实现物理学第三次革命的标准与要求

作者     苟文俭         

实现物理学第三次革命的标准与要求，是指实现物理学第三次革命的物理理论应该满足什么要求，以及具体应该怎么去做才算是在进行物理学第三次革命，而不是讲物理学第三次革命已经做了些什么。

如《物理学第三次革命探索（二）》所述，物理学革命有其表述基本特征，以及社会学和逻辑学基本特征，这就规定了实现物理学第三次革命的严格标准，也规定了我们到底应该怎么去做，才能称得上是物理学的第三次革命。

                                （一）

根据物理学革命的表述基本特征，从物理理论自身实现对描述对象表述的角度考虑，对实现物理学第三次革命的理论本身必须严格满足以下要求。

1、在对描述对象的表述中，要有不同于QM与相对论的、由实现表述的出发点及表述依据的公理系统。也就是说，探索创建实现物理学第三次革命理论的出发点，既不是微观方向上的量子场规范理论公理，也不是涉及宇宙学范围的广义相对论公理，因此，在创建实现物理学第三次革命理论时，它的公理系统必需离开QM与相对论另起炉灶。

对实现第三次革命的物理理论公理，称是物理学第三次革命公理；理论表述依据的基本概念，也称是物理学第三次革命的基本概念。容易理解：与运动有关的这种基本概念，就不可能是QM中对粒子个体运动存在描述使用的波-粒二象性、能量动量测不准，而与时空有关的这种基本概念，也决不可能是相对论中的时空相对性、或弯曲黎氏空间等等。

物理学第三次革命的基本概念及公理形成的公理系统，也称是物理学第三次革命的公理系统。

2、有完全不同于QM与相对论的逻辑体系，对物质世界或自然界整体的理解，也一定形成了完全不同于QM与相对论的观念。

对实现了物理学第三次革命的物理理论的形式化表述体系，也即是实现物理学第三次革命理论逻辑体系，它也应完全不同于现代物理逻辑体系。

3、全面实现了对物理学历史的继承，对现代物理理论，也既要与已有的所有有效描述自洽，也还要实现对已有成果的全面继承，并能够解决现代物理理论不能解决的疑难问题。

4、物理学第三次革命理论逻辑体系、应比现代物理逻辑体系的综合性更强。这就要求不仅完全克服了QM、狭义广义相对论逻辑体系各自的不协调，是统一表述所有不同性质力的逻辑体系，也还要为表述物质世界统一性及其各个方面提供有效描述要素，向能够表述“包罗万象” 的物质世界迈出一大步，或者就可以是表述“包罗万象”的物质世界的逻辑体系。

5、描述范围会超过现代物理理论，不仅要从组成粒子的基元扩展到宇宙学的大尺度结构，也还可以自动涉及物质世界“包罗万象”的所有不同领域不同方面。

（二）

根据物理学革命的社会学基本特征第一个方面的表现，实现第三次革命的物理理论、一定会再次带动人类自然科学、哲学及思想领域的大飞跃，也会带动各个不同部门的技术革命，要在更高层次上推动人类社会进步，为人类文明开辟又一个新纪元。由此就容易理解：实现物理学第三次革命的物理理论，也一定会成为现代科学，包括自然科学的各个分支、社会学各个领域开创全新的研究起点，必将摧生出今天所没有的新技术，有效解决人类生存面临的现实问题，而且也必然再次改变现代人的思想观念、生活方法，从而构成人类社会在政治、技术、社会形态等各个方面，都跃上了一个我们现在还很难描述的新台阶。

实现物理学第三次革命的物理理论，还会违背今天由现代物理理论形成的常识常理，要背叛今天物理学常识常理形成的主流价值观，这当然也会首先表现在要冒犯坚持当今物理学主流价值观的权威。这就是物理学革命在社会学意义上表现的不容忽视的第二个方面、对物理学第三次革命构成的又一个社会学标准。

物理学第三次革命这种社会学基本特征的直接结果，是实现革命的新理论总会被主流置之不理，会被某些物理学权威极力阻挠或反对。在物理学史上就有很多这类事例。如爱因斯坦的光量子量论和光电方程，当时就“遭到了冷遇。人们认为这种把光看成是粒子的思想与麦克斯韦的电磁理论抵触，是奇谈怪论。甚至量子论假说的创始人普朗克也表示反对。”（1）普朗克的量子假说（2），卢瑟福的原子核模型（3），在提出来的最初好几年也均无人问津。

如我国著名物理学家倪光炯教授所述：“全部科学史表明：当一种成熟的理论或观点已被绝大多数人所接受后，便形成所谓‘主流’，研究中随大流或‘赶热门’便成为了常见现象。然而自然界比人更富想象力，新的较大的发展，要求越出主流，另辟蹊径，要求抛弃一些过去的成见（或偏见），即要求一个研究者及时而坚决地改变自己原来不正确的思想。事实上，很少有人能做到这一点”。（4）

在当今，由于QM与相对论的成功在人们心中树起了丰碑，也构成了至高无上的权威，其成见或偏见已是根深蒂固，进行物理学第三次革命要突破它们，离开它们，不仅会有某些物理学权威极力阻挠和反对，也更需要我们在情感上承受很多，这也就更是困难重重了。

面对物理学第三次革命社会学特征的影响，在当代，我们每个人、特别是物理学工作者，都面临了支持、推动或阻碍物理学第三次革命的决择。

（三）

根据物理学革命的逻辑学基本特征，实现物理学第三次革命的物理理论，在逻辑上必须满足如下要求。

1、形成逻辑体系依据和出发点，既不是量子场理论的公理化系统，也不是相对论的公理系统，而是物理学第三次革命的全新公理系统。

实现物理学第三次革命的物理理论的表述对象，是“包罗万象”的物质世界。因此，实现物理学第三次革命的物理理论的全新公理，不仅应当克服现代物理不同理论公理相互之间的不自洽和不完美性，在对“包罗万象”的物质世界描述的形式化表述中，还必须具备形式化数学理论公理的如下一般特性。

（1）能推导出包括生命及宇宙学在内、描述物质世界“包罗万象”的各个方面的物理定理，使物理学第三次革命的公理具有完备性。

（2）不同公理内容不可彼此替代，即物理学第三次革命的公理还具有独立性。

（3）不同公理内容相互无矛盾，包括推导出的描述“包罗万象”的物理定理无矛盾，使物理学第三次革命公理彼此也具有相容性。

2、在实现第三次革命的全新物理理论中，理论表述依据的基本概念，及作为理论形式化表示的公理，也满足了戈德尔不完全定理：它们都是来自物质世界中普遍的经验知识的归纳总结，是自明的真的，但决不可能由某个理论推导出来。

实现了第三次革命的物理理论、应当属于物理理论创新的第一流研究成果，其探索的可靠方式只能是分析归纳法，而不是形式样化表述演绎法，对此倪光炯教授也有深刻总结；他说：“物理学史表明，真正重要的第一流研究成果，从来不是靠演绎法推算出来的，而是靠分析归纳法”，“演绎法当然也很重要，但它的结论实际上早已隐含在大前提之中了”；“从‘战术’上看，做演绎法似乎很保险，但从‘战略’上看却不见得。”（5）

3、不仅是对包括现代物理理论在内物理学历史成就的继承，包含了现代物理理论的合理内容，也总是对“包罗万象”的物质世界整体存在表述，也构成了全新的整体观念。

根据以上论述，物理学第三次革命就还应当有以下两个特点：

1、物理学第三次革命的全新观念，不是象二十世纪初的QM、相对论及二十世纪下半叶出现的非线性科学那样，只是在物质世界各个不同领域分别形成了革命性突破，而是物理学整体观念的革命性突破。

2、物理学第三次革命，不是通过对现代量子场论或宇宙学理论的某些修正、来得到了一些不同于量子场论或宇宙学理论的新理论或新结果，它不论公理系统，还是逻辑体系的形式化表述，都具有完全不同于现代物理理论的彻底性。

（四）

粒子的基本组成单位，也就是构成物质世界的最基本单元，一般也称是基元。基元实现存在的具体方式称是基元存在内容。由基元组成的物质世界的所有客观存在之物，都统称是客体。当然，基元也属于客体。客体实现存在的具体方式，也称是客体存在内容。

物质世界构成于粒子，产生出物质世界“包罗万象”的最终根源，都只能由基元存在内容来决定。即实现第三次革命的物理理论、要表述“包罗万象”的物质世界，就应当以基元存在内容为依据。

我们又怎么样才能寻觅到有确定存在内容的基元呢？对此物理学的事实使我们很容易有如下两点理性化的思考：

第一点：基元应当首先组成粒子，而粒子就产生于受激发真空，说明基元一定存在于真空，因此真空有可以形成基元的基本组成单位，对此就称是真空基本单位，它也仍是客体。

第二点：我们只能以真空受激发的可判定事实为依据去认识真空基本单位，而真空基本单位又只会是存在于真空受激发的“点”位置。由此就可以确定：真空被激发“点”位置的可判定事实，也就是确定其存在内容的依据了。

由于真空基本单位也属于客体，它的存在内容与由它产生的可判定事实之间的相互关系，就必然遵循一般客体存在内容、与一般客体产生的可判定事件之间相互关系的一般规律。因此，我们就可以从物质世界最普遍的客体存在事实中、归纳总结出客体存在内容与由客体产生的可判定事件之间相互关系的一般规律，由于这是认识基元存在内容的第一个规律，因此这也就是物理学第三次革命在物理上的第一公理。

再以上述第一个公理为依据，根据从真空“点”位置受激发的现象事实，就可以得到真空基本单位有什么存在内容的具体结论；由于这是具体认识基元存在内容的第二个规律，因此它也就是物理学第三次革命在物理上的第二公理。

根据上述论述不难理解：构成表述物质世界“包罗万象”的物理理论逻辑体系的出发点，即实现物理学第三次革命的公理化体系中，物理上的公理，也就是弄清楚基元存在内容到底“是什么”的两个规律；而实现物理学第三次革命的基本物理概念，也就只能从基元存在内容来归纳抽象。

把对真空的探索、视做是解决现代物理理论问题的关键，这也是现代物理学界的普遍共识。但用物理学第三次革命的视角去考虑，对真空的探索就不仅仅只是解决现代物理理论问题的关键，而是构建物理学第三次革命公理系统的依据，其中最根本之处就在于，我们在观察真空时，千万不要戴量子场规范理论的“有色眼镜”。即要实现物理学第三次革命，在对真空的认识上、就应当离开由量子场规范理论形成的常理或常识。 

参考文献：

1、2、3，郭奕玲沈慧君，《物理学史》，清华大学出版社，第240页、238页和265页。

4、5，见《文科物理 －物理思想与人文精神的融合》结束语，倪光炯、王炎森著，高等教育出版社，2005年7月版；转引自2005年12月16日《科学与人文论坛》第二版。