与李淼教授讨论弦宇宙学（二）               
                            ——读《超弦理论的几个方向》                                          
                                    王德奎
                        （绵阳日报社，四川绵阳，621000 ）
                              
    摘要：20世纪,拓扑学、微分几何、微分流形一类的数学,和相对论、量子论一类的物理学，都在打造两顶“花帽子”---球量子和环量子；这是类似《西游记》唐僧手中的“紧箍咒”，只要是专家，不管是自然科学家还是社会科学家，都会自觉不自觉地选择其中一顶“花帽子”戴在头上；而人民群众就类似“唐僧”，专家就类似“孙悟空”，不管人民群众懂不懂拓扑学、微分几何、微分流形、相对论、量子论一类学问，但他们都能明白球面和环面不同伦一类之争的。目前超弦理论的几个研究方向就涉及球量子和环量子之争，李淼教授的讨论就试图在避免戴错“花帽子”。
    关键词: 超弦理论、弦宇宙学、引力、暗能量、球量子弦论、环量子弦论、点内空间、五元数

                        二、科学“隆中对”---从百年科学战略看李淼教授
     李淼教授现从事的研究领域，是超弦中的各种非微扰效应，包括量子黑洞；时空测不准关系与超弦中的第一原理；非对易几何在超弦中的实现。而我们把弦论、环量子与无穷小量、内集论一起列入芝诺坐标系的第Ⅲ象限，是想公开讲明，这类东西，不论是思维与存在，还是物质与真空，都还需要用意会才能理解。有人说这是魔幻思维。不对。环量子与弦论、无穷小量、内集论的研究一样，是按代数、几何、数学分析等逻辑推理的方法作出的，并在公开的刊物上发表的，不是聚众闹事、装神弄鬼、暴力诈骗。而且，科学上需要用意会才能理解东西，只要实现了，也不再需要用意会就能理解，而可转到第Ⅰ象限。例如电话，古代说成是“顺风耳”，现在是一提便知。李淼教授从弦论到宇宙弦再到暗能量的研究，今后如果能产生类似电脑、原子弹一类的，如暗能量武器、量子计算机一类的东西，而赛过电脑、原子弹、氢弹，中国的科学决不是现在这个模样。
    生物是自然进化的结果，进化又是自然选择的结果。科学也有类似之处，即科学既是社会进化的结果，又是社会选择的结果;说得具体点，科学进展是国家政治、政府选择买单，又相互暗中较量竞争的结果。科学是文明的，也是多元的。科学内部存在的正确与错误、先进与落后的斗争，以及正确与正确、先进与先进之间顶尖优势的较量，通过政府买单选择，进一步把科学开创的石破天惊的科学技术巩固下来，成为国家或政权的优势，使科学竞争对手之间才有了不文明的动作。田松博士发表于《自然辩证法研究》2003年第7期的《民间科学爱好者的基本界定及其成因分析》认为：“民间科学爱好者”是一个在科学共同体之外从事所谓科学活动的特殊群体，与“业余科学爱好者”相比，其最大特征是不能与科学共同体进行正常的交流。田松博士是用类似“血统论”的方法解释“民科”，其正确性在于说出了科学的社会进化与选择的落实，跟政府代表的买单形为有深刻联系的真实，维护了我国的政权传统和科学功能。因为“民科”相对的是“官科”；“官科”是代表公家的科学形为。中国四千多年来，公家是由官员组成的，“民间”不能自行组织“政府”；因为这是非法的，“民间”有不同意见，可以依法“告官”、“上访”、“游行”。而政府要买单的科学，既可是官方的领导直接干预，又可是官方认定的“科学共同体”间接代表。但由于今天的科学技术顶尖优势在西方，我国“科学共同体”的“官科”，不一定是世界级的“科学权威”，打向世界的科学成果，最终要靠国际“科学共同体”来判定，如层子模型，我们说了也没算数。而国际“科学共同体”，不完全是“官科”。在西方，他们的“官科”或“科学共同体”，也在“民科”化。例如，西方著名的圣菲研究所，就是由很多获诺贝尔奖的科学家搞起来民办科研院所。但他们搞出的科学成果，如复杂性研究，却有世界性影响。我国的“科学共同体”不能像普朗克支持爱因斯坦那样支持“民科”，也就能理解。其次，即使是西方的“官科”或“科学共同体”，对我们中国的“官科”或“科学共同体”来说，领导不了，也还是“民科”。
    另外，在我们中国有的“民科”，也是我们中国过去的“官科”。例如，以宋振海、吴水清教授等领军的“北京天地生人学术讲座”、“北京相对论研究联谊会”一类交叉科学院，其中有些维护的《易经》传统，是古代我国的“官科”；有些反爱因斯坦相对论的言论，是上世纪六七十年代我国的“官科”。那些年代我国的“官科”是大打“物质无限可分”牌，用球量子无限可分的层子模型挑战与西方的盖尔曼的球量子有限可分的夸克模型。这也是我国的百年科学第一阶段的战略。随着我国文化大革命的结束，邓小平开创的科学春天的到来，我国科学界开始把自己的“层子”说成是“夸克”，标志着我国的“官科”在向西方的“官科”看齐。
    我国“民间”人才从事科学研究是否“非法”，田松博士没有直接说，但田松博士举的例子，如中国航天科工集团的蒋春暄高工和核工业西南物理研究院的刘先志高工，说他们也是“民科”，这与田松博士自己的“民科”定义相悖。一、蒋春暄和刘先志本身就在科学殿堂内工作；二、他们的论文是在中国公开刊物上发表过的，怎么就成了“在科学共同体之外”和“不能与科学共同体进行正常的交流”呢？说白了，就是他们的研究，政府没有买单或发奖。未成名人的“哥迷”陈景润，政府买单和不买单大不一样；不买单，陈景润是“白专”，买单，就成了国家杰出人物。田松博士指责我国改革开放和科学春天，买陈景润的单，带来了“民科”之害，是不公正的。笔者经历过几件事，说明科学求真与买单在我国是一样的重要。
   1、1986年笔者在《华东工学院学报》第2期发表《前夸克类圈体模型能改变前夸克粒子模型的手征性和对称破缺》的论文。《 北京科技报》和江西《信息日报》作了正面报道。当时绵阳市科委主任陈宝隆同志知道后，通知笔者，绵阳市科委要组织一次科学学评奖，有机会来绵阳，请带上1986年第2期《华东工学院学报》。笔者当时在盐亭县工作，因被选上绵阳市人大代表，在绵阳市人大开会期间，见到陈宝隆主任；晚上他把笔者带到他家，在他夫妻的帮助下，复印了论文等资料和填好了评奖所需的各种表报。后来评奖会上，到场的专家评委都说看不懂。陈宝隆主任原是剑阁县老县委书记、农技专家，之前与笔者不认识。陈宝隆主任与专家们僵持起来，话说到这个份上：“《前夸克类圈体模型能改变前夸克粒子模型的手征性和对称破缺》只要天下有一个人能看懂，都应该评；况且论文是在《华东工学院学报》上发表的，说明编辑部组织过专家评审。”在陈宝隆主任的坚持下，专家评委们同意给予二等奖。
    2、后来华东工学院改为南京理工大学。1999年笔者在《南京理工大学学报（社）》第4期发表《21世纪全球化问题与系统拓扑论》的论文，有人帮助拿到绵阳市社科联评奖。有上面的经历，笔者不愿意为难评奖的领导和专家，但有人主动帮助，笔者也不愿意为难别人的好心，就听其自然。但不愉快的事情躲也躲不过。因为帮助送评的人后来告诉笔者，社科联评奖没评上，再三要笔者去问一问原因。当时绵阳市社科联的主席是杨子林同志，他是剑阁县人，是川大毕业的，我们已是老熟人。于是我打电话问他原因，电话剛开口，他就冒了火：“专家们说不评，我就不评。”“专家有些什么意见呢？”“专家们说没有什么拓扑学。”“怎么没有拓扑学呢？”“难道你比绵阳市所有的专家还行？”电话放下了。笔者陷入沉思，1970年大学毕业在重庆的一个建筑工地劳动锻炼，一位西安的大学毕业同学告诉笔者，他姐夫是北大学拓扑学的研究生中的高材生，但毕业后无用处，已逼迫改行了。笔者想，籍球量子和环量子之争，也来普及一下拓扑学，不是正好。
    其实，科学与政权，有可比性，也有不可比性。用主流与非主流、民科与官科、买单与不买单，都不能定义科学共同体。政权与科学都有“霸权”。科学共同体也有世界霸权与国内霸权、单位霸权的意味，小的服从大的。但政权不是国内全都听国外的，这就是“战争权”。战争是直接要死人的，但科学的“战争”，仅是理论的争吵，不用政权的力量，一般不会直接死人。所以，科学才真正有“战争权”。唯有此，科学才有进步。李淼教授这一代科学家是幸福的，1982年大学毕业就赶上了国家的改革开放和西方第一次的超弦理论革命，他抓住了机会，并且在今天我国的科学政治生态中，成为政府买单的一位既会工作又会生活的年青科学家。在中科院理论物理研究所，与李淼教授一起从事超弦理论和场论前沿研究的还有朱重远、郭汉英、吴可、喻明、虞跃、朱传界、高怡泓、刘煜奋等科学家。弦理论是在量子场论基础上发展起来的一种新的物理模型，它避免了通常场论中遇到的紫外发散等问题，是当前统一四种相互作用理论的重要尝试。目前他们在此方向的研究课题有：a、量子场论及超弦理论，特别是其非微扰问题；弦理论的最新发展。b、场论（特别是规范场论）及弦理论的数学工具，包括非对易几何，几何量子化等以及非对易空间上的规范场论、离散群或离散点集上规范场论、用非线性联络的规范场论等。c、各种数学物理和计算物理问题。d、低维场论，特别是与低维凝聚态物理有关的场论。e、与粒子物理相联系的量子场论问题；弦理论在粒子物理中的应用。f、与引力理论相关的量子场论问题，包括源于弦理论的量子引力、黑洞熵的起源等等。
    再看2004年6月1日至8月31日中科院晨兴数学中心和理论物理所《弦理论与量子场论非微扰效应》开放课题联合举办的《弦理论和缠量讨论班》，这是集中了40多名教授、研究员、博士后和研究生参加的高水平的讨论班。国内做报告的有侯伯宇、吴咏时、凌意、王世坤、何杨辉、胡森、赵柳、陈斌、郭汉英、唐梓周和朱传界等专家。另外还邀请到R.Plesser、A.Schwarz、J.A.Teschner、M.Marino、S.P.deAlwis、R.Gopakumar、Y.H. He等现在活跃在国际超弦理论研究中的一流专家做系列专题报告。这些专题报告分别是非交换几何学及其在超弦理论中的应用，Moore-Seiberg型的Liouville场理论，拓扑弦理论及其与规范理论的对偶性，弦理论的紧化，AdS理论的自由场方法，D膜、Calabi-丘奇点和规范场理论。这些报告涵盖了弦理论及其相关问题中的许多重要研究领域，并且是密切围绕弦理论的最新进展来组织学术活动的。例如，强相互作用的理论-量子色动力学(QCD)-的微扰计算是一个非常复杂的问题，但其计算结果是相对简单的，寻找一种有效和相对简单的计算方法一直是人们的追求。2003年底Witten将规范场与超twistor(缠量)空间上的拓扑弦理论联系起来，给了QCD散射振幅简单性一个明晰的解释，随后的发展揭示了可以完全用一套与费曼图等价的基于MHV(最大螺旋度破坏)顶角的新的计算规则来计算规范理论的散射振幅，被认为是QCD计算的突破。这次讨论班就这一研究热点组织了王世坤、吴咏时、陈斌和朱传界等专家做多次报告，就缠量、缠量及其共形变换、缠量空间上的弦理论和QCD的微扰计算进行了较详细的介绍。
    “缠量”是否类似环量子不平凡线旋的环绕数，我们不谈。只说《三国演义》写的“隆中对”，说的是诸葛亮与刘备对当时天下争霸的形势分析。搞科学，也要有形势分析。目前我国对超弦理论的研究，有中科院系统群体（包括中科大）、北大群体、浙大群体、上海李新洲群体等几个大的主流研究中心。中科院系统群体中又可分为三个部分，一是以于渌院士领军的交叉学科理论研究中心；二是以郭光灿院士领军的量子计算机研究；三是沈惠川教授领军的反哥本哈根诠释以取代正统诠释力量的“王者之象”研究。后两部分不说，仅从上面第一部分的材料看来，我国的“官科”还在紧追西方的“官科”，与百年科学战略第一阶段比起来，研究的本质还显得十分松散。１９５５年在研究我国原子能科学发展的会议上，毛主席不买我国钱三强、周培源等一流科学家的单，而买日本著名理论物理学家坂田昌一的单，打出“一分为二”和“物质无限可分”牌。实际“一分为二”与“物质无限可分”和阅读基本粒子、弦论等高等教科书比起来，也只算一种“科普”，但却奠定了我国百年科学战略的基础，十多年间它征服了全国的科学家，进而想征服全世纪的科学家。真有点“科普”定乾坤的意义。有人说，在阅读弦论的教科书以前，通过阅读科普文献来与专家们争论，是不自量力的错误行为，只能暴露自己的一知半解与误解。这话只说对了一半。
    即现代高等微积分、数论等的演算，造原子弹、宇宙飞船、银河计算机、长江大桥等的计算，是很复杂和繁难的，不是专家，想不学习而通过阅读科普文献要拿下，是不自量力的错误行为。但这类演算、计算中隐含的最基础的科学原理，与前者演算、计算的复杂和繁难比起来，真有点类似“科普”，它能面对一般的理工毕业的大学生，不然科学真成了空中楼阁。其二，科学类似政权，政权由当官的组成，他们是入局者，可以策划很多秘密的事情，老百姓可以不知道。但是他们能见诸社会的事情，老百姓是明白的。例如，当官的有腐败玩职的事情，老百姓不会永远认为是勤政爱民。一个人就有一个人的视角，不同的人就有不同的视角。笔者在地市级报社编辑过国内、国际时事新闻，做好的版面要部主任到值班总编一一签字买单，才能发排；部主任和值班总编不一定是新闻学专家，第一文凭也不一定高，但他们通过自己“智商”、“情商”、“斗商”实践的成绩，当上了“官”。对遇到选择面对新华社专家发给报社的稿件，从他们的视角看，也常常觉得有的标题就做得不好，要大改。听谁的，编辑当然只有听直接签字买单的。科学要当官的买单，当官的不都是专家；当官的比专家更需要“智商”、“情商”、“斗商”的协力。毛主席不明白最基础的科学原理，怎能与钱三强、周培源等一流科学家争论质子、中子、电子还应该是可分的呢？
    其实，毛主席引出的我国层子与西方夸克对应的“物质无限可分”与球量子不是无限可分之争，只是“田忌与齐王赛马”的第一局。其败，不在于“一分为二”与“物质无限可分”的完全错误，而在于推理还有好几步才完善。“一分为二”推理“物质无限可分”，仅是第一步。笔者认为还有以下几步。
    （1）“一分为二”可以推理出“一分为三”和“合二而一”。例如，实物与虚空，物质与能量，物质与暗物质，能量与暗能量，势能与动能，点内与点外，球量子与环量子，有限与无限等等，看成是“一分为二”；宇宙是无限，是“一”，也可等价于球面，也可等价于“一”。但事物还有实和虚，如果球体是实的，球外就是虚的，反之亦然，这里就有了“一分为二”，并且有了“一分为三”，即纯实、纯虚和实虚混合三种。反之，是“合二而一”，“合三而一”。要同时映射这种实、虚、合、转的现象，是用球量子不能办到的，但我国和西方的“官科”都选择了球量子，只不过我国的层子是无限可分，西方的夸克不是无限可分，比我们正确一些。1968年弦理论出现并没有改变这种局面，直到1984年第一次弦理论革命才出现环量子的杂化弦的概念，实际这是向实、虚、合、转的几何描述映射。因为环面是球体穿孔的产物，从而自然带来了实与虚及其混合。
   （2）“物质无限可分”实际是一个与芝诺悖论等价的老问题。即物质分到无限还是物质，是个悖论。但芝诺悖论能“一分为二”，分出点外空间和点内空间。“物质无限可分”，也能分出点外空间和点内空间。第一，美国数学家鲁滨逊1960年推出的非标准分析，提示了“点”的可分的方式，即联系芝诺悖论的非标准分析说的是，类似飞毛腿追不上乌龟的芝诺悖论，如果飞毛腿追乌龟到点内时空，这可类似把大脑比作一个点，那么飞毛腿追乌龟类似光线进入大脑，这犹如物质进入点内；这一下芝诺悖论就成为是一个运动与界面问题或求点内时空问题。第二，笔者点内空间认识，来自1965年在大学上《高等数学》，例如，微积分与无穷小有联系，微分在于求两个无穷小量之比的极限，设M0是曲线L上的一个定点，M1是动点，引割线 ，当点M1沿曲线L趋近M0时，割线M0M1的极限位置M0T就成曲线L在点M0处的切线。而求导数的几何解释，就能初识点内方法。如求函数的导数，切线在弧线的切点，可用放大的圆面代表切点。这样，曲线的弧线和切线都“进入”点内空间，其圆周线段代表弧线，圆内弦线代表切线。利用这种圆内弦线小于对应的弧线的方法，可在求出导数。第三，由此，环量子“三旋理论”在研究物质存在有向自己内部作运动的空间属性时，发现点内几何空间和点外几何空间有虚与实、正与负对应的自然属性，从而提出几千年来的虚数应用之谜，就在赛博空间。这类似虚实生死界、正负阴阳界。它是以爱因斯坦相对论中的光速有极限，作为信息与物质相对划分的界面。从观控相对界看， 物质和信息的本质是什么？物质是相对信息而言，类似复数偏重实数的一种现象；信息是相对物质而言，类似复数偏重虚数的一种现象。映射数学的唯象公式是：物质+信息=实数+虚数 。这里，物质进入点内，类似信息进入大脑，即物质和信息常常是结合在一起的，把大脑比作一个点，人们认识物质常常要通过大脑的意识起作用，信息即是进入点内的代表。这里，构成了有虚实生死界、正负阴阳界的循环圈。因此三旋理论认为，虚数联系点内空间。各种极限点，都具有虚与实、正与负、正与反、有与无、生与死、阴与阳等类似的界或点的的不确定性。
   （3）另外，点有三种实在论的性质，可联系宇宙中的物质、能量和信息三个“要素”。例如，在一张纸页上放一粒沙（类似实物），是一个“点”；在纸上打个针孔眼（类似破裂、虚空），是一个“点”；在纸上作个笔尖墨迹印子（类似中性），是一个“点”。物质类实，可对应粒沙“点”；能量类虚，可对应针孔“点”；信息类中性，可对应墨迹“点”。在这三种实在论纸上的“点”之外，都是真空或时空，它包围着纸页，类似球面，但细分析，针孔眼“点”的那种情况，时空是穿过针孔眼的，它实际上是环面。不管是用一张膜或一张纸，还是用两张膜或两张纸，作类似黎曼切口的轨形拓扑，可作25种卡--丘流形的规范轨形拓扑，且只能作25种；其中无孔的4种，有孔的21种。这实际是25种子流形，可联系25种宇宙模型或25种物质族基本粒子问题。由此，黎曼切口可等价环量子膜；点外时空或线外时空与点内时空或线内时空的势能与动能，可分别对应能量与暗能量；而物质和暗物质，也可从环量子三旋规范夸克立方周期全表出发，以“量子避错编码”眼光看待，发现物质与暗物质共约162个量子编码，按广义泡利不相容原理及夸克的味与声的避错选择原则，宇宙物质约占24个。即可定义物质为宇宙量子避错码；暗物质为宇宙量子冗余码。
    （4）李淼教授描述的近几年来弦论在一些方向上的发展，实际是一些不同科学家的不同视角。重要的不是面面俱到地总结各方面发展的视角，而是透过某些发展的视角，看到未来的潜在发展方向的视角。当然，预言科学的任何一个学科未来发展的视角是危险的，因为科学史告诉我们最重要的发现的视角，往往是不可预见的。尽管如此，一些重大的未来发现的视角，还是可以从已经存在的一些视角中看到。坦率地说，怕错，怕出局，只紧追西方的“官科”，也难打开我国科学的局面，唯一只有沿着毛主席开辟的百年科学战略的航道打下去。让笔者有信心的是，反正是一个没入局的“民科”，百年科学战略下一局更广义地说，也许就是球量子和环量子之争在宇宙学中的应用和验证，无论是暗能量问题，还是暴涨宇宙时期的微观物理过程在宇宙范围中的体现，在今后许多年都将是弦论学者和宇宙学家以及其它相关领域的研究者们的热门研究课题。
                        参考文献
1、李淼，超弦理论的几个方向, 科技导报，2004年第11期；
2、叶眺新，自然全息律，潜科学杂志，1982年第3期；
3、王德奎，三旋理论初探， 四川科学技术出版社， 2002年5月；
4、王德奎，解读《时间简史》，天津古籍出版社 ，2003年9月; 
5、王德奎，环量子理论与三旋理论，凉山大学学报，2004年第2期 ; 
6、叶眺新，量子计算机与双螺旋结构的三旋联系，延边大学学报（自），1999年第1期；
7、叶眺新，三旋理论与物理学，华东工学院学报，1991年第3期；
8、王德奎，从卡一丘空间到轨形拓扑，凉山大学学报，2003年第1期；
9、王德奎等，从电脑信息论到量子计算机信息论 ，凉山大学学报，2004年第4期；
10、沈惠川等，复合时空理论和量子力学的多世界解释，武钢大学学报，1997年第1期。
   作者简介：王德奎，59岁，研究员，绵阳日报编辑。Email:y-tx@163.com