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量子力學(xué)表象的概念范文1
論文摘要:針對鄭州輕工業(yè)學(xué)院量子力學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀,結(jié)合“量子力學(xué)”的課程特點(diǎn),立足于提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神及創(chuàng)新能力,簡要介紹了近年來在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和考核方法等方面進(jìn)行的一些改革嘗試。
論文關(guān)鍵詞:量子力學(xué);教學(xué)改革;物理思想
“量子力學(xué)”是20世紀(jì)物理學(xué)對科學(xué)研究和人類文明進(jìn)步的兩大標(biāo)志性貢獻(xiàn)之一,已經(jīng)成為物理學(xué)專業(yè)及部分工科專業(yè)最重要的基礎(chǔ)課程之一,是學(xué)習(xí)“固體物理”、“材料科學(xué)”、“材料物理與化學(xué)”和“激光原理”等課程的重要基礎(chǔ)。通過這門課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能熟練掌握量子力學(xué)的基本概念和基本理論,具備利用量子力學(xué)理論分析問題和解決問題的能力。同時(shí),這門課程對培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)及科學(xué)素養(yǎng)亦具有十分重要的意義。然而,“量子力學(xué)”本身是一門非常抽象的課程,眾多學(xué)生談“量子”色變,教學(xué)效果可想而知。如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的熱情,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,提高量子力學(xué)的教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量,已經(jīng)成為擺在教師面前的重要課題。近年來,筆者在借鑒前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合鄭州輕工業(yè)學(xué)院(以下簡稱“我校”)教學(xué)實(shí)際,在“量子力學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法方面做了一些有益的改革嘗試,取得了較好的效果。
一、“量子力學(xué)”教學(xué)內(nèi)容的改革
量子力學(xué)理論與學(xué)生長期以來接觸到的經(jīng)典物理體系相去甚遠(yuǎn),尤其是處理問題的思路和手段與經(jīng)典物理截然不同,但它們之間又不無關(guān)聯(lián),許多量子力學(xué)中的基本概念和基本理論是類比經(jīng)典物理中的相關(guān)內(nèi)容得出的。因此,在“量子力學(xué)”教學(xué)中,一方面需要學(xué)生摒棄在經(jīng)典物理學(xué)習(xí)中形成的固有觀念和認(rèn)識(shí),另一方面在學(xué)習(xí)某些基本概念和基本理論時(shí)又要求學(xué)生建立起與經(jīng)典物理之間的聯(lián)系以形成較為直觀的物理圖像,這種思維上的沖突導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)困惑不堪。此外,這門課程理論性較強(qiáng),眾多學(xué)生陷于煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)之中,導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣缺失。針對以上教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題,筆者對“量子力學(xué)”課程的教學(xué)內(nèi)容作了一些有益的調(diào)整。
1.理清脈絡(luò),強(qiáng)化知識(shí)背景
從經(jīng)典物理所面臨的困難出發(fā),到半經(jīng)典半量子理論的形成,最終到量子理論的建立,對量子力學(xué)的發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行細(xì)致的、實(shí)事求是的分析,特別是對量子理論早期的概念發(fā)展有一個(gè)準(zhǔn)確清晰的理解,弄清楚到底哪些概念和原理是已經(jīng)證明為正確并得到公認(rèn)的,還存在哪些不完善的地方。這樣一方面可使學(xué)生對量子力學(xué)中基本概念和基本理論的形成和建立的科學(xué)歷史背景有一深刻了解,有助于學(xué)生理清經(jīng)典物理與量子理論之間的界限和區(qū)別,加深他們對這些基本概念和基本理論的理解;另一方面,可使學(xué)生對蘊(yùn)藏在這一歷程中的智慧火花和科學(xué)思維方法有一全面的了解,有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及科學(xué)素養(yǎng)。比如:對于玻爾理論,由于對量子化假設(shè)很難用已經(jīng)成形的經(jīng)典理論來解釋,學(xué)生往往會(huì)覺得不可思議,難以理解。為此,在講解這部分內(nèi)容時(shí),很有必要介紹一下玻爾理論產(chǎn)生的歷史背景,告訴學(xué)生在玻爾的量子化假設(shè)之前就已經(jīng)出現(xiàn)了普朗克的量子論和愛因斯坦的光量子概念,且大量關(guān)于原子光譜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也已經(jīng)被掌握,之前盧瑟福提出的簡單行星模型卻與經(jīng)典物理理論及實(shí)驗(yàn)事實(shí)存在嚴(yán)重背離。為了解決這些問題,玻爾理論才應(yīng)運(yùn)而生。在用量子力學(xué)求解氫原子定態(tài)波函數(shù)時(shí),還可以通過定態(tài)波函數(shù)的概率分布圖,向?qū)W生介紹所謂的玻爾軌道并不是真實(shí)存在的,只是電子出現(xiàn)幾率比較大的區(qū)域。通過這樣講述,學(xué)生可以清晰地體會(huì)到玻爾理論的承上啟下的作用,而又不至于將其與量子力學(xué)中的概念混為一談。
2.重在物理思想,壓縮數(shù)學(xué)推導(dǎo)
在物理學(xué)研究中,數(shù)學(xué)只是用來表述物理思想并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯演算的工具,教師不能將深刻的物理思想淹沒在復(fù)雜的數(shù)學(xué)形式之中。因此,在教學(xué)過程中,教師要著重于加強(qiáng)基本概念和基本理論的講授,把握這些概念和理論中所蘊(yùn)含的物理實(shí)質(zhì)。對一些涉及繁難數(shù)學(xué)推導(dǎo)的內(nèi)容,在教學(xué)中刻意忽略具體數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,著重于使學(xué)生掌握其中的思想方法。例如:在一維線性諧振子問題的教學(xué)中,對于數(shù)學(xué)方面的問題,只要求學(xué)生能正確寫出薛定諤方程、記住其結(jié)論即可,重點(diǎn)放在該類問題所蘊(yùn)含的物理意義及對現(xiàn)成結(jié)論的應(yīng)用上。這樣,學(xué)生就不會(huì)感到枯燥無味,而能始終保持較高的學(xué)習(xí)熱情。
二、教學(xué)方法改革
傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)法把課堂變成了教師的“一言堂”,使得學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中始終處于被動(dòng)接受地位,極大地壓制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,十分不利于知識(shí)的獲取以及對學(xué)生創(chuàng)新能力及科學(xué)思維的培養(yǎng)。而且,“量子力學(xué)”這門課程本身實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)薄弱、理論性較強(qiáng),物理圖像不夠直觀,一味采取灌輸式教學(xué),學(xué)生勢必感到枯燥,甚至厭煩。長期以往,學(xué)習(xí)積極性必然受挫,學(xué)習(xí)效果自然大打折扣。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)其學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)其科學(xué)探索精神及創(chuàng)新能力,筆者在教學(xué)方法上進(jìn)行了一些有益的探索。
1.發(fā)揮學(xué)生主體作用
除卻必要的教學(xué)內(nèi)容講解外,每節(jié)課都留出一定的師生互動(dòng)時(shí)間。教師通過創(chuàng)設(shè)問題情景,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究討論,或者針對已講授內(nèi)容,使學(xué)生對已學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)、總結(jié)、辨析,以加深理解;或者針對未講授內(nèi)容,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣(比如,在講授完一維無限深方勢阱和一維線性諧振子這兩個(gè)典型的束縛態(tài)問題后就可引導(dǎo)學(xué)生思考“非束縛態(tài)下微觀粒子又將表現(xiàn)出什么樣的行為”),這樣學(xué)生就會(huì)積極地預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容;或者選擇一些有代表性的習(xí)題,讓學(xué)生提出不同的解決辦法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。對于在課堂上不能解決的問題,積極鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書館及網(wǎng)絡(luò)資源等尋求解決,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神。此外,還可使學(xué)生自由組合,挑選他們感興趣的與課程有關(guān)的題目進(jìn)行討論、調(diào)研并完成小組論文,這一方面激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性,另一方面使其接受初步的科研訓(xùn)練,一舉兩得。 轉(zhuǎn)貼于
2.注重構(gòu)建物理圖像
在實(shí)際教學(xué)中著重注意物理圖像的構(gòu)建,使學(xué)生對一些難以理解的概念和理論形成較為直觀的印象,從而形成深刻的記憶和理解。例如:借助電子束衍射實(shí)驗(yàn),通過三個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)過程(強(qiáng)電子束、弱電子束及弱電子束長時(shí)間曝光),即可為實(shí)物粒子的波粒二象性構(gòu)建出一幅清晰的物理圖像;借助電子束衍射實(shí)驗(yàn)圖像,再以光波類比電子波,即可凝練出波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋;借助電子雙縫衍射實(shí)驗(yàn)圖像,可使學(xué)生更易接受和理解態(tài)疊加原理;借助解析幾何中的坐標(biāo)系,可很好地為學(xué)生建立起表象的物理圖像。盡管這其中光波和電子波、坐標(biāo)系和表象這些概念之間有本質(zhì)上的區(qū)別,但借助這些學(xué)生已經(jīng)熟知和深刻理解的概念,可使學(xué)生非常容易地接受和理解量子力學(xué)中難以言明的概念和理論,同時(shí),也可使學(xué)生掌握這種物理圖像的構(gòu)建能力,對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維具有非常積極地作用。
三、教學(xué)手段和考核方式改革
1.課程教學(xué)采用多種先進(jìn)的教學(xué)方式
如安排小組討論課,對難于理解的概念和規(guī)律進(jìn)行討論。先是各小組內(nèi)討論,再是小組間辯論,最后老師對各小組討論和辯論的觀點(diǎn)進(jìn)行評述和指正。例如,在講到微觀粒子的波函數(shù)時(shí),有的學(xué)生認(rèn)為是全部粒子組成波函數(shù),有的學(xué)生認(rèn)為是經(jīng)典物理學(xué)的波。這些問題的討論激發(fā)了學(xué)生的求知欲望,從而進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生對一些不易理解的概念和量子原理進(jìn)行深入理解,直至最后充分理解這些內(nèi)容。另外課程作業(yè)布置小論文,邀請國內(nèi)外專家開展系列量子力學(xué)講座等都是不錯(cuò)的方式。
2.堅(jiān)持研究型教學(xué)方式
把課程教學(xué)和科研相結(jié)合,在教學(xué)過程中針對教學(xué)內(nèi)容,吸取科研中的研究成果,通過結(jié)合最新的科研動(dòng)態(tài),向?qū)W生講授在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。在量子力學(xué)誕生后,作為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱之一的現(xiàn)代物理學(xué)的每一個(gè)分支及相關(guān)的邊緣學(xué)科都離不開量子力學(xué)這個(gè)基礎(chǔ),量子理論與其他學(xué)科的交叉越來越多。例如:基本粒子、原子核、原子、分子、凝聚態(tài)物理到中子星、黑洞各個(gè)層次的研究以量子力學(xué)為基礎(chǔ);量子力學(xué)在通信和納米技術(shù)中的應(yīng)用;量子理論在生物學(xué)中的應(yīng)用;量子力學(xué)與正在研究的量子計(jì)算機(jī)的關(guān)系等,在教學(xué)中適當(dāng)?shù)卮┎暹@些知識(shí),擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面,消除學(xué)生對量子力學(xué)的片面認(rèn)識(shí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。
3.利用量子力學(xué)課程將人文教育與專業(yè)教學(xué)相結(jié)合
量子力學(xué)從誕生到發(fā)展的物理學(xué)史所包含的創(chuàng)新思維是迄今為止哪一門學(xué)科都難以比擬的。在19世紀(jì)末至20世紀(jì)初,經(jīng)典物理學(xué)晴空萬里,然而黑體輻射、光電效應(yīng)、原子光譜等物理現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)結(jié)果嚴(yán)重沖擊經(jīng)典物理學(xué)理論,讓經(jīng)典物理學(xué)陷入危機(jī)四伏的境地。1900年,德國物理學(xué)家普朗克創(chuàng)造性地引入了能量子的概念,成功地解釋了黑體輻射現(xiàn)象,量子概念誕生。1905年,愛因斯坦進(jìn)一步完善了量子化觀念,指出能量不僅在吸收和輻射時(shí)是不連續(xù)的(普朗克假設(shè)),而且在物質(zhì)相互作用中也是不連續(xù)的。1913年,玻爾將量子化概念引入到原子中,成功解釋了有近30年歷史的巴爾末經(jīng)驗(yàn)光譜公式。泡利突破玻爾半經(jīng)典、半量子論的局限,給予了令玻爾理論不安的反常塞曼效應(yīng)以合理解釋。1924年,德布羅意突破普朗克能量子觀念提出微觀粒子具有波粒二象性,開始與經(jīng)典理論分庭抗禮。和學(xué)生一起重溫量子力學(xué)史的發(fā)展之路,在教學(xué)過程中展現(xiàn)量子力學(xué)數(shù)學(xué)形式之美,使學(xué)生在科學(xué)海洋中得到美的享受,從精神上熏陶他們的創(chuàng)新精神。
4.考試方式改革
在本課程的教學(xué)中采用了教考分離,通過小考題的形式復(fù)習(xí)章節(jié)內(nèi)容,根據(jù)學(xué)生的實(shí)際水平適當(dāng)輔導(dǎo)答疑,注重學(xué)生對量子力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)理解的考核。對于評價(jià)系統(tǒng)的建立,其中平時(shí)成績(包括作業(yè)、討論、綜合表現(xiàn)等)占30%,期末考試占70%。從實(shí)施的效果來看,督促了學(xué)生的學(xué)習(xí),收到了較好的效果,受到學(xué)生的歡迎。
量子力學(xué)表象的概念范文2
注意教材書(文獻(xiàn)[9])已有"輻射場"及"能量場"的物理學(xué)概念。但囿于理論局限,使得教材書對這種場的描述是靜止的(機(jī)械的)、孤立的(與物質(zhì)世界無必然聯(lián)系的)、無源的(原因不清),因而也是抽象的(沒有物理意義的)。
上已證明,原子中能量量子化的根源是原子核,量子化是原子核自身性質(zhì)。值得物理學(xué)注意的是,原子核這種性質(zhì)并不孤立存在,它同時(shí)還嚴(yán)格地規(guī)定著所有外部世界。因而使得電子、原子、分子、物體、天體、宇宙都只能有唯一穩(wěn)態(tài)位置和結(jié)構(gòu)。這就是大自然最基本的內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律。也就是普適方程即(20)式所揭示的規(guī)律。
那末,具體規(guī)律是什么呢?請看:
2輻射能場(存在)定理
研究表明,輻射能場準(zhǔn)確存在可用定理表述。
〖輻射能場定理〗:任何粒子(含場粒子及天體,無例外,下同)在其周圍都形成(存在)一種輻射能場,這種輻射能場可用普朗克常數(shù)?和量子數(shù)n=0,1,2,3…準(zhǔn)確具體描述。在微觀輻射能場表現(xiàn)為量子化,在宏觀則表現(xiàn)為大量粒子的簡并統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
3輻射能場實(shí)質(zhì)
輻射能場實(shí)質(zhì)系以粒子為中心,向周圍空間拋射場粒子流(這里主旨中性場粒子流,對于電磁場當(dāng)有別論),這種場粒子流經(jīng)電子集約化就成了光子。研究也表明,任何光子包括X射線都準(zhǔn)確如此。參見(15)式,據(jù)此不難描述任何光子的自身結(jié)構(gòu)。并且可以證明任何光子的靜止(如可能)質(zhì)量均不為零。認(rèn)為光子靜止質(zhì)量為零,還是量子力學(xué)根據(jù)"相對論"瞎子摸象猜測結(jié)果。
這已表明光子的真實(shí)粒子性。并可準(zhǔn)確具體證明,所謂波動(dòng)性實(shí)際上是普朗克常數(shù)與量子數(shù)相互作用的一種客觀表象,任何光子都不存在任何物理意義上的波動(dòng)屬性。
4輻射能場形象
研究表明,輻射能場形象與點(diǎn)光源的光通量完全一致。對于原子核,其輻射能場可用圖(3)準(zhǔn)確表示:
圖中箭頭方向表示輻射能流方向,其線密度表示能流密度,n為量子數(shù)。
5輻射能場性質(zhì)
研究表明,輻射能場實(shí)質(zhì)系以光速拋射場粒子流(粒子上限為中微子),故,輻射能場具有排它性。原子核的輻射能場首先排斥核外所有電子,任何電子也因此未能落到核上,這是事實(shí)。所以,電子未能落到核上量子力學(xué)的任何解釋都只能是自欺欺人的胡言亂語!也所以,玻爾對電子的擔(dān)心完全多余。
需要指出,輻射能場這種排斥作用,通常主要表現(xiàn)為能量形式。相形之下排斥力效應(yīng)很小,一般可忽略。這與太陽光輻射的能量效應(yīng)十分明顯,而太陽光的壓力效應(yīng)十分微小,完全相似。不過在研究宇宙膨脹時(shí),完全不可忽略天體輻射的斥力效應(yīng)。就是說,"宇宙斥力"存在。然,囿于歷史和理論局限,愛因斯坦在提出宇宙斥力概念后,又不得不自我否定。
6原子核輻射能場數(shù)學(xué)表達(dá)式
大量研究表明,原子核(質(zhì)子)的輻射能場數(shù)學(xué)表達(dá)式準(zhǔn)確為:
E=n2·h2/2mP·r2――――――――(21)
式中h為普朗克常數(shù),n為量子數(shù),mP為質(zhì)子質(zhì)量,距離為r=0∞,需指出,輻射能場場強(qiáng)E具有能量量綱(這是因?yàn)槭褂靡蜃觝結(jié)果),其數(shù)值則為r處單位面積上的能量。
注意:該式與(64)式有必然聯(lián)系,但物理意義微妙不同,且具有豐富物理內(nèi)容(略)。
研究還表明,由此電子所得到的原子核輻射能場能量準(zhǔn)確地為:
E=n2·?2/2me·r2―――――――(22)
注意:這也就是玻爾量子化條件。
式中me為電子質(zhì)量,不難看出普朗克常數(shù)h=2π?緊密地聯(lián)系著質(zhì)子和電子。
已很明顯,量子力學(xué)與玻爾相比,玻爾正確,量子力學(xué)謬誤!
并且由(21)、(22)式不難看出,當(dāng)量子數(shù)n=0時(shí),E=0。需指出,這是物質(zhì)結(jié)構(gòu)非常狀態(tài)。參見圖(3),在n=0時(shí),原子核沒有了輻射能場,原子核不再有排斥電子的能力。于是,電子必然落到核上。研究表明,這就是宇宙到達(dá)最低溫度--宇宙奇點(diǎn)的情況。于是,原子中發(fā)生比核反應(yīng)還強(qiáng)烈的變化,結(jié)果原子爆炸--物質(zhì)爆炸--宇宙爆炸!這就是宇宙爆炸原因,由此也不難了解宇宙過去。
可悲的是,量子力學(xué)竟將量子數(shù)n=0也定義為原子的一種穩(wěn)定狀態(tài)。可歌呼?可泣乎?災(zāi)難,罪過!阿們--
7輻射能場的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
7.1太陽的輻射本領(lǐng)已足夠大
目前世界公認(rèn)太陽發(fā)射本領(lǐng)(文獻(xiàn)[2])為3.8×1033(爾格/秒),這相當(dāng)于太陽每秒拋射出質(zhì)量為m=2×109(千克)物質(zhì)。但如上可知,太陽實(shí)際發(fā)射本領(lǐng)遠(yuǎn)大于此。因?yàn)樘柟鈨H是輻射能流的一部分,這種能流粒子上限為中微子。
7.2宇宙正在膨脹
宇宙正在膨脹,表明"宇宙斥力"存在,這是宇宙中心輻射能場性質(zhì)。宇宙正在膨脹恰系宇宙中心輻射能場的客觀真實(shí)寫照(或曰照片)。
7.3"太陽風(fēng)"的存在
文獻(xiàn)[10]介紹的"太陽風(fēng)"正是本文定義的太陽輻射能場,太陽風(fēng)就是太陽輻射能場的客觀真實(shí)寫照。該文獻(xiàn)給出了對太陽風(fēng)考察的衛(wèi)星實(shí)際探測結(jié)果(文獻(xiàn)圖示略)。這可謂太陽輻射能場的真實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
7.4第四個(gè)驗(yàn)證是,任何原子中任何電子均未能落到核上,這是事實(shí)
不僅如此,人為方法:高能陰極射線、X射線或高能加速器也很難將電子打到原子核上。這絕非因碰撞截面太小,總會(huì)有幾率。實(shí)際上正是由于原子核具有排它性的輻射能場排斥效應(yīng)所致。由(22)式可見,電子得到的原子核排斥能與距離平方成反比例。在核半徑處排斥能十分巨大,以致可忽略靜電引力能。簡單計(jì)算表明,電子必須具有200倍C(光速)才可能到達(dá)核半徑處。也因此,玻爾對電子的擔(dān)心完全多余!
需要指出,對此類問題,量子力學(xué)仍會(huì)故伎重演--狡辯。但經(jīng)如上及以下分析論證,量子力學(xué)純系主觀臆造,對物理學(xué)實(shí)質(zhì)問題全然無知,已經(jīng)使得量子力學(xué)的狡辯不再有任何效力。
7.5第五個(gè)驗(yàn)證是人們熟悉的,然而又不熟悉的,這就是氣體壓力
量子力學(xué)會(huì)立即反駁說:"氣體壓力來自分子熱運(yùn)動(dòng)和碰撞"(文獻(xiàn)[8])。需指出,這種解釋充其量只能算作表面化非本質(zhì)解釋,作為哲學(xué)或市民語言尚可,但不能作為物理學(xué)家語言。在嚴(yán)格物理意義上說這種解釋是自欺欺人的。這種解釋實(shí)際上并不清楚分子熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)和根源,更不知溫度對單個(gè)分子的意義是什么。量子力學(xué)(文獻(xiàn)[8])以公開宣稱:"對單個(gè)分子溫度沒有任何意義"。
這是因?yàn)榱孔恿W(xué)有一劑靈丹妙藥--波函數(shù)Ψ--量子力學(xué)家主觀意識(shí),就可以包治百病。溫度與這靈丹妙藥無任何聯(lián)系,在靈丹妙藥中沒任何位置,所以溫度沒有用處。也所以量子力學(xué)結(jié)論:對于單個(gè)分子,溫度沒有意義。
但是,只要神經(jīng)不錯(cuò)亂,人人都懂得,既然宏觀溫度是大量分子集體貢獻(xiàn),怎么能說單個(gè)分子沒有貢獻(xiàn)?單個(gè)分子又怎能擺脫溫度環(huán)境?這與人對社會(huì)貢獻(xiàn)完全一致,能說個(gè)人對社會(huì)的貢獻(xiàn)沒有意義嗎?!
大量研究已經(jīng)表明,溫度概念同樣也有極為豐富的物理內(nèi)容。溫度問題同樣也貫穿全部物理世界全部內(nèi)容。并對此可做如下結(jié)論:
普朗克常數(shù)h=2π?與量子數(shù)n=0,1,2,3…好比一對孿生兄弟,他們共同貫穿全部物理世界全部內(nèi)容,并且,宏觀溫度T就是量子數(shù)n=0,1,2,3…的照片。
注意,此結(jié)論在確切物理意義上正確。
研究還表明:分子熱運(yùn)動(dòng)及分子間斥力的實(shí)際根源正在于原子(核)間排斥能場相互作用的結(jié)果。并可得以下具體結(jié)果:
PV=∑Ei――――――――――――――――(23)
式中PV為氣體壓力勢能,Ei為單個(gè)氣體分子的輻射能場能量(推導(dǎo)略)。這種嚴(yán)格關(guān)系唯一證明分子(原子)輻射能場客觀存在。此時(shí)并唯有此時(shí)輻射能場的排斥力效應(yīng)也十分明顯,這就是氣體壓力。
第五章大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律二
5.1大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律之二--潛動(dòng)能客觀存在
研究還表明,這種規(guī)律正確存在也可用定理表述:
5.2潛動(dòng)能定理
〖潛動(dòng)能定理〗:任何質(zhì)量為m的物體(含場粒子及天體)當(dāng)以速度V運(yùn)動(dòng)時(shí),必有潛動(dòng)能存在。若以符號(hào)T2表示則為:
T2=(1/2)mV2―――――――――――(24)
可見,潛動(dòng)能在數(shù)值上與物體經(jīng)典動(dòng)能(機(jī)械動(dòng)能)相等。現(xiàn)將經(jīng)典動(dòng)能定義為顯動(dòng)能,并以符號(hào)T1表示之:
T1=T2=(1/2)mV2――――――――(25)
那么,可以定義物體運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能,以符號(hào)Tm表示則為:
Tm=T1+T2=mV2―――――――――(26)
如果,質(zhì)量m以光速C運(yùn)動(dòng),其全動(dòng)能必為:
Tm=mC2=E―――――――――――(27)
看!這就是遐邇聞名的愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系。這已表明,愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系只不過是物體(粒子)運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能之特例!然而,不僅愛因斯坦本人,而且后人至今都不清楚質(zhì)能關(guān)系的物理意義。可(27)式中E=mC2的物理意義是再清楚不過了!
5.3潛動(dòng)能的物理意義
研究表明,潛動(dòng)能普遍客觀存在,實(shí)際上它是物體(粒子)運(yùn)動(dòng)時(shí)的伴隨能量。由于潛在性,低速時(shí)或直觀上人們難以發(fā)覺。只有在高速時(shí)才明顯表現(xiàn)出來,所以人們至今尚不知曉。
研究表明,潛動(dòng)能實(shí)質(zhì)也是一種輻射能場,這種場粒子上限亦為中微子,對中微子目前尚不能檢測,這也是人們尚未發(fā)現(xiàn)潛動(dòng)能的直接原因。
需指出,溫度為T的物體當(dāng)以速度V運(yùn)動(dòng)時(shí),同時(shí)存在輻射能場及潛動(dòng)能能場,兩種能場分別可測并須分別描述。但是,以下將完全證明原子核的輻射能場實(shí)際上就是原子核自旋潛動(dòng)能。由此也證明潛動(dòng)能普遍客觀存在。
也所以潛動(dòng)能的能量效應(yīng)較其壓力(即動(dòng)量)效應(yīng)明顯,尤其當(dāng)速度V<<C時(shí),人們無法觀測到這種動(dòng)量效應(yīng)。然而當(dāng)物體速度接近光速(VC)時(shí),潛動(dòng)能的能量效應(yīng)與動(dòng)量效應(yīng)均不可忽略。這時(shí)潛動(dòng)能的能量效應(yīng)形成愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系事實(shí);而其動(dòng)量效應(yīng)則形成"物質(zhì)波"的事實(shí)。這就是"物質(zhì)波"的本來面目和真實(shí)內(nèi)容。
5.4潛動(dòng)能的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.1回旋加速器的驗(yàn)證
文獻(xiàn)[10]介紹:"電子在回旋加速器中,任何瞬間,軌道平均磁場的增量必須是軌道上磁場增量的2倍"。即:
dBave=2dB―――――――――――――-(28)
這無疑表明本文如上全動(dòng)能成立,亦即表明潛動(dòng)能客觀存在。
5.2電子在加速器中同步輻射光
電子在加速器中同步輻射光能正是電子運(yùn)動(dòng)的潛動(dòng)能,并且,電子同步輻射光的波長λ為:
λ=h·c/E――――――――――――――(29)
注意:式中能量E是電子同步輻射光能量,也就是電子的潛動(dòng)能。
5.3地球的潛動(dòng)能
地球有潛動(dòng)能?從沒聽說過!有人說。
不錯(cuò),但經(jīng)本文由普適方程已經(jīng)計(jì)算出地球確有潛動(dòng)能:月球的存在給出完全的證明。因?yàn)楸疚膶υ虑虻挠?jì)算表明,普適方程不僅適用于太陽系,而且適于地(球)--月(球)結(jié)構(gòu)。并且,對月球的計(jì)算,得出兩個(gè)重要結(jié)果:①由普適方程計(jì)算月球繞地(球)軌道半徑與天文觀測(文獻(xiàn)[2])的誤差小于1%;②由普適方程計(jì)算得出--月球是顆裸星。這已是個(gè)奇跡,目前為止任何理論都辦不到!
這種結(jié)果無疑表明:
第一,地球所得到的太陽輻射能剛好等于地球軌道動(dòng)能,也剛好等于地球的潛動(dòng)能。于是,地球能量處于一種動(dòng)平衡中。這表明,月球繞地(球)軌道受地球潛動(dòng)能嚴(yán)格支配,亦即受地球軌道動(dòng)能嚴(yán)格支配,亦即受太陽能量嚴(yán)格支配。不僅如此,太陽以此嚴(yán)格支配著系內(nèi)所有天體(無例外)的運(yùn)行(位置、動(dòng)能、尺寸、質(zhì)量以及軌道曲線性質(zhì))。
第二,地球運(yùn)動(dòng)潛動(dòng)能客觀存在,在數(shù)值上準(zhǔn)確等于地球軌道運(yùn)行動(dòng)能。故〖潛動(dòng)能定理〗成立!
第三,"物質(zhì)波"就是本文所定義的"潛動(dòng)能"。
第四,普適方程無條件成立!
5.4X射線韌致輻射
周知,X射線韌致輻射最短波長λmin為:
λmin=h·c/E-―――――――――――(30)
式中E為外加能量,在數(shù)值上等于電子顯動(dòng)能,也等于潛動(dòng)能。需要指出的是,電子只能放出潛動(dòng)能形成所謂的"波長":λ。而電子的顯動(dòng)能與宏觀物體的機(jī)械動(dòng)能一樣:只能直接作機(jī)械功,不能直接成為輻射能。量子力學(xué)對此問題"心不在肝"!
所以,(30)式的真實(shí)物理內(nèi)容是:電子放出潛動(dòng)能形成所謂波長:λ,這證明潛動(dòng)能客觀存在。可是,量子力學(xué),還有德布羅意,把這稱為"物質(zhì)波"!
還要注意:由(30)式可見,韌致輻射最短波長λmin連續(xù)可變,這已完全表明電子能量連續(xù)可變。再一次證明"量子化"并非電子自身固有屬性。
第六章物質(zhì)波及其實(shí)質(zhì)
6.1究竟物質(zhì)波是什么
談物質(zhì)波問題,恰進(jìn)入量子力學(xué)權(quán)威領(lǐng)地。作為權(quán)威,理應(yīng)對此做出科學(xué)合理解釋。遺憾的是雖經(jīng)近百年發(fā)展量子力學(xué)仍滿足于對物理現(xiàn)象作似是而非的猜測,量子力學(xué)的"波函數(shù)"概念正是對"物質(zhì)波"現(xiàn)象的猜測,并強(qiáng)加給電子。
下面考察物質(zhì)波。
德布羅意"物質(zhì)波波長"表達(dá)式為:
λ=h/p――――――――――――――――(31)
該式表示什么物理意義呢?
認(rèn)真研究表明:雖然λ具有長度量綱,但并不表征任何長度物理量,只能表征粒子動(dòng)量p的反比量度。之所以具有長度量綱,是因?yàn)閯?dòng)量p反比量度的單位取h的結(jié)果。除此之外(31)式不再有其他物理意義,或?qū)⑵渥兓缦拢?/p>
λ=h/p=hv/pv=hv/mv2=hv/Em―――(32)
式中Em=Tm為前文定義的粒子運(yùn)動(dòng)"全動(dòng)能",這表明λ亦可表征粒子運(yùn)動(dòng)全動(dòng)能的反比量度,或者說是對潛動(dòng)能的一種量度。所以可結(jié)論:
6.2物質(zhì)波實(shí)質(zhì)
第一,"物質(zhì)波"波長只能表征粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量效應(yīng)或者潛動(dòng)能,實(shí)質(zhì)是潛動(dòng)能的反比量度。除此之外(32)、(31)式不再有其它意義。
第二,"物質(zhì)波波長"絕不表示粒子有任何物理意義上的"波動(dòng)"性質(zhì)!
第三,那又為何將λ定義為"波長"呢?研究表明,這還是在于量子力學(xué)的特長--富于猜想的結(jié)果:看到粒子(光子或電子)的干涉和衍射現(xiàn)象,聯(lián)想宏觀波動(dòng)(水面波動(dòng))的干涉,于是猜想微觀粒子(光子和電子)有一種說不清的波動(dòng)性質(zhì)。由此便將λ定義為"波長"。殊不知,宏觀波動(dòng)(水面波動(dòng))的干涉與微觀粒子的干涉是完全不同的兩回事。研究表明,水面波動(dòng)確系水面物質(zhì)波動(dòng)。而粒子(光子和電子)的干涉和衍射卻完全是由普朗克常數(shù)?與量子數(shù)n(一對孿生兄弟)共同(技術(shù))表演的結(jié)果。并可嚴(yán)格準(zhǔn)確具體證明:粒子(光子或電子)的干涉條件中的自然數(shù)n=0,1,2,3…恰為量子數(shù)n=0,1,2,3…(略)。這是因?yàn)榱W拥母缮婧脱苌洮F(xiàn)象是粒子與(量子化了的)物質(zhì)場(輻射能場)相互作用的必然結(jié)果。
并且在本文已到達(dá)的深度--準(zhǔn)確描述場粒子自身結(jié)構(gòu)深度上說,仍未發(fā)現(xiàn)任何粒子有任何內(nèi)稟波動(dòng)屬性。這說明根本不存在"物質(zhì)波"。而德布羅意"物質(zhì)波"概念恰在于粒子運(yùn)動(dòng)"潛動(dòng)能"的事實(shí)。所以,與其說德布羅意發(fā)現(xiàn)了"物質(zhì)波",毋寧說他發(fā)現(xiàn)了粒子運(yùn)動(dòng)的潛動(dòng)能。
之所以人們認(rèn)為粒子具有波動(dòng)性,客觀原因在于人們對微觀粒子,例如光子,幾乎完全缺乏了解。也因之,目前為止,光子的"波粒二象性"問題仍屬世界公認(rèn)遺難問題之一!
第七章普適方程物理意義
7.1普適方程物理意義
普適方程物理意義可用圖(4)
描述如下:
圖中曲線①就是普適方程①
式,這代表大自然一種普遍基本規(guī)
律--相互吸引規(guī)律。式中T為
粒子(含天體)軌道動(dòng)能,V為引
力勢能。動(dòng)能等與勢能之半,這本是
經(jīng)典物理內(nèi)容。
曲線③就是普適方程③式,
這代表大自然另一種普遍基本規(guī)律
--相互排斥規(guī)律。式中E為粒子
(含天體)所得到的由輻射中心來的
輻射(排斥)能。
顯然,曲線①是線性的,即引
力能V隨距離r呈直線變化;而
排斥能E(曲線③)是雙曲線。故,
兩條曲線必相交,交點(diǎn)為②,即普適方程②式(T=E)。這代表大自然第三種基本規(guī)律--普遍客觀存在規(guī)律--兩種相反作用永恒絕對平衡規(guī)律:既可以是穩(wěn)態(tài)平衡,例如原子和太陽系;又可以是動(dòng)態(tài)平衡,例如銀河系及宇宙的膨脹(含宇宙爆炸)。并且牛頓力學(xué)在大自然中完全好用!量子力學(xué)對牛頓力學(xué)的非議純屬癔語糊勒!
7.2普適方程注釋
第一,普適方程物理意義雖很寬廣,但卻真實(shí)具體,并不抽象。
第二,普適方程可以直接用來計(jì)算原子結(jié)構(gòu),計(jì)算天文結(jié)構(gòu)須要變換(略)。
第三,已不難看出大自然(宇宙萬物)沒有任何東西能夠(可以)逃脫普適方程規(guī)律的支配!所以這里用了"永恒絕對普遍"規(guī)律說法,不僅物理意義,而且哲學(xué)意義準(zhǔn)確可靠。亦不難看出人類目前為止的哲學(xué)理論錯(cuò)誤(略)!
第四,因此不難理解:普朗克常數(shù)及量子數(shù)好比一對孿生兄弟,他們共同貫穿全部物理世界全部內(nèi)容!
研究表明,這已構(gòu)成物理學(xué)最基本的定律--物理學(xué)奠基定律。以致物理學(xué)不得不另辟一章:
第八章物理學(xué)奠基定律
8.1物理學(xué)奠基定律
〖物理學(xué)奠基定律〗:普朗克常數(shù)h=2π?與量子數(shù)n=0,1,2,3…好比一對孿生兄弟,它們同時(shí)共同貫穿全部物理世界全部內(nèi)容,無例外。
8.2奠基注釋
大量研究表明,這不是簡單推廣。該定律普遍永恒絕對全天候成立!世界上找不到脫離這種定律的東西,人類的靈魂也不例外。因此,也沒有能脫離〖物理學(xué)奠基定律〗的物理學(xué)。所以這叫〖物理學(xué)奠基定律〗,名副其實(shí)也!
第九章量子力學(xué)的猜測
上述可見,量子力學(xué)對一些基本物理學(xué)問題要么似是而非,要么一無所知,儼然卻夸夸其談。甚者竟反科學(xué)之道建立了【測不準(zhǔn)原理】,于是使得科學(xué)陷于惡性循環(huán)不解之中。這就是目前科學(xué)活生生的現(xiàn)實(shí)!
現(xiàn)總結(jié)量子力學(xué)對科學(xué)的種種似是而非的猜測:
量子力學(xué)猜測一:(目前)試驗(yàn)電離能=原子真實(shí)能級(jí)
量子力學(xué)猜測二:原子結(jié)構(gòu)不同殼層K,L,M,N…中電子的量子數(shù)分別為n=0,1,2,3…
量子力學(xué)猜測三:粒子(物質(zhì))具有(一種朦朧的)波動(dòng)屬性
量子力學(xué)猜測四:"物質(zhì)波"①是軌跡波;②是幾率波;③是彌撒物質(zhì)波包
量子力學(xué)猜測五:費(fèi)米子(電子、質(zhì)子)的自旋量皆為(1/2)?
量子力學(xué)猜測六:電子具有反常磁矩屬性(閉著眼睛摸大象)(以下準(zhǔn)確計(jì)算證明)
量子力學(xué)猜測七:物質(zhì)世界是測不準(zhǔn)的,且不可能測準(zhǔn)的,并由此建立一種反科學(xué)的理論──【測不準(zhǔn)原理】
等等,僅舉與本文有關(guān)七例。
以上及以下討論充分證明《量子力學(xué)》完全錯(cuò)誤,一無是處!并可對物理學(xué)做如下結(jié)論。
第十章物理學(xué)正論
10.1世界是粒子的(含場粒子及天體)。但任何粒子都不存在任何物理意義上的內(nèi)稟波動(dòng)屬性。
10.2粒子能量是量子化的(包括天體)。但實(shí)際上根本不存在什么"量子",即使將"量子"理解為"能量子"也不科學(xué)。(量子力學(xué)純屬虛構(gòu)!)
10.3普朗克常數(shù)?及量子數(shù)n已給出并將給出全部物理世界準(zhǔn)確信息,它們共同貫穿全部物理世界全部內(nèi)容。
10.4任何粒子(含天體,電子,無例外)均不具反常磁矩內(nèi)稟屬性(以下給出具體計(jì)算嚴(yán)格證明)。
10.5物質(zhì)世界是可測的,并完全可測準(zhǔn)的,其準(zhǔn)確程度完全取決于普朗克常數(shù)h=2π?的準(zhǔn)確度。
10.6電子、質(zhì)子、中子都是經(jīng)典粒子。附錄中嚴(yán)格證明(這種證明本身就是物理學(xué)一種奇跡,量子力學(xué)望塵莫及)。
10.7目前為止,世界是經(jīng)典的。所以,量子力學(xué)所謂超脫經(jīng)典實(shí)際就是超脫科學(xué)!
以下附錄是對全文的嚴(yán)格、具體證明。
第十一章附錄:粒子及其磁矩問題
粒子物理問題,由于缺少直觀經(jīng)驗(yàn),這給人們正確認(rèn)識(shí)造成極大困難。然而量子力學(xué)的出現(xiàn)并沒有幫助人們解決困難,反而給人們本來有限的認(rèn)識(shí)能力又設(shè)置了人為的更難以逾越的障礙,這就是【測不準(zhǔn)原理】。并把人們的認(rèn)識(shí)能力禁錮在量子力學(xué)謬誤之中。
目前為止的實(shí)驗(yàn),已經(jīng)驗(yàn)證粒子具有磁矩。但對粒子磁矩問題,量子力學(xué)由于缺乏了解,又為了"符合"試驗(yàn),經(jīng)常自覺不自覺混淆,有時(shí)偷換,普朗克常數(shù)的物理概念。這已使得量子力學(xué)對粒子磁矩問題的描述嚴(yán)重有詐!
以下用CGS和高斯單位制具體討論:
11.1粒子磁矩問題的實(shí)驗(yàn)表達(dá)式
文獻(xiàn)[10]中,粒子磁矩表達(dá)通式如下:
g=nh/μ0H=ω?/μ0H―――――――(33)
研究表明,該式可謂經(jīng)驗(yàn)公式,因由試驗(yàn)而來,應(yīng)當(dāng)是正確表達(dá)式。
然而問題在于,量子力學(xué)對實(shí)驗(yàn)表達(dá)式的真實(shí)物理意義及實(shí)驗(yàn)的真實(shí)物理過程并不清楚。對表達(dá)式的理解也有錯(cuò)誤,因而得出完全錯(cuò)誤的結(jié)果和結(jié)論。
對于電子,(33)式可變?yōu)椋?/p>
ge=ωe?/μBH――――――――――――(34)
式中g(shù)e=1.0011596被量子力學(xué)定義為電子的"反常磁矩"值,ωe為電子自旋磁矩在磁場中進(jìn)動(dòng)角頻。并有:
μB=γe?=(e/2meC)?―――――――(35)
其中γe=e/2meC――――――――――――(36)
那么有g(shù)e=(ωe?/?H)÷γe――――――――(37)
可簡為ge=ωe/γeH―――――――――――(38)
這就是量子力學(xué)基本思路,并由此得出電子自旋磁矩錯(cuò)誤結(jié)果。又將這種錯(cuò)誤勇敢地推廣到其它粒子和其他情況,這就錯(cuò)上加錯(cuò)。
需要指出,根據(jù)教科書概念,(36)式為電子軌道回旋比。量子力學(xué)又認(rèn)為電子自旋回旋比為軌道回旋比的2倍,這是由于認(rèn)為(實(shí)際是猜測)電子自旋量為(1/2)?的必然結(jié)果。也得出電子的朗德因子為2的結(jié)果,這是完全錯(cuò)誤的(見下)。
以下討論給出完全的證明:電子純系經(jīng)典粒子,并且其荷質(zhì)比絕對均勻。
那么,對于這樣的經(jīng)典粒子--電子來說,不管其角動(dòng)量如何變化其軌道回旋比與自旋回旋比永遠(yuǎn)相等(只要建立均勻荷質(zhì)比的經(jīng)典粒子模型,立即可證,略)。
考慮到量子力學(xué)錯(cuò)誤因素在內(nèi),不影響以上及以下討論。研究表明(38)式對電子仍然準(zhǔn)確成立。
但量子力學(xué)錯(cuò)誤主要表現(xiàn)在:
11.2量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤
量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤一:將g定義為磁矩"反常"因子。這表明量子力學(xué)缺乏了解又理論貧乏,犯指導(dǎo)方向錯(cuò)誤。以下將給出g因子的真實(shí)物理意義和內(nèi)容。
量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤二:認(rèn)為費(fèi)米子(電子、質(zhì)子)的自旋量皆為(1/2)?,這是狄拉克根據(jù)量子力學(xué)計(jì)算的錯(cuò)誤結(jié)果:實(shí)際上是與作為能量單位的?簡單呼應(yīng)導(dǎo)出結(jié)果,沒有物理意義。因而是完全錯(cuò)誤的。
量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤三:量子力學(xué)自覺不自覺混淆并濫用普朗克常數(shù)?的物理概念并偷換之,這叫偷換概念。注意,(37)式中分線上下都有?項(xiàng)。由(33)式可知:
nhω?=E――――――――――――――(39)
這里?分明表示能量E的單位,這就是(37)式分線上面之?。而(37)式分線下面之?卻是角動(dòng)量的單位。兩種完全不同的物理概念不容混淆,雖然它們的數(shù)值和量綱完全一致。
稱職的物理學(xué)家在未有把握之前不會(huì)輕易消去?項(xiàng)。然而量子力學(xué)卻毫不顧忌這么做了,那末所得結(jié)果必有詐!
量子力學(xué)所犯經(jīng)典錯(cuò)誤四:以下將證明量子力學(xué)完全不了解粒子磁矩實(shí)驗(yàn)的真實(shí)物理過程以及(33)、(38)式的真實(shí)物理意義。
那么,電子磁矩實(shí)驗(yàn)真實(shí)物理內(nèi)容是什么呢?現(xiàn)將(34)式變化如下:
ωe=(ge·H/?)μB――――――――――(40)
注意,式中μB為玻爾磁子,系作為磁矩的單位出現(xiàn),為常數(shù);而?則作為能量的單位出現(xiàn),亦為常數(shù);因子ge也是常數(shù)。
那么,(40)式明確表明:ωe與H成正比,而與電子真實(shí)角動(dòng)量無關(guān)(注意式中無有角動(dòng)量物理量)。也就是說,無論電子真實(shí)角動(dòng)量是多少,(40)式中的ωe都保持不變。
或者由(38)式得:
ωe=ge·H·γe―――――――――――(41)
式中g(shù)e及γe均為常數(shù),該式仍然表明ωe只與H成正比,與電子真實(shí)角動(dòng)量無關(guān)。并請注意,這種認(rèn)識(shí)上的差異將產(chǎn)生完全不同的結(jié)論。
由此可結(jié)論:由于粒子磁矩進(jìn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與粒子真實(shí)角動(dòng)量這種無關(guān)性(注意:與實(shí)驗(yàn)無關(guān),并非理論無關(guān)),因而這種試驗(yàn)就不能直接測得任何粒子真實(shí)磁矩。因?yàn)橥耆喾矗W诱鎸?shí)磁矩直接與角動(dòng)量緊密(理論)相關(guān)(只要建立經(jīng)典粒子模型立即可證)。并且研究表明,這一結(jié)論對任何粒子都成立。
然而,量子力學(xué)卻由此直接得出"電子自旋磁矩"μe:
μe=ge·μB―――――――――――――(42)
注意:這種結(jié)果,①偷換了常數(shù)?概念;②假定電子自旋量為(1/2)?;③并不了解ge因子的真實(shí)物理意義,因而是完全錯(cuò)誤的結(jié)果。
然而,(41)式是有功勞的,它已經(jīng)揭示出粒子磁矩問題的本質(zhì)規(guī)律(量子力學(xué)全然不知)。并且,這種規(guī)律的正確性可用下述Ⅳ條磁矩定理表述。
11.3粒子磁矩定理Ⅰ
〖粒子磁矩定理Ⅰ〗:任何粒子(含場粒子及天體,下同)的磁矩問題都是經(jīng)典問題,不存在任何非經(jīng)典問題。
顯然,此定理的證明,不可能立竿以畢。但是,本文如下仍將給出完全的證明!
這定理的證明本身就已是物理學(xué)奇跡之一。這已表明量子力學(xué)完全無聊!
11.4粒子磁矩定理Ⅱ
〖粒子磁矩定理Ⅱ〗:任何磁矩進(jìn)動(dòng)試驗(yàn)都不能直接測得任何粒子的真實(shí)磁矩。但玻爾磁子除外。
其實(shí),上述討論已經(jīng)給出定理Ⅱ的證明。這是由于實(shí)驗(yàn)磁矩進(jìn)動(dòng)角頻(ω)與粒子真實(shí)角動(dòng)量(L)無關(guān),而粒子真實(shí)磁矩(μ)卻與粒子真實(shí)角動(dòng)量(L)緊密直接相關(guān)(不可開膠)!
然而,量子力學(xué)竟然由實(shí)驗(yàn)直接得出粒子的磁矩結(jié)果。那么,這種結(jié)果必不真實(shí),嚴(yán)重有詐!這表明,量子力學(xué)先天不足,后天空虛,已養(yǎng)成寄生性和猜測性。所謂寄生旨在寄生于經(jīng)典物理,經(jīng)典物理已清的,量子力學(xué)也清楚,并夸其談而娓動(dòng)聽;經(jīng)典物理未清的,量子力學(xué)也一無所知,不得不依賴對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行猜測--并美其名曰"符合"試驗(yàn)。
11.5粒子磁矩問題理論表達(dá)式
研究表明,為了要得到粒子真實(shí)磁矩,就必須建立磁矩問題的理論表達(dá)式。量子力學(xué)對此完全無能。本文大量研究,現(xiàn)給出粒子磁矩問題的準(zhǔn)確理論表達(dá)式如下:
Kφ=ω·L/μ·H――――――――――(43)
或?yàn)橛懻摲奖阕優(yōu)椋?/p>
ω=Kφ·μ·H/L――――――――――(44)
注意,這種理論表達(dá)式的正確性,可用粒子磁矩定理Ⅲ表述如下:
11.6粒子磁矩定理Ⅲ
〖粒子磁矩定理Ⅲ〗:任何粒子(同上)不管公轉(zhuǎn)還是自旋(旋轉(zhuǎn)軸須平行),其磁矩在磁場中進(jìn)動(dòng)角頻ω與粒子磁矩μ成正比,與外加磁場強(qiáng)度H成正比,與粒子角動(dòng)量L成反比。其比例為常數(shù)。
若用符號(hào)Kφ表示這個(gè)常數(shù),那么有:
Kφ=1.0011596――――――――――――(45)
研究表明,Kφ為物質(zhì)與物質(zhì)場相互作用常數(shù),并且這是所有粒子(含天體)的共性問題,絕非任何粒子(例如電子)所特有。任何粒子,無例外,都不具反常磁矩內(nèi)稟屬性,以下給出完全的證明。
研究還表明,理論表達(dá)式即(43)、(44)式具有普遍意義,對所有粒子(含天體)任何情況(公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn))都準(zhǔn)確適用。并都將得到與實(shí)驗(yàn)完全相符的結(jié)果。
這一事實(shí)完全表明:
第一,粒子磁矩問題是共性問題。
第二,粒子磁矩問題確系經(jīng)典問題。這表明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗成立(以下還將證明)。
11.7電子及其磁矩
作為物理學(xué)者,在將(34)式變?yōu)椋?8)式時(shí)不應(yīng)忘記兩件事:
11.7.1物理學(xué)者不應(yīng)忘記第一件事
第一件事:由于混淆并(偷)更換常數(shù)?物理概念的結(jié)果,使得(38)式具有了完全特殊的意義。在于,(38)式卻反映且唯能反映電子基態(tài)軌道磁矩真實(shí)情況。這是由于唯基態(tài)電子軌道運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量為?,也方可與作為能量單位的?相消。這么做的結(jié)果,使得磁矩實(shí)驗(yàn)只能直接測得電子基態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)真實(shí)磁矩,且在數(shù)值上等于玻爾磁子μB:
μB=ωe·?/ge·H――――――――――(46)
需指出,這是所有磁矩進(jìn)動(dòng)試驗(yàn)所能測得的唯一真實(shí)磁矩。除此之外任何粒子任何情況(公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn))的真實(shí)磁矩都不可能由磁矩進(jìn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)直接得出(只要建立經(jīng)典模型立即可證)!
(46)式也可由(34)式直接導(dǎo)出,但物理意義完全不同:在(34)式中,μB系作為磁矩的單位出現(xiàn),為常數(shù),?則作為能量的單位出現(xiàn);而(46)式中μB則是電子基態(tài)軌道真實(shí)磁矩,而?為電子基態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)真實(shí)角動(dòng)量。
11.7.2電子快報(bào)
電子快報(bào):
研究表明,(46)式又有引伸的重要物理意義(可謂物理學(xué)今古奇觀):在于由電子自旋的實(shí)驗(yàn)竟然得出電子軌道運(yùn)動(dòng)的真實(shí)磁矩μB;反而無論如何也不能直接測得電子的自旋真實(shí)磁矩。就是說,將電子自旋試驗(yàn)參數(shù)(自旋進(jìn)動(dòng)角頻ωe、自旋試驗(yàn)場強(qiáng)H、自旋因子ge)代入(46)式,居然得出電子基態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)真實(shí)磁矩μB!并且計(jì)算也表明,對其它軌道磁矩(38)式也適用。這便是值得物理學(xué)家注意的"電子快報(bào)"!于是有:
11.7.3電子磁矩問題的表達(dá)通式
因此,可以構(gòu)造電子磁矩問題的表達(dá)通式:
μe=ωe·Le/ge·H――――――――(47)
式中μe既表示電子的自旋磁矩,也表示軌道磁矩,Le則為對應(yīng)的角動(dòng)量。
11.7.4電子磁矩問題表達(dá)通式的應(yīng)用
例一:用電子磁矩表達(dá)通式即(47)式求解電子軌道角動(dòng)量為L2=2?時(shí)的軌道磁矩μ2
解:將L2=2?代入(47)式有:
μ2=ωeLe/geH=ωeL2/geH=ωe·2?/geH=2(ωe?/geH)
=2μB(正確)
研究表明,對電子自旋(47)式當(dāng)然成立,因?yàn)椋?4)~(38)式是系由自旋試驗(yàn)而來。只要將電子自旋真實(shí)角動(dòng)量代入(47)式便得電子自旋真實(shí)磁矩(以下給出結(jié)果)。
11.7.5莊嚴(yán)事實(shí)
莊嚴(yán)事實(shí):
由電子自旋試驗(yàn)得到的結(jié)果即(38)式,卻完全適用于電子任何情況(包括自旋各種狀態(tài),也包括軌道公轉(zhuǎn)各種情況)。這已充分證明〖粒子磁矩定理Ⅲ〗成立,同時(shí)證明〖粒子磁矩定理Ⅰ〗也成立。如果電子不是經(jīng)典粒子,(47)式絕不會(huì)成立。
11.7.6一條真理
一條真理:
上述莊嚴(yán)事實(shí)展示一條真理,即下式成立:
ω自/ω公=ωe/ωB1――――――(48)
式中用ω自表示電子自旋磁矩進(jìn)動(dòng)角頻,亦即ωe;而ω公表示電子軌道磁矩進(jìn)動(dòng)角頻,亦即ωB。研究表明這是〖粒子磁矩定理Ⅲ〗及〖粒子磁矩定理Ⅰ〗的必然結(jié)果!以下還將對(48)式進(jìn)一步證明。
這種結(jié)果,唯一表明電子純系經(jīng)典粒子,因?yàn)橹挥薪?jīng)典的荷電粒子模型(并且荷質(zhì)比均勻)才有(48)式結(jié)果(只要建立經(jīng)典模型立即可證,略)。
11.7.7量子力學(xué)錯(cuò)誤結(jié)果
然而,量子力學(xué)卻得出與(48)式相悖的錯(cuò)誤結(jié)果:
ωe/ωB=μe/μB=ge=1.0011596―――(49)
顯然,量子力學(xué)完全不知常數(shù)ge的真實(shí)物理意義。更不知:〖粒子磁矩定理Ⅱ〗已無余地地指出,任何磁矩進(jìn)動(dòng)試驗(yàn)都不可能直接測得任何粒子的真實(shí)磁矩!然而,量子力學(xué)卻直接得出(42)、(49)式結(jié)果。所以這種結(jié)果必不真實(shí),嚴(yán)重有詐!也顯然,這種結(jié)果純系根據(jù)實(shí)驗(yàn)比值瞎子摸象。又美其名曰"符合"試驗(yàn),多荒唐!
11.7.8物理學(xué)者不應(yīng)忘記第二件事--荷質(zhì)比均勻問題
第二件事:電子(作為粒子)自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)微荷質(zhì)比是否均勻?如果微荷質(zhì)比均勻,則(34)~(38)式均成立,反之都不成立。
這問題,只要建立經(jīng)典模型立即可證(略)。同樣可證明,如果粒子內(nèi)部微荷質(zhì)比不均勻?qū)壍拦D(zhuǎn)磁矩影響甚微,可忽略;但對自旋磁矩影響顯著,不可忽視(研究表明質(zhì)子和中子正是這種情況)。然而,量子力學(xué)一律忽視!
以下對荷質(zhì)比作定量討論,需要定義。
微荷質(zhì)比的定義:將粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)的真實(shí)荷質(zhì)比定義為微荷質(zhì)比,用符號(hào)q/m表之。
那么,如果粒子自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)微荷質(zhì)比點(diǎn)點(diǎn)相同,即:
q/m=常數(shù)―――――――――――(50)
則被定義為:粒子自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)荷質(zhì)比均勻。
否則謂荷質(zhì)比不均勻。
顯然,此類問題量子力學(xué)顯得力所不及。但值得慶幸的是,對電子來說大量研究表明(50)式準(zhǔn)確成立。也正因如此,才允許(否則不允許)進(jìn)行(35)~(38)式變換,才有(48)式結(jié)果。否則(48)式不會(huì)成立,也不會(huì)有(47)是正確結(jié)果。
此外,本文應(yīng)用普適方程已準(zhǔn)確推出電子自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)(繁瑣,略),這種結(jié)構(gòu)也準(zhǔn)確表明電子內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)微荷質(zhì)比點(diǎn)點(diǎn)相同。且有:
q/m=常數(shù)=e/me―――――――(51)
那么,以下〖粒子磁矩定理Ⅳ〗給(48)式以嚴(yán)格證明。
11.8粒子磁矩定理Ⅳ
〖粒子磁矩定理Ⅳ〗:任何粒子(同上)只要是經(jīng)典的,如果(50)式成立,不管公轉(zhuǎn)還是自旋下式總成立:
ω1/ω2=q1/m1÷q2/m2-―――――(52)
式中q1/m1、q2/m2分別表示兩種情況下的粒子平均荷質(zhì)比;ω1、ω2分別表示兩種情況下磁矩進(jìn)動(dòng)角頻;下表"1"、"2"表示兩種情況:其中包括兩種粒子情況m1、m2,或者兩種電荷q1、q2情況,或者表示同一粒子兩種試驗(yàn)條件,或者表示自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)兩種情況。
這表明(52)式的廣泛適應(yīng)性。它也表明粒子磁矩問題的共性,同時(shí)也表明離子磁矩問題的經(jīng)典性。
只要建立經(jīng)典模型,〖粒子磁矩定理Ⅳ〗立即可證(略)。需指出,〖粒子磁矩定理Ⅳ〗既可由理論表達(dá)式推導(dǎo)證明(略),也可由實(shí)驗(yàn)表達(dá)式推導(dǎo)(略)。
那么,將(52)式應(yīng)用于電子的自旋與公轉(zhuǎn)兩種情況,則有:
ω1/ω2=ω自/ω公=ωe/ωB
=q1/m1÷q2/m2――――――(53)
式中下標(biāo)"1"表示電子自旋情況,下標(biāo)"2"表示電子公轉(zhuǎn)情況。于是:
q1/m1q2/m2e/me
那么有:ω自/ω公ωe/ωB1―――――――(54)
這表明(48)式成立,亦即表明電子自身內(nèi)部荷質(zhì)比均勻。
這再一次證明了電子問題的經(jīng)典性質(zhì)。如果電子不是經(jīng)典粒子(54)式絕不成立。
至此,上述四條磁矩定理嚴(yán)格證畢。
那么,這就在事實(shí)上徹底打破了《量子力學(xué)》關(guān)于電子理論問題的神話--鬼話。
并且至此,已完全、充分、確切地證明了量子力學(xué)純系偽科學(xué)(非任何偏見)。在哲學(xué)及物理學(xué)意義上說,此結(jié)論都嚴(yán)格準(zhǔn)確。
11.9粒子磁矩理論表達(dá)式的應(yīng)用
11.9.1用理論表達(dá)式計(jì)算電子軌道磁矩
例二,應(yīng)用粒子磁矩理論表達(dá)式即(43)式求解電子基態(tài)軌道運(yùn)動(dòng)角動(dòng)量為L1=?時(shí)的軌道磁矩μB
解:由(43)及(54)式得
Kφ=ωBL1/μBH=ωe?/μBH――――(55)
那么μB=ωe?/KφH―――――――――――(56)
式中Kφ=ge(數(shù)值相等但物理意義不同)。顯然,該式與(46)式等價(jià)。所以(56)式結(jié)果正確。這表明本文磁矩理論表達(dá)式正確成立。
也顯然,對于其它軌道磁矩理論表達(dá)式都成立(略)。
那么,(55)式是一個(gè)很有用的式子,他好比粒子磁矩問題杠桿,由它可導(dǎo)出所有粒子所有情況(公轉(zhuǎn)和自傳)的真實(shí)磁矩。
11.9.2用理論表達(dá)式計(jì)算電子自旋真實(shí)磁矩
例三,用粒子磁矩理論表達(dá)式求解電子自旋真實(shí)磁矩:μe
解:將磁矩理論表達(dá)式用于電子自旋則有
Kφ=ωeLe/μeH―――――――――――(57)
聯(lián)立(55)、(57)二式則有
μe=(ωeLe/ωB?)μB――――――(58)
由〖粒子磁矩定理Ⅳ〗及(48)式知:ωe=ωB,故有:
μe=(Le/?)μB―――――――――――(59)
只要將電子真實(shí)自旋角動(dòng)量:Le
Le=(1/401.16764)?―――――――――(60)
(這是本文大量研究結(jié)果,推導(dǎo)繁瑣,略)代入(59)式便得電子自旋真實(shí)磁矩:μe
μe=(1/401.16764)μB――――――――(61)
可有人不敢相信這(61)式結(jié)果。但是,(59)式必正確!
那么,為何量子力學(xué)猜測電子自旋量為(1/2)?,又能與實(shí)驗(yàn)"相符"呢?這是由于磁矩實(shí)驗(yàn)表達(dá)式即(34)~(38)式與電子真實(shí)角動(dòng)量無關(guān),不管電子真實(shí)角動(dòng)量是多少,(34)與(38)二式總自洽成立。因此,量子力學(xué)詭稱符合實(shí)驗(yàn),實(shí)屬欺詐!
下面考察質(zhì)子。
11.10質(zhì)子及其真實(shí)磁矩
考察質(zhì)子磁矩立刻出現(xiàn)困難:卻乏質(zhì)子有關(guān)數(shù)據(jù)。
11.10.1質(zhì)子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)
不過不要緊,本文大量研究已經(jīng)給出質(zhì)子自身結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確描述,并在幾方面都與實(shí)驗(yàn)完全相符。這種描述給出如下兩個(gè)重要結(jié)果:
第一,質(zhì)子自旋真實(shí)角動(dòng)量以LP表示,則為:
LP=h=2π?=6.6260755×10-27(爾格妙)―――(62)
第二,質(zhì)子自旋理論半徑以rP表示,則為:
rP=1.324100×10-13(cm)――――――(63)
這兩項(xiàng)結(jié)果推導(dǎo)繁瑣,但以下仍將給出出其不意令人嘆為觀止的證明。
仿照電子,對質(zhì)子做如下計(jì)算:
EP=n2LP2/2mPrP2=n2h2/2mPrP2―――(64)
式中mP為質(zhì)子質(zhì)量,n為量子數(shù)。將(63)、(62)式代入得:
EP=n2×7.5163935×10-4(爾格)――――(65)
注意:式中數(shù)字恰為質(zhì)子自旋動(dòng)能,現(xiàn)以符號(hào)TP1表示:
TP1=(1/2)mP·C2
=7.5163935×10-4(爾格)――――――(66)
那么,據(jù)潛動(dòng)能定理,質(zhì)子必有潛動(dòng)能,以TP2表示:
TP2=TP1=(1/2)mP·C2
=7.5163935×10-4(爾格)―――(67)
那么,質(zhì)子必有全動(dòng)能以EPm表示:
EPm=TP1+TP2=mP·C2
=1.5032787×10-3(爾格)―――――(68)
這就是聞名遐邇的愛因斯坦"質(zhì)能關(guān)系"式:
E=mC2――――――――――――――――(69)
這表明質(zhì)子自旋速度恰為光速C,那么質(zhì)子自旋角動(dòng)量若以符號(hào)LP表示必為:
LP=mP·C·rP=6.6260755×10-27(爾格妙)
=h=2π?―――――――――――――(70)
如上計(jì)算表明,(63)、(62)二式必需同時(shí)成立。如果LP、rP中一項(xiàng)不成立,則上述計(jì)算都不成立。這可謂對質(zhì)子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)初步證明,以下還將證明。
11.10.2質(zhì)子世界
注意,(64)式有著極為豐富的物理內(nèi)容。現(xiàn)將其變化如下
E=n2h2/2mPr2――――――――――――(71)
這就是質(zhì)子輻射能場準(zhǔn)確數(shù)學(xué)表達(dá)式,式中r=rP∞為距離,E的量綱為能量,但其數(shù)值為在r處單位面積上的能量,即能場強(qiáng)度。當(dāng)距離從∞收縮至rP時(shí),能量E恰為EP即(65)式,且此時(shí)質(zhì)能關(guān)系式E=mC2成立。這說明質(zhì)子活動(dòng)(自旋)范圍為rP(自旋半徑),亦即(63)式成立。
上述可見,質(zhì)子世界的(作用)范圍為r=0∞。其中0rP為質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)世界,而rP∞為質(zhì)子(或原子核)的外部作用世界。
11.10.3量子化的根源
注意,(64)式及(71)式能量都是量子化的,并且,這就是世界量子化的真實(shí)根源!這是質(zhì)子(原子核)的內(nèi)稟屬性。也并且,原子核(質(zhì)子)以此嚴(yán)格規(guī)定并支配著所有外部世界:核外所有電子、原子、分子、晶體、固體、液體、氣體、天體、宇宙的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),以及宇宙的歷程。這些也都是大自然內(nèi)在本質(zhì)規(guī)律。
11.10.4質(zhì)子與普適常數(shù)
根據(jù)經(jīng)典物理,現(xiàn)將質(zhì)子電荷庫侖自舉能用Epe表示,則:
Epe=e2/2rP=8.7296129×10-7(爾格)―――(72)
那么有:
EPm/Epe=1722.0451=Φ―――――――(73)
這也就是正文中的普適常數(shù)Φ之值,參見(15)式。式中EPm為質(zhì)子全動(dòng)能,即(68)式。可見,普適常數(shù)Φ還嚴(yán)格規(guī)定著質(zhì)子。
注意:(15)式與(73)式是完全不同的計(jì)算,然而竟得出完全相同的結(jié)果,即普適常數(shù)Φ之值。這種令人嘆為觀止的結(jié)果,已完全表明本文對質(zhì)子的計(jì)算無誤。以上質(zhì)子數(shù)據(jù)都成立。
11.10.5質(zhì)子與反常磁矩
作如下計(jì)算:
(TP1+TP2)/TP1=1.0011614――――――(74)
這就是試驗(yàn)測得的"反常磁矩值"。注意文獻(xiàn)[10]介紹:"試驗(yàn)測得電子反常磁矩值為1.0011609(±0.0000024)"。
再做如下計(jì)算:
1+1÷(Φ/2)=1+2/Φ=1.0011614―――(75)
這就是普適常數(shù)Φ與反常磁矩的關(guān)系。
上述計(jì)算已經(jīng)表明:
第一,謂反常磁矩值并非為電子所特有,而是物質(zhì)間相互作用常數(shù),為任何粒子(包括天體)所共有。
第二,本文關(guān)于質(zhì)子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的計(jì)算準(zhǔn)確無誤。
11.10.6質(zhì)子的真實(shí)磁矩
有了上述準(zhǔn)備,現(xiàn)在繼續(xù)考察質(zhì)子磁矩。但又出現(xiàn)困難:質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)微荷質(zhì)比是否均勻?不過不要緊:可以先假定其荷質(zhì)比均勻,然后在研究處理。
那么,如果質(zhì)子荷質(zhì)比均勻,亦即假定(50)式對質(zhì)子成立,就可將〖粒子磁矩定理Ⅳ〗應(yīng)用于質(zhì)子和電子兩種粒子。必有:
ω1/ω2=ωe/ωP=q1/m1÷q2/m2=e/me÷e/mP
=mP/me―――――――――――(76)
式中用下標(biāo)"1"表示電子,下標(biāo)"2"表示質(zhì)子,所以有:
ωe/ωP=mP/me―――――――――――(77)
該式右端為質(zhì)子與電子的質(zhì)量之比,為:
mP/me=1836.1528―――――――――――(78)
而(77)式左端,實(shí)驗(yàn)(文獻(xiàn)[12])已經(jīng)測得:
ωe/ωP=658.210688―――――――――(79)
然而,量子力學(xué)(文獻(xiàn)[12])錯(cuò)誤地推薦此值為:
ωe/ωP=μe/μP=658.210688―――――(80)
顯然,這是錯(cuò)誤結(jié)果:第一因?yàn)椋鲜觥剂W哟啪囟ɡ恝颉揭褵o余地地指出,任何磁矩進(jìn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)都不可能直接測得任何粒子的真實(shí)磁矩;第二因?yàn)椋囼?yàn)實(shí)際測得的數(shù)據(jù)是ω而不μ,
這表明(79)式正確無誤,而(80)式錯(cuò)誤。
回頭再看,(77)式并不成立!究其原因恰在于:假設(shè)不合理。原來質(zhì)子自身結(jié)構(gòu)荷質(zhì)比并不均勻!然而,不均勻程度如何?需作如下計(jì)算:
mP/me÷ωe/ωP=1836.1528/658.201688
=2.7896125――――(81)
注意:這就是質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)荷質(zhì)比不均勻程度。因?yàn)槿绻少|(zhì)比均勻,(77)式必成立(據(jù)磁矩定理Ⅳ)!而事實(shí)不成立,恰在于質(zhì)子的荷質(zhì)比不均勻(唯一原因)。故,(81)式準(zhǔn)確表征質(zhì)子荷質(zhì)比不均勻程度。
若以符號(hào)gP表示質(zhì)子荷質(zhì)比不均勻因子(即不均程度),則有:
gP=mP/me÷ωe/ωP=2.7896125――――(82)
大量研究表明,此種關(guān)系對任何粒子都準(zhǔn)確成立。
于是粒子荷質(zhì)比不均因子(以符號(hào)g表示)的表達(dá)通式為:
g=m/me÷ωe/ω―――――――――――(83)
顯然,這里的荷質(zhì)不均因子與教科書中(文獻(xiàn)[4])朗德因子數(shù)值相近,但物理意義完全不同。若以符號(hào)g''''表示朗德因子,則有:
Kφ=g''''/g=1.0011596――――――――(84)
研究表明,(84)式對所有粒子都準(zhǔn)確成立。那么,對質(zhì)子則有:
Kφ=gP''''/gP=2.79284386/2.7896125
=1.0011596――――――(85)
看!質(zhì)子也有了"反常磁矩值":1.0011596。這種計(jì)算,再次打破了量子力學(xué)關(guān)于電子的神話--鬼話。
所以研究表明,Kφ=1.0011596為物質(zhì)與物質(zhì)場相互作用常數(shù)(參見〖粒子磁矩定理Ⅲ〗),為任何粒子(包括天體)所共有。并不為電子所特有,因而不能表征磁矩"反常"。
那么,將磁矩理論表達(dá)式,即(43)式用于質(zhì)子:
Kφ=ωP·LP/μP·H―――――――――(86)
聯(lián)立(55)、(86)二式有:
μP=(ωP·LP/ωe·?)μB―――――――(87)
將(70)、(79)二式代入得;
μP=(2π/658.210688)μB
=8.8528430×10-23(爾格/高斯)―――(88)
這就是質(zhì)子自旋真實(shí)磁矩!這是質(zhì)子磁矩的第一種算法。用這種算法可以算得任何粒子的真實(shí)磁矩,下面介紹另種算法。
11.11粒子磁矩另一種算法
大量研究,下面給出粒子磁矩另種算法表達(dá)通式:
μ=g·γ·L――――――――――――――(89)
研究表明,該式對所有粒子的磁矩都準(zhǔn)確適用。雖然教科書中也有一模一樣的公式,但物理意義大相徑庭!
這里,L為粒子真實(shí)角動(dòng)量;γ為所謂的回旋比,但對荷質(zhì)比不均勻的粒子,γ已不再能表征真實(shí)回旋比,而只能表征平均荷質(zhì)比概念;g則為荷質(zhì)比不均因子,它表征粒子內(nèi)部荷質(zhì)比不均勻程度,為無量綱常數(shù),可由實(shí)驗(yàn)測定,也可理論推導(dǎo)。并且有:
gg''''/Kφ―――――――――――――――(90)
式中g(shù)''''為教科書中的"朗德因子"。研究表明(89)、(90)二式對任何粒子(含天體),不管公轉(zhuǎn)還是自轉(zhuǎn)都嚴(yán)格成立。
11.11.1電子磁矩另一種算法
對于電子,(90)式變?yōu)椋?/p>
ge=ge''''/Kφ=1.0011596/1.00115961―――(91)
這里,電子的ge1,表征電子內(nèi)部結(jié)構(gòu)各點(diǎn)荷質(zhì)比絕對均勻。并再次證明電子確系經(jīng)典粒子。那么,以上所有計(jì)算均有效!
11.11.2用另種算法計(jì)算電子軌道磁矩
例四,用(89)式求解電子軌道角動(dòng)量為L3=3?時(shí)的軌道磁矩μ3
解:對于電子,ge1,γe=e/(2meC),并將L3=3?代入(89)式有
μ3=(e/2meC)×3?=3μB(正確)
11.11.3用另種算法計(jì)算電子自旋磁矩
例五,用(89)式求解電子自旋磁矩:μe
解:對于電子,ge1,γe=e/(2meC),代入(89)式得
μe=(e/2meC)Le=(Le/?)μB―――(92)
此結(jié)果與(59)式全同,正確。
11.11.4質(zhì)子和中子磁矩的另種算法略……
11.12結(jié)語
綜上述可見:
第一,Ⅳ條〖磁矩定理〗完全是經(jīng)典的。
第二,電子、質(zhì)子、中子完全遵從Ⅳ條〖磁矩定理〗,這已無可辯駁地證明:電子、質(zhì)子、中子完全是經(jīng)典粒子。《量子力學(xué)》純屬主觀臆造!
第三,本文《物理學(xué)正論》成立。
參考文獻(xiàn)
[1]理論物理《量子力學(xué)》-----------吳大猷著(臺(tái)灣)
[2]《物理量和天體物理量》-----------艾倫著(英)
[3]《關(guān)于氦原子的計(jì)算》-----------黃崇圣著(成都科技大學(xué)學(xué)報(bào)1980.6)
[4]《原子物理學(xué)》----------------諸圣麟著
[5]《氦原子光譜,兼談原子結(jié)構(gòu)》-----朱正擁著(鐵嶺師專學(xué)報(bào)1986.4)
[6]《18個(gè)元素的原子結(jié)構(gòu)計(jì)算》------張奎元著(鐵嶺衛(wèi)校校刊1988.1)
[7]《36個(gè)元素的原子結(jié)構(gòu)計(jì)算》------陶寶元著(鐵嶺教育學(xué)院院刊1989.1-2)
[8]《物理學(xué)》(教材)---------------復(fù)旦大學(xué)編
[9]《電動(dòng)力學(xué)》------------------郭碩鴻著
[10]《物理大辭典》-----------------臺(tái)灣版
量子力學(xué)表象的概念范文3
關(guān)鍵詞: 氫原子光譜 能級(jí)結(jié)構(gòu) 量子化
氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)屬于高中新課標(biāo)選修模塊,這一部分的內(nèi)容是現(xiàn)代科學(xué)理論的開端和基礎(chǔ),體現(xiàn)了人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的科學(xué)思想、科學(xué)方法。學(xué)生學(xué)習(xí)這一部分的知識(shí),難點(diǎn)在于觀念的局限,從連續(xù)性到量子化的觀念更替。如果僅僅是為了學(xué)習(xí)氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)知識(shí),推知原子結(jié)構(gòu),那么可以從氫原子的薛定諤方程解出能級(jí)公式,由此描述氫原子的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況,解釋氫原子光譜。這更直接,但學(xué)生無法接受,難以理解。學(xué)生在生活實(shí)踐中、在經(jīng)典物理的學(xué)習(xí)中形成了根深蒂固的連續(xù)性觀念,在這個(gè)觀念的基礎(chǔ)上建立了一套因果律的思維方式,習(xí)慣于形象直觀的物理圖像描述,又沒有統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的知識(shí),能級(jí)結(jié)構(gòu)反映的量子化觀念顯得突兀,難以一下子理解原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況。因而課標(biāo)要求,通過對氫原子光譜的分析,了解原子的能級(jí)結(jié)構(gòu),重視物理研究的過程,在探究和學(xué)習(xí)過程中逐步建立起量子化的新觀念和新思想。
1.由氫原子光譜推測能級(jí)結(jié)構(gòu)
氫原子光譜有連續(xù)譜和線狀譜,線狀譜由經(jīng)驗(yàn)公式描述
=R[-] (1)
此式稱為廣義巴爾末公式,是氫原子發(fā)光的波數(shù)。光量子論是確定的理論,愛因斯坦的光電效應(yīng)理論解釋,提出光能量總是一個(gè)單元的整數(shù)倍,這個(gè)能量單元為hv或hc,稱為光量子。如果把廣義巴爾末公式兩邊乘以hc,得
hc=hv=- (2)
(2)式左邊是光子能量,右邊必然也是能量[1]。右邊是兩項(xiàng)之差,兩項(xiàng)的形式相同,可以理解為能量在兩個(gè)狀態(tài)的差值。這樣(2)式的物理意義就清楚了,氫原子發(fā)出光子的能量等于其內(nèi)部能量的減少量,就是能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律。氫原子內(nèi)部能量為動(dòng)能與勢能之和,是負(fù)值,(2)式表示成
hc=hv=--(-) (3)
這樣,氫原子的內(nèi)部能量
E=- (4)
n稱為主量子數(shù),取1以上的正整數(shù)。可見,氫原子的內(nèi)部能量取分立值,稱為能級(jí)。
2.物理思想和方法
物理思想是指物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和相互作用的客觀存在反映在人們的意識(shí)中經(jīng)過思維活動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)果。這種思維活動(dòng)來源于社會(huì)實(shí)踐,尊重客觀規(guī)律,尊重實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)又不囿于經(jīng)驗(yàn),是符合辯證法的思維活動(dòng),思維活動(dòng)的結(jié)果必須經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)。物理學(xué)的每一個(gè)進(jìn)展都包含著科學(xué)家們思維活動(dòng)的精髓,閃耀著他們物理思想的火花,而氫原子結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的研究拉開了物理學(xué)由經(jīng)典理論到量子論變革的序幕,批判性、創(chuàng)新性的物理思不想斷熠熠生輝。
氫原子內(nèi)部能量是量子化的,這與我們過去的觀念格格不入。在經(jīng)典物理學(xué)及生活實(shí)踐中,有一個(gè)根深蒂固的觀念——連續(xù)性,在這個(gè)觀念下建立起來的運(yùn)動(dòng)方程,只要給定初值條件,就可以由運(yùn)動(dòng)方程預(yù)知將來的結(jié)果。經(jīng)典物理是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)了的,有大量實(shí)驗(yàn)證明,但由經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電磁輻射理論來描述氫原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和發(fā)光情況,得出的結(jié)論是不符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的。經(jīng)典輻射理論認(rèn)為帶電粒子做周期運(yùn)動(dòng)就要發(fā)出輻射即電磁能,電子會(huì)沿著螺旋線運(yùn)動(dòng)坍縮到原子核上,光譜也只有連續(xù)譜,不會(huì)有線狀譜。因此經(jīng)典理論在描述氫原子結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的時(shí)候出現(xiàn)了矛盾,波爾認(rèn)真思考、分析了這個(gè)問題后,他的看法是:在經(jīng)典物理理論框架中用盧瑟福模型解釋原子的穩(wěn)定性是不可能的[2]。波爾認(rèn)為,原子的穩(wěn)定性問題必須用另外一種觀點(diǎn)來看待,即電子繞原子核旋轉(zhuǎn)而不輻射能量,這種能量不變的狀態(tài)稱為定態(tài),這與經(jīng)典輻射理論格格不入的,但必須這么看待,以解決電子坍縮問題,也就是說經(jīng)典輻射理論在原子內(nèi)部是不適用的。電子不會(huì)坍縮到原子核上,則表明電子必然有一個(gè)最小的軌道限制電子的坍縮,也是電子能量最小的軌道,電子在這個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的,不會(huì)再發(fā)出能量,這個(gè)定態(tài)稱為基態(tài)。
氫原子怎么發(fā)光的問題,則由廣義巴爾末公式(1)式給出線索,并由此推出氫原子內(nèi)部能量(4)式,該式表明氫原子可以處在一系列的定態(tài),這些定態(tài)由正整數(shù)n表示。但要注意,前面由(1)式到(4)式的推導(dǎo)不能算作數(shù)理邏輯的論證,因?yàn)椋?)式是由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)湊出的一個(gè)表示形式,它的右邊不是可控制的已知物理量,只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式。(1)式兩邊乘以hc,從而得到(4)式,沒有物理依據(jù),包含人為因素,因此把(4)式看成氫原子內(nèi)部能量,不是實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,也不數(shù)理邏輯推導(dǎo)的結(jié)果,而且此式的形式和內(nèi)涵都與已知的理論不相容。因此,(4)式作為氫原子內(nèi)部能量的依據(jù)是不充分的,它只是一個(gè)線索,由這個(gè)線索出發(fā)可以解釋氫原子發(fā)光的問題,(3)表明了氫原子發(fā)光的物理含義,即氫原子每發(fā)出或吸收一個(gè)光子都是氫原子從一個(gè)定態(tài)到另一個(gè)定態(tài)的躍遷,其能量等于這兩個(gè)定態(tài)能級(jí)的差。
這里,玻爾提出了一個(gè)新的概念——躍遷。氫原子從一個(gè)定態(tài)到另一個(gè)定態(tài),亦即電子從一個(gè)軌道到另一個(gè)軌道是躍遷,不能理解成在空間劃過一條軌跡到達(dá)另一個(gè)軌道,這與衛(wèi)星變軌是完全不同的物理圖像,否則光譜又只能是連續(xù)譜。躍遷這個(gè)概念,玻爾提出時(shí)也無法定義、無法解釋,暫時(shí)理解成在一個(gè)軌道上消失了一個(gè)電子,而在另一個(gè)軌道上出現(xiàn)了一個(gè)電子。后來人們把這幅物理圖像比喻成原子中的幽靈,是不能直觀想象的,躍遷的概念是在量子力學(xué)建立后由統(tǒng)計(jì)物理的理論來解釋。
氫原子的這一系列定態(tài)必須要有理論論證,玻爾歸納了以上的分析,提出了關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的普遍理論,稱為玻爾理論:定態(tài)假設(shè)、頻率條件和軌道角動(dòng)量量子化條件。其中定態(tài)假設(shè)和頻率條件在前面已經(jīng)表述,軌道角動(dòng)量量子化條件則是由對應(yīng)原理推出。玻爾提出這個(gè)理論的依據(jù)是:核式模型、光量子論和氫光譜實(shí)驗(yàn)資料。由這個(gè)理論結(jié)合牛頓力學(xué)可以推出氫原子內(nèi)部能量公式,和(4)式一樣。
討論最簡單的情況,電子做圓軌道運(yùn)動(dòng),氫原子內(nèi)部能量包括電子的動(dòng)能、電子和原子核的庫侖吸引能,把原子核看成靜止不動(dòng)的。
氫原子能量E=mv-=-z
將軌道角動(dòng)量量子化條件2πrmv=nh n=1,2,3,…
代入上式可得E=-=-z (5)
對氫原子,z=1,(5)式與(4)完全一樣。
由氫原子光譜推測能級(jí)結(jié)構(gòu),從而描述氫原子結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng),這就是物理學(xué)常用的從表象到機(jī)理的方法。玻爾在依據(jù)不充分的情況下通過假設(shè)提出了原子內(nèi)部的量子化規(guī)律,部分地描述了氫原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng),也為量子力學(xué)的建立打下了思想基礎(chǔ)。假設(shè)是現(xiàn)代物理重要的物理方法之一,它不是憑空猜想,是把欠缺的依據(jù)補(bǔ)充完整,由此建立的理論必須是符合邏輯的,并且能夠通過實(shí)踐檢驗(yàn)。這就需要物理學(xué)家的直覺和想象,不崇拜經(jīng)驗(yàn)和權(quán)威,大膽想象、敢于創(chuàng)新。教師在關(guān)于氫原子能級(jí)的教學(xué)中,不僅要教給學(xué)生量子理論的知識(shí),而且要引導(dǎo)學(xué)生的思維,讓學(xué)生了解物理學(xué)的研究方法,使學(xué)生建立起物理思想,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
參考文獻(xiàn):
[1]褚圣麟.原子物理學(xué)[M].高等教育出版社,1979:29.
量子力學(xué)表象的概念范文4
關(guān)鍵詞:科學(xué) 審美主義 宇宙觀
引言
在科學(xué)活動(dòng)中,具有一種將科學(xué)研究審美化的趨向。從古希臘時(shí)代到20世紀(jì),我們都可以在偉大科學(xué)家的行列中,找到例子,證明對科學(xué)揭示的自然美的追求,是科學(xué)發(fā)展的一個(gè)基本動(dòng)機(jī)。法國數(shù)學(xué)家彭家勒(H.Poincaré)說:“科學(xué)家并不為了有用而研究自然。他研究自然,是因?yàn)樗軓闹蝎@得樂趣;他之所以能獲得樂趣,是因?yàn)樽匀皇敲赖摹H绻匀徊皇敲赖模筒恢档谜J(rèn)識(shí),生活也不值得一過。”[1]彭家勒的科學(xué)觀,在20世紀(jì)的科學(xué)家(尤其是數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家)中有很大的代表性。愛因斯坦堅(jiān)持與彭加勒同樣的主張,并且更明確、更堅(jiān)決。他認(rèn)為,科學(xué)家從事艱辛的科學(xué)研究的根本動(dòng)機(jī)是對自然的“預(yù)定和諧”的一種宗教式的虔誠情感,“渴望看到這種先定的和諧,是無窮的毅力和耐心的源泉”;科學(xué)家的最高使命是揭示自然世界的基本規(guī)律,并在此基礎(chǔ)上,用數(shù)學(xué)形式為自然世界繪制一幅完全和諧、完整單純的圖像。科學(xué)家們是帶著神圣的激情和偉大的想象力來探索和繪制這幅世界圖像的,并從中獲得發(fā)現(xiàn)和證實(shí)了自然世界的完美和諧的快樂(滿足感)。[2]
我們可以把彭加勒和愛因斯坦的科學(xué)觀概括為科學(xué)中的審美主義。它包含三個(gè)主要觀念:第一,堅(jiān)持對自然世界的和諧完美秩序的信念,認(rèn)為自然規(guī)律本身必然是完美和諧的;第二,認(rèn)為科學(xué)研究的內(nèi)在動(dòng)機(jī),不是出于實(shí)用目的,甚至也不是為了認(rèn)識(shí)自然真理,而是為了發(fā)現(xiàn)和展示自然世界和諧完美的秩序;第三,科學(xué)的審美感,既是引導(dǎo)和推動(dòng)科學(xué)理論發(fā)現(xiàn)(創(chuàng)新)的力量,也是鑒別一個(gè)科學(xué)理論是否具有真理性(科學(xué)性)的主要標(biāo)準(zhǔn)。
本文將進(jìn)一步探討科學(xué)審美主義的基本含義是什么?它與藝術(shù)中的審美主義的差異是什么?科學(xué)審美主義對20世紀(jì)科學(xué)思想發(fā)展的主要影響是什么?它對于當(dāng)代人類精神具有什么意義?
1
在討論科學(xué)中的審美主義時(shí),需要討論的一個(gè)重要問題是:究竟什么是科學(xué)理論的審美性質(zhì)?英國科學(xué)理論家麥卡里斯特(J.W. McAllister)曾將科學(xué)理論的審美性質(zhì)概括為五種:對稱性形式、模型的使用、形象化 / 抽象化、簡單性和形而上學(xué)虔誠。[3]根據(jù)麥卡里斯特,使用模型是在兩個(gè)理論之間建立類比關(guān)系,比如拉普拉斯的熱力學(xué)理論給出了一個(gè)將熱作為流體處理的模型;形象化則是指在一個(gè)科學(xué)理論與某種現(xiàn)象之間建立比喻關(guān)系,比如將DNA螺旋形象化為盤旋而上的樓梯;抽象化則是指借助數(shù)學(xué)的和其他抽象形式的工具描述現(xiàn)象。這三種審美性質(zhì)(使用模型、形象化 / 抽象化),在科學(xué)審美主義中,并不是很重要的。重要的是對稱性形式、簡單性和形而上學(xué)虔誠。在這里,我們有必要對這三種審美性質(zhì)逐一探討。
首先,我們探討對稱性形式。在自然界中,從宏觀到微觀,普遍存在著對稱性形式。左右對稱(反射對稱)和旋轉(zhuǎn)對稱,是與我們?nèi)粘I畹目臻g相關(guān)的兩種最基本的對稱形式,也是最早被數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家關(guān)注和普遍運(yùn)用的兩種對稱形式。在物理學(xué)中,C(電荷共軛對稱)、P(空間反射對稱)、T(時(shí)間反演對稱)對稱是三種最基本的對稱形式。[4]首先我們要明確的是,“對稱”,是一個(gè)非常復(fù)雜的概念,它在生活、藝術(shù)和科學(xué)中的含義是不同的。在科學(xué)理論中,對稱性涉及到兩個(gè)概念:變換和不變性。麥卡里斯特說:“一個(gè)結(jié)構(gòu)在一定的變換下是對稱的,只要該變換能夠使該結(jié)構(gòu)保持不變。”[5]科學(xué)理論也從另一個(gè)意義上定義對稱,即“不可觀測性”。李政道指出:“實(shí)際上,所有對稱都是以這個(gè)假定為前提的:確定的基本量是不能觀測到的,這些基本量即稱為‘不可觀測量’。相反,當(dāng)一個(gè)不可觀測量變成了可觀測量,我們就發(fā)現(xiàn)一個(gè)對稱損壞。”[6]我們可以用一個(gè)簡單的比喻來說明這個(gè)對稱定義:我們一般認(rèn)為我們的左手和右手是對稱的,這是因?yàn)槲覀冎皇强吹剿鼈冊谕庥^上大致相同的量,沒有觀測到它們之間的更基本量的差異;如果觀測到了這些更基本的量,我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)左手與右手的對稱并不存在(不是絕對對稱的)。
對稱性在自然界和人類生活中都占有非常重要的位置,科學(xué)家很早就運(yùn)用對稱性原理探索自然規(guī)則。但是,對稱觀念只有在現(xiàn)代科學(xué)中才產(chǎn)生重要作用,進(jìn)入20世紀(jì)以后,對稱觀念變成了物理學(xué)、化學(xué)等諸多科學(xué)的中心概念。楊振寧指出,對稱觀念在現(xiàn)代物理學(xué)中的重要性,來自于兩個(gè)原因:第一,到了20世紀(jì),人們才發(fā)現(xiàn)守恒定律與對稱性的密切聯(lián)系——一種守衡定律對應(yīng)著一種對稱性形式;第二,量子物理學(xué)的發(fā)展需要利用對稱性原理確定量子數(shù)和選擇規(guī)則。根據(jù)量子物理學(xué)原理,世界各個(gè)不同的基本粒子之間有4種不同的相互作用:強(qiáng)相互作用,電磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。對稱性是決定相互作用的主要因素。相互作用就是力量。“對稱決定力量。”[7] 對稱性在現(xiàn)代科學(xué)中的中心地位,從狄拉克對愛因斯坦的評價(jià)也可看出。他在1982年詢問楊振寧,什么是愛因斯坦對物理學(xué)最重要的貢獻(xiàn)?楊振寧回答說:“1916年的廣義相對論。”狄拉克說:“那是重要的,但不象他引入的時(shí)空對稱的概念那么重要。”對狄拉克這個(gè)與眾不同的觀點(diǎn),楊振寧事后評論說:“狄拉克的意思是,盡管廣義相對論是異常深刻的和有獨(dú)創(chuàng)性的,但是空間和時(shí)間的對稱對以后的發(fā)展有更大的影響。的確,與人類的原始感受如此抵觸的時(shí)空對稱,今天已與物理學(xué)的基本觀念緊密地結(jié)合在一起了。”[8]
科學(xué)理論的對稱性是和自然存在的對稱性相對應(yīng)的。“可以說一個(gè)科學(xué)理論具有某種對稱性,如果對該理論的諸概念性組分(它的概念、公設(shè)、自變數(shù)、方程或其他元素)施加一個(gè)變換而該理論的內(nèi)容或者主張保持不變。”[9]麥克斯韋電磁方程組、洛倫茲變換理論和愛因斯坦的廣義相對論,都具有高度的對稱性(相對變化的不變性)。楊振寧說:“從十分復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)中所引導(dǎo)出來的一些對稱性,有高度的單純與美麗。這些發(fā)展給了物理工作者鼓勵(lì)與啟示。他們漸漸了解到了自然現(xiàn)象有著美妙的規(guī)律,而且是他們可以希望了解的規(guī)律。”[10]在科學(xué)理論中,對稱性給予科學(xué)家在兩個(gè)基本觀念上的滿足:相對性的不變性和邏輯的簡單性。這兩者的統(tǒng)一,是對稱性美感的實(shí)質(zhì)。由此我們涉及到科學(xué)理論的簡單性審美性質(zhì)。“簡單性相等于美。”這是彭加勒、愛因斯坦、狄拉克和海森堡等現(xiàn)代科學(xué)家都堅(jiān)持的信條,而且,他們相應(yīng)把簡單性作為評估科學(xué)理論的真理價(jià)值的一個(gè)基本標(biāo)準(zhǔn)。海森堡在與愛因斯坦討論時(shí)曾表示,“如果自然讓我們獲得高度簡潔而優(yōu)美的數(shù)學(xué)形式,那種前人未曾見到的形式,我們會(huì)毫不猶豫地認(rèn)為它們是‘真實(shí)的’,認(rèn)為它們展示了自然的真面目。”[11] 愛因斯坦在一封通信中,更明確地說:“從有點(diǎn)象馬赫那種懷疑的經(jīng)驗(yàn)論出發(fā),經(jīng)過引力問題,我轉(zhuǎn)變成為一個(gè)信仰唯理論的人,也就是說,成為一個(gè)到數(shù)學(xué)的簡單性中去尋求真理的唯一可靠源泉的人。邏輯上簡單的東西,當(dāng)然不一定就是物理上真實(shí)的東西。但是,物理上真實(shí)的東西一定是邏輯上簡單的東西,也就是說,它在基礎(chǔ)上具有統(tǒng)一性。”[12]
科學(xué)理論的第三個(gè)重要的審美性質(zhì)是表現(xiàn)一種形而上學(xué)虔誠。這就是說,科學(xué)家在他的理論體系中堅(jiān)持并表達(dá)了他及其科學(xué)共同體遵從的形而上學(xué)世界觀。在包括愛因斯坦在內(nèi)的科學(xué)傳統(tǒng)中,科學(xué)家的形而上學(xué)虔誠的核心是對自然秩序的確定性和不變性的信念。愛因斯坦盡管不滿意牛頓用絕對不變的時(shí)間和空間觀念來描述自然秩序,而把時(shí)間和空間結(jié)合成為時(shí)間-空間變換的相對體系,但是仍然主張自然秩序是一個(gè)時(shí)-空對稱的體系,即時(shí)空相對論不變性的確定體系。他說:“相信世界在本質(zhì)上是有秩序的和可認(rèn)識(shí)的這一信念,是一切科學(xué)的基礎(chǔ)。這種信念是建筑在宗教感情上的。我的宗教感情就是對我們的軟弱的理性所能達(dá)到的不大一部分實(shí)在中占優(yōu)勢的那種秩序懷著尊敬的贊賞心情。”[13]愛因斯坦反對量子力學(xué),不僅因?yàn)榱孔恿W(xué)的數(shù)學(xué)方式不能滿足他關(guān)于科學(xué)理論的對稱性和簡單性審美偏愛,而且因?yàn)榱孔恿W(xué)的不確定性原理和量子躍遷原理在根本上瓦解了他的形而上學(xué)世界觀的基礎(chǔ):自然秩序的確定性和連續(xù)性。他堅(jiān)持用嚴(yán)格的因果關(guān)系看待量子運(yùn)動(dòng),并且試圖給這種運(yùn)動(dòng)以“明確的形式”。他說:“我覺得完全不能容忍這樣的想法,即認(rèn)為電子受到輻射的照射,不僅它的跳躍時(shí)刻,而且它的方向,都由它自己的自由意志去選擇。在那種情況下,我寧愿做一個(gè)補(bǔ)鞋匠,或者甚至做一個(gè)賭場里的雇員,而不愿意做一個(gè)物理學(xué)家。”[14]
形而上學(xué)虔誠,是審美主義的理論歸宿,審美主義所追求的對稱性和簡單性都是指向這個(gè)目的的。如果說科學(xué)傳統(tǒng)的形而上學(xué)虔誠的中心是自然秩序的確定性和不變性,即自然是一個(gè)和諧統(tǒng)一的體系,對稱性和簡單性則是這個(gè)體系的統(tǒng)一性的最好保證。美國物理學(xué)家、愛因斯坦審美主義科學(xué)觀的追隨者阿·熱(Anthony Zee)指出:“物理學(xué)家們夢想能對自然作一個(gè)統(tǒng)一的描述。對稱性以它強(qiáng)大的力量把物理學(xué)中那些看上去毫不相關(guān)的方面捆在了一起,因而和統(tǒng)一的觀念緊緊相聯(lián)。”[15]對稱在20世紀(jì)上半期物理學(xué)中的中心意義,主要原因是直到1956年之前,物理學(xué)家們都相信基本粒子間的四種相互作用(力)都分別遵守CPT定律。C指電荷共軛不變性,P指宇稱(反映)不變性,T指時(shí)間反演不變性。如果四種相互作用都遵守CPT定律,則對稱性成為世界秩序的最基本組織原理,世界無疑是一個(gè)和諧統(tǒng)一的對稱體系。但是,1956年楊振寧和李政道揭示了弱相互作用不遵守宇稱不變性,其后,物理學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了弱相互作用也不遵守電荷共軛不變性。宇稱守衡定律的破壞,不僅破壞了物理學(xué)家用對稱性最后統(tǒng)一世界的構(gòu)想,也從根本上打擊了科學(xué)傳統(tǒng)關(guān)于世界統(tǒng)一性的形而上學(xué)虔誠。20世紀(jì)科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,否定了一個(gè)關(guān)于靜態(tài)的均勻的宇宙觀念,展示給我們的是一個(gè)膨脹的非均勻的宇宙。這個(gè)新的宇宙圖景無疑是對科學(xué)審美主義的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
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愛因斯坦說:“音樂和物理學(xué)領(lǐng)域中的研究工作在起源上是不同的,可是被共同的目標(biāo)聯(lián)系著,這就是對表達(dá)未知的東西的企求。它們的反應(yīng)是不同的,可是它們互相補(bǔ)充著。至于藝術(shù)和科學(xué)上的創(chuàng)造,那末,在這里我完全同意叔本華的意見,認(rèn)為擺脫日常生活的單調(diào)乏味,和在這個(gè)充滿著由我們創(chuàng)造的形象的世界中尋找避難所的愿望,才是它們的最強(qiáng)有力的動(dòng)機(jī)。這個(gè)世界可以由音樂的音符組成,也可以由數(shù)學(xué)的公式組成。我們試圖創(chuàng)造合理的世界圖象,使我們在那里面就象感到在家里一樣,并且可以獲得我們在日常生活中不能達(dá)到的安定。”[16]
愛因斯坦的話引起我們對科學(xué)的審美主義和藝術(shù)的審美主義兩者關(guān)系的思考。在這段話中,愛因斯坦指出了藝術(shù)與科學(xué)(音樂與物理學(xué))的兩個(gè)共同目的:第一,企求認(rèn)識(shí)和表達(dá)未知的東西,第二,在自己創(chuàng)造的世界圖象中獲得安慰和安定。亞里士多德在2300多年前就指出,藝術(shù)(詩藝)產(chǎn)生的原因有兩個(gè):第一,人從孩提時(shí)候起就有模仿的本能,并通過模仿獲得了最初的知識(shí);第二,每個(gè)人都能從模仿的成果中得到,甚至在現(xiàn)實(shí)中讓人感到不快的丑的事物,也能通過模仿變得美,引起人的。[17]亞里斯多徳的觀點(diǎn)正與愛因斯坦一致,都以求知為藝術(shù)和科學(xué)共同的目的,并且實(shí)際上都肯定了美與真的統(tǒng)一。無疑,藝術(shù)活動(dòng)包括了認(rèn)識(shí)自然的動(dòng)機(jī)。但是,藝術(shù)還有將自然理想化和自由表現(xiàn)的動(dòng)機(jī)。從藝術(shù)發(fā)展史來看,如果說共同的認(rèn)識(shí)動(dòng)機(jī)使藝術(shù)與科學(xué)曾經(jīng)處于交差、統(tǒng)一的狀態(tài)(古希臘將藝術(shù)與科學(xué)都作為自由的技藝,由繆斯女神統(tǒng)管),那么,藝術(shù)特有的理想化和自由表現(xiàn)的動(dòng)機(jī)卻將藝術(shù)與科學(xué)逐漸分離開來,甚至造成了兩者的歷史性對立。
在經(jīng)典科學(xué)原則下,甚至在愛因斯坦這樣的科學(xué)審美主義者的原則下,科學(xué)創(chuàng)造也不能被理解為對自然的理想化和自由表現(xiàn)。相反,科學(xué)的審美主義是反對自由意志,而堅(jiān)持嚴(yán)格的確定性原則的。這就是愛因斯坦多次申明的:“我無論如何深信上帝不是在擲骰子。”[18]在現(xiàn)代藝術(shù)發(fā)展中,藝術(shù)創(chuàng)造的自由原則具有中心意義。正是在這個(gè)意義上,康德在對藝術(shù)作本質(zhì)界定的時(shí)候,對科學(xué)和藝術(shù)作了嚴(yán)格區(qū)分:藝術(shù)是非認(rèn)識(shí)的天才的自由創(chuàng)造活動(dòng),而科學(xué)是通過學(xué)習(xí)可以掌握的認(rèn)識(shí)活動(dòng)。康徳說:“那些一旦人們知道了應(yīng)當(dāng)做什么就能操作的活動(dòng),不是藝術(shù);只有那些人們雖然完全掌握了它卻并不相應(yīng)就有操作能力的活動(dòng),才是藝術(shù)。”[19] 康徳的論述無疑包含了對科學(xué)創(chuàng)造性的偏見,許多科學(xué)家(牛頓、愛因斯坦、海森堡)的科學(xué)活動(dòng)非常好地證明了科學(xué)的突破性發(fā)展是科學(xué)天才的偉大創(chuàng)造。但是,康徳揭示了科學(xué)與藝術(shù)的一個(gè)基本差異:即科學(xué)創(chuàng)造不以個(gè)性和自由表現(xiàn)為目的,這恰是藝術(shù)(尤其是現(xiàn)代藝術(shù))創(chuàng)造的目的。當(dāng)然,科學(xué)理論作為科學(xué)家個(gè)人的創(chuàng)造成果,總是在一定程度上帶著他的個(gè)性和自由特征。德國數(shù)學(xué)家玻爾茲曼(Boltzmann)說:“正如一個(gè)音樂家可以在聽到頭幾個(gè)音節(jié)就能判斷他的莫札特、貝多芬或舒伯特,一個(gè)數(shù)學(xué)家也能夠在讀過頭幾頁之后辨別出他的柯西(Cauthy)、高斯(Gauss)、雅可比(Jacobi)、亥爾姆霍茲(Helmholtz)或基爾霍夫(Kirchhoff)。法國作者表現(xiàn)出他們的極其形式化的優(yōu)美風(fēng)格,而英國作者,特別是麥克斯韋(Maxwell),卻表現(xiàn)出他們的戲劇感。”[20]但是,與音樂家在音樂創(chuàng)作中的個(gè)性表現(xiàn)相比,科學(xué)家在科學(xué)創(chuàng)作中的個(gè)性表現(xiàn)不僅不是著意追求的目標(biāo),而且它的自由度受到科學(xué)規(guī)則的相當(dāng)嚴(yán)格的限制。
具體到科學(xué)理論的審美性質(zhì),我們已論述,它主要表現(xiàn)為對稱性、簡單性,并歸宿為對世界和諧統(tǒng)一的形而上學(xué)虔誠。在藝術(shù)中,這三種審美性質(zhì),即對稱性、簡單性和統(tǒng)一性(和諧),同樣具有普遍和基本的審美價(jià)值,在古典藝術(shù)范圍中,甚至可以說它們是一切形式美原則的基礎(chǔ)。當(dāng)代人類行為學(xué)研究成果表明,人類的形式美感是建立在人作為一個(gè)高等脊椎動(dòng)物在這個(gè)世界中生存的基本生理-心理需要基礎(chǔ)上的:秩序感和安全感。因此,人類視知覺有一種尋找統(tǒng)一和秩序的本能機(jī)制,這個(gè)機(jī)制不僅對一切統(tǒng)一而有秩序的形式產(chǎn)生滿足感(),而且會(huì)自動(dòng)創(chuàng)造秩序和統(tǒng)一,將對象審美化。對稱性和簡單性,無疑具有基本的秩序和高度的統(tǒng)一性。因此,它們具有普遍的審美價(jià)值。[21] 在這個(gè)基本意義上,我們看到科學(xué)與藝術(shù)對形式美追求的共同性,并且應(yīng)當(dāng)贊成愛因斯坦的觀點(diǎn),科學(xué)和藝術(shù)都在為我們創(chuàng)造和諧優(yōu)美(合理)的世界圖象,“使我們在那里面就象感到在家里一樣,并且可以獲得我們在日常生活中不能達(dá)到的安定”。但是,人并不能滿足于只是生活在寧靜安全的環(huán)境中,在尋找秩序和安全的同時(shí),他還在自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的影響下保持著一種對差異和變化的要求,有著好奇的本能沖動(dòng)。德國人類行為學(xué)家愛波-愛伯斯費(fèi)爾塔(I. Eibl-bibesfeldt)說:“一方面,人努力獲得寧靜和安全,但同時(shí),他需要差異、激烈、和緊張,這也是必須滿足的。”[22]藝術(shù)的形式美原則,不是單向地以對稱、簡單指向統(tǒng)一,而是同時(shí)要求著變化、差異和多樣性;科學(xué)理論的審美性質(zhì)卻是單向地指向簡單和統(tǒng)一的。“簡單就是美”,這對于科學(xué)審美主義是一個(gè)具有真理性的原則,而對于藝術(shù)卻必須在充分展示對象豐富性的意義上,才具有審美有效性。同樣,在藝術(shù)中,對稱性必須以變化和差異為基礎(chǔ),它應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)為一種動(dòng)態(tài)的知覺平衡(均衡,balance),而不是實(shí)在的物理守恒。正是在這個(gè)意義上,我們不僅在生動(dòng)優(yōu)雅的古希臘雕塑中,而且在相對僵硬機(jī)械的古埃及雕塑中,也找不到完全符合物理-數(shù)學(xué)對稱性的造型。
正如科學(xué)理論的最終形式是數(shù)學(xué)模型,科學(xué)理論的審美性質(zhì)歸根到底是數(shù)學(xué)形式的優(yōu)美和諧。愛因斯坦說:“我以為科學(xué)家是滿足于以數(shù)學(xué)形式構(gòu)成一幅完全和諧的圖象的,通過數(shù)學(xué)公式把圖象的各個(gè)部分聯(lián)系起來,他就十分滿意了,而不再去過問這些是不是外在世界中因果作用定律的證明,以及證明到什么程度。”[23]狄拉克說:“愛因斯坦可能覺得,于取得與觀察一致相比較,在一種真正根本的意義上,數(shù)學(xué)根基上的美才是更重要的。”[24] 正是在這個(gè)意義上,即科學(xué)的美是數(shù)學(xué)形式的美的意義上,彭加勒指出,科學(xué)家所關(guān)注的美,不是感性現(xiàn)象的美,而是來自于事物的各部分和諧秩序的內(nèi)在的美,換句話說,科學(xué)美是感覺不能把握,只能用純理智才能把握的理性美。他明確說:“這種感覺能力,即對數(shù)學(xué)秩序的直覺,使我們能夠窺見自然隱秘的和諧關(guān)系,但不是每個(gè)人都具有的。”[25] 這就是說,科學(xué)理論的美,不僅需要理智才能把握,而且只有具有數(shù)學(xué)直覺力的科學(xué)家才能把握。
科學(xué)追求使用數(shù)學(xué)符號(hào)和公式精確地表現(xiàn)自然秩序的統(tǒng)一性。它是對自然世界高度精密地簡化描述。海森堡說:“美就是部分與部分之間、部分與整體之間的固有的一致。”[26]這個(gè)美的定義是以數(shù)學(xué)的精確性和統(tǒng)一性為基礎(chǔ)的。彭加勒也對美(數(shù)學(xué)的美)給出了相同的定義。科學(xué)理論的美要符合數(shù)學(xué)精確性,因此是有客觀標(biāo)準(zhǔn)的。但是,藝術(shù)美不具有數(shù)學(xué)的精確性,沒有客觀的標(biāo)準(zhǔn)。阿多諾說:“絕不能就象蔡辛?xí)r代的美學(xué)所做的那樣,把形式概念歸結(jié)為數(shù)量關(guān)系。” [27] 蔡辛(A. Zeising)是19世紀(jì)德國美學(xué)家,他認(rèn)為21:34的比例,即黃金分割[28] 是一種標(biāo)準(zhǔn)的審美關(guān)系,是在整個(gè)自然界和藝術(shù)中占優(yōu)勢的比例。[29] 實(shí)驗(yàn)美學(xué)之父,德國美學(xué)家費(fèi)希納(G. Fechner)在1876年出版了他的《美學(xué)導(dǎo)論》(Vorschule der ?sthetik)。在書中,費(fèi)希納利用他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示了對蔡辛的觀點(diǎn)的支持。此后,黃金分割一度在美學(xué)中被認(rèn)定為一種普遍的形式美原則。20世紀(jì)70年代以來,實(shí)驗(yàn)心理學(xué)對黃金分割是否是一種普遍有效的形式美規(guī)則,做了多次跨文化實(shí)驗(yàn)。被試對象包括歐洲居民和非歐洲居民,實(shí)驗(yàn)具有人類學(xué)意義。多次實(shí)驗(yàn)證明,無論在歐洲文化環(huán)境中,還是非歐洲文化環(huán)境中,黃金分割都不是具有審美優(yōu)勢的形式規(guī)則。心理學(xué)家艾森克(H. Eysenck)指出:“總而言之,黃金分割被證明并不是美學(xué)家或?qū)嶒?yàn)美學(xué)家的一個(gè)有效的支點(diǎn)。”[30]
英國學(xué)者庫克(T. A. Cook)認(rèn)為,遵守?cái)?shù)學(xué)精確性不是美的原因,相反,“美的條件之一是對數(shù)學(xué)精確性的巧妙變動(dòng)”[31]。無論自然事物的美,還是藝術(shù)的美,都是生命生長的形式(結(jié)果),都包含著數(shù)學(xué)公式無法描繪的復(fù)雜性和微妙變化。相對于數(shù)學(xué)公式的規(guī)則性而言,美與生命的形式永遠(yuǎn)是不規(guī)則的。庫克說:“原創(chuàng)藝術(shù)的困惑因素在于它的美,這是一種與生命本質(zhì)一樣復(fù)雜的品質(zhì)。因此,盡管簡單的數(shù)學(xué)可以幫助我們鑒賞和歸類所研究的現(xiàn)象,但并不能完整地表達(dá)生長。這說明,僅僅根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和數(shù)學(xué)構(gòu)筑的物品一定不會(huì)完美。因?yàn)椋昝溃妥匀簧L一樣,隱含著不規(guī)則變化和微妙的差異。”[32] 數(shù)學(xué)可以用中末比(黃金分割)或以此為基礎(chǔ)的φ級(jí)數(shù)來描述希臘雕塑的形體比例關(guān)系,但是它無力揭示它的美的根源。因?yàn)檫@個(gè)描述只能是近似的,而且不能說明雕塑家對這個(gè)比例關(guān)系作的巧妙變動(dòng)。建筑無疑是所有藝術(shù)形式中最需要遵守?cái)?shù)學(xué)原則的藝術(shù)。但是,使建筑成為一種優(yōu)美藝術(shù)的條件,正是它對數(shù)學(xué)精確性的巧妙變動(dòng)。充分利用這個(gè)條件,是古希臘建筑達(dá)到極高的藝術(shù)成就的奧秘所在。不朽的帕特農(nóng)神殿以沉重的大理石為材料,卻壯麗而不失優(yōu)雅,輕盈之至,“你幾乎可以聽到神殿震動(dòng)翅膀的聲音”[33]。是什么力量使那些無生命的石頭獲得了靈氣呢?是建筑家對數(shù)學(xué)精確性的微妙改變。比如,神殿四周立柱從下到上向中心微小傾斜,各立面柱間距由中部向兩側(cè)逐漸增大,山墻下的橫楣由兩端向中間輕微隆起,基座水平線也有相應(yīng)的曲度。這些非規(guī)則性的改變,是建筑家天才的創(chuàng)造,是數(shù)學(xué)公式不能確定的。然而,正是它們賦予了巴特農(nóng)神殿的每一塊大理石美妙而永恒的生命,乃至于它們今天在雅典阿卡普羅斯山上的廢墟中仍然放射出至美的光輝。
愛波-愛伯斯費(fèi)爾塔說:“藝術(shù)從一個(gè)新的、非常規(guī)的視角描述世界,揭示在日常生活中并不明顯可見的關(guān)系。實(shí)際上,科學(xué)也在表現(xiàn)這樣的新視覺。因而兩個(gè)領(lǐng)域都在追求更深刻地洞見世界。藝術(shù)探索人的情感的深度,進(jìn)而主要是表達(dá)信念和其他價(jià)值,而科學(xué)的目的是傳達(dá)客觀知識(shí)。這似乎是藝術(shù)與科學(xué)的基本差異。”[34]科學(xué)與藝術(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)的不同,導(dǎo)致了科學(xué)與藝術(shù)對客體的基本態(tài)度和方式的不同。概括地講,科學(xué)是以數(shù)學(xué)原理為基礎(chǔ),以抽象簡化的方式描述對自然對象的認(rèn)識(shí),數(shù)學(xué)公式是它給予自然的最終圖像;藝術(shù)是以生命-情感原理為基礎(chǔ),以具體感性的方式表達(dá)對自然對象的感受,藝術(shù)形象是它給予自然的主要表象。卡西爾說:“語言和科學(xué)是現(xiàn)實(shí)的減約;藝術(shù)是對現(xiàn)實(shí)的強(qiáng)化。語言和科學(xué)都建立在同一個(gè)抽象過程基礎(chǔ)上,藝術(shù)卻應(yīng)被描述為一個(gè)具體化的持續(xù)過程。” [35]因此,盡管它可能包含復(fù)雜奧秘的內(nèi)含,科學(xué)美仍然要表現(xiàn)出笛卡爾所要求的真理屬性:清晰、明確;相反,藝術(shù)形象也可能由簡單、明晰的形式構(gòu)成,但是,藝術(shù)美的情致和美妙卻總包含有無限的意味,是不可測度和透徹闡釋的。我們可以說,關(guān)于自然,科學(xué)在無限豐富的世界中追求照亮了這個(gè)世界的同一個(gè)太陽,并且給予它明確的形式(秩序),而藝術(shù)在同一個(gè)太陽中展現(xiàn)出無限豐富的世界,表達(dá)人類自我對這個(gè)世界的深刻感受。在這個(gè)意義上,我們應(yīng)當(dāng)贊成卡西爾的觀點(diǎn):“藝術(shù)與科學(xué)不僅有不同的目的,而且有不同的對象。”[36]
3
當(dāng)我們審視20世紀(jì)科學(xué)中的審美主義思潮時(shí),我們必須同時(shí)考慮到與之相聯(lián)系的科學(xué)思潮——科學(xué)觀念的藝術(shù)形而上學(xué)轉(zhuǎn)化。在本文中,我們前面的論述已經(jīng)表明,我們在限定的(狹義)的意義上使用“科學(xué)的審美主義”,它的主旨是堅(jiān)持宇宙的內(nèi)在和諧和完整秩序,并且要求科學(xué)本身從理論形態(tài)到內(nèi)容都表現(xiàn)這個(gè)宇宙的和諧和完整。現(xiàn)在,我們使用“科學(xué)的藝術(shù)形而上學(xué)”,目的是要概括20世紀(jì)科學(xué)觀念的一個(gè)新變化:科學(xué)的藝術(shù)形而上學(xué)主張,科學(xué)理論與藝術(shù)品一樣是人借助于直覺和想象力進(jìn)行自由創(chuàng)造的結(jié)果,是對自然的理想化表現(xiàn);因此,科學(xué)在表現(xiàn)自然的時(shí)候,必然也表現(xiàn)了人的主觀因素和需要。
麥卡里斯特認(rèn)為,科學(xué)審美主義者持一種保守的經(jīng)典主義科學(xué)立場,因?yàn)樗鼒?jiān)持靜態(tài)的不變的宇宙信念,并且以此為基礎(chǔ)堅(jiān)信科學(xué)真理的客觀性和確定性。[37]關(guān)于20世紀(jì)科學(xué)觀念的藝術(shù)形而上學(xué)轉(zhuǎn)化,美國學(xué)者斯帕里俄蘇(M.Spariosu)認(rèn)為,它是對自文藝復(fù)興以來確立的、嚴(yán)密近似于宗教的的科學(xué)體制的一次浪漫主義革命——一次根本性的美學(xué)轉(zhuǎn)向。這次美學(xué)轉(zhuǎn)向,不僅將直覺、想像、游戲和審美諸觀念引入科學(xué),分享甚至取代了經(jīng)驗(yàn)、理性、分析和推理等觀念在科學(xué)中的傳統(tǒng)位置,而且對科學(xué)立場進(jìn)行了類似于哲學(xué)中進(jìn)行的藝術(shù)形而上學(xué)的改變,賦予它(科學(xué)立場)一種前理性的品格。“這個(gè)認(rèn)識(shí)[意識(shí)到科學(xué)的美學(xué)轉(zhuǎn)向中的前理性品格——引者]將帶來一系列的認(rèn)識(shí)論結(jié)果,它們對于現(xiàn)代科學(xué)的基本理性宗旨和方法是太激進(jìn)了,并且最終可能威脅到科學(xué)作為人類活動(dòng)的一個(gè)主要領(lǐng)域的存在。” [38]
在美學(xué)中,審美主義與藝術(shù)形而上學(xué)具有復(fù)雜的聯(lián)系,很難被區(qū)分開來,但是兩者無疑是不能被等同的。在20世紀(jì)科學(xué)中,審美主義與藝術(shù)形而上學(xué)也是相互糾纏的。科學(xué)審美主義最重要的代表人物無疑是愛因斯坦,海森堡則可以視作科學(xué)藝術(shù)形而上學(xué)的一個(gè)典型代表。在本文限定的意義上,愛因斯坦與海森堡的沖突,可以視為審美主義與藝術(shù)形而上學(xué)的沖突。但是,愛因斯坦在限定的意義上也對科學(xué)持有藝術(shù)形而上學(xué)的觀念,甚至我們可以說他對20世紀(jì)科學(xué)的藝術(shù)而上學(xué)(美學(xué))轉(zhuǎn)向起了重要推動(dòng)作用。實(shí)際上,如愛因斯坦這樣的徹底的科學(xué)審美主義者是不可能最終排斥藝術(shù)形而上學(xué)的,正如海森堡在相當(dāng)深入的層次上主張科學(xué)的藝術(shù)形而上學(xué),同時(shí)也在一定意義上認(rèn)同審美主義的科學(xué)價(jià)值觀。我們可以在下面三個(gè)層次分析20世紀(jì)科學(xué)中的審美主義與形而上學(xué)的聯(lián)系和矛盾:
(1)科學(xué)方法論。在這個(gè)層次上,審美主義與藝術(shù)形而上學(xué)更多地表現(xiàn)了兩者的一致性,它們共同針對經(jīng)典科學(xué)方法論表現(xiàn)出一種革命意識(shí)。
經(jīng)典科學(xué)的代表人物牛頓有一句名言,“我不杜撰假說”(hypotheses non fingo)。這句話意味著,科學(xué)的目的不是創(chuàng)造,而是發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律。在這個(gè)目的下,經(jīng)典科學(xué)的基本方法必然是:觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、推理(歸納、演繹)。這些方法將充分保證科學(xué)的真理價(jià)值:客觀性、準(zhǔn)確性和邏輯性。經(jīng)典科學(xué)方法論的形而上學(xué)前提不僅是絕對信仰自然規(guī)律的客觀性,而且是堅(jiān)持笛卡爾確立的認(rèn)識(shí)主體與客體絕對分離的二元論。
但是,愛因斯坦卻持不同的主張。他認(rèn)為,科學(xué)概念和思想體系不能通過歸納從經(jīng)驗(yàn)中提取出來,只能靠自由發(fā)明來得到(人腦自由創(chuàng)造的結(jié)果);在科學(xué)理論和感覺經(jīng)驗(yàn)世界之間,不存在先驗(yàn)(邏輯)的聯(lián)系,只有“直覺”才能在兩者之間建立聯(lián)系;科學(xué)的規(guī)則,正如游戲的規(guī)則,是人定的,而不是客觀先驗(yàn)的,它是科學(xué)正常進(jìn)行的必要條件(正如游戲必須有規(guī)則才可能進(jìn)行)。[39]愛因斯坦特別強(qiáng)調(diào)想象力(和直覺)在科學(xué)創(chuàng)造和科學(xué)判斷中的重要作用。在與海森堡諸人論戰(zhàn)中,他多次宣告“我的本能告訴我”、“我信賴我的直覺”。關(guān)于想象力對科學(xué)創(chuàng)造的作用,他這樣說:“想象力比知識(shí)更重要,因?yàn)橹R(shí)是有限的,而想象力概括著世界上的一切,推動(dòng)著進(jìn)步,并且是知識(shí)進(jìn)化的源泉。嚴(yán)格地說,想象力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素。”[40]在20世紀(jì)科學(xué)活動(dòng)中,愛因斯坦當(dāng)然不是第一位推崇直覺和想象力的重要科學(xué)家。然而,他將“直覺”、“想象力”、“游戲”和“自由創(chuàng)造”等本來屬于藝術(shù)活動(dòng)的概念結(jié)合為對科學(xué)方法論的基本描述,這個(gè)描述體系具有對笛卡爾二元論式的經(jīng)典科學(xué)方法論的深刻挑戰(zhàn)性,并且啟發(fā)和鼓勵(lì)了20世紀(jì)科學(xué)的浪漫主義革命。
海森堡正是在愛因斯坦的科學(xué)方法論的基礎(chǔ)上,繼續(xù)進(jìn)行了對笛卡爾二元論式的經(jīng)典科學(xué)方法論的革命。海森堡認(rèn)為,科學(xué)與藝術(shù)一樣,都是對自然聯(lián)系的理想化表現(xiàn),是人的語言的一部分:我們在與世界打交道的過程中形成了自己的語言,并以此回應(yīng)自然的挑戰(zhàn)。科學(xué)與藝術(shù),是人與世界相互作用的產(chǎn)物,它們是與人的存在相關(guān)的,但都絕對不是主觀任意的——兩者都受到歷史(時(shí)代精神)的制約,遵循時(shí)代設(shè)定的規(guī)則。海森堡用量子論的哥本哈根解釋(Copenhagen interpretation of quantum theory)進(jìn)一步闡述主觀因素是科學(xué)理論的必要因素。他認(rèn)為,不確定性原理從根本上揭示了科學(xué)理論的構(gòu)成是與科學(xué)家使用的語言、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)儀器不可分的。“自然科學(xué)并不只是描述和解釋自然;它是自然和我們自己相互作用的一部分;它描述我們的提問方法所揭示的自然。”[41]哥本哈根解釋否定了笛卡爾分隔人與世界(主體與客體)的二元論,否定了以此為前提的科學(xué)研究中的理想化的主體——先驗(yàn)的純粹的認(rèn)識(shí)者。海森堡說:“這樣,正如玻爾(Bohr)所指出的,量子論提醒我們想起一個(gè)古老的格言:在追求生活的和諧的時(shí)候,一定不要忘記,在生存的戲劇中,我們自己同時(shí)是演員和觀眾。”[42]
(2)科學(xué)真理觀。在這個(gè)層次上,審美主義與藝術(shù)形而上學(xué)展開了對立,愛因斯坦與海森堡的爭論是兩者對立的表現(xiàn)。代表審美主義,愛因斯坦表現(xiàn)了對經(jīng)典科學(xué)真理觀的堅(jiān)守;代表藝術(shù)形而上學(xué),海森堡則表現(xiàn)了對經(jīng)典真理觀的浪漫主義革命。
自文藝復(fù)興以來,憑著實(shí)驗(yàn)科學(xué)和數(shù)學(xué)的發(fā)展,科學(xué)長期被認(rèn)為是對自然規(guī)律的客觀認(rèn)識(shí)和精確描述——客觀真理。這種科學(xué)真理觀念,是17世紀(jì)以來,牛頓直到愛因斯坦等所有經(jīng)典科學(xué)家的共同信仰。愛因斯坦說:“相信真理是離開人類而存在的,我們這種自然觀是不能得到解釋或證明的。但是,這是誰也不能缺少的一種信仰——甚至原始人也不可能沒有。我們認(rèn)為真理具有一種超乎人類的客觀性,這種離開我們的存在、我們的經(jīng)驗(yàn)以及我們的精神而獨(dú)立的實(shí)在,是我們必不可少的——盡管我們還講不出它究竟意味著什么。”[43]
愛因斯坦的科學(xué)真理觀與他的科學(xué)方法論之間是存在矛盾的。這個(gè)矛盾是愛因斯坦科學(xué)思想中的方法論和價(jià)值論的矛盾:他的科學(xué)方法論是相對論的,他的科學(xué)價(jià)值觀卻是絕對論的。這個(gè)矛盾實(shí)質(zhì)上也是科學(xué)審美主義暗含的主觀性原則與經(jīng)典科學(xué)的客觀性原則之間的矛盾。問題是,當(dāng)愛因斯坦承認(rèn)了科學(xué)如藝術(shù)一樣,是人的想象力“自由創(chuàng)造”,是在人定規(guī)則基礎(chǔ)上的“游戲”,那么,他又憑什么保證科學(xué)真理的“超乎人類的客觀性”?愛因斯坦說,作為一種游戲,科學(xué)的規(guī)則(概念、命題、公理)的選擇是自由的;但是,這種自由是一種特殊的自由,它完全不同于作家寫小說時(shí)的自由,而是近似于一個(gè)人在猜一個(gè)設(shè)計(jì)得很巧妙的字謎時(shí)的自由:他可以隨意猜測,但只有一個(gè)字是真正的謎底。“相信為我們的五官所能知覺的自然界具有這樣一種巧妙雋永的字謎的特征,那是一個(gè)信仰問題。迄今科學(xué)所取得的成就,確實(shí)給這種信仰以一定的鼓舞。”[44]
對經(jīng)典科學(xué)真理觀的致命打擊是量子力學(xué)對微觀世界的不確定原理的發(fā)現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)不僅改變了經(jīng)典科學(xué)對微觀世界的實(shí)在性和確定性的信念,而且直接威脅到科學(xué)真理本身的客觀性和確定性。因?yàn)楦鶕?jù)不確定性原理,在微觀世界中,基本粒子的運(yùn)動(dòng)不具有一種自然(確定)的因果關(guān)系,而只具有一種統(tǒng)計(jì)的因果關(guān)系——量子力學(xué)不能描述單個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)的“軌跡”,只能描述它的幾率波。這就是說,在世界構(gòu)成的基本部分(微觀層次)不具有經(jīng)典科學(xué)所信仰的確定性和客觀性。愛因斯坦堅(jiān)持信仰世界存在完備的定律和秩序,始終不放棄科學(xué)的自然因果律和確定性原則。他認(rèn)為,量子力學(xué)的統(tǒng)計(jì)性原則是對粒子實(shí)在不完備描述的結(jié)果。但是,海森堡則堅(jiān)持認(rèn)為,微觀物理學(xué)定律的統(tǒng)計(jì)本質(zhì)是不可避免的,因?yàn)榛诹孔诱撘?guī)律,關(guān)于任何“實(shí)際”的知識(shí)在其本質(zhì)上都是一種不完備的知識(shí)。他認(rèn)為愛因斯坦堅(jiān)持的是一種唯物主義的本體論幻想。[45]
從藝術(shù)形而上學(xué)的角度,即從世界圖景是人與世界相互作用的結(jié)果,是人使用自己的語言和規(guī)則“自由創(chuàng)造”的產(chǎn)品的角度,是不難接受不確定性原理的。但是,愛因斯坦遵從的是柏拉圖式的理性主義的審美主義立場。在這個(gè)立場上,一切偶然和變化的因素都被排斥,只有必然和確定的秩序才被肯定和接受。與之相反,海森堡及其哥本哈根學(xué)派卻從赫拉克利特式的前理性的藝術(shù)形而上學(xué)立場出發(fā),不僅承認(rèn)世界在本質(zhì)上是充滿變化和動(dòng)亂的,而且將之視為人必不可分地參與其中的游戲。如果說兩者都將世界圖景看作一個(gè)游戲,那么,在愛因斯坦看來,世界是一個(gè)由理性控制的確定性的游戲,在海森堡看來,它則是一個(gè)由非理性的物理力量推動(dòng)的非確定性的游戲。[46]
(3)宇宙圖景。在這個(gè)層次上,審美主義與藝術(shù)形而上學(xué)的沖突進(jìn)一步表現(xiàn)為基本宇宙觀念的沖突,同時(shí)也涉及到科學(xué)理論選擇的人文基礎(chǔ)。
在西方科學(xué)史上,自亞里斯多德直到愛因斯坦都相信我們生存于其中的宇宙是靜止不變的。它或者被認(rèn)為已經(jīng)并且將繼續(xù)永遠(yuǎn)存在下去,或者被認(rèn)為是以我們今天所看到的樣子被創(chuàng)造于有限長久的過去。牛頓的引力定律本來包含了宇宙在引力作用下發(fā)生收縮(塌陷)的原理,但20世紀(jì)以前并沒有人就此意識(shí)到宇宙是動(dòng)態(tài)的;愛因斯坦在1915年發(fā)表廣義相對時(shí),仍然堅(jiān)持宇宙是靜態(tài)的信念,他為了在自己的理論中維持一個(gè)靜態(tài)的宇宙模型,引入一個(gè)“反引力”的宇宙常數(shù),以維持宇宙在引力作用下的平衡。[47]
如果說20世紀(jì)科學(xué)在與高技術(shù)的相互推動(dòng)下進(jìn)入了一個(gè)無限創(chuàng)新的浪漫主義革命時(shí)代,藝術(shù)形而上學(xué)沖擊了經(jīng)典科學(xué)的理性-實(shí)證原則,那么,維護(hù)秩序和統(tǒng)一的需要,作為人在世界生存的最內(nèi)在需要,也相應(yīng)地成為一個(gè)20世紀(jì)科學(xué)的強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)。愛因斯坦說:“人們感覺到人的愿望和目的都屬徒然,而又感覺到自然界里和思維世界里卻顯示出崇高莊嚴(yán)和不可思議的秩序。個(gè)人的生活給他的感受好象監(jiān)獄一樣,他要求把宇宙作為單一的有意義的整體來體驗(yàn)。”[48]這就是愛因斯坦的宇宙宗教感。這個(gè)宗教感既是審美的,因?yàn)樗鼒?jiān)持將內(nèi)在的和諧作為宇宙存在的基本原則;又是人性的,因?yàn)樗母緞?dòng)機(jī)是追求人的世界的意義和整體性。準(zhǔn)確講,審美主義通過愛因斯坦的論說成為整體性世界觀的科學(xué)表達(dá),表達(dá)了人要生存在一個(gè)和諧穩(wěn)定的宇宙中的深刻渴望。
海森堡在晚年(1973)談到伽利略堅(jiān)持哥白尼學(xué)說而與羅馬宗教法庭發(fā)生的沖突時(shí),表達(dá)了對后者的保守和專制的新的理解。他說:“作為一個(gè)社會(huì)的精神結(jié)構(gòu)一部分的世界觀曾經(jīng)在使社會(huì)生活和諧方面起過重要的作用,人們不應(yīng)該過早地把不安定和不確定的因素帶入這種世界觀。”[49]他認(rèn)為,社會(huì)的精神形式(世界觀)在本性上是靜態(tài)的,因此它才能成為社會(huì)永恒基礎(chǔ)的精神根源;科學(xué)則是持續(xù)擴(kuò)展和不斷更新的,具有動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)。科學(xué)在揭示世界的部分秩序時(shí),將影響、甚至打破人們既有的關(guān)于社會(huì)和世界的整體觀念,“它可能帶來這樣的后果,當(dāng)與整體聯(lián)系的觀點(diǎn)在個(gè)人意識(shí)中消失時(shí),社會(huì)的內(nèi)聚的感情就受損害了,并受到衰敗的威脅。隨著受技術(shù)支配的過程取代天然的生活條件,個(gè)人與社會(huì)之間的疏遠(yuǎn)也發(fā)生了,而這就帶來了危險(xiǎn)的不穩(wěn)定性。”[50]
在這里,海森堡揭示了科學(xué)理論與社會(huì)精神結(jié)構(gòu)的深刻關(guān)聯(lián),實(shí)際上指出了科學(xué)理論對人類世界觀建設(shè)和維護(hù)的形而上學(xué)責(zé)任。發(fā)表這個(gè)思想時(shí)的海森堡無疑已經(jīng)深刻感受到了20世紀(jì)人類在不確定性原理作用下的新世界圖景前的悲傷和失落。他贊同歌德在兩百年后仍以恐懼和敬慕的心情將人們承認(rèn)哥白尼體系稱為“作出了犧牲”:“他作出了犧牲,但不是心甘情愿的,雖然對他自己說來,他深信這個(gè)學(xué)說的正確性。”[51]繼后,海森堡又說:“如果在今天的青年學(xué)生中有許多不幸,那么原因不在于物質(zhì)上的貧乏,而是在于缺乏信任,這使得個(gè)人難以為他的生活找到目的。所以我們嘗試著去克服孤立,它威脅著生活在被技術(shù)的實(shí)際需要所支配的世界中的個(gè)人。”[52]我相信,此時(shí)的海森堡也一定意識(shí)到了人們接受不確定性原理所付出的“犧牲”。因此可以說,如果在科學(xué)中海森堡仍然不贊成愛因斯坦的審美主義原則,那么在精神上他一定渴望人類重新有機(jī)會(huì)“將宇宙作為單一的有意義的整體來體驗(yàn)”。
科學(xué)的藝術(shù)形而上學(xué)轉(zhuǎn)向推動(dòng)并且更好地適應(yīng)了20世紀(jì)科學(xué)(特別是物理學(xué))的發(fā)展,它是對新科學(xué)精神和新宇宙圖景的積極表現(xiàn)——充分展示了20世紀(jì)科學(xué)創(chuàng)造中的前理性的沖動(dòng)和力量。這是藝術(shù)形而上學(xué)在科學(xué)中的浪漫主義革命的意義所在。與此相對,審美主義則以一種“宇宙宗教”的虔誠堅(jiān)持經(jīng)典科學(xué)的整體性和確定性原則,竭力維護(hù)傳統(tǒng)穩(wěn)定、和諧的宇宙圖景。
結(jié)語
根據(jù)霍金在《時(shí)間簡史》中的論述,不確定性原理、大爆炸理論、對稱性破缺原理等20世紀(jì)的新科學(xué)(物理學(xué))理論向我們揭示了一個(gè)新宇宙圖景:我們生存在其中的宇宙是從一個(gè)非常隨機(jī)的初始狀態(tài)(大爆炸)開始,并且在膨脹狀態(tài)中按照熱力學(xué)第二定律(熵增加原理)不斷從有序向無序的時(shí)間箭頭運(yùn)動(dòng)的。在這個(gè)新宇宙圖景中,人只是生活在一個(gè)非常狹小的,起伏較少、相對平滑的區(qū)域——一個(gè)適宜智慧生命存在的世界,享受著在不確定性原理極限內(nèi)的秩序性和確定性。對于這個(gè)缺少確定性的宇宙,人類不能根本認(rèn)識(shí)它,只能說:“我們只是以我們的存在為前提來理解這個(gè)宇宙。”[53]
在新宇宙圖景中沒有神的位置。因?yàn)橹挥挟?dāng)我們確信生存在一個(gè)確定不變的宇宙中,并且追問它是何以存在的時(shí)候,我們才需要一個(gè)創(chuàng)世者;相反,在一個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生而變化的宇宙中,一切現(xiàn)象都應(yīng)該歸于物理原因。[54]同時(shí),這個(gè)新宇宙圖景也取消了人的目的性,因?yàn)榇嬖谠诟旧献兂闪宋锢砹α康慕y(tǒng)計(jì)性的因果作用。因此,20世紀(jì)科學(xué)向我們展示的宇宙,不僅是一個(gè)沒有確定性的、不能最終把握的宇宙,而且也是一個(gè)沒有目的性、沒有意義的宇宙。就此,我們可以理解為什么諾貝爾獎(jiǎng)獲得者溫伯格(S. Weinberg)在《最初三分鐘》的結(jié)尾時(shí)說:“這個(gè)宇宙越是看起來可以理解,它也就越是看起來不可思議。”[55]
量子力學(xué)表象的概念范文5
科學(xué)得跟日常生活有交流的基礎(chǔ),才能更好地談科學(xué)
科學(xué)普及或推廣的工作如果要能夠在普通民眾生活中生根,并進(jìn)而開啟各種社會(huì)世界間的對話,是很困難的一項(xiàng)工作。很久以前就有科學(xué)教育學(xué)者提出,真正的“學(xué)習(xí)科學(xué)”其實(shí)就是在學(xué)習(xí)“談科學(xué)”。也就是不管在讀、寫、推理、解題、生活中,都可以用科學(xué)的語言來進(jìn)行溝通或表達(dá)。能談就代表科學(xué)成為你生活中的一部分,不管談得順不順、好不好、對不對;如果不能談,科學(xué)就不過是你生命中的過客,生不帶來死不去,哪怕你在考試中拿了高分。
有個(gè)著名的意大利科學(xué)傳播學(xué)者布奇(Bucchi)就曾談過一個(gè)概念叫做“邊界對象(boundary object)”,這東西就像是在不同的語意世界中所共同擁有的一些“資產(chǎn)”,也許不同語意世界的人對這“資產(chǎn)”的界定有差異,對它建構(gòu)出自己的意義,但同時(shí)它還能作為與其他世界溝通的基礎(chǔ)。例如“基因”這個(gè)科學(xué)邊界對象就是很典型的例子,它是我們大家日常生活中耳熟能詳?shù)挠谜Z,但是在各種不同的情境中,卻可能各自具有很不同的意義。比方在生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、新聞媒體、商業(yè)組織、一般民眾生活等,大家都可以用“基因”這個(gè)詞來描述一些事物,意義或許有些不同,但卻開啟了大家與科學(xué)世界溝通的可能。如果可以在文化中多滲透一些好的科學(xué)“邊界對象”,那或許會(huì)有許多實(shí)現(xiàn)的可能。
五月天用音樂營銷了科學(xué)
以臺(tái)灣流行音樂團(tuán)體五月天為例,2012年他們在北京鳥巢體育館舉行的“五月天2012諾亞方舟世界巡回演唱會(huì)”,創(chuàng)下單日進(jìn)場10萬人次的紀(jì)錄。即使在臺(tái)灣,2008年12月在臺(tái)灣中山足球場舉辦的“十萬人出頭天”演唱會(huì),進(jìn)場人數(shù)也有6.5萬人左右。當(dāng)樂團(tuán)主唱阿信狂放地唱著《DNA》這首歌時(shí),其實(shí)已經(jīng)成功地營銷了“DNA”這個(gè)科學(xué)的邊界對象。
因?yàn)樵谶@個(gè)過程中,歌迷會(huì)自己去定義出這些詞匯對于自己的意義,不論它符不符合科學(xué)理論中的精確界定,民眾可以開始親近它、談?wù)撍⒃忈屗;蛟S對于許多“科宅”而言,這根本是微不足道的科學(xué)接觸(而且五月天科學(xué)概念還不一定正確……),但是對于許多民眾而言,這卻是他們參與科學(xué)的第一步(很多人可能連這一步都沒有,課本就被丟進(jìn)垃圾桶了)。從這個(gè)角度看,五月天對于科學(xué)傳播工作的貢獻(xiàn),可能不亞于任何一場科普演講中的科學(xué)大師(作者吐槽:哪個(gè)科學(xué)大師能有10萬人的現(xiàn)場聽眾?)。這樣的說法并沒有特別地吹捧五月天之意,而是依據(jù)最近的一個(gè)研究分析,五月天的歌詞確實(shí)是臺(tái)灣流行樂界最具科學(xué)素養(yǎng)的,包括阿姆斯特朗、輻射塵、DNA、地心引力、落葉劑……都曾寫進(jìn)歌詞中。
“流行文化”其實(shí)是營銷科學(xué)的最好管道,只是臺(tái)灣的流行文化鮮少將“科學(xué)”作為思考的對象。以流行音樂為例,能夠像五月天這樣善用科學(xué)題材的好手其實(shí)并不多,多數(shù)的音樂創(chuàng)作都局限在一些特定的主題或風(fēng)格,相較于國外樂手對于科學(xué)的善用實(shí)在是差距很大。例如蔡健雅有一首《達(dá)爾文》的歌詞是這樣寫的:
有過競爭
有過犧牲
被愛篩選過程
學(xué)會(huì)認(rèn)真
學(xué)會(huì)忠誠
適者才能生存
懂得永恒
得要我們
進(jìn)化成更好的人
我的青春
有時(shí)還蠻單純
相信幸福取決于愛的深
讀進(jìn)化論
我贊成達(dá)爾文沒實(shí)力的就有淘汰的可能
我的替身
已換過多少輪
記憶在舊情人心中變冷
我的一生
有幾道旋轉(zhuǎn)門
轉(zhuǎn)到了最后只剩你我沒分
懂得永恒
得要我們
進(jìn)化成更好的人
詞意中雖然建構(gòu)了“進(jìn)化論”、“達(dá)爾文”、“適者生存”這幾個(gè)重要的科學(xué)邊界對象,并且詮釋了“進(jìn)化成更好”這樣的科學(xué)意義( 編輯注:此句不嚴(yán)密。從微觀的角度上說,自然選擇可以讓一個(gè)生物更加適應(yīng)它當(dāng)下所處的環(huán)境,然而并不能一般意義上地說這樣是“更好”。宏觀上,生物演化的大趨勢就更不能以“更好”概括了。),但是歌曲的重點(diǎn)仍是在表述愛情這件事。就邊界對象所能夠發(fā)揮的功能而言,這類的歌詞用法理應(yīng)是投入科學(xué)傳播相關(guān)工作人士所樂見的。不過如果每一首歌詞所呈顯的訊息都是這樣情愛類的,科學(xué)與流行文化間的連結(jié)仍只會(huì)停留在一個(gè)十分表象的層面。
外國音樂才是真愛科學(xué)?
看看國外樂手對于科學(xué)的使用:
首先,與“科學(xué)”相關(guān)的創(chuàng)作題材就多元許多。例如美國洛杉磯有一個(gè)樂團(tuán)Artichoke曾經(jīng)以英文字母排序的方式,依序以科學(xué)家的名字作為歌名,出版過兩張專輯,每張專輯描述26位科學(xué)家的故事,華裔女物理學(xué)家吳健雄(Wu, Chien-Shiung)就是其中的一首歌(在我們連吳建雄都還搞不太清楚時(shí),國外已經(jīng)有人把她寫成歌了)。再比如,英國另類搖滾天團(tuán)電臺(tái)司令(radiohead)也曾以歐洲的大強(qiáng)子對撞機(jī)為題材編寫Supercollider這首歌。這些歌曲的題材都直指科學(xué)活動(dòng)的核心,是目前臺(tái)灣流行音樂前所未見的延伸觸角。
其次,在科學(xué)知識(shí)的類型上,臺(tái)灣流行音樂獨(dú)鐘愛天文或太空這類科學(xué)知識(shí)類型,使用星星、月亮及太陽等生活化的科學(xué)用語,對于其他科學(xué)知識(shí)的想象相對貧瘠。對照歐美流行音樂所呈現(xiàn)的題材,例如前陣子剛剛來臺(tái)灣的德國Kraftwerk樂團(tuán)所引領(lǐng)的“robot pop”,不論是表演形式或是音樂內(nèi)容,都透過電子音樂的呈現(xiàn)來描述身處于信息與科技時(shí)代中的人類處境。英國樂團(tuán)OMD以當(dāng)年承載原子彈去執(zhí)行核爆任務(wù)的轟炸機(jī)“Enola gay”為歌名,指出人類在能源、能量上負(fù)面使用的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。類似這樣的科技想象所呈顯出對于科技社會(huì)的多元思維,幾乎還沒有在臺(tái)灣的流行樂壇發(fā)生。
最后,臺(tái)灣歌曲的歌詞即使用了科學(xué)的詞匯,也多以感情及心情的描述居多,很少針對“科學(xué)活動(dòng)”本身。當(dāng)然,流行音樂的存在原本就不是用來科普的,因此透過流行音樂來抒感,這是原本就可以理解的狀況,但是使用了科學(xué)的詞匯,其意義卻多不是用來描述“科學(xué)/科技”,即使涉及科學(xué)的部分,跟情感部分相比也是比例懸殊,這就實(shí)在匪夷所思。例如前述蔡健雅《達(dá)爾文》的歌詞,清一色透過進(jìn)化論來說明愛情的糾葛。但是歐美的樂曲中,以達(dá)爾文及進(jìn)化論為題,可以有許多不同層面意義的述說。1978年美國的后龐克樂團(tuán)DEVO,以反進(jìn)化(de-evolution)的概念來消遣科技的發(fā)展對于人類可能帶來的違反達(dá)爾文進(jìn)化論的作用;意大利Banco del mutuo soccorso樂團(tuán),以一張名為《達(dá)爾文(Darwin)》的概念專輯討論人類進(jìn)化的問題;美國的心靈蒙蔽合唱團(tuán)(third eye blind)也有一首《達(dá)爾文(Darwin)》,是透過進(jìn)化論的概念探討人類進(jìn)化過程中信念及信仰的意義,這些歌曲都不僅是情感或個(gè)人心理狀態(tài)上的抒發(fā)。
用流行文化營銷科學(xué)很有效
量子力學(xué)表象的概念范文6
[摘 要]生成論思想促成了新的生態(tài)世界觀的產(chǎn)生。關(guān)于世界生成理論的探討是中國古代哲學(xué)的精華,以老子為代表的道家思想較為全面地闡述了宇宙生成與發(fā)展的思想。老子的生成理論作為先秦道家思想中的重要組成部分,具有非常明顯的生態(tài)學(xué)取向,其中蘊(yùn)涵著深層的生態(tài)意識(shí),對于當(dāng)前生態(tài)文明的建設(shè)具有積極的意義。
[關(guān)鍵詞]老子;生成論;生態(tài)
[中圖分類號(hào)]G410;B223.1 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6848(2013)02-0005-07
[作者簡介]吳承篤(1979—),男,山東曲阜人,文學(xué)博士,博士后,山東師范大學(xué)文學(xué)院講師,主要從事文藝美學(xué)、生態(tài)美學(xué)研究。(山東濟(jì)南 250014)
[基金項(xiàng)目]教育部人文社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地2009年度重大項(xiàng)目“生態(tài)審美觀基本理論問題研究”(2009JJD750010)子項(xiàng)目“中國古典生態(tài)審美范疇”和山東省社科基金項(xiàng)目“西方自然語言觀與當(dāng)代生態(tài)詩學(xué)、美學(xué)的語言哲學(xué)基礎(chǔ)建構(gòu)”(09CWXJ08)的階段性成果。
Title: The Construction of Ecological Theory and Lao Zi’s Generative Theory
Author: Wu Chengdu
Abstract: Generative theory contributed to the generation of new ecological world view. The world generation theory is the essence of ancient Chinese philosophy. Lao Zi as the representative of Taoist thoughts comprehensively elaborated the thought of the generation and development of the universe. Lao Zi’s generative theory, as the important component of Taoist thoughts, has obvious ecological orientation, which contains deep ecological consciousness, and it’s positive for the construction of ecological civilization.
Key words: Lao Zi; generative theory; ecology
一
在生態(tài)文明的轉(zhuǎn)向過程中,傳統(tǒng)的對于世界的認(rèn)知方式因新的科學(xué)圖景的出現(xiàn)而發(fā)生了根本的改變,從而直接推動(dòng)了生態(tài)觀念的產(chǎn)生。從17世紀(jì)以來的300多年時(shí)間里,傳統(tǒng)的科學(xué)觀念一直統(tǒng)率著西方的主流文化,它高歌猛進(jìn)的發(fā)展態(tài)勢以及所取得的巨大成就使人在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)無暇顧及其自身存在的問題。傳統(tǒng)的科學(xué)觀念在引導(dǎo)人們認(rèn)識(shí)和改造世界方面的確取得過輝煌的成就,但也正在將整個(gè)世界引入一場無法挽回的災(zāi)難。在阿爾·戈?duì)柨磥恚瑸?zāi)難的根源“部分由于科學(xué)上的革命,我們對于自然界的認(rèn)識(shí)分離成越來越小的片段,以為這些分離成份之間的聯(lián)系其實(shí)沒什么要緊。我們對自然的各部分著了迷,但卻忘了看一看整體。”①
以量子力學(xué)和自組織理論等為代表的新物理學(xué)給我們帶來了新的物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀以及“新的世界圖景”。新的科學(xué)觀至少在以下幾個(gè)方面有所超越:首先,物質(zhì)的潛在關(guān)聯(lián)性與世界的整體性。構(gòu)成主義盡管在宏觀層面上具有普遍適用性,但在物質(zhì)粒子的內(nèi)部則并沒有確定形式的客觀粒子存在,它更接近于一組向外擴(kuò)展達(dá)到其他事物的關(guān)系。在新的研究范式中,把知識(shí)比作建造已被網(wǎng)絡(luò)的比喻所取代,部分本身已不具有進(jìn)一步分析得可能性,只有通過整體的動(dòng)力學(xué)才能理解部分的性質(zhì)。其次,人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)依賴于認(rèn)識(shí)主體的參與。在量子力學(xué)中,微觀粒子以潛在的形式存在,究竟以何種形式顯示其現(xiàn)實(shí)性則要根據(jù)研究的方式和測量者的實(shí)際參與,這需要研究者極大的發(fā)揮積極性和主觀性。由于主體的參與,物質(zhì)從潛存到現(xiàn)實(shí)的道路就不會(huì)只有必然性,而且存在偶然性,是必然性與偶然性的統(tǒng)一。第三,世界是生成的,處在一個(gè)生長的過程中。科學(xué)研究從減法式的規(guī)律探尋向“復(fù)雜性自適應(yīng)系統(tǒng)”轉(zhuǎn)移,世界的創(chuàng)造性與生成性成為關(guān)注的焦點(diǎn)問題。如懷特海的宇宙哲學(xué)論就認(rèn)為,世界是由多種事件交織在一起綜合形成的有機(jī)體,而事件永遠(yuǎn)處于不斷變化的過程中,各種事件的變化使得世界成為具有個(gè)性和自我創(chuàng)造能力的有機(jī)體,而有機(jī)體的根本特征就是其存在形態(tài)表現(xiàn)為活動(dòng)的過程,因此世界是活生生的、有機(jī)的。
新的科學(xué)觀念推動(dòng)我們對于世界的認(rèn)識(shí)向生成論轉(zhuǎn)變,進(jìn)而影響了生態(tài)理論的產(chǎn)生。具體而言,生成論思想對于生態(tài)理論的貢獻(xiàn)不僅僅在價(jià)值論與道義論(Deontic)的層面上,而是從更為根本的層面為生態(tài)理論提供了新的思維方式或世界觀。生成論否定了以做減法的方式將世界歸因?yàn)閹讞l定律或者幾種基本粒子,而是強(qiáng)調(diào)宇宙存在的復(fù)雜性。由于復(fù)雜系統(tǒng)中存在突現(xiàn)(emergence)的現(xiàn)象,使得不同的因素在聚合時(shí)會(huì)產(chǎn)生新的屬性和特征,因而無法通過還原的方式在組成要素中獲得解釋。復(fù)雜的系統(tǒng)往往通過突變或越遷的方式保持動(dòng)態(tài)的平衡,通過事件突現(xiàn)、結(jié)構(gòu)突現(xiàn)、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的突現(xiàn)等不同類型的突現(xiàn)模式達(dá)到新的平衡。①由于生成論關(guān)注生成的過程,因此對傳統(tǒng)的實(shí)在論提出了挑戰(zhàn)。系統(tǒng)的組成元素所構(gòu)建的實(shí)體只是標(biāo)識(shí)其生成過程的某個(gè)階段,而支配其實(shí)體性質(zhì)與行為的運(yùn)動(dòng)或關(guān)系可能被看作是更為根本的東西。過程與關(guān)系決定了實(shí)體的存在,一切實(shí)體都在生成的之中聚合離散,只有那自然界的生生不息的整體過程才具有永恒性。生成論所揭示的情形并不局限于自然科學(xué),而是普遍存在于自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)兩大領(lǐng)域,只是體現(xiàn)的方式與程度有所不同。
生成論思想促成了新的生態(tài)世界觀的產(chǎn)生。生態(tài)世界觀反對在人與自然之間人為劃定的主客二分界線,認(rèn)為這種思維模式把人與自然相對立,割斷了人與自然的血肉聯(lián)系,淡化了人對自然的依賴性和受動(dòng)性的認(rèn)識(shí)。生態(tài)世界觀強(qiáng)調(diào)世界的生命存在屬性,這不是從物種的個(gè)體存在方式來看待生命,而是從生命的普遍性和整體生成的角度來把握。生態(tài)論認(rèn)為世界是一個(gè)巨大的生命體,處于永恒的生成與發(fā)展的過程之中。世界從系統(tǒng)的自組織演化出發(fā),將存在理解為自組織演化的動(dòng)態(tài)過程。著名的“蓋婭假說”提出,地球以及所有的有機(jī)體都具有一個(gè)完整的生命體所有的全部特征,世界的存在是有機(jī)的、生成的。在這一巨大的生命體中,人的生存活動(dòng)(包括科學(xué)活動(dòng))都以自然世界的生成發(fā)展為背景,認(rèn)識(shí)活動(dòng)本身就參與了世界的進(jìn)程。因此,生態(tài)的世界觀主張以介入主義的方式去把握包括科學(xué)活動(dòng)在內(nèi)的一切人類活動(dòng),實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)與存在的統(tǒng)一。此外,不同的生命之間,乃至無機(jī)物與有機(jī)物之間都存在著普遍的聯(lián)系,任何物種的產(chǎn)生和消亡都會(huì)對其他的生命造成影響,任何無機(jī)界的變化也會(huì)相應(yīng)地影響有機(jī)體的生命存在。在整體論中,關(guān)系性存在先于實(shí)體性存在,個(gè)體的存在價(jià)值只有在與他者的聯(lián)系中才能得以彰顯。世界的生命性特征使其成為一個(gè)有機(jī)的整體,世界是由各部分復(fù)雜交織在一起的有機(jī)網(wǎng)絡(luò),世界中的各部分的性質(zhì)從根本上決定于網(wǎng)絡(luò)中的位置與關(guān)系。人類不能離開其他的生命鏈環(huán),更不能代替其他的鏈環(huán),只有尊重并維護(hù)這一生命鏈環(huán)才能得以生存。
生成論思想不僅有可信的學(xué)科出處,而且有著深遠(yuǎn)的歷史文化根源。中國傳統(tǒng)的生成論思想與當(dāng)代生成理論遙相呼應(yīng),通過科學(xué)探索與哲學(xué)構(gòu)建共同推動(dòng)生態(tài)文化的建設(shè)。中國古代思想中存在一個(gè)普遍的觀念,即認(rèn)為世界是一個(gè)不斷運(yùn)動(dòng)、不斷發(fā)展的過程。世界不僅是一個(gè)運(yùn)動(dòng)開放的系統(tǒng),而且周行不怠、循環(huán)生成充滿了生機(jī)與活力。“天道生生——中國古代哲學(xué)關(guān)于天道有一個(gè)基本觀念曰‘生’。所謂天道即是自然界的演變過程及其規(guī)律。所謂‘生’指產(chǎn)生、出生,即事物從無到有,忽然出現(xiàn),亦即創(chuàng)造之意。”①關(guān)于世界生成理論的探討是中國古代哲學(xué)的精華,以老子為代表的道家思想較為全面地闡述了宇宙生成與發(fā)展的思想。
二
老子的哲學(xué)源起于觀“變”而思“常”,其生成論的思想也肇始于“變”與“常”的辯證關(guān)系。老子認(rèn)為:“飄風(fēng)不終朝,驟雨不終日;孰為此者?天地也,天地尚不能久,而況人乎?”(二十三章)萬象流逝,皆不能久,現(xiàn)象界中的事物處于永恒的變化之中。面對不斷變化的世界,老子沒有像西方傳統(tǒng)哲學(xué)家一樣,選擇一個(gè)形而上的概念作為確定事物內(nèi)在規(guī)定性的根據(jù),而是肯定萬物的變化,并試圖探索事物變化的緣由、動(dòng)因和規(guī)律,即超出經(jīng)驗(yàn)世界的恒常。老子認(rèn)為,萬物生成變化的總根源與總根據(jù)在于道,道不僅是宇宙的根源,是萬物之母,而且決定了變化的內(nèi)在規(guī)律。
首先,道虛而生萬物。道作為世界之根本,萬物皆由道所生,可以說生是道的核心與靈魂。“道”作為世界的總根源是形而上的實(shí)存,其存在無法名狀,因此老子說:“道可道,非常道;名可名,非常名。”(第一章)對于道的描述,老子還提出:“其上不皎,其下不昧,繩繩兮不可名,復(fù)歸于無物。是謂無狀之狀,無物之象,是謂惚恍。迎之不見其首;隨之不見其后。”道的存在虛無縹緲,超越了人的感官,是我們的感官無法把握的。這里的無法言明、無法名狀的狀態(tài)就是“虛”狀的存在,“虛”是道的基本屬性,在老子學(xué)說中具有重要的地位。司馬談《論六家要旨》中就指出,道家思想以“虛無為本”。道能生萬物的奧秘也正在于這種“虛無”的狀態(tài)中。老子在《道德經(jīng)》中論及“虛無”時(shí)往往與道的創(chuàng)生性相聯(lián)系。“道沖而用之,或不盈,淵兮,似萬物之宗。”(四章)此處“沖”訓(xùn)虛,“道沖”意指道的存在是虛狀存在的,無形體且無法言明。但是這種虛狀的道體卻是萬物的根源,它所發(fā)揮的用途是不可窮盡的。虛空的變化永不停竭,這是生成天地萬物的根源。“谷神不死,是謂玄牝。玄牝之門,是謂天地之根。”(第六章)道“常虛”,其自身永不會(huì)變成盈,因此“玄之又玄”,為眾妙之門。正因?yàn)榈啦槐蝗魏我?guī)定性所束縛,無形無名且無跡可尋,才能夠虛位以待,能夠擁有生成萬物的潛質(zhì),以其無窮的創(chuàng)造力生成萬物。
“虛”狀存在的道雖無形無名,但卻并非空無一物,不能等同于絕對的“無”。老子有言:“有物混成,先天地生,寂兮寥兮,獨(dú)立而不改,周行而不殆,可以為天地母。吾不知其名,字之曰道。”(《老子》第二十五章)此處所謂的“有物混成”與“道虛”都是對于道的形容,兩種界說可以互訓(xùn),“虛”實(shí)為“混成”之物所形成,而道之“虛”的生成性也可從“混成”中探出緣由。這里的“有物”非實(shí)有之物,有物混成說明道的存在是渾樸狀態(tài)的,是天地之根本,同時(shí)具有生成萬物的能力。道存在于有無之間,即能以物存,此為有;能時(shí)刻向他物生成,向他物敞開,此為無。處于有無之間既不為形名所束縛,同時(shí)又不是空無一物,包含豐富的創(chuàng)造性,這正是“虛”的本意。“虛”的生成性在于道兼有“有”與“無”的屬性。道之無推動(dòng)了物向有的生成,而萬物之有又非恒有,總是在向其將成而未成虛其位、守其無。所謂“有無相生”正反映出道不斷生成的事實(shí)。“這樣‘道’就更有可能脫出傳統(tǒng)神學(xué)宇宙論的理解框架,不再被視為是一實(shí)體,而是那天地之間萬事萬物生長成滅的自然歷程和道路。這種萬事萬物的生長成滅乃是由‘有’和‘無’兩股力量相激互蕩而成,老子將之稱為道之為道、‘同出而異名’的兩面。”①由于有與無的力量強(qiáng)弱而使物在“無形”、“無象”與“有象”、“有精”、“有信”之間循環(huán)往復(fù),因此老子說:“萬物并作,吾以觀復(fù)。夫物蕓蕓,各歸復(fù)其根。”(第十六章)
其次,道不僅以其虛無產(chǎn)生萬物,還直接推動(dòng)了事物的生成與發(fā)展。物的生長興衰是道生萬物的完整的過程。作為推動(dòng)萬物生長的力量是道本身所具有的,道依靠自身的力量生成物,萬物依道而生,憑道之力自然生長,無須外力的干預(yù)。高亨說,“道者,宇宙之母力也……此力生育萬地萬物,而子母未嘗相離。此力包裹天地萬物,而表里本為一體。未有天地之先,既有此力存。既有此地之后,長有此力在。天地萬物之便,即此力之體。天地萬物之隙,亦此力之體。天地萬物這性即此力所予。天地萬物之變,既此力所動(dòng)。”②道作為天下之母力不僅在于其作為宇宙初始的創(chuàng)生力,不僅具有宇宙發(fā)生學(xué)的意義,更在于這種力量是萬物在生成發(fā)展的任何一個(gè)階段所依憑的根本動(dòng)力。道在生成萬物之后,并沒有退隱或消失,而是化為萬物與天地為一體,推動(dòng)萬物的發(fā)展。“故道生之,德蓄之,長之育之,成之熟之,蓋之覆之。生而不有,為而不恃,長而不宰,是謂玄德。”(第五十一章)道生萬物有一個(gè)中間環(huán)節(jié),便是“氣”論。老子把道的力量看作是陰陽之氣相互作用的結(jié)果,陰陽乃是兩種對立的力量,陰陽之氣交匯中和才能生萬物。“萬物負(fù)陰而抱陽,沖氣以為和。”(第四十二章)陰陽是萬物生長的根本動(dòng)力,“有生者,莫不背于幽而不測之陰,向于明而可見之陽,故曰:萬物負(fù)陰而抱陽。”③陰陽是萬物的一體兩面,萬物雖然都呈現(xiàn)為有形有象的陽性的表象,但是卻需要無形無象的陰性的隱性的內(nèi)相才得以實(shí)現(xiàn)。所謂“沖氣以為和”則體現(xiàn)出陰陽相生的動(dòng)態(tài)平衡與轉(zhuǎn)化機(jī)制,陰陽二氣在一體之中相摩相蕩、互為消長,而新的和諧體就在這兩種力量作用下產(chǎn)生出來。龐樸將整個(gè)先秦中國思想傳統(tǒng)關(guān)于天地萬物的觀點(diǎn)歸結(jié)為“陰陽:道器之間”,并且指出了老子陰陽之說的形而上的意義。“這個(gè)陰陽,固不是人事上的陰陽,也并非自然中的陰陽,正就是原始的陰陽。形象地說,它是二神;抽象地說,它叫兩儀,或者叫‘二’,道生一、一生二的二。它自己是唯象無形的;唯其如此,它可以體現(xiàn)為萬物萬事之形,萬物萬事負(fù)抱它而生而成。萬物萬事既生既成以后,又各有自己的具體而微的陰陽。”①
第三,道生成的路徑——依自然而法自然。物自道始,無形無名。道因其化成天下的力量,不斷地將自身物化,通過自然物的呈現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)自身的彰顯。在宇宙萬物生成的過程中四種因素共同起作用,分別是道、天、地、人。老子說,“故道大,天大,地大,王亦大。域中有四大,而王居其一焉。人法地,地法天,天法道,道法自然。”(二十五章)在這四大中,天、地、人均為道所生,于是便形成了道與天、地、人之間的生成的層級(jí)關(guān)系。自然在老子那里卻是道所效法的對象,道無法言名,彌散于萬物,需要通過自然出場來展現(xiàn)它的生成性。道生萬物就體現(xiàn)為自然與天、自然與地、自然與人的相互對應(yīng)的關(guān)系,天、地、人皆效法自然推動(dòng)道的物化。王慶節(jié)在論及老子的自然觀時(shí),提出自然的“自己而然”可以解析出“積極性”意義與“消極性”意義。自然的“積極性”意義與“消極性”意義是“自己而然”的一體兩面,是指一切事物的生成與發(fā)展都遵循其自身特殊的道路而毋須他者的壓制、干涉和破壞。②一切都自然而然,無需用外力進(jìn)行調(diào)節(jié)和參與。但是應(yīng)當(dāng)注意的是,“自己而然”并不排斥他者,天地萬物之間的“自性而然”才是萬物生存發(fā)展的根本目的。道生成萬物不像“太一”流溢而產(chǎn)生萬物,不是不可逆的過程。“大曰逝,逝曰遠(yuǎn),遠(yuǎn)曰反”。(第二十五章)道生是一個(gè)循環(huán)往復(fù)的過程,伸展向遙遠(yuǎn)而又返歸本原,其間萬物可以互生互化,人與天地自然在生成之力的推動(dòng)下保持著和諧的關(guān)系。除了道以外,萬物的存在皆非恒在,它們的內(nèi)在屬性決定于其生成的過程,自然萬物都是在與他者共在的基礎(chǔ)上不斷生成而實(shí)現(xiàn)自身的。因此雖然自然強(qiáng)調(diào)萬物自身的自我與獨(dú)立,但并未刻意為自我設(shè)置絕對對立的他者。“天下皆知美之為美,斯惡已;皆知善之為善,斯不善已。故有無相生,難易相成,長短相形,高下相傾,音聲相和,前后相隨。”(第二章)在道生成的基礎(chǔ)上,沒有絕對的“我”與“他”的對立,善惡美丑沒有永恒不變的標(biāo)準(zhǔn),旦夕禍福因時(shí)因地皆有相互轉(zhuǎn)化的契機(jī)。總之,“道法自然”不僅道出了宇宙萬物在生成發(fā)展的過程中各隨其性、自由發(fā)展的本性,同時(shí)也彰顯了萬物自性與他性的統(tǒng)一,描繪出一幅和諧共生的美好圖景。
作為“四大”之一的人是天地間最具能動(dòng)性的參與者。人既是自然之子,同時(shí)又獨(dú)具理性能力與道德能力,是自然生命價(jià)值的承擔(dān)者與實(shí)現(xiàn)者。“人有一種‘天賦’的責(zé)任、義務(wù)和使命,或‘天職’,就是實(shí)現(xiàn)自然界的‘生道’,而不是相反,更不是為了人類自身的利益而去任意破壞自然界的‘生生之德’。人的生命的意義和價(jià)值就在于此,人的‘安身立命’之地也在于此。”③人如何把自己的能力發(fā)揮得當(dāng),老子在“法自然”的基礎(chǔ)上提出了“無為”的思想。這里的“無”不是空無之無,而是與前面所提及的“虛”相呼應(yīng)。無為并非無所事事,“無為而無不為”,無所作為也是一種作為。這種作為表現(xiàn)為對宇宙大化流行的尊重,對道生成萬物的積極響應(yīng)。老子在《道德經(jīng)》中多處形容“無為”,如“簡”(第六十七章)、“柔弱”(第七十九章)、“慈”(第六十七章)以及“不敢為天下先”(第六十七章)等。從這些詞句中,我們可以看出,具有主動(dòng)性的人在“法自然”的統(tǒng)攝下應(yīng)處處采取被動(dòng)、柔弱的行為方式。但是這種“守弱”的姿態(tài)也是人的主動(dòng)行為的能力的表現(xiàn),它一方面強(qiáng)調(diào)人應(yīng)當(dāng)限制其欲望,不應(yīng)該憑借其獨(dú)特的地位與能力侵害自然的權(quán)利,另一方面則主張人應(yīng)通過“守弱”為萬物的“自己而然”讓行,從而推動(dòng)道的生成與物化。“守弱”并非簡單的珍惜人與自然的和諧,而是要以“無為”的行動(dòng)承擔(dān)起“生養(yǎng)萬物”的使命。因此,老子說“能輔萬物之自然,而弗敢為。”(第六十四章)由此我們可以看出,“無為”不是人臣服于物,而是聽命于道。“事實(shí)上,《道德經(jīng)》告訴我們,由于道的微妙、仁慈的行為,我們可以放心,生命會(huì)朝它應(yīng)該發(fā)展的方向發(fā)展。”①人應(yīng)該承認(rèn)自然物存在的價(jià)值與獨(dú)特性,順應(yīng)自然的發(fā)展規(guī)律,尊重道的生成與展開。唯其如此,人才能真正成為自然界中的“大”。
三
中國傳統(tǒng)文化中的生態(tài)智慧在生態(tài)文化轉(zhuǎn)向的過程中被不斷地發(fā)現(xiàn)和闡釋,深刻影響了當(dāng)前的生態(tài)文化的發(fā)展。老子的生成理論作為先秦道家思想中的重要組成部分,具有非常明顯的生態(tài)學(xué)取向,其中蘊(yùn)涵著深層的生態(tài)意識(shí),對于當(dāng)前生態(tài)文明的建設(shè)具有積極的意義。
首先,老子的生成論思想通過“道生萬物”的觀點(diǎn)突顯出“生”的本源性意義,從而將生態(tài)思想從價(jià)值論與道義論的層面上升到本體論的層面。從價(jià)值論或道義論的角度研究生態(tài)問題,往往依照倫理與宗教的信條衍生出相應(yīng)的生態(tài)觀念。這種推演方式缺少理論與實(shí)證的支持,會(huì)被打上復(fù)古主義或浪漫主義的標(biāo)簽。老子的生成論思想賦予了“生”以本體論的地位。萬物的生生不已是道的顯現(xiàn),也是自然界生態(tài)的本相。人世間的諸種真善美皆源自于維護(hù)萬物的生機(jī),因此生態(tài)以道的生成性為基礎(chǔ),就是找到了自己生命的源頭。因此從這個(gè)層面上來看,所謂生態(tài)平衡、眾生平等等觀念皆出自于“生”本身。劉恒健在論及生態(tài)美學(xué)的形而上基礎(chǔ)時(shí),就指出了生態(tài)美學(xué)的本源性意義。“生態(tài)美學(xué)是一種以大道形上學(xué)為基礎(chǔ)的美學(xué),生態(tài)美學(xué)的本源性即它的大道性”,這種“大道性”指的是向老子、莊子所說的“大道”的超越性回歸,回到天人一體、萬物一體、同生共運(yùn)、圓融共舞的大道本源性上來。②明確了“道生萬物”的本源性意義,有助于將生態(tài)從狹隘的生命哲學(xué)中釋放出來。老子將個(gè)體的生命視為大道循環(huán)往復(fù)的組成部分,生態(tài)理論把整個(gè)宇宙看成是一個(gè)大的生態(tài)系統(tǒng),一個(gè)生生不息、創(chuàng)生不已的有機(jī)體。生態(tài)是廣義的,生態(tài)之“生”就體現(xiàn)在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)一氣貫通的大化流行之中。它不僅是實(shí)體生命的外化、呈現(xiàn),而且是指在自然往復(fù)循環(huán)的過程中一切元素的互生互長,反映出對一切生命體、存在物的尊重與愛護(hù)。