Tuesday, December 27, 2011

宇宙的精灵 #15.5




不知现在的哲学课里还有没有“物质无限可分”这条原理?反正我读大学那会儿还有。现在,物理学的发展不正证明了这一条原理吗?“不可分割”的原子不是被科学实验分割得七零八落了吗?

我一开始就说过,结论并不重要,重要的是结论所内禀的方法和精神。无限可分论的论证方法,中国二千多年前的荀子就有很形像地说明:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。就是说,一尺长的木棒,用刀斧去分割它,永远没有不可分割的那一天。反命题——“不可分割”,会是什么理由呢?无非是被分割物过于坚硬,刀不够锋利。但这不是原则界限——我们总可以发明出更锋利的切割刀。

如果大家没有参加过我们的这个量子之旅,现在就可以回家安心睡觉了;可是大家毕竟是参加了,巡游至今,大家从量子精灵那都品味出了点什么?你大概不会说,基本粒子因其太“硬”而不可分割,或科学利器比粒子更“硬”因此还可以继续分割吧?

对象的性质是由观察器官或观测仪器确定的。“硬”这种物体的性质,不正是由我们的触觉器官决定的吗?荀子之刀把一尺之棰分割到微观层次的时候,自然的感官就失效了——我们将不能用“硬”这种属性来定义对象,线性的分割过程将在这中止,原先的那种思维方式就被革命了,无限可分也就无从谈起。我们只能用自然感官的延伸——科学仪器去观测对象,由这种特殊的感官定义的对象属性就只能是:能量、动量、角动量、磁方向、电荷和自旋等等。

哲学老师还可以说,辩证法只是一种思想方法,而不是一个一成不变的结论,她可以随着人类实践的不断发展而改变也的形式,增加新的内容。微观世界固然不能刀砍斧剁,高能粒子不就相当于锋利的刀斧吗?

问题是,能量(质量)、电荷、自旋这些观测属性,如何就成了一个电子、质子或中子呢?这些个“客观存在”是怎么证明的?眼见为实,谁看见过了?没有。基本粒子不过是理论物理学家的一个数学模型,根据这个数学模型,不仅可以解释对微观物体的观测现象,还可以预测微观运动的经验事实,这就足够了。不要为这种说法吃惊,比如“苹果”,实际也是我们建构的一个实在模型,依据这个模型,我们可以正确地预测我们将获得口福和营养,这就足够了。这就是霍金所说的“依赖模型的实在论”,这在宏观世界和微观世界都是通用的。

而微观实在的建构,必须依据一个最基本的材料——量子,在微观世界,基本的只有量子公式,量子运动方程,而量子是不可分割的。“基本粒子”也未必“基本”,比如质子和中子,以后又被砸碎为了夸克。量子何以就成了不可分割的原则界限了呢?很简单,如果ehv的量子公式,连我们要分割的基本粒子都没有!

我们或许该换一种思维方式来想问题:“无限可分论”不是正确或错误的问题,而是没有意义的。而在化学和热力学领域,不可分割的原子假设是有意义的;在微观世界领域,不可分割的量子假设是有意义的;在这个世界里,原子不是原子(atom),量子才是原子(atom)。

话又扯远了。1930年代物理共同体拒斥“新粒子”的奇怪表现,说明量子精灵比量子共和国的缔造者们更聪明,量子力学体系一旦建立起来,它就有了自己的生命和逻辑。科学家们可以精确地计算世界,却无法度量这个科学新范式的强大生命力。量子精灵会不屈不挠地书写自己的传奇,在这点上我们以前已经见过许多,未来还会有更多的在等着呢。


(第十五章完)

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