本帖最后由 风云际会 于 2013-9-11 13:50 编辑
# a" X# v& M& ^6 C7 y' w! m9 w" j' n( ]1 C3 [; A* e1 f' I
引子:这是我国内的导师所写的一篇文章,会在他所著的《量子力学:菜根谭(第二版)》里出现。这里经过他授权同意,让我代发在网上以引起讨论。此文的版权归原作者所有,任何转载请注明原作者。另,这也是同时将在《全国高校量子力学研究会2013年年会》(西安会议)上的报告修改稿
7 A* K# d$ t s' ]
d5 @% B& ?- m$ A$ F$ }: M六,自然规律的三条基本原理【12】 ; L/ L/ K9 ^9 K7 n
2 f+ P, s4 o3 V
1, 自然规律“无奇性原理”
, P1 U) p+ C& ?$ d+ A* j1 F' {4 G4 |: \( n1 f
人造事物时常会产生大大小小的奇性、发散和不自洽,带来大大小小的困惑。实际上,自然界只存在或大或小的物理量数值、或快或慢的演变过程。即便相变、爆炸、黑洞,也都是各种各样物理演化过程。所有的奇性、不自洽和计算发散,要么是理论缺陷所致、要么是观测或考虑角度局限所致、要么直接就是不同标度相对比较所致,总之是人造事物“可道”之“道”局限性的显现!实际上,自然界客观存在着一条基本原理,即“自然无奇性原理”:" o3 L) m: f4 M# @
, ~* [# W) [: ^自然无奇性,凡人自扰之! ; }4 t. J, y1 L) ^
; s q2 [) @6 Y) o7 z& Q" `6 A这可比喻为:上帝创造自然并为自然拟定规律的时候,子民们炮制的“可道”之“道”、“可名”之“名”还未出现!即便后来,上帝也无视这些东西━━包括Euclid的〈The Elements〉、Descartes的坐标描述、Newton的质点和轨道等等!我们不知道上帝是否做计算,但知道,祂即便做计算也从不出奇性!上帝那里没有奇性,奇性永远是凡人所为!
( d/ n- ~; E* c, N& b" F- v2 j+ h$ ~; }1 t
2, 自然规律“人为约定无效原理”
$ T/ u2 J% V: m$ `) X* l
4 g2 S& b0 |: j, }9 ? 自然科学中经常遇到许多“人为约定”。比如,物理学中就有Descartes选取,Lorentz参考系选定,时空原点约定,量子力学表象选择,矩阵Pauli表象、矩阵Dirac和Majorana表象选取,能量基点规定,Fock空间量子变换与产生湮灭算符表象等价性,初始定域位相场的选定等等,都应当理解为各种人为约定。这些约定,除了能够为相应描述提供某种便利之外,不再有任何实质性的内涵!注意,凡有“人为约定”的地方,必定相应存在人们可以选择的自由度!反之亦然。然而,既然一位观察者能有自己的约定,另一位观察者也就可以有他的另一种约定!但是,除了表观现象的东西外,自然规律应当超越任何个人约定,体现出与观察者无关的客观性和统一性!归根结底,一切人为选择或约定都不应当影响自然规律的物理内涵,不能进入自然规律!这体现为自然规律的“约定无效原理”: , I+ ]2 q$ [4 q" e( h* m
7 ?. U9 v+ j( z6 ~) ~( j6 X
自然规律的表达必定借助于人为约定,但它们实质内涵必定超越于人为约定。
* l6 {% e) f6 l- {9 x- P+ `
" S- W9 w1 Y! h8 |9 _# p也有个比喻,上帝容许子民们观察、理解甚至改造自然,但不容许他们参与制定自然法则!子民们做出的任何约定,永远限定在有助于观察理解和改造自然的范围,不能进入自然法则!
% k" b E/ n) _5 D+ \
" c6 h$ D3 f3 J8 e, v- T 最简单的例子,物体是静止还是匀速直线运动。这纯粹是一个观察系选择的问题,归结为一种人为约定。运动规律应当与这种人为约定无关,这时“人为约定无效原理”就具体化为Galileo变换和Lorentz变换下的“力学运动相对性原理”;再比如,规范场论中基本原理:“定域规范变换不变原理”,实质上就是广义定域位相场的人为约定无效原理。
! f$ w% a5 N1 S& T2 l( K) E9 h; L- v8 [
3, 自然规律“理性自洽原理” f& Q5 J8 k8 j: O. b
; ~% K8 S9 F4 u' _% }4 F
这又是一条无法验证的关于自然规律的基本原理:
+ |& z ~, }0 }: `1 ~% T
, x# b, [ B) @, n* o! f自然规律全体必定是彻底理性、绝对自洽、全面和谐的。 w: V: [: W; Q% ], @5 `
. w5 `3 c( ~0 B+ I9 F6 ?比如,凡是正确的结论,不论用什么方法导出,一定殊途同归!这里,重要的是要意识到,自然规律的绝对和谐同它们的永恒存在是等价的!只有上帝造的东西是永恒存在的、全面和谐的、绝对自洽的!此命题的逆否命题也成立:人类造出的东西——各种各样的“可道”之“道”、“可名”之“名”不可能永恒存在、全面和谐、绝对自洽!前面提到的K. Gdel定理就是论据之一,虽然过程中人们总是力求和谐与自洽。
! ^: R0 S; H. p4 P7 L
3 z9 `; [- m$ \1 |; H' x 这三条基本原理都是无法证明的信念。它们既是人们思考近代自然科学的起点,也是人们思考近代自然科学的终点。
* c' b7 J8 S9 Y3 a
% e9 j% ^1 ?7 q2 `: p! N: J 总而言之,在我们的科学观和方法论中, 在进行研究思考时,一定要注意脱出上面三类偏颇的束缚:摆脱经典观念的束缚和误导,超脱人择原理的主观和偏执,洗脱人造事物的污染和干扰。依照佛教禅宗思想,既要利用经典观念、利用直接经验、利用“可道”之“道”,又要注意摆脱它们对我们的束缚、干扰和误导,注意时时回归物理、回归现实、回归自然,再行考量,这正合于禅宗“求悟”的正道!因为忽视了这层“自省”,现代量子理论发展中才会出现那么多意见分歧!经受那么多迷惘!存在那么多奇性困扰!其实,所有个人约定、奇性、不和谐、不自洽、非理性都是虚妄的。与此同时,以为人类理性认识最大公约数的全部自然科学规律必定是绝对的、完备的与和谐的,这种认识本身也是虚妄的。
5 c( U/ g( l n$ F) {' N9 F1 Q: o1 @; I2 K
【12】张永德,《量子菜根谭(第2版)》,北京:清华大学出版社,2013。第15讲。 |