太阳系还要大的加速器。中华人民共和国有这样的技术和财力吗？整个人类有这样的技术和财力吗？何况，理论家们有像样的大统一理论吗？如果你连一个像样的大统一理论都没有，有什么必要大干快上赶热闹，把国家非常紧缺的科研资金投入这样一个游戏里面去赌博呢？

如果你们不相信LHC所宣布的探测到上帝粒子的结果，打算由中国重新探测，那就更要深思了。LHC综合西欧多国的财力，花了差不多三十年的时间，尚且探测不到上帝粒子，那中国有什么绝招能够探测到如此神秘的粒子呢？在此之前，LHC和美国费米实验室已经花了十几年的时间，都没有探测到上帝粒子。全世界折腾了大约三十年寻找“上帝粒子”，都没有找到。那么，中国再投进去几百个亿，有希望找到上帝粒子吗？

为什么找不到“上帝粒子”呢？因为它根本就不存在。“上帝粒子”完全是理论家们拒绝承认粒子物理标准模型的失败而杜撰出来的违背物理定律违背科学逻辑的神学假定。因为粒子物理标准模型遵守“杨-密尔斯”规范场理论，因而不能允许任何粒子带有质量。这一结果比什么都荒谬。按道理，这应该是规范场理论不成立的铁证。可是，“标准模型”的制造者们不去反思自己的理论错误，而是继续在错误的道路上一意孤行，空想出一个莫名其妙的“自动对称破缺机制”和“上帝粒子”，让所有的粒子通过“上帝粒子”获得质量。这种反科学，反逻辑的空想居然成为了粒子物理界近三十年的努力和追求。面对如此荒诞不经的神学假说和对上帝粒子几十年徒劳无功的寻找，中国为什么还要盲目追随，花重金赶时髦呢？

最早提出规范场方程的是泡利，但是他自己把它抛弃了。这一工作后来为杨振宁和密尔斯发展成杨密尔斯场理论。1954年泡利听说杨振宁要在一次学术会议上讲述他的理论，赶到会场提出了一些非常尖锐的问题。杨不能对。六十年后的今天，泡利的问题算是有了答案，那就是希格斯机制和上帝粒子。这算得上是答案吗？ 算得上解决了规范协变性与粒子质量不相容的问题吗？我感到不解的是，李政道教授为什么对“杨-密尔斯”规范场理论没有明确的批判意见，反而要为标准模型粉饰宣传。如果说，当年中国打算建造大型加速器或者对撞机时，对粒子物理走入死胡同的局面还没有清醒的认识，那么三十年后，人们已然看到了几十年来全世界热热闹闹找寻上帝粒子的全过程，还不应该猛醒吗？

美国已经猛醒了。美国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。SSC下马标志着美国物理学界的觉醒。关闭SSC决不仅仅是经费问题。美国的经济实力无疑是世界上最强的。如果一个科研项目能够给国防和民用科学带来实际效用，保证美国领先的科学地位，美国是不会吝惜花钱的。人们可以看看美国在国防和其他科学方面的投资，应该对此深信不疑。美國是一個重視考績的（mission oriented）國家。他不可能支持一個長期不對社會和科學產生任何效用的事業。美國大型對撞機SSC的下馬，正説明了這個國家的成熟和科研體制自我制衡機制的完备。美国学术界經常可以聽到對這種“大科學項目”（big science）的意義的質疑。反對意見的核心，就是基本粒子物理到底是不是起到了基礎理論的作用？现在，美国民间工业界对粒子物理研究的资助已经降到零。政府对这方面的基金也在锐减。

同样值得国人深思的是俄國对建造大型加速器的冷淡。俄国的经济实力当然比不上美国，但是如果大型加速器真能保证俄国的国防和科研的领先地位，俄国也是舍得花钱的。事实上，俄国的国防科研经费一直不成比例地偏高，所以俄国和美国才能成为科学和国防方面数一数二的超级大国。中国的核物理科研队伍骨干，就是前苏联培养出来的。可是俄国现在对建造大型加速器毫无兴趣。中国难道不应该从中悟出一点道理吗？我们在制定国家科研战略时，应该多多关注美俄两个超级大国的国防和科研战略，而不要总是盯着诺贝尔奖，将我们的科技戰略建立在錦標主義之上。花100多个亿建造超大型加速器，只会将大量可贵的科研资金浪费在毫无科学价值的玄学游戏上，完全是劳民伤财的误国之举。

美国之所以能够及时刹车，停建超高能对撞机，是因为有制衡机制，对特大科研项目有事前论证，事后问责制度。因为国会的问责，总统的过问，才能使已经上马了的SSC项目下马。中国应该学习美国的这一经验，对于特大型的科研项目，应该由人大常委会和国务院组成专门的小组，对大型科研项目的立项理由，目的，可行性，科学意义，社会功效，经费预算等诸多方面进行全面的深入的问责和论证。对于国内的和国外的意见，要同等重视。对于已经实施了的大型对撞机的工作，也要进行定期问责评估。不能将大量经费编入科学院或者高能所的预算以后，就放手随便花，以媒体宣传炒作代替政府问责制度。对特别有争论的超大型项目，要更加谨慎。

我希望李政道教授，杨振宁教授和丁肇中教授吸取美国建造超高能对撞机的教训，提醒中国避免重蹈覆辙，不要支持高能所筹建大型加速器的计划。

七）对理论界前辈的期望

如果说，超大型加速器只是一个特定科研项目，那么更大的题目是整个理论物理的走向问题。这个问题不解决，即使现在不做大型加速器，理论物理还是会继续沿着错误的道路上走下去，以后还是会有不同的实验提案使科研经费浪费在毫无科学价值的玄学研究上。所以，我们一定要认真总结一个世纪以来理论物理的理论架构，哲学基础，逻辑体系，实验结果和社会效益。不能继续稀里糊涂地盲目紧跟国际主流了。粒子物理的严重问题，除了李政道先生所指出的自由参数太多以外，至少还有两个众所周知的明显问题：1）无穷大发散问题。这个问题从量子场论一开始的重整化到夸克禁闭，变着法子以不同形式顽强地表现自己。重整化是一个狄拉克坚决拒绝接受的操作。他认为这“在数学上是丑陋的”，为此终生不接受量子场论。玻尔评价狄拉克时说：“在所有物理学家中狄拉克具有最为纯洁的灵魂。”2）规范协变性原理。这一原理不容许任何粒子带有质量，完全违背铁的物理事实。为了挽救这一危机，希格斯等人提出“自动对称破缺”机制，假定所有粒子可以通过“上帝粒子”获得质量。规范协变性原理早就被其提出者泡利所抛弃。后来杨振宁和密尔斯重新捡起以后，经过几十年的发展，得出规范协变性和粒子质量不相容的结果。难道我们不能从泡利的远见中明白一些道理吗？

除了这两个众所周知的问题以外，我在《致中国物理学界建议书》中还提出了一些人们从未想到过的根本问题，我要提请以李政道和朱洪元教授为代表的中外理论界前辈特别考虑以下几个问题：

1）共振态是不是粒子？如果共振态根本就不是粒子，20世纪的粒子物理研究就是一个天大的国际玩笑。这个问题难道不值得认真讨论吗？

2）能量和质量等价吗？如果能量和质量仅仅相关但不等价，不能互相转换，20世纪的粒子物理同样是一个天大的国际玩笑。这个问题难道不值得认真讨论吗？

3）将核相互作用分为强项互作用和弱相互作用有道理吗？量子场论的方法一碰到所谓“强子”的参与就无能为力。这是应该说明量子场论方法本身有问题呢，还是核力本身应该分为两种相互作用？这个问题难道不值得认真讨论吗？

我希望李政道教授和朱洪元教授等中外理论界前辈能够领导理论物理学界对理论物理学上的重大问题进行认真深入的讨论，领导中国物理学界跳出国际理论物理学的困境。对这些重大问题，大家可以有不同的意见，也可以有不同深度的认识，但是要紧的是必须正视问题和危机。您们不必像我这样对粒子物理标准模型持完全否定的态度，有一个问题就承认一个问题。一个问题一个问题地认识。不能明明知道问题严重，还是保持沉默。因为我们的沉默和不作为，就意味着对错误实际上的承认和放纵。我知道您们都是老成持重的长者，对同事同行的理论和主张往往容忍原谅。可是现在理论物理确实已经到了不回头就没有出路的时候了；中国也到了如不及时停止盲目紧跟国际理论物理界的主流就会错失历史良机的时候了。我们已经没有继续充当好好先生谦谦君子的奢侈了。在物理科学的大是大非面前，我们应该学习狄拉克和汤川秀澍等前辈的批判精神，坚持真理，不为主流所动。

说到李政道和朱洪元教授，我又想起了另外一位当年研究生院的老师，高能所的冼鼎昌院士。他在研究生院给我们讲授中级量子力学。我八月回国讲学时，听说冼鼎昌老师今年跳楼自尽了，心中无限悲痛。冼老师当年讲课时的博学和潇洒，历历如在目前。可是我再也见不到他了。前不久在网上看到他介绍层子模型的一篇文章。这是最值得一读的关于层子模型的文章之一。它比较详细地从学术角度介绍了层子模型的基本思想和主要内容。对层子模型的成绩和问题，有比较客观持平的专业讨论和评价。另一篇值得一读的关于层子模型的网文是中山大学物理系关洪教授的文章。关教授的文章并没有详细介绍层子模型的物理内容，只是把它当作一个失败的模型和反面教材来谈历史经验。其中心思想是，中国理论物理学界之所以会走上层子模型这条错误道路，是因为理论家们在文化革命中坚持政治挂帅。关教授的文章主要是谈文革中的政治斗争和人事纠葛以及个人恩怨。这些东西我以前听研究生院的一位至交好友王世亮同学谈过。王世亮同学是胡宁先生的研究生，而且是文化革命以前就是研究生了，所以我一直把它当作老师。王世亮为人耿直，非常有正义感。我们很快就成为莫逆之交。他也谈起过理论界的一些人事纠葛。许多内容和关洪教授文章中所说的可以互相印证。所以我对关教授文中所述的一些内容，当作一个珍贵的原始信息来尊重。但是对于关教授的一些观点，我想提几点意见供参考。1）层子模型是在胡宁，朱洪元，戴元本，何作庥教授领导下，有大批优秀的年轻理论工作者参与的一个工作。这么大的工作，不可能是一个“物质无限可分”的哲学思想的简单产物。事实上，夸克模型也是将核子继续分割，只是分割方法不一样而已。层子模型是中国理论学界酝酿多年的产物。在当时的政治环境中，什么东西都要和正确的路线挂钩，科学家们也不能例外。讲几句政治套话，以求得支持，也是顺理成章的事。不可过度解读，把中国理论物理学界集体智慧的结晶简单地贴上一个政治标签一棍子打死。2）不要把整个层子模型工作归结为个人恩怨。3）在把层子模型和夸克模型作比较时，应该从学术上论证为什么层子模型是错误的，而夸克模型是正确的。能不能抛开政治和人事关系不谈，从物理科学的基本逻辑上证明夸克模型比层子模型优越？优越在哪里？有没有问题？问题在哪里？哪一个模型的问题更大？哪一个模型的假定更背理？哪一个模型的结论更荒唐？只有从学术上比较了两个模型的优劣，才会令人信服。仅仅因为夸克模型得到了国际主流的认可，荣获了几十个诺贝尔奖，是不足以证明夸克模型是真理的。狄拉克和汤川也得了诺贝尔奖，可是他们却对20世纪粒子物理主流理论持深刻的批判态度。所以，我们在把夸克模型和层子模型作比较评论时，应该跳出政治斗争和个人恩怨，只比较其假设与结论的科学性和合理性，或者说非科学性和荒唐性质。我不接受测不准原理，是因为这是一条不符合事实的宗教信条，不是因为海森伯是曾经领导希特勒核计划的纳粹分子。我不接受相对论，是因为它悖论百出，尽管我对爱因斯坦相当尊重。当然，在比较和评估夸克模型和层子模型时，我们也应该跳出狭隘民族主义框框，认真思考一下层子模型本身的问题。我们应该问一问，粒子物理理论的问题，是出在夸克模型与层子模型分道扬镳的三岔路口呢，还是出在更早的地方？像相对论与量子力学的结合，二次量子化，重整化，协变形原理，质能等价原理，将共振态当 作粒子等等这些基本架构，都靠得住吗？如果靠不住，理论物理学的危机是一般的技术性困难吗？

在我认识的老师中，冼鼎昌老师，郭汉英老师和朱重远老师是理论界比较年轻一些的梯队。关洪教授和王世亮同学应该也属于这个梯队。现在，郭汉英老师，冼鼎昌老师和王世亮同学都已经先后逝世。我们在悲痛之余，也日益感到时光紧迫，责任重大。我希望理论界的老师和同学们，能够认清当前理论物理学界的严重问题，认清我们这一代人肩负的历史责任和民族责任，抛开历史恩怨，抛开个人感情，认真地坦率地检讨20世纪理论物理的整体架构和思想体系以及未来前途。为物理学探出一条科学复兴之路，为中华民族探出一条科学复兴之路。