一,楊振寧對自然界結(jié)構(gòu)看法的分類:“近中遠(yuǎn)”三觀
1986年楊振寧在中國科技大學(xué)研究生院和師生座談時,提出了物理學(xué)家對自然界結(jié)構(gòu)理解,必須由近及中、由中到遠(yuǎn),其中他還給出了近距離細(xì)觀的具體例子,例如海森伯和薛定諤研究原子光譜。
2005年,楊先生進一步提到他的“近中遠(yuǎn)”三觀分類法。明確地說:遠(yuǎn)距離眼光的英文是distant perception。在創(chuàng)造相對論時,洛倫茲和彭加勒之所以失敗,在于洛僅僅有近距離的眼光,而彭只有遠(yuǎn)距離的眼光。愛因斯坦與二者不同,他有“自由的眼光”,英文是free perception, 定義為“能夠同時近觀和遠(yuǎn)看同一課題”。(曙光集,p.380)
1986年楊先生的原話如下。
問:愛因斯坦認(rèn)為他自己受休謨和馬赫哲學(xué)的影響很深。
楊:我不同意他的看法。我認(rèn)為他之所以成功,不是這個原因,而是由于他的第二種哲學(xué)。
研究物理學(xué)好像看一幅很大的畫。整個自然界的結(jié)構(gòu)好比這幅畫?催@一幅畫可以有好幾種看法。適當(dāng)?shù)臅r候應(yīng)當(dāng)把幾種看法結(jié)合起來。一是必須在近距離仔細(xì)研究,因為這幅畫畫得很仔細(xì),每一個部分不一樣,因此你必須用放大鏡仔細(xì)研究它的細(xì)部。一是你應(yīng)當(dāng)在遠(yuǎn)距離去看它。你可以看到你在近距離看不到的Pattern——一種大范圍的規(guī)律。當(dāng)然還有中距離的看法。物理學(xué)需近進、中、遠(yuǎn)三種看法。當(dāng)然,如果你能一下子就看到了遠(yuǎn)距離所能看到的Pattern,這當(dāng)然是大貢獻。但是這種可能性很小,甚至不可能。所以必須從近距離開始?傊R的流向是由近到中、到遠(yuǎn)的,而不是反過來的。例如,量子力學(xué)建立以后,它對哲學(xué)有很大的影響,但是海森伯和薛定諤不是從哲學(xué)出發(fā),而是從研究原子光譜出發(fā)建立了量子力學(xué)的。
--------參見:“談?wù)勎锢韺W(xué)研究和教學(xué)—在中國科技大學(xué)研究生院的五次談話(1986.5.27至6.12)”, 見《楊振寧文集 傳記演講隨筆》(下)(華東師范大學(xué)出版社,1998))p.514
二,對楊先生“近中遠(yuǎn)”三觀分類法的三點說明
第一,楊先生認(rèn)為物理學(xué)對自然界提供了忠實的描述。所以,考察物理學(xué)研究本身,就是考察我們對自然界的理解。楊先生的這一理解代表了物理學(xué)界的普遍看法。
第二,楊先生對自然界結(jié)構(gòu)看法的“近中遠(yuǎn)”三觀分類法,用在兩、三個不同的地方。這些地方有細(xì)微的差別。一方面他用在對哲學(xué)的理解:“一種是哲學(xué)家的哲學(xué),還有一種是對物理問題長、中距離(甚至短距離)的看法!币环矫嫠J(rèn)為對自然結(jié)構(gòu)“必須在近距離仔細(xì)研究,…,…你必須用放大鏡仔細(xì)研究它的細(xì)部!
我們關(guān)心的更多的是他對自然結(jié)構(gòu)眼光的“近中遠(yuǎn)”三觀分類法。
第三,楊先生的分類和弗里曼·戴森“鳥和青蛙”的分類不一樣,但是有若干相通之處,例如,只有“鳥”才具有中遠(yuǎn)距離的眼光。不過差別也很明顯,戴森所謂的“鳥”,更多地指代指能直接上手做事的具體工作,而非僅僅是一種看法。
三,物理學(xué)中、遠(yuǎn)距離看法舉例
觀測自然結(jié)構(gòu),可以清晰分辨出何為近距離的看法,但是難以確切區(qū)分距離上的中和遠(yuǎn)。下面的例子中,愛因斯坦和楊振寧比較偏中距離,而惠勒和潘建偉比較偏遠(yuǎn)距離。這是由于,前者基本上有一個大的框架,可以在一個框架內(nèi)探索;而后者基本上這個框架都沒有。
1,愛因斯坦:EPR佯謬
“愛因斯坦審視量子力學(xué),依據(jù)的是他對客觀世界根本規(guī)律的理解,或者說他的世界觀。通過對愛因斯坦思想的研究和發(fā)展,使得量子力學(xué)清晰地排除了定域?qū)嵲谡摰挠^念。愛因斯坦對量子力學(xué)的批評,為批評一個正統(tǒng)物理學(xué)理論提供了范本。而這一范本的意義,很可能還沒有獲得徹底的理解!
參考:科學(xué)網(wǎng)愛因斯坦攻擊量子力學(xué)所憑何據(jù)? 或者《科技導(dǎo)報》 2014年21期,
2,楊振寧:對稱性支配相互作用
“‘通過理論和實驗的發(fā)展,今天我們已經(jīng)認(rèn)識到:對稱性、李群和規(guī)范場不變性在確定物質(zhì)世界的基本作用力中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。我將之稱為對稱支配相互作用基本原理!瘜ΨQ支配相互作用的觀點,是楊振寧對外爾言論的概括。外爾發(fā)現(xiàn)規(guī)范場不變性與物質(zhì)守恒定律有密切關(guān)系。但他只能走這一步,不能走得太遠(yuǎn),因為他只知道可交換為阿貝爾域的規(guī)范場不變性。借助于非阿貝爾規(guī)范場產(chǎn)生的非平凡李代數(shù),場之間形成的相互作用變得獨特,因此,對稱性支配相互作用。這是楊振寧對物理學(xué)的偉大貢獻。這是一只鳥的貢獻,它高高地飛翔在諸多小問題構(gòu)成的熱帶雨林之上,我們中的絕大多數(shù)在這些小問題耗盡了一生的時光!
參考:弗里曼·戴森,“鳥和青蛙”
3,約翰·惠勒:應(yīng)該會有一個物理學(xué)的理論把時間和空間給推導(dǎo)出來
“….什么才是物理學(xué)的關(guān)鍵呢?我想,最基本的恐怕還是那個在哲學(xué)和物理學(xué)上赫赫有名的、似乎永遠(yuǎn)也不會有最后答案的古老問題:什么是時空。什么是時空呢?萊布尼茲說:‘……時空不是事物本身,而是事物的次序!@然,他用時空的相對性否定了牛頓所恪守的‘時空絕對’的觀念。愛因斯坦則以更強烈的方式表達了類似的思想:‘時空不是我們賴以生存的媒介,而是我們用之思想的模式’。一個物理概念的逐步深化是很耐人尋味的。如果你翻開上一世紀(jì)(19世紀(jì))的物理教科書,就會發(fā)現(xiàn)‘彈性’曾被認(rèn)為是物理學(xué)的墓本性質(zhì)之一。也就是說,你不能導(dǎo)出它而只能測量它!這正如我們今天處理‘時空’觀念一樣。是否將來有一天,我們也能像現(xiàn)在從方程中導(dǎo)出‘彈性’一樣地從方程中導(dǎo)出‘時空’呢?總而言之,在我看來,只有當(dāng)我們找到了關(guān)于時空概念的更深刻的含義時,自然界的各種相互作用才有真正被統(tǒng)一的希望!
參見:張?zhí)烊,“約翰·惠勒訪談錄 --32年前的文章”
4, 潘建偉:現(xiàn)在量子糾纏是一種現(xiàn)象,但是為什么會有這種現(xiàn)象? 需要一個理論把量子糾纏推導(dǎo)出來,而不能僅僅是利用量子力學(xué)計算出來。
“量子糾纏,但愛因斯坦把它叫做遙遠(yuǎn)地點之間的,他把它叫做詭異的互動。那么這類現(xiàn)象呢我們現(xiàn)在只看到了有這一類現(xiàn)象的存在,這個目前它的存在性已經(jīng)很好的在實驗上被建立起來,但是別人會問,為什么會有這種現(xiàn)象呢?現(xiàn)在是不知道的,就相當(dāng)于我們早一點,我們知道太陽是會下山來,第二天又從另外一邊起來,我們知道有這個現(xiàn)象對吧,但為什么會是這樣我們是不知道的,那么到了后來,牛頓力學(xué)建立之后,哦,我們這兒擁有萬有引力,我們是圍繞著這個(太陽)轉(zhuǎn),地球也有自轉(zhuǎn),所以太陽會第二天從另外一邊起來,從那邊落下,對吧,這我們的理解就到了一個新的層次了。那我們現(xiàn)在對量子糾纏的這個理解只到了什么層次呢?只知道太陽會下去,然后第二天會從另外一邊升起來,背后的事實是什么?我們是不清楚的!
“愛是一種自然現(xiàn)象,我這句話就是,我覺得他就講出了他說愛是一種自然的現(xiàn)象對吧,所以現(xiàn)在我們沒辦法證明,對吧,只是知道,確實是愛是存在的,確實是一種現(xiàn)象對吧,他只是相信,但是我們不能證明,因為相信和證明是不一樣的,所以我們就是說你剛才講的那個美,我們希望能夠去證明它,這你就到了一個新的這個更高的一個層次的一種美了,所以從這個角度上講呢,就是說我就特別想知道能不能就是,對吧,我們來證明它!
參見:潘建偉,“愛是自然現(xiàn)象但還不能被證明”
中、遠(yuǎn)距離上的一些物理學(xué)問題 |