来自专栏算术几何与理论物理
导言
2012年至今,中国科学界,特别是物理学界,激烈争议中国科学院高能物理研究所提出的超级对撞机项目,事关高能粒子物理直至整个物理学的发展。支持和反对这一项目的意见都有。但反对方的代表是世界著名物理学家、1957年第一位华人诺贝尔奖得主、2020年已98岁的杨振宁教授,他被认为是当今世上最懂高能粒子物理理论的人之一,所以备受关注。杨振宁说:“我知道我的同行对我很不满意,说我(的反对)是要把他们这行关闭掉。”表面看,这场争论至今难见胜负,很大成分是利益和饭碗之争。本质上,这场争论涉及物理学统一基础的建立,其实早在爱因斯坦与以玻尔为首的哥本哈根派之争就开始了。笔者本文从认识论的视角,给出一个直观浅显的量子诠释。下面先给出本文的要义:
【摘要】
为什么爱因斯坦说:理论物理学的基础重新受到震撼、记录自然规律需要新的数学语言? 为什么爱因斯坦悲叹道:物理学统一基础的建立看来却的确很渺茫?
从人类认识现实宇宙的严格意义上说,西方现代的物理学理论体系是在思辨哲学的数学基础概念上发展起来的,这种思辨的数学具有欺骗性或不能可靠地刻画物质及其运动。(《辞海》:思辨哲学——试图从概念推出实在,使客观宇宙的发展符合于人的思维构造出来的一般法则的哲学。)
毛泽东《实践论》:“一切真知都是从直接经验发源的”,“离开实践的认识是不可能的”。 未来世界科学——物质理论科学复兴,是基于物质实践直接经验对整个现实宇宙统一定量的重新认识,物质实践直接经验导向的公理“宇宙只有一个”是数学和物理学之根。勿谓言之不预也!
一、物理学陷入困境
2019年4月29日下午,杨振宁来到中国科学院大学礼堂作为“明德讲堂”演讲嘉宾,有一位来自中国科学院高能物理研究所的研究生一年级的年轻人首先表达了对这位著名物理学家的崇拜,然后对于曾在几年前明确表示反对中国建造大对撞机的杨先生热切问道:“我想代表我所有的同学再问您一次,您现在对我们建造CEPC的想法有没有改变?”中国科学院院士、诺贝尔奖得主杨振宁先生很坚定地给那位研究生“泼了一瓢冷水”,他说:“我的看法完全没有改变。”杨振宁做出详细解释后说:“我知道我的同行对我很不满意,说我(的反对)是要把他们这行关闭掉。”提问的那位研究生还是非常不服气,他接着向杨振宁“挑战”:“高能物理到底有没有前途,不是还得靠我们的努力吗?”杨振宁又对这位研究生做了劝导:高能物理的研究不是目前整个世界科技发展的总趋势,你为什么不考虑21世纪将要发展的是什么呢?最后直截了当地说:“我懂高能物理,我认为你不要走这个方向。”[1]
李树深校长(左)担任讲座主持人
“明德讲堂”:中国科学院大学礼堂座无虚席。
杨振宁直言:“几十年来,[大型对撞机的高能物理(粒子物理)]它是大家认为物理学最最重要的发展领域。可是这领域不只是从今天开始,而是从30年以前开始,就已经走在末路上了。”他还说:“上个世纪五六十年代是高能物理的高潮,可是到了八十年代的时候,高能物理重要的观念都已经有了。后面虽然还可以做,可是没有重要的新观点出来,尤其对于理论物理学的人来说,没有新观点,你做不出东西来,所以我[八十年代]那时候就讲了‘The party is over’这句话。什么意思?[高能物理]盛宴已过。不幸的是很多年轻人没有听进去我这句话,或者是他们只知道跟随老师,那些老师没有懂我这句话。所以今天我才讲得更清楚一点。”[1][2]关于高能物理(粒子物理)理论上的问题,2016年杨振宁在《知识分子》发表《中国今天不宜建造超大对撞机》一文指出:“A. 高能物理学是二战后的一个新兴领域,此领域七十年来有了辉煌的成就,验证了标准模型,使人类对物质世界中三种基本力量有了深入了解。可是还有两项大问题没有解决:甲)对剩下的第四种基本力量‘引力’的深入了解还有基本困难。乙) 还没有能了解如何统一力量与质量。希望解决此二问题当然是所有物理学家的愿望。B.有些高能物理学家希望用超大对撞机发现超对称粒子,从而为人类指出解决此二问题的方向。……多数物理学家,包括我在内,认为超对称粒子的存在只是一个猜想,没有任何实验根据,希望用极大对撞机发现此猜想中的粒子更只是猜想加猜想。”他最后指出:“不建超大对撞机,我认为至少有两个方向值得探索:A. 寻找新加速器原理;B.寻找美妙的几何结构。”[3]