Monday, January 2, 2012

宇宙的精灵 营地夜话(4)



营地夜话(4

朋友们:

怎么了?情绪都不高嘛。是不是还没从失去费曼的惆怅中走出来?是啊,一个事业和生活中的快乐制造者,竟然有一个如此痛苦的生命终结,实在叫人揪心!不过大家想开点,听听迪克是怎样开导我们的:

是啊,这(指快要死去这一事实)令我烦恼,但并不像你想的那么烦,因为我感到我好像给人们讲了足够多的故事了,而且在他们内心里我已经占据足够多了。我似乎已经把自己传播到了所有的地方。因此我死的时候可能并不会完全消失。

是的,迪克永远占据我们。在我的脑海中,费曼永远是从一张照片中看到的顽皮形像——庄严的诺贝尔奖颁布奖大厅,正襟危坐的瑞典王子妃身旁,迪克一本正经地穿着西装,打着领结,但嘴角叼着的一根香烟却暴露出他桀骜不驯的本性。从中我似乎又见到了那顽皮的量子精灵,迪克跟她一样永远年轻!

跟精力充沛的费曼一样,我们的量子精灵总是不失时机的表现自己和实现自己。在一战和二战间的“二十年的停战”期中,科学家在前十年刚完成量子力学基本理论体系的建构,后十年就马不停蹄地进军到了原子的核心——原子核,发现了原子核的基本结构和相互作用力。我们的量子精灵还是心地善良的,她也不是一味地大踏步前进,该慢的时候她又会很识时务地轻移莲步。1934年费米的“罗马军团”已经在实验中制造出了原子裂变,而理论揭示却拖延到了希特勒和墨索里尼基本完成了对物理精英驱赶和二战即将爆发的1939年,使得这个理论的进一步深入发掘以分阵营的形式进行,而冥顽轴心国的物理研讨会上,已经失去大部分最具创造力的脑袋。真是天道酬善呐!

二战前我们获得了博大精深的狄拉克方程,量子力学和相对论这两大现代科学范式联手攻克了原子城堡,弄清了原子和原子核结构,掌握了基本粒子的内禀属性。二战后不到五年,我们又拿下了量子电动力学,把电磁相互作用收入囊中,使电子和光子这类自然感官根本无法观察的微观物质的运动,也能像行星和卫星这样的宏观物质的运动一样精确计算。可不要把电磁力仅仅理解为电灯、电话、无线电和电动机之类带电物质的现象,还要包括电中性物质之间的作用。牛顿力学体系无非是两种力:惯性力和改变惯性的力——作用力,而作用力的形成机制,无非就是电磁作用。比如,你盛怒之下推了我一个趔趄,可以解释为你手掌原子的核外电子与我身体原子的核力电子之间的斥力。我们已经见识过牛顿万有引力定律的精确预测,现在量子电动力学的计算比牛顿的计算还要精确,创立量子物理的英雄们,你们真是太伟大了!

古希腊先贤原子和虚空的画面,现在演化成了物质和作用力的型构。QED揭示的电磁相互作用表明,电子之间并非通过绝对真空超距作用,居间的是一个电磁场即光子场,电子之间不会硬邦邦的相撞,一定会是交换一个媒介物——光子。电子是费米子,光子是玻色子,二者就对应了古人的原子和虚空。原子与虚空的区别,并不是如古人所说的存在与不存在的区别。虚空之所以被认为是虚空,仅仅因为玻色子不服从不相容原理。我们可以在虚空中驰骋纵横,不过是作用场的玻色子们不与费米子一般见识,允许构成我们的费米子占有她们的量子态。

当然作用力不仅是电磁力,还有引力、弱力和强力。这不重要,举一反三嘛,我们完全可以合理的认为存在着相应的玻色子——引力子、弱力子和强力子。好在我们已经有了攻克相互作用机制的现代武器——QED,假以时日,我们定能一一拿下。但饭要一口一口吃,路要一步一步走,现在夜深人疲,我们的任务是——睡觉。

大家把帐蓬扎牢固喽,不要在蓬内抽烟,防火防盗防城管!

福尔摩斯和华生晚上在帐蓬里宿营,跟咱们一样。半夜里福尔摩斯叫醒华生问:“满天的星星告诉我们什么?”华生很有学问地答道:“说明我们要谦虚和谦卑,宇宙浩瀚,地球很渺小,人类更渺小。”福尔摩斯说:“恭喜你,答错了!满天的星星告诉我们,我们的帐蓬被人偷掉了!”

原子科学家的“帐蓬”其实早已被偷掉了。他们发现了那么么多的“基本粒子”,其实大多不是在地球的“帐蓬”里获得的,而是从浩瀚宇宙发来的射线中观测到的,是满天的星星告诉他们的,当然也有粒子加速器制造出来的,但人造的加速器无非是对“星星”的模仿。浩瀚星空,数以万亿计的恒星,每一个能量都比最强大的人造粒子加速器大得无法比拟。正是在这种极端条件的“酷刑”下,量子才肯招供更多的秘密。太多的秘密未必是好事。黑社会团体里,知道秘密越多死得越快;科学家知道秘密越多,理论建构就越困难。但我们不得不面对“满天的星星”,科学范式必须经得起特例和反例的考验,科学事业就是一场无休无止的“西西弗斯苦役”,这是科学的命运!认命吧!

在原子里埋头钻营了许久之后,让我们抬头仰望一下星空吧。我们的量子精灵也憋屈了很久,也让她去遨游一下太空。又是一段艰难的旅程。管他呢,争取今晚做个好梦。Have a good dream


(第四篇完)

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