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[原创]21世纪新儒学---量子色动力学

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发表于 2010-9-15 09:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
[watermark]21世纪新儒学---量子色动力学
白科大
摘要:21世纪新儒学被徐光宪先生定格在1959年后的这50年,让21世纪新儒学理科与文科交融叠加,走进北京大学。也走进了上海,走进了上海师范大学。
关键词:儒学 味夸克 夸克海
一、21世纪新儒学初识
高国梁先生是北京一位30岁左右的年青学者,学文的,但对理科也感兴趣,特别是对王锡玉老先生用周易、玄子物理等代替现代科学解释水变油核反应、宇宙暗物质、地震预报之类很推崇。他问笔者:三旋理论类似现代几何科学方法,和王锡玉老先生的理论区别在哪里?能不能整合起来?
高国梁先生问出了21世纪之声。21世纪已过去了10年,中国有成千上亿像王锡玉、高国梁这样的老中青同胞,不管是学理的还是学文的,近60年来,不辞辛劳,像愚公移山一样追求基础科学的创新。应该说,我们都是一个战壕的战友,却分成相反方向在前进。原因是十年文革,正是量子色动力学在国际上创建和巩固时期,但我国大学和中学几乎停止公开招生,我国失去的不仅是知识的增长,而是和这一科学关口的碰撞。
层子模型应该说,也是量子色动力学的先声,但时代让我们高举的是斗争哲学,国内科学共同体对西方1963年提出的夸克模型,1964年扩张的夸克颜色模型,敢于说“不”。 十年文革后虽说拨乱反正,已追上了国际科学共同体的步伐。王锡玉老先生是上世纪80年代初气功和人体特异功能浪潮中,我们就认识的学者。以此观察,如果把从古到今,人类科学共同体开拓的方向看成坐标,在前面说的时代背景因素引导下,王锡玉老先生无疑是开倒车的大能人,三旋理论无疑是愚不可及开顺车的跋涉者,两者的整合只能一条路:与时俱进。
正是在这种强音下,有人说:利用我们的无产阶级专政的权威和民主集中制,21世纪的“新儒学”应该是:“对比百家,独尊量子色动力学”。但正如中科院理论物理所著名超弦理论家朱传界研究员,在《写在“2006年国际弦理论会议”前夜》的文章所说:弦理论在中国,在超弦的第一、第二次革命,以及随后的快速发展中,中国都未能在国际上起到应有的作用。我们在研究的整体水平上,与国际、与周边国家如印度、日本、韩国,甚至和我国台湾地区相比都有一定的差距。那为什么不高举弦理论而“独尊量子色动力学”呢?
因为我国并不急需要弦理论,而是应该补课。只要量子色动力学的课补好了,从王锡玉到弦理论都能整合起来,而且弦理论也会有实验基础。
儒学的精神是整合,但在20世纪的新儒学中,并没有很好地理解。所以,与时俱进和循规蹈矩是两派并存的。而20世纪,科学是生产力,已被邓小平等中国共产党人所认识。但20世纪的新儒学,并没有认识到文科和理科整合的意义。新儒学大师一般以文科自居、自傲。甚至有人以各种美名,挑动文科和理科之间的“战争”,影响到下一代的培养。如有人说,不少中国学生对“场”的理科概念:梯度、旋度、散度,只停留在定义式上,应用尤其不熟练。中国学生虽然中学的代数运算技巧、三角变换技巧,非常扎实。但留学国外,让老外瞠目结舌的是,对大学里的那些蕴含着大智慧的高等工具,却有强烈排斥倾向。除了基本的微积分运算之外,中国学生的数理思维能力,还停留在中学巅峰时期的水平,甚至还差些。
以“整合”代换斗争哲学,例如汉朝董仲舒等以儒学整合经济,有人说,是他们看到中国虽然早有相当的城市化和商业市场、货币、手工业,但汉朝当时为防止人民逃漏税,政策允许密告的人,可得到没收的财产中相当大的一部分,因此全国到处都有人告密,这样做便破坏了工商业的机制,故生产的事业只好转入农村。但在农村生产,工业产量并不大,而且须要有集散物品机制功能的全国性经济网络。因为农村工业产量不大,物品集散的机制可以形成全国性的经济网络。而儒学实用的爱人、秩序、宽信说教,正好得以整合和组织起全国为一的经济交换网,即使政治可分裂、内乱、割据、外族征服,经济网络可破裂,但时间都不会很长。因为区域与区域间的互相依赖,使得经济网络必须重新建立。又如以爱人、秩序。宽信等儒学整合文化,汉初各地精英经过察举制度,可汇集在中央。中央又有学校;学成后可回到各地教书。上层文化统一的功力,如董仲舒编的《春秋繁露》构建,规模之大,兼包自然与人事,如此这类成果构成了跨时代、跨地域的文化传播大格局。
儒学整合各种层面大系统,兼容并蓄,兼括并至,无所不包。各地不同的人群,也愿意留在这个大系统中,使得几千年来中国人,一直以儒学自居。21世纪,世界逐渐走到庞大的全球性格局,以中国儒学整合构建天下国家的经验,而非拒绝与对抗,人类恐需经历世界性的可能又是另外一个大的天下国家时代。如果我们能利用已有的无产阶级专政和民主集中制,“对比百家,独尊量子色动力学”,不是更好?那又什么是量子色动力学呢?
量子色动力学是把握世界,基本粒子并不基本,最能体现出理论、实验、实践、革命性的百家争鸣的学科,它有四大特点。有人把它简称为是,一种能管强相互作用的理论;有人把它简称为是,描述夸克之间通过交换胶子而相互作用的相对性量子场论;有人把它简称为是,描述色胶子场运动的理论,其中包括对色荷和色荷流(荷的流动)的响应。数学上看,色动力学是对电动力学的推广。由于量子理论在色动力学的所有方面的所有应用都很重要,因此通常也称为量子色动力学。这些定义都对,但要更全面又简称,可定义为是有四大特点的一种能管强相互作用的理论,或者有四大特点的描述夸克之间通过交换胶子而相互作用的相对性量子场论,或者有四大特点的描述色胶子场运动的理论。这四大特点是:
1、与时俱进和循规蹈矩,两派并存
弗兰克•维尔切克是2004年诺贝尔物理奖的得主,2010年4月湖南科技出版社出版他的《存在之轻》一书,介绍了他和夸克首创者、1969年诺贝尔物理奖的得主盖尔曼之间的分歧。在该书44页上,维尔切克说他第一次遇见盖尔曼就真切地感受到这一点。因为盖尔曼对维尔切克改进部分子模型不以为然;维尔切克说盖尔曼,讽刺他的研究“是不要夸克了?”还说诺贝尔物理奖得主费曼的部分子研究是笑话,是污染科学。也许正是这种分歧,影响到我国科学界的一些老一代科学家,如崔珺达教授著书讲,夸克实验遭到严重困难。层子模型依据的是哲学,而非物理实验;在1966年北京科学讨论会上,层子科学家们说,层子在基本方面类似夸克,但夸克可能是不存在的。从而崔珺达教授反对夸克,也反对层子模型。
然而维尔切克喜新不厌旧,轻松摆平盖尔曼。他说:“盖尔曼和费曼都有正确的一面:质子内有夸克,也其他东西”。正是维尔切克的这种喜新不厌旧,继往开来,与时俱进,成为量子色动力学的一大特色,也成为21世纪的新儒学的一大特色。
那么中国“兵败”层子模型吗?中科院光电所周天龙高工,2001年在《科学中国人》优秀论文选(2)等上发表《电子模型》,声称质子由919个正电子和918个负电子组成,是原始科学创新,可以解决物理学前沿很多难题。电子模型要挑战夸克模型,电子模型可获得诺贝尔物理学奖。中国崔珺达--周天龙现象有多少?互联网论坛打开就可知。当然层子科学家们,大多数现在已经承认夸克,且很多层子科学家也在研究弦理论。中国科学家为主,完成在北京正负电子对撞机上进行的北京谱仪实验,观测到的命名为“X一八三五”等新粒子,在国际知名期刊《物理评论快报》等上发表,并引起国际高能物理界的极大兴趣。因为“X一八三五”粒子可能是胶子球或常规介子等。三旋理论是中国本土量子色动力学的多年自主的业余科学研究,中国科学院学部联合办公室、中国工程院学部办公室等主办的《世界科技研究与发展》双月刊,1999年第6期发表《三旋理论展望》的长篇综述探索报告,这些都是值得肯定的。
但由于量子色动力学与时俱进和循规蹈矩解释,两派并存,影响到了国内教学、出版、科普等对量子色动力学的完整介绍,出于稳妥或保守起见,一般只偏重循规蹈矩的解释。
2、变革质子不变,是扩张变革原子不变
如果变革分子、原子后,仍然是分子、原子,并属化学能、电能、核能、机械能;那么变革质子、电子后,仍然属质子、电子,就归“量子色动能”。从量子色动力学结构信息提取的量子色动能,效率是高于从量子电动力学等结构信息提取的化学能、电能、核能、机械能。其原理类似把原子激光理论的有粒子数反转与无粒子数反转,扩张到电子、质子内部,量子色动能也可称为“量子色动激光器”、“量子色动化学”、“量子色动几何”、“真空能”。马成金先生发现以钾、钠元素配置的引发剂土“夸克球”加水,发现的也许是这种可控的量子色动激光器。核能不管是裂变还是聚变,还是属于相对论性量子场论和量子电动力学、电动力学的范畴。它是原子电子能级和核子的跃迁。大型正负电子、质子对撞机,及其“软”辐射、“硬”辐射,是电子、质子内部的粒子能级跃迁。从“软”辐射、“硬”辐射发现的其内产生的各种“色荷云”,解释钾、钠元素配置的引发剂土“夸克球”的超能反应,探索的“量子色动能”,“弱力能源”等问题,研究操纵的是21世纪量子色动力学大潮的去核化、去石油化的能源走向。例如以钾、钠元素配置的引发剂土“夸克球”不加油,可以使水循环流动喷燃,这里量子色动能发出的16400大卡的高热值(添加剂除外),不是加碳的直接原因。
3、广义色荷,纠缠环圈及多重自旋编码
三旋理论计算非常复杂,但有两种简便处理方法。一是“李后强方法”。这类似从数学上描述大分子的空间构象----类似酶和蛋白质的大分子链,无论链线弯曲、封闭等类似丝卷的无规行走,或“树近似”的凝胶渗流等,如能找出局部链节或链段聚合标度,以此形态和整链形态缩影作比较判断,可分为线型链、支化链和网状链等具有明显的简单的分形特征。类此具体联系类圈体自旋:如一个物体作平动,取其一标记点的轨迹,可以看成一条流线,用这种思想处理类圈体三旋的62种自旋状态,李后强教授的大分子链无论链线弯曲、封闭等类似丝卷的无规行走,或“树近似”的凝胶渗流等分形特征分类标记,就能扩张进来。
二是“杨振宁方法”。杨振宁的规范场,是把球面自旋扩张为相性因子和广义电荷,最后自旋各态,变成了虚拟的粒子加进计算。学杨振宁方法,类圈体三旋的62种自旋状态,既可以编码各种味夸克、色夸克,也能变成虚拟的粒子加进计算。量子色动力学广义色荷,纠缠环圈及多重自旋编码,这也类似21世纪的新以太论。因为维尔切克说,量子维度上的运动所带来的变化不是位移,即这里没有距离的概念,而它是自旋的变化。这种“超速度平移”,将给定内在自旋的粒子变成不同的粒子。量子中国始末是以物质无限可分扩张“一尺之棰,日取其半,万世不竭”开始,到庞加莱猜想证明应用结束,半个世纪以来,新中国官民结合、军民结合,从一开始就一竿子到底揭示了超对称色动自旋之谜。这就是弦论走到了庞加莱猜想,庞加莱猜想正题是球面拓扑,逆题是环面拓扑,正对应弦论的开弦和闭弦的球量子和圈量子两种拓扑结构。而圈量子的自旋对称性是三种自旋,共62类自旋态。在希尔伯特时空点外、点内,这种量子维度被称为量子色动自旋,也叫三旋理论。
4、实践论和矛盾论分类学,全球启动
量子色动力学难的不是它的理论---交换信息,而是它的实验---结构信息。这里复杂的是,两个入射的夸克和反夸克,还可以通过交换胶子,变成另外一对夸克和反夸克。夸克和反夸克有6种不同的味,胶子有8种不同的色,6种不同味的夸克和反夸克又各有3种不同的色。胶子对夸克的色荷可以简单响应,也可以兼具响应和变换。夸克和胶子是质子内部的东西,用电子轰击质子,由于在不同尺度下量子力学不确定性的影响,超级闪光纳米显微镜抓拍到的就会有不同的细节,分辨率高,会发现似乎一个夸克解析成一个夸克和胶子,或者胶子分解成一个夸克和反夸克。分辨率不高,质子内的夸克和胶子的一些小实体或部分子会模糊不清,虚粒子云包裹了每个部分子。虚粒子云还有借助渐进自由有反屏蔽作用。这里实践论和矛盾论都有了分类学的分水岭----矛盾就矛盾,有“拓扑斯”的专门逻辑描述;但最终还是要有大型强子对撞机及其“喷注”和“碎片”现象的演示。如果建造大型正负电子对撞机,需要过10亿欧元,那么建造大型强子对撞机,就需要过100亿欧元,这必须全球启动众多的科技强国和大国来出钱、出高端科学家和成千上万大型的电脑及网络,才能完成。这类似又进入一个“平天下”的新时代。
二、循规蹈矩量子色动力学解释
1、量子/色/动力学
夸克是带有色荷的,胶子场是夸克间发生相互作用的媒介。这让人想起电子是带有电荷的,传递电子间相互作用的媒介是电磁场(光子场)。关于电荷的动力学早已有了量子电动力学,它发展于上世纪三四十年代。以它为例来理解质子内的色相互作用。电磁场的麦克斯韦方程的量子化。就是量子电动力学。如果说,量子电动力学是研究电子和光子的量子碰撞(即散射);那么,量子色动力学就是研究质子内夸克和胶子的量子碰撞。
胶子是色场的量子,就象光子是电磁场的量子。胶子质量一半为0,光子质量都为0,但它们自旋都为1,是传递相互作用的媒介粒子,都属于规范粒子。两个电子发生相互作用,是靠传递一个虚光子而发生的。强子夸克模型,所有的重子都由3个夸克组成,所有介子都由一对正反夸克组成。为与泡利不相容原理一致,重子内的3个夸克,分别处于不同的状态。
夸克和电子内部,存在一种新的自由度,夸克和电子分处于该自由度的不同状态。电子内部的弦论是磁单极子弦图像,这不说。而重子作为整体,并不显示这种内部自由度的性质。这种情形,与颜色的情形十分相似----红、蓝、绿3原色,组合为无色;一种颜色和它的互补色,组合为无色。把强子的这种内部自由度,称为色自由度,夸克具有色荷,但电子没有。夸克和反夸克的色是互补的,3种不同色荷的夸克,组成的重子是无色的,正反夸克组成的介子,也是无色的。循规蹈矩量子色动力学的特点是:
1)渐近自由。是说当传递的能量、动量非常大时,强相互作用就减弱到渐近于没有强相互作用的自由状态。这是强相互作用类似宇宙的高能量状态,在低温下的一种表现。
2)色禁闭,在实验中,人们不能见到自由的夸克和胶子。因为理论把SU(2)×U(1)弱电统一理论和SU(3)量子色动力学组合起来,就是SU(3)×SU(2)×U(1)标准模型,但它不是统一的模型。因为它含有三个相互独立的耦合常数,还有一些参数要通过实验来规定。电子以极大的能量深入到质子内部时,遭遇到的不是“软”的质子靶,而是和电子类似的点状“硬”核。比约肯提出的标度无关性,能解释强子深度非弹性散射的异常现象、喷注现象以及夸克的色禁闭问题。
2、循规蹈矩量子色动力学的历史与人物
1975年,H•乔基和格拉肖提出SU(5)大统一理论,统一描述了弱、电磁、强相互作用,耦合常数为一个。SU(5)有24个规范场,即8个胶子场,3个中间玻色子场,1个光子场,多的12个X和Y规范场有待证明。并由此推出,质子会衰变成介子和轻子,并计算出质子寿命小于一万四千亿亿亿年,可实验证明大于三万三千亿亿亿年,没有得到社会的承认。
1)1954年,杨振宁和他的合作者米尔斯,将对易的U(1))规范群对称性定域化方法,推广到非对易的SU(2)规范对称性,建立了定域化的杨-米尔斯规范场理论。如把颜色自由度的SU(3)非对易规范对称性定域化,也可得到与颜色SU(3)联系在一起的杨-米尔斯场。这就称为色动力学。杨-米尔斯非对易规范场,包含的规范场粒子,如色动力学中的胶子,具有自相互作用和理论的可重整化性。计算中的高能无穷发散总能,被重整化到几个实验观测量中去;而会得到与实验符合的结果。
2)20世纪60年代中期,在量子色动力学建立之前,著名物理学家比约肯猜测到高能轻子散射下,会出现标度不变,便被美国斯坦福电子加速器中心(SLAC)的电子在核子上深度非弹性实验证实。这种标度不变是在核子中的成分自由运动的暗示。这是量子色动力学渐近自由的先期的实验暗示。
3)20世纪70年代中期,高能物理学家们发现很难用当时流行的散射矩阵模型来解释深度非弹性散射实验数据,费曼由此提出了部分子模型。但问题的真正解决要等到渐进自由的发现。三位理论物理学家格罗斯、维尔切克和玻利泽的计算,表明夸克相互作用强度随能标的增加而减弱,这种奇特的现象解释了在实验数据中发现的标度率。因此在高能下相互可以用微扰方法来很好地处理。但是在低能下相互作用强度很强,微扰方法就失效了。
至今量子色动力学仍然是一个没有被完全解决的问题。
4)20世纪60年代中期,我们国内科学家们是率先把夸克作为实体来看待的,并建议用层子代替夸克,称这物体最小单元,可惜层子这一名称,没有在世界上流行开来。而那时认识夸克,除了具有自旋、电荷等最子数,还具有所谓的味道。至今已经发现的夸克有u,d,s,c,b,t六种味道。实际上开始时所认识的三种味道的夸克,是其中的u,d,s。它们的质量小,现代被称为轻夸克。夸克的反粒子,被称为反夸克。每种味道的夸克,都有对应的反夸克。反夸克的量子数全部是反的。夸克是物质结构向小尺度方向探讨。
5)1964年,格林伯格引入了夸克的“颜色”概念-----三个夸克全同,那就给它们来个编号或着上“颜色”(红、黄、蓝),从而不再违反泡利原理了。这样一来,每味夸克就有三种颜色,夸克的种类一下子由原来的6种扩展到18种,再加上它们的反粒子,那么自然界一共有36种夸克,它们和轻子(如电子、μ子、τ子及其相应的中微子)、规范粒子(如光子、三个传递控制夸克轻子衰变的弱相互作用的中间玻色子、八个传递强(色)相互作用的胶子)一起组成了61种自旋态世界。加上希格斯质量粒子,就是62种自旋态世界,这得到了不少实验的支持,并发展成量子色动力学。
6)20世纪90年代中期,塞伯和威滕用他们发展的四维空间量子场论,证明磁单极凝聚也会导致夸克幽禁。夸克幽禁口袋模型,实际可看成截面是圈态,再把圈态作自旋,如作体旋的结果。圈态收缩是圈线,这和弦理论有联系。如夸克,被认为绑在弦的两端,而这条弦却难以断裂。即使一旦断裂,断裂处生成一对正反夸克,原来的强子碎裂为两个新的强子,从而自由的夸克从来不可能出现。而既然胶子带色荷,胶子之间也会有色磁吸引力,从而色力线被拉紧呈平行状,就如一个带电电容器两板,因为有平行的电力线因而彼此有吸引一样,夸克之间也有类似这种吸引力----格点规范理论的面积定律,证明夸克之间有线性禁闭势存在。李政道的截面真空色荷反屏蔽圈态模型,如作体旋,是口袋模型;再作截面是弦模型。
3、循规蹈矩量子色动力学‎与弦论图像。
弦论电磁场,电力线图像用力线描述。两个相反的色荷之间有力线相连接。弦论量子色动力学,,力线不像两个相反电荷之间的电力线那样分散在空间,而是集中在两个色荷的连线上形成一根弦。如果把这种情况,与穿入第二类弦论超导体中的磁力线相比,这时磁力线受超导体的排斥而形成细管。弦论规范场力线的弦中,带有正比于弦的长度的能量,当两个色荷之间的距离增加趋于无穷时,弦所带的能量也将趋于无穷。在此以前弦可以断裂,产生一对新的相反的电荷。每段弦的两端都有一对相反的色荷。无论是哪种情况,都不能把两个色荷分开到大的距离。因此这个图像给出了弦论色禁闭。
1)对这个弦论图像的一个支持,来自格点规范理论。在格点规范理论中,连续的时空被离散的格点所代替。弦论规范场和与它作用的费密场,分别定义在联接相邻格点的线和格点本身所组成的点阵上。拉氏函数满足离散格点上的规范不变性。当两个格点间的距离a趋于零时,格点规范理论趋于连续时空的弦论规范理论。
与连续时空弦论规范理论的渐近自由相对应,在格点规范理论中,如果固定某个物理量的数值,则耦合常数g随格点间的距离a减小而减小。在a趋于零时,格点规范理论可以用弱耦合展开,它趋于连续理论的微扰论。在a大时,g的值大。应当用强耦合展开,即展开成的幂级数。在强耦合极限下,可证明非交换群格点规范理论中,两个色荷之间的力线,聚集成弦,因而有色禁闭。
2)为证明连续理论有色禁闭,还需要证明在耦合由强变弱时,色禁闭的性质不消失。在电子计算机上用蒙特-卡罗法,对格点数不多的点阵进行研究的结果表明,对于一段中间的g值计算结果,可以同时与色禁闭的弦和连续理论的渐近自由微扰展开式一致。这个结果支持连续时空的弦论规范理论,有色禁闭的性质。格点规范理论的研究没有发现在g变小的过程中,存在解除色禁闭的相变。虽然如此,连续时空弦论规范理论的色禁闭,还只是一种有某些根据的猜测,至于强子谱的研究更是处于开始的阶段。
3)循规蹈矩量子色动力学与超对称大统一理论是,超对称认为在超对称变换中,把玻色场换成费米场,费米场换在玻色场,有一类场论体系能够保持不变。这类场论体系称为超对称场论体系,它还可以通过变换引进引力场。但困难有,在夸克以下,特别是引进引力子,还没有众多的观察现象来证明。超弦理论则认为,随着对粒子层次的深入,不应还把粒子看作一个数学上的点,而应看成长度大致为10的负33次方厘米的极短弦上各种振动的表现形式,然后用这种弦元素构造宇宙。
4)循规蹈矩量子色动力学虽说能够预测质子和中子的质量。可是实际方程是非常令人困惑难解的。据2010年报道,一个欧洲的研究团队,现在介绍了用量子色动力学来计算粒子质量的最大型的计算努力,方法包括将空间与时间作为某四维晶格的一部分,其中的离散点,则沿着行列以一定的间隔排列。他们解决了一些晶格,越来越精细的方程,并用它们的结果来推断与闭联集世界相关的解式。他们计算的质子、中子及其它“轻强子”(同时组成夸克的其它粒子,但它们的生命周期非常短暂)的质量,与通过实验所测得的质量相符合,证明了弦论标准模型,正确地描述了质子、中子及其它轻强子的质量的由来。因此它对可见宇宙(包括太阳、地球、我们自己以及所有我们周围的物体)质量的99%,可进行预测。
夸克模型是基础,量子色动力学是继往开来。夸克模型是第一,量子色动力学是第二。杨振宁和李政道争第一,第二,整得冤冤不解。没意思。实际“谁笑在最后,谁笑得最好”,所以第一,强;第二,也雄。例如,盖尔曼是上世纪50年代的科学天才,维尔切克是上世纪70年代的科学天才。上世纪50年代27岁的盖尔曼,就成为美国加州理工学院教授。他凭着50年代的科学实验,1961年预言的两个新粒子存在,3年就被实验发现了。接着1963年他提出了夸克模型。10年后,维尔切克还是大卫•格罗斯教授的一个研究生的时候,1973年他就和格罗斯一起创立了夸克反屏蔽的“渐进理论”,成为量子色动力学的奠基人之一,也一起获得2004年的诺贝尔物理学奖。
格罗斯在理论物理,尤其是规范场、粒子物理和超弦理论等方面有一系列杰出的研究成果。他是杂化弦理论的发明人之一。1985年当选为美国科学与艺术学院院士,1986年当选美国国家科学院院士。2006年当选国际弦理论会议主席。格罗斯的光辉也许盖过了维尔切克。但格罗斯的理论太超前,他的超弦理论、杂化弦理论发明,由于实验更难做,在我们国内更难普及。然而维尔切克轻松释解弦理论,说弦就是量子力学里的波函数,而且还把弦扩张成网格理论,成为21世纪新以太论的先声。这说明,在世界科学发现的竞争中,是继往开来,有第一,也有第二;第一是新发现,具备有价值,第二在此基础上的新发现,也具备有价值。
但类似刘武青等先生,他们作为业余学者,却相信科学发现只有第一,没有第二;只有第一才是新发现,才具备价值。这种观点来自哪里呢?除杨振宁和李政道外,也许还来自国内老一代科学家的误导。例如有人说,“1929年年底,赵忠尧把论文交给了密立根。但两三个月过去了,密立根也没有发表任何意见。原因在于,这项实验结果让他感到很吃惊,也与他的预期不相符,他不太敢相信这一结果的正确性。赵忠尧有点急了,因为在科学发现的竞技场上,是只有第一没有第二的,科研成果披露的先后往往决定着一项研究的命运”。
然而事实是,法拉第发现电磁纠缠是第一,麦克斯韦以类似流体数学方程,释解电磁纠缠,预言电磁波存在,成为第二。普朗克发明量子论是第一,爱因斯坦以释解光电效应,把量子粒子论扩张到微观的真实中,成为第二。玻尔、薛定谔、海森堡、狄拉克继续完善量子论,成为第三、第四。都在世界称雄。科学发现只有第一,没有第二的误导,使国内难出大师,也毒害了大批的“科学愤青”,他们把推翻前人的科学发现以抬高自己的创新,作为回应库恩科学革命范式不恰当的号角。当然,也事出有因。类似量子电动力学革命中的分裂,是爱因斯坦离开了量子革命阵营,钻进了统一场论的研究中。而量子色动力学革命中的分裂,是盖尔曼离开了超弦革命阵营,钻进了复杂系统论的研究中。
但作为旗帜,盖尔曼代表循规蹈矩量子色动力学,维尔切克代表与时俱进,两派会存在下去。而且反过来,已经影响到了我们国内的教学、出版、科普。例如类似大多数见诸文本的量子色动力学解释,说半个世纪多年的科学实践进展,已使强相互作用的研究,尤其是对量子色动力学(QCD)的研究,已经形成一个庞大的学科方向,或已成为一个单独的学科,即强子物理。但这只是人类对夸克之间的相互作用的确立,仅是由一种非阿贝尔群规范场论描写强子之间和原子核之间的相互作用。因此开展对QCD的理论研究和实验研究,只是导致对微观各种形态物质的基本构造有最终的理解和认识,只是能够利用QCD对大量的、丰富多彩的强子物理现象,从地球上的核物理现象到早期宇宙的物质形态,从物质微观结构到宇宙尺度的星系结构,有定量的理解和定量的预言,只是最终去发现和确立自然界的基本规律。
但是以上说法,有作茧自缚之嫌。因为从QCD导出的理论研究和实验研究,还可以对宏观化学能、电能、核能和机械能等工程理论和实验,进行的回采。并在宏观水平上提取量子色动能,和对医学、生物、生理等现象联系量子色动能,而成为对在我们面前仍有许多未能得到解决问题,甚至是一系列根本问题,求得解决的思路。
因此循规蹈矩的QCD介绍,就显得死气沉沉,好像QCD真和新儒学的复兴无关、无缘。这是不真实的。例如前面QCD循规蹈矩把散射实验中的夸克说得很有规律,实际并不是这样。例如除专门论述“量子夸克”的书籍外,很少有人提到“海夸克”,连维尔切克也是这样。因为这是结构信息,每次散射实验也许都不一样。海夸克是夸克海,即在显微镜下的图像,价夸克沉浸在不断变化的低能胶子、夸克和反夸克的“海”中。质子内部存在大量的软夸克和软胶子,是QCD理论理解最艰难的问题。但循规蹈矩的QCD,却轻描淡写在教导我们。
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