发展现代物理理论的两个关键问题
2009-07-15 15:23:03
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作者 苟文俭

对物理理论的描述依据及形式化表述的逻辑前提,就称是物理理论的逻辑起点。现代物理理论需要发展;对所有物理学理论工作者来说,恐怕这都不会有异议。那么怎么实现现代物理理论发展呢?这就必然要涉及以下两个问题:(1)怎样对待现存的现代物理理论?(2)如何去寻找发展现代物理理论新的逻辑起点。

这也就是本文所称的、发展现代物理理论的两个关键问题。

(一)

怎样对待现存的现代物理理论,现实有如下两种极端的观念。

1、作为现代物理基础理论的量子力学(QM)与相对论,认为都是普遍真理,以它们为基础发展起来的规范场理论及宇宙学理论的研究方向是正确的,现代物理理论也只能在这个方向上去发展。我们都知道,这就是现代物理主流学界通常所持的观念,就称是现代物理发展的主流观念

2、认为QM或相对论不正确,应当用全新的理论取而代之,现代物理理论发展有全新观念。这种观念的出发点是完全否定现代物理基础理论,也称是现代物理发展的否定观念

我们知道,QM或相对论作为形式化物理理论,它们有各不相同的逻辑起点。由于形式化物理理论的所有结果只能来自它们的逻辑起点,因此,QM或相对论所有结果也就都只能分别适用于由逻辑起点规定的不同领域。这就说明,现代物理基础理论都不是普遍真理,现代物理发展的主流观念是不对的。

我们还知道:在粒子受力与运动的物质波范围,QM的描述是非常有效的;相对论依据的光速不变原理、相对性原理及等效原理,在可直接观测范围内都得到了严格验证,它们的形式化表述也没有错。这种简单的事实也就说明:在逻辑起点规定的领域内,QM与相对论都是成功的,认为QM或相对论不正确的现代物理发展的否定观念也是不对的。

QM、相对论,以及以它们为基础发展起来的量子电动力学(QED),它们经历了一代又一代理论家们的逻辑证实,以及实验验证,在各自的描述范围都是成功的;以QED为模式的规范场标准模型,对粒子个体对称性存在的描述也取得了巨大成功。发展首先需要继承;对现代物理理论发展同样也需要继承它的成功,在发展现代物理理论中,试图否定或推翻已取得成功的任何探索,都无疑缺乏理智。

(二)

粒子及由粒子组成的所有客观存在之物的集合,就称是物质世界。构成物质世界的最基本单位,也即是组成粒子的基本单位,一般就称是基元。基元及由基元组成的物质世界的所有客观存在之物,作者也统称是客体。

物质世界一切客体存在构成的现象、及所有客体存在实现的表现,就统称是物质世界行为。描述物质世界行为统一性的物理理论,作者就称是物理学统一理论

现代物理主流的规范场标准模型或超弦理论,就都属于物理学统一理论,但由于它们描述的都只有部分物质世界行为,因此就都属于不完善的物理学统一理论。实际上,构建物理学统一理论已成为了现代物理理论发展的最终目标。

二十世来临之前,在迈克尔逊-莫雷实验的解释、黑体辐射的紫外灾难、电磁波的相对性变换等基本问题上,经典物理理论遇到了困难。进入二十世纪后,以普朗克、爱因斯坦等人首先认识到,经典物理理论难以克服的这些困难,已超越了经典物理理论的描述范围,因此他们离开了经典物理理论框架内演绎法的主流和时尚,以现象事实为依据,在经验领域提出了物理理论全新的逻辑起点,构建了QM与相对论,对彻底解决经典物理理论困难做出了成功选择,实现了物理理论“新的较大的发展”,当年的物理学后生也一跃成为了现代物理理论先驱。

二十世纪初发展现代物理基础理论的这种历史事实说明:解决超越了某个成功理论描述范围的困难,成功选择就是离开了这个成功理论框架的形式化数学表述,困难涉及的新的描述范围,通过对相关现象事实的分析归纳,在经验领域提出物理理论全新的逻辑起点,在新的描述范围构建出与这个成功理论的逻辑体系完全不同的新理论。

(三)

对现代物理理论,不论是QM与相对论,还是QED,它们都不是物理学统一理论,要构建物理学统一理论,根据创建现代物理基础理论的历史经验,首先我们就要在经验领域提出新的物理学统一理论的逻辑起点。

物理学描述的都只能是客体行为,其逻辑起点也就只能来自被描述客体行为的现象事实,并与被描述客体行为的构成根源相联系。对于物质世界行为,构成它们的共同根源,就只能是基元的实在性存在。因此,物理学统一理论的逻辑起点、也就只能来自能基元的实在性存在。也即在发展现代物理理中,理论新的逻辑起点就来自基元的实在性存在。

根据上述论述,对怎样获得基元的实在性存在,就很容易有如下认识:

1、因为基元的实在性存在是具体的客观存在,因此它不能来自某种哲学观念。

2、因为理论的形式化数学表述只是客体行为的一种陈述方式,因此,基元的实在性存在也决不是任何数学原理的产物。

3、因为理论的逻辑过程只能始于逻辑起点,因此也不可能由理论自身的逻辑分析来获取,否则就构成了毫无意义的循环逻辑论证。

与获取QM与相对论的逻辑起点一样,对基元的实在性存在,我们也只能以经验领域的相关现象事实为依据,通过对这些现象事实的分析归纳来获取。

完成于2009-7-15

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