物理杂谈 (48)

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1、科学、物理学、量子力学西方近代科学科学中的物理学物理学中的量子力学张永德1前言科研教学之余，偶或思索自问：现在的众多自然科学和工程学科，习惯统称之为近代科学技术，它们有没有共同的本质特征？特别是近代科学，它如何界定？最基本的要素和特征是什么？它为什么只发源于西方而未能发源于中国？这类近代科学有其固有的局限性吗？从近代科学问题上将眼光收拢，转向物理学，关于它也可以提出和探索许多问题。广角思考之后，将眼光再次收拢，聚焦在量子力学上。于是在更高、更宽广的视野背景下，再次凝视一番我们为之呕心沥血的量子理论。这样不仅可以提出更多问题，也许还能更清楚地看到量子理论的本质、其间的

2、相互关联、以及将来可能的发展趋向。这里所谈内容，当然不是什么结论。事实上，其中可能有疏偏、错误、曲解和简单化的地方。作为“一得之见”提出来，仅仅是为了交流参考，活跃思想。2（一）西方近代科学3I）近代科学范围的界定（1）“实验验证”——从实践出发→实践检验。“逻辑体系”——理智、自洽、普适、可量度。“西方近代科学”的五要素：因果性：有因果关联、有实验响应的。无任何相互作用、不受任何影响的事物不属于科学研究范畴。“人世界”“鬼世界”；“黑洞世界”“白洞世界”。普适性：满足前提下，结论普适，与观察人无关。规范变换不变原理。自洽性：体系内部所有结论是自洽的。4近代科学范围

3、的界定（续2）可重复性、可检验性：所有结论都可以接受检验。不能重复、不可检验的事，不属于科学的范畴。可量度性：不可量度的事物不能算近代科学的范畴。爱情—不属于科学。那是“糊里又糊涂的”、缺乏理智的、不可度量的。作曲家的激情。没有理性基础、无因果关联、不可重复、无法检验、不可量度的命题属于文学、艺术和宗教等的范畴。如来佛头上有多少根头发？孙悟空体重是多少？梁山伯与祝英台的爱情、人类各种情感——各种“笑”;宗教信仰;音乐灵感；…5II）近代科学的本质现象和经验+逻辑演绎+实验验证=“逻辑实验主义”从经验和现象出发，运用逻辑演绎建立一个逻辑自洽体系。再返回实践，经受检验，

4、得到进一步修正和发展。近代科学的本质是否可以归纳为：唯物的逻辑实验主义。不是只承认经验、不是概念复合、符号主义。而是：承认物质的客观存在性、承认客观规律的物质性。例如：桌子、月亮。物质与精神——对立统一体。人脑思维过程——既是精神过程也是物质过程，是同一过程两个不可分割的侧面。大致像计算机的硬件与软件。近来牛津：信息是物理的。哲学上的对立统一，人们应当着重于“对立”——为斗争哲学寻找理论依据呢？！还是应当着重于“统一”——强调统一、强调共性、强调团结呢？！不管哲学家如何说，脑科学家感兴趣的是：两者间的关联、对应和统一。6III）近代科学发源于西方（1）西方近代科学的

5、摇篮是欧几里德的“几何学原本”其思维的模式为：从实践中抽出公设+逻辑演绎=构成理论→用于实践。这种“逻辑+实证”的传统有曲折的发展：15-16世纪，科学曾经沦为神学的奴仆（“天使博士”托马斯﹒阿奎那主张：“科学是神学的奴仆”）。经过哥白尼、布鲁洛、加里略的斗争，使科学挣脱了侍奉上帝的束缚。对自然现象进行观察、测量、实验和分析的近代科学的理性思维模式逐渐形成。7近代科学发源于西方（续2）中国有雄厚的技术史，但确实没有相应雄厚的科学史。四大技术发明（指南针、造纸术、火药、活字印刷）。当然，在中国3千年文明史中有不少科学成果的亮点。中国古代对自然界研究的基本特征：总体而言

6、，中国古代研究者常常是：“天人合一”的、直觉的“综合”>>逻辑的、理性的“分析”；中国古代学者一般缺乏大块逻辑思维模式的训练。所以未能生长出“几何学原本”——西方近代科学的胚芽。例证：中医和西医的基本特征——东西方文化和思维模式的对照。8IV）近代科学的局限性(1)西方科学总体思维模式的局限性：1）人类实践有局限性→认识局限性→公设局限性。欧氏几何→罗氏几何。中医，特别是针灸和肋络学说。2）人类认知能力有局限性。3）逻辑演绎能力有局限性。牛顿力学的创立、量子力学的创立、基本规律本身，都是逻辑推理无能为力的地方。朗道：理论物理中追求数学严格性往往是自欺欺人——其真意也

7、正在此处。4）科学只能解决物质文明问题，并不能够解决精神文明问题。9近代科学的局限性(续2)科学本身是双刃剑。既可以造福人类，也可以危害人类。战争、环境污染、高科技犯罪…。科学是振兴中国所必须的、重要的，但不是万能的、包容一切的。走向极端——科学主义。科学与信仰、科学与宗教——是并行不悖的：不能说“信仰科学”：实质上，科学不是个“信仰”问题，而是一个“信服”问题。科学解决物质文明；信仰解决精神文明。公共汽车车门踏脚板——北京人说的‘变心板’问题。纽约报纸载文：“我们已经可以把人送上月球，却无法让人从车门口向车中间挪动一步。”10近代科学的局限性(续3)孙中山：佛