现代物理学回答基本问题的突出问题

                                   作者   苟文俭                              

如《物理学基本问题探索之二》所述：现代物理理论在从规范理论的进一步发展中，离回答基本问题的距离，不是更近了，而是更显得遥遥无期了。那么这又是为什么呢？

（二）现代物理理论发展的数学决定论

我们知道，物理学是实验科学的本质特征表明，完全有效的物理理论的形式化数学表述、都只能依据于它所表述的客体及其存在内容。但现代物理学在对规范理论的发展中，电弱统一性理论及量子色动力学（QCD）表述的、都与粒子的组成相关，它的形式化表述依据的却并不是与粒子构成相关的客体化存在内容，而是类比量子电动力学（QED）的形式化表述得到的。这种“类比”的逻辑过程，也就是完全通过数学分析、来认定对粒子组成存在内容应当是什么的形式化表述。

由于规范理论的标准模型中有粒子“点结构”形成的计算困难，又无缘涉及引力场问题，为了解决这些问题，理论家们又发展出了超越标准模型的五种超弦理论；再为了解决这五种超弦理论构成的不确定性，于1995年就又提出了超弦是在11维时空中运动的所谓M理论。从标准模型到超弦理论，再从超弦理论到M理论，表述对象也都是粒子组成存在内容，但它们的形式化表述、依据的也都不是与粒子构成相关的客体化存在内容，实际上都完全是在猜测和想像中，通过数学分析来完成的。

由此说明：现代物理理论的发展，其形式化数学表述依据的，都不是表述对象的客体及其存在内容，而是纯粹的数学分析。对此本文就称是现代物理理论发展的数学决定论。

作者非常清楚：数学分析是最重要的理性思考，这是物理理论发展的先导。但物理学是一门实验科学的本质特征又表明，它表述所依据的，都只能是实际真实的、自在的、具有实在性存在的客体及其存在内容，因此对表述对象做具体分析、与被表述对象的客体存在实际保持一致，则是理论发展的基础。现代物理理论发展的数学决定论，它完全是把数学分析置于了对描述对象的具体分析之上，是把数学分析这种理性思考绝对化的一种认识论观念，也完全违背了《物理学基本问题探索之一》所述、回答物理学基本问题的思维规则，因此对物理学基本问题的回答，就面临了如《物理学基本问题探索之一》所述的严酷现实。

（二）现代物理理论回答首要基本问题的不完全性逻辑学缺陷

依据奥地利数学家哥德尔不完全性定理，形式化的物理理论也都有“不可判定”的公理化命题，它是真的，但不可从理论内部推导出来。即自洽的形式化物理理论体系、不可能对公理化起点中不可判定命题做有任何意义的表述或论证。

在形式化物理理论体系公理化逻辑起点中，至少有一个不可判定命题，如果在理论的构成中有包含了这个不可判定命题的其他命题，它们有的可以从理论内部推导出来，是可判定的，这个形式化物理理论体系也就违背了哥德尔不完全性定理；对这样的物理理论体系，就称有不完全性逻辑学缺陷。

物理学中人们普遍接受的经典力学、经典热力学与统计物理学、QM和QED，其结构框架就都是用数学表述的形式化理论体系，因此也是公理化的形式化理论体系。以QCD为例的主流规范理论，也是由类比QED发展起来的形式化理论体系，其公理化的逻辑起点中有规范原理这个不可判定命题外，也还有强子由夸克与胶子组成的命题，称是规范理论逻辑起点的组成命题。

分析规范理论逻辑起点的组成命题，就是从对粒子对称存在内容表述的理论分析中得到的，因此是可以从主流粒子构成理论内部推导出来的可判定命题。容易确定，QCD中规范原理只能以夸克与胶子组成强子为依据。即在理论构成中，逻辑起点的组成命题一定包含了规范原理，它们都应当是不可判定的。由此说明，以规范理论为核心的现代物理理论，对基元是什么的首要基本问题的回答，有不完全性逻辑学缺陷。

（三）现代物理理论回答首要基本问题的定义域逻辑学缺陷。

物理理论使用的物理概念具有描述对象的客体化指称，就称是物理概念的物理内函。规范理论对描述粒子组成存在的概念，如同位旋、弱荷、内禀轨道、奇异教、色荷等等，都只有数学定义的非客体化意义，并不明确它们与组成粒子基元的客体化存在到底是什么关系；而通过粒子构成理论的数学分析，却要回答组成粒子的基元到底是什么的首要基本问题。这也就是说，在现代物理的粒子组成理论中，理论使用的概念并没有给出组成粒子基元到底是什么的定义，但却又要回答组成粒子基元到底是什么的问题。实际上，这也就是企图在非客体化的定义域中去解决与组成粒子基元相关的特定客体化存在的问题，是试图超出其定义范围来解决属于定义域问题的典型。

数学集合论的系统协调性理论的基本结论是：在数学的形式化逻辑中，如果一个问题的解决超出其定义范围，无论如何也就不可能在定义域中解决该问题。因此非常清楚，规范理论中的描述粒子组成存在的形式化理论表述，就完全违背了数学集合论系统的这种理论协调性，对此也称是它有定义域逻辑学缺陷。由此就又说明，以规范理论为核心的现代物理理论，对首要基本问题的回答有定义域逻辑学缺陷。

（四）现代物理理论回答基本问题的突出问题

如上所述，由于现代物理理论发展的数学决定论，完全违背了回答物理学基本问题的思维规则，也构成了它对首要基本问题回答的不完全性和定义域逻辑学缺陷，这些就都成为了现代物理理论回答基本问题的突出问题。

由于有这些突出问题，对首要基本问题的回答并不具有确定性，因此由基元及其存在内容形成的基本问题，就只能通过猜测和想像来回答，所以就出现了如《物理学基本问题探索之二》（五）所述的情形：现代物理学回答所有基本问题的距离，不是更近了，而是更显得遥遥无期了，构成了回答基本问题的严重困难。

由于有这些突出问题，就连对规范理论的标准模型模型做出卓越贡献的格拉肖，他在诺贝尔物理奖领奖演说词中就郑重其事地宣布说：“让我强调一下，我并不相信这个标准理论作为一幅正确而完备的物理图象永远存下去……标准理论也许会作为终极理论的一部分而存在下去，也许终于证明是根本错误的”（摘自《趋向统一理论—织锦中的几个线头》，《世界科学》1995（3））。