2009年9月8日星期二

简单和优美的包袱


(题图:Composition with Three Black Lines, by Mondrian, 1929)


前两天做报告,结束后有老师问我:“你做的工作对你关于世界的认识有什么影响?”他举Wheeler的例子说,物理学家曾认为构成万物的基本组分是粒子,后来又觉得是场,再后来又有人说是弦。


我回答说,我认为不存在终极理论。我没有详细解释,否则这位老先生一定会觉得我不知所云。当然,在上一篇博文中我已经提到了这件事。


关于终极理论是否存在、是否能为人类所认识,这不是物理,而是哲学问题。不过,尽管这些问题本身不是物理学家所研究的对象,但物理学家对它们一定有自己的认识,某些时候,这是一种信仰。例如,有人信仰物理学的简单和美。


追求物理理论的简单和美,这是科普作家们描写理论物理学常用的字眼。我相信很多进入物理领域学习和研究的同学都曾经被这样的描写所倾倒,至少我是如此。不过我不清楚,真正做研究的同学还在多大程度上持有这样的观点。


这不难想象。比如,对于一幅画的欣赏和理解,画家本人和旁观者不会相同。当我们谈到物理的简单和美时,我们其实是站在旁观者的位置上。一旦你进入细节,似乎并不能发现什么简单和美。在一长串繁冗复杂的数学公式面前,如果还有人念叨“简单和美简单和美”,我会感到很可疑。


尽管在研究中,我们常常只面对丑陋而不是优美,但我相信不少研究者仍然会抱这样的态度:物理理论应当是简单而优美的。


当然,这没有任何值得推敲的根据,所以纯粹是一种信仰。我猜,这种信仰是被爱因斯坦带进物理学中的。他的广义相对论是这种信念的绝佳范例。


“物理理论应该如何如何”,这是价值判断。在自然科学理论中掺入价值判断,是两千年前的亚里士多德才会做的事情。在牛顿理论的影响下,人们已经学会将价值判断隔绝于自然科学之外,没有人再视“圆周运动是完美的”这类命题为真理。而上面这种“物理学应当如何”的判断,我猜,物理学家只在茶余饭后才会想起来。


另一方面,相对论,被认为是20世纪初物理学革命性突破的代表之一。然而在今天看来,它更像是一种旧传统的终结者,而非新思想的开创者。它是经典物理学长链中的最后一环。而伴随它产生的“简单与优美”原则,更像是旧传统发挥到极致的表达,是一种强烈的信仰,或者迷信。只是这迷信的对象已不再是圣经中的上帝,而是斯宾诺莎的上帝。


“Einstein may have misled us a hundred years”,我记得文小刚先生在一次讲课中这样说。的确,简单和优美的原则肇始于对统一理论的仰慕和追求。对这种封闭、自洽、完美、统一的信仰只是人类思想史中一串被遗传了过久的基因。如果能克服对它的依赖心理,果断舍弃这个包袱,我们是否能前进得更轻松一些呢?


 


最后为大家送上一段音乐。我希望这能成为今后每篇日志的惯例。今天是:


Vivaldi:Largo, from Concerto per due violini, liuto e basso continuo RV93, Played by Rolf Lislevand


维瓦尔第:两把小提琴,琉特琴和数字低音的协奏曲,第二乐章:广板。此段音乐来自naive公司的唱片:




此段音乐特别献给我的家乡,如今她饱受骚乱和恐惧的折磨。愿她早日回复安宁。


文件上传于纳米盘,至少七日有效。当然,大家多多下载有助于延长有效期。


 

没有评论:

发表评论