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边塞艺苑
《极端的年代》
来源:边塞艺苑 | 作者:艾瑞克·霍布斯鲍姆 | 发布时间: 859天前 | 33443 次浏览 | 分享到:


但是尽管多方脱解,不自在的感觉仍然存在。就一方面来说,我们有新物理在1920年的大合成,提供了解开自然奥秘的钥匙,甚至到20世纪后期,量子革命的基本观念也依然继续应用。但是自从1900-1927年以来,除非我们将电脑技术理论造就的“非线性式研究”(non-linear analysis),也视为离经叛道的激烈新改变,物理界可说无甚剧烈变动,却只在同样观念架构之下做演进式的跃进而已。但就另一方面而言,其中却有着总体性的不连贯存在。1931年时,这种不协调的现象,终于扩展至另一学科——连数学的确定性也面对重新考虑。一位奥地利数学逻辑学家哥德尔(kurt godel)证实,一组原理永远不可能靠它本身成立;若要显示其一致性或无矛盾性,必须用外界另一组陈述才行。于是证明“哥德尔定理”,一个内部无矛盾、自和谐的世界,根本便属匪夷所思的想象了。


这就是“物理危机”(crisis in physics)——借用英国一位年轻马克思派学人考德韦尔(christopher caudwell 1907-1937)大作的书名(这名自学成才的学者,后在西班牙不幸殒命)。这不但是一个“基础的危机”(crisis of the foundations)——正如数学界对1900-1930年间的称谓(参见《帝国的年代》第十章)——也是一般科学家共有的世界观念。事实上,正当物理学家对哲学性问题耸耸肩膀,回头继续埋头钻研他们面前的新领域时,第二阶段的危机却也正大肆闯入。因为到30年代和40年代,显现在科学家眼前的原子结构,一年比一年更复杂。什么正核子负电子的二元原子世界,哪有这么简单。现在原子家族里面,住着一大家“子”,飞禽走兽,万头攒动,日盛一日,冒出各式各样的新成员,其中有些着实奇怪得很哩。剑桥的查德威克(sir edwin chadwick),于1932年首先发现这一大家“子”新成员中的一名,即不带电的“中子”(neutron)——不过其他造“子”,如“无质之子”(massless),及不带电的“中微子”(neutrino)等,在理论上早就推论得之。这些次原子的粒子,如蜉蝣朝露,寿命几乎都很短暂;品目之多,更在二战后“大科学”的高能加速器撞击之下,繁生增多。到50年代末期,已经超出百种以上;而其继续加增之势,也看不出有任何停止的可能。自30年代开始,更由于以下发现,情况变得更加复杂,即在那些将核子及各种电子结合一处的各种带电小子之外,另外还有两名来路不明的力量,也在原子之家当中发挥作用。一个是所谓的“强作用力”(strong force),负责将中子及带正电的质子(proton)在原子核内结合起来;至于造成某些粒子衰变现象的责任,则得怪罪到其他所谓“弱作用力”(weak force)的头上。


在这一切大变动中,在20世纪科学崛起的颓垣之中,却有一项基本事物,而且在根本上属于美学的假定,未曾受到挑战。事实上,正当“测不准”的乌云,笼罩在其他所有方面时,这项假定却一枝独秀,愈发为科学家所不可缺少。他们如诗人济慈一样,都相信“美即真,真即美”——虽然他们对美的取舍标准,跟济慈并不一样。一个“美好”的理论,本质上便是一项对“真理”的推论,其立论一定线条高雅,简洁流畅,其格局必然气势恢宏,纵览全局。它一定既能综合,又能简化,正如历来伟大的科学理论所证明,都是如此。伽利略与牛顿时代产生的科学的革命即已证实,同样一种法则,掌管天,也操纵地。至于化学的革命,也将物质所系的世间的形形色色、万物万貌,简化成92种系统相连的基本元素。而19世纪物理学的胜利果实,也显示在电学、磁学与光学现象三者之间,有其共同根源。可是新一代的科学革命,带来的却非简约,而是复杂。爱因斯坦那不可思议的相对高论,将地心引力形容为一时空曲线,的确将某种恼人的二元质性带进自然:“就一方来说,是舞台——即这道弯曲的时空;就另一面而言,则是众演员——也就是电子、中子、电磁场。可是两者之间,却没有任何联系。”(steven weinberg 1979,p.43)在他一生当中最后的40年里,爱因斯坦这位20世纪的牛顿,倾注全部精力,想要找出一个“统一场论”(unified field theory)好将电磁场与引力作用合为一家,可是他却失败了。现在可好,世间忽然又多出了两股显然毫不相干的力量,与电磁场及地心引力也谈不上什么关系。次原子级众粒子的不断繁生,即使再令人感到兴奋,毕竟只能属于一种暂时的、前期的真理。因为不管在细节上多么美好,新时代的原子图,总是比不上旧原子图美观,甚至连本世纪纯讲实际者流——对这种人来说,任何假说,并没有别的判定标准,只要管用就成——有时也会忍不住做做美梦,希望能有一个高雅、美好又全面,可以解释任何事物的“事事通”理论(everything theory)——借用剑桥物理学家霍金(stephen hawking)之言。可是这个美梦,却似乎取行愈远,虽然从60年代起,物理学又再度开始认识到这种综合总览的可能性。事实上,到90年代,物理学界普遍相信,他们已经离某种真正的基本层次不远。其层粒子的众多名目,可能可以减化到几种相当简单却一致的子群。

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