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哲学园鸣谢

▲ Philip W. Anderson
1977年诺贝尔物理学奖获得者
悼念
最有创造力的物理学家:菲利普·沃伦·安德森,美国物理学家,1977年与内维尔·弗朗西斯·莫特和约翰·哈斯布鲁克·范扶累克荣获诺贝尔物理学奖。
我们日用而不知的磁性存储材料如录影带录像带等都是拜安德森的理论所赐。
20 世纪物理学的历史概述(节选)
P. W. 安德森
选自《20世纪物理学第三卷》
为20世纪的物理学撰写一篇哲学意义上的概述是一项相当吓人的任务。在此我想先谈谈贯穿本世纪物理学的两个相关论题。
飞离“常识”
第一个论题是我们的自然观的完全逆转,比我们意料到的要更加深入和广泛。
Maxwell,一个十九世纪物理学家的典范,在讨论自己为电磁辐射写下的方程时,是相当严肃地把讨论建立在某种‘以太’里出现的、能携带电磁波的物理实体的基础上的。在其“奇迹年”1905年,Einstein发现了以太的物理非现实性,但仍然使用非常实在的、经典的‘米尺’和‘时钟’和‘观察者’这样的词汇表述他的狭义相对论。在晚年,爱因斯坦在某种意义上信仰直接感知之世界的真实性和首要性,信仰如他,Albert Einstein,所见到的那样的空间和时间。我将表明,一个物理学“进步的世纪”(1932年芝加哥世界博览会的主题词)的结果是,如果一个理论物理学家在1990年代还这样想的话,那他完全可以不必把自己个人太当回事。
一次又一次地,以许多种且是相当完全结构化了的方式,我们被引导到如下结论:“我们所见的”不是那里存在的真实。
演生作为上帝原理
这段简短的深入哲学结构的愉快之旅告诉我们物理定律的结构无论如何不再可以认定是对应于我们关于世界的直接体验的。用哲学词汇来说是‘在所有层面上演生’;从常识得来的关于空间、时间和物质的性质不是其背后理论结构的‘真正’性质。当我们逐渐理解它们的时候我们认识到了这一点。这让物理学同常识日益疏远,一种对科学家和公众都可能产生灾难性后果的疏远。物理学初学者在被教导要用Newton的直觉替代Aristotele的常识所遭遇到的相对简单和平凡的对想象之扭曲,同此一直接体验与物理学家关于它的基础理论概念之间的断裂相比起来,简直不值得一提。近代物理学离世俗男女已经非常遥远了。
第二个论题是演生(emergency)的过程实质上是在所有层面上二十世纪物理学结构的关键。
这一事实已经被Sylvan Schweber在一篇发表在1993年11月份的《今日物理》(Physics Today)杂志上的富有洞见的文章加以强调。对称性破缺,一种演生的性质,包括1970年代Kadanoff,Widom,Fisher和Wilson曾分类整理过的对称性改变的相变,以及铁磁性和反铁磁性的对称性破缺,还有关键的超流(O.Penrose, Onsager和Feynman)与超导(Bardeen-Cooper-Schriffer ,P W Anderson和Gor’kov)的规范对称性破缺,也是固体(近日称为‘凝聚态’)物理的中心概念,它展示了宏观尺度上的量子困境。
演生也被逐渐理解为生物界和我们人类的社会世界从物理的背景得以发生的过程。若作为活体物质中演化的复杂性之源泉,十九世纪的‘热寂说’和‘活力说’看起来不是对不可避免的生命出现(至少是在地球上)——先是原始形态,而后通过形态发生,随着复杂程度的增加达致意识、交流、以及演生出社会复杂性——的合适的描述。
二十世纪科学的基本哲学洞见是:我们观察的任何事物都是从更原始的层级上演生出来的,这里用的是‘emergent’这个词的精确意思,是指遵从更原始层面的定律,但概念上却不是来自那个层面的结果。分子生物学不违反化学定律,但它包含了不是(或许不能够)从那些定律直接推导的思想;核物理学被认为同量子色动力学并无矛盾,但它仍未被还原为量子色动力学,等等。
这一层次结构在上述Schweber的文章中被很好地阐述,该文又广泛引用了作者早先(1967-71年间)的一篇文章。他的结论,如同我的结论一样,是指标准模型那样或者化学键的定律等结构在哲学上断开了还原主义的链条,且使得深入探究更深层次的基础定律对于高层次上的组织变得毫不关联. Schweber 的文章可看作是对关于超导超级对撞机(SSC)以及其它主导本世纪最后十年的大型科学工程之哲学辩论的贡献,是对Weinberg的《终极理论之梦》和Lederman的《上帝粒子》的反驳。这两本书表达了一股对还原主义之重要性和关联性的强烈信仰。我觉得这看起来有效地表明了在每一个层次上演生这一‘上帝原理’,同任何可能的代表在朝向更简单更抽象的关于亚原子粒子内部动力学规律之还原过程中的猜想里程碑的‘上帝粒子’相比,更加充斥我们对宇宙的理解。
提及关于超级超导对撞机的辩论是改变话题转而检视物理世界之实用的和社会学的状态的合适机会,因为这场辩论及其产出看起来成了被新闻界称为‘物理学时代的终结’之事件状态的符号。
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