前沿科学还是前沿神学

前沿科学还是前沿神学

– 就超弦和超对称理论答郑道先生

2012年2月27日

我给张操先生的两封短信发表以后,郑道先生立即在网上发表一篇洋洋一万四千言的文章 “评吴耀琪先生的核育论” 进行猛烈抨击。郑先生好像读文章不太仔细,把我的话当做张操的话。我不愿张操先生代我受过,特将我的两篇短信原文附录于下:

(2012年1月 24日)  张操兄:完 全支持你對“時空穿越”的批判。這些僞科學家欺世盜名,把物理學界搞得污煙髒氣。爲了子孫的身心健康,我們有責任大聲呐喊。不要低估了影視媒體對扭曲兒童 靈魂的致命作用。霍金和彭儸斯把因果律都顛倒了,並且主張時間是二維的,既有實時間,也有虛時間,而且虛時間比實時間更真實。對科學邏輯和事實的違背,莫 此爲甚。

(2012年2月1日) 张操兄:在整個宇宙學界沉淪到星象學和創造論的大環境中,能有一個雖然幾十年不見,但經過各自獨立的探索和思辨,居然所見略同的朋友,確實是非常難得。所謂舉世皆濁而我獨清,衆人皆醉而我獨醒。有了我們的相互支持,應該不那麽孤獨了。

但是從另一個角度看,不同的人經過獨立的研究得出同樣的結論,並不是什麽奇怪的事,因爲真理只有一個。物理學的使命就是認識客觀世界,解釋客觀世 界。如果大家都秉著實事求是的科學精神去研究物理學的客觀規律,不同的人應該能夠得出同樣的結論。也就是說,真理應該是收斂的理論。

相反,如果按照星象學的思維,從一大堆假定或“原理”出發,建立一些方程,然後要求大自然服從這些方程式,並吹口仙氣,賦予數學變量以“物理意 義”,物理理論不需要經過科學事實和科學邏輯的檢驗,學術上就沒有是非可言了。像時間倒轉,虛時間,高維空間,暗物質,黑洞白洞,時空隧道,真空擾動,宇 宙嬰兒等等等等,都是一些完全違反科學邏輯和事實的僞科學。既然整個宇宙學界都在玩數學,那誰不可以玩?於是各種五花八門的荒唐理論紛紛出臺。這樣的理論 當然不可能有一致的結論。所以,僞科學的理論是發散的,不收斂的。他們今天否定牛頓力學,明天否定愛因斯坦的宇宙模型,後天又可以否定大爆炸標準模型。今 天說宇宙是封閉的,最終會導致大湮滅,明天又可以說宇宙是開放的,大湮滅不會發生。宇宙的最終命運 – 湮滅還是不湮滅 – 只取決於質量密度的10 的120次方分之一的差別。一個理論不穩定到這步田地,不正是這理論荒唐的一個證據嗎?

所以,只要我們以伽利略的殉道精神堅持真理,一定能夠把物理學從這種僞科學中解救出來。不要怕孤獨。不要怕路遠。做學問要耐得住寂寞,經得起壓力。亦予心之所善兮,雖九死其猶未悔。

对此,郑道先生批评说:

“中国人即使曾经在美国获得终生教授的物理学家,也只能 ‘骂 娘’.” “王令雋教授在回复他的信中,以指责伪科学家欺世盗名,把物理学界搞得污烟脏气为托辞,点名霍金和彭罗斯,把因果律都颠倒 了,即他们主张时间是二维的,既有实时间,也有虚时间,而且虚时间比实时间更真实。王令雋最后愤愤地说:‘对科学逻辑和事实的违背,莫此爲甚’”。

我点名霍金和彭罗斯颠倒了因果律,显然是在谈物理中最为本质的东西,在指出他们对科学逻辑和事实的违背,这是骂娘吗?郑道先生如果认为霍金和彭罗斯 的这些理论不是伪科学,只要向科学界解释一下因果律如何可以颠倒,时间为什么是二维的,为什么虚时间比实时间更真实,就立即把我打倒了。我的反大爆炸理论 的观点在《现代宇宙学的基本问题及DET理论》《就宇宙学问题与方励之教授商榷》《小儿辩日辨》等文中有比较系统的叙述。我诚恳地邀请您和“现代前沿科 学”的同仁们对拙作中对大爆炸理论的质疑逐条逐条无保留的无情的批判。把它批倒批臭。如果您做不到,就别怪有人会愤愤,也别怪这些文章在物理学界产生反 响。

感到愤愤的还不止王令隽,郑道先生的文章中就提到一个大人物—格拉肖:

“格 拉肖1979年与温伯格、萨拉姆共同获得诺贝尔物理学奖,是世界著名的理论物理学家、美国科学院院士。…… 1976年还获奥本海默奖,1991年获Erice科学和平奖。…… 格拉肖也曾发誓要让哈佛远离弦理论,但他却无法阻止阿卡尼哈默得和兰德尔等他的学生和班底, 成为被公认的当今全球最一流的超弦理论学家。”

格拉肖比我厉害,不仅有愤愤的言论,而且还有行动 –发誓要让哈佛远离弦理论 。格拉肖对超弦理论的愤愤批评的话,郑道先生没有提,现引述如下:

“超弦理论将演变出一些只有在未来的神学院里的神学家们导演的活动。自黑暗的中世纪以来,我们第一次看到崇高的科学研究最终的结局竟然是再次以信仰取代科学。”

除了格拉肖以外,还有一位诺贝尔奖得主,世界知名的高能物理学家里奇特 (Burton Richter),也认为这些自我标榜为“前沿科学”的东西是神学,。他在《今日物理》杂志 2006年十月号上发表了一篇文章 “粒子物理理论:神学猜想还是实际知识”,批判超对称理论:“比如说,如果Higgs 质量平方发散,就发明超对称让它对数发散。这一发明的代价是带来124 个新的常数。我总觉得这代价太大。”

格拉肖和里奇特没有说超弦理论或超对称理论是伪科学,而说是神学。霍金本人也承认他的理论近乎神学。在《果壳中的宇宙》一书的第二章,(英文版35页。对不起,我手头没有中文版。《时间简史》中也有同样的话。)霍金写道:

“人们可以问:上帝在创造宇宙之前在做什么?正如圣奥古斯汀所说,人们不应该开这种玩笑。‘在此之前上帝在为那些深究奥秘的人准备地狱。’这是一个人们思考了多年的问题。按照圣奥古斯汀的看法,上帝在创造天地之前根本没有制造任何东西。事实上,这非常接近现代思想。”

霍金写到他和彭罗斯合写的一篇论文证明了时间有始点和终点,赢得了$300奖金。“这使许多物理学家非常不满,可是却使相信创世记的宗教领袖们欢欣鼓舞,因为这就是(创造论的)科学证明。”(同书41页)

请无神论者们不必担心,霍金和彭罗斯的“科学证明”并不科学,后面隐藏着许多假定。

在“预言未来”一章中,霍金说:“在对未来的预言中,星象学并不比科学定律差。”(126页)确实啊,姜子牙预言武吉进城后会杀人,西方星象学预言世界会在 2012 年毁灭,科学定律做得到吗?霍金甚至需要用上帝的闪电来图解他的时间旅行的理论(147页)。

如果你们知道自己的理论是神学,是星象学,坦率承认也好。就怕不敢承认,还要自诩为“现代前沿科学”,那这种“科学”就是假的,伪的。其实伪科学也好,神学也好,都不是科学。

“欺世盗名”也不是谩骂,而是对一种行为的描述。其意思是,通过欺骗世人来赢得名声和地位。可以举几个典型的例子来看看人们怎么欺世盗名的。

1)因果律的颠倒。也就是说,先有结果,后有原因。不是关云长手起,然后青龙偃月刀落下,最后老蔡阳的脑袋被砍下;而是老蔡阳的脑袋先落下,然后青 龙偃月刀砍下,最后关云长举起青龙偃月刀。圆明园先被烧了,八国联军再点的火。判断这种谬论的伪科学性,需要蛮高的智商,蛮多数学吗?难道“90%的成 人,包括大学生、教授、院士”们一定要先学懂黎曼几何拓扑流型才有对因果律的发言权?

对这种时间倒转的“现象”,霍金在“保护过去”一章中说得比封神演义还神奇:“如果虫洞[注1] 确实存在,他将是解决空间中速度极限问题的办法:相对论要求宇宙飞船的速度不能超过光速,因此需要几万年才能横穿银河系;可是你可以通过虫洞到达银河系的 那一边后赶回来吃晚饭。所以你可以想象坐飞船通过虫洞回到你起飞之前的过去把送你上天的发射架炸掉以防止飞船起飞。这是‘爷爷佯谬’的变种:如果你回到过 去,在你祖母怀上你爸爸的时候就把你爷爷杀死了怎么办?”(135-136页)

可是如果在宇航员的祖母怀上他爸爸以前他的祖父就因为孙子的时间旅行被杀,则宇航员的父亲和他自己都不可能存在;既然他自己不存在,也就不可能坐时间机器回到从前去阻止他祖母的怀孕,因而他的父亲和他自己又可以存在了。……

“爷爷佯谬”非常生动地揭露了因果律颠倒的背理和伪科学性。霍金自己也知其佯谬,按道理应该立即停止这一方面的“理论研究”。可是他看到了数学星象 学的商机,大张旗鼓地开发这片“现代前沿科学”处女地,不仅以研究黑洞虫洞成名,坐进了牛顿曾经坐过的交椅,还大量发行“科普”小册子,赚钱赢利,将市场 打入好莱坞,打入中国。

不久前一位国内来的朋友问我:“有一位哲人曾说,任何信仰都可以用金钱和利益收买。那末,要什么样的条件,才能使您改变您的反对宇宙大爆炸理论的立场和您对宇宙无穷的信仰?”

我的要求其实简单而公平。只要霍金或他的信徒门能够坐上他的时间机器,时空穿越到1898年,在谭嗣同坐火车到天津见袁世凯之前把光绪皇帝被软禁在 瀛台和谭嗣同在菜市口被杀头的历史告诉谭嗣同而避免戊戌政变;或者穿越到1931年,在九一八事变前杀死南次郎,本庄繁,板恒征四郎和土肥原贤二,将日本 侵华战争推迟一二十年,或干脆将广岛长崎的原子弹爆炸照片和日本无条件投降书在1930年的日本报纸上发表以阻止日本侵华战争,我就立即停止对大爆炸理论 和时空穿越理论的批判。

至于我的科學信仰,光靠现实的三维空间中的金錢是很难收买的。不過,如果谁能从高維空間中搞点银子来,哪怕只有一分钱,也会立即彻底颠覆我對物理学和整個科學的信仰。

对于在颠倒因果关系问题上如何欺世盗名,霍金在第五章《保护过去》中泄露了天机:“公开猜想时间旅行是需要耍诡计花招的。你将冒两种危险:或者被批 判为将老百姓的血汗钱浪费在如此荒唐的东西上,或者被纳入为了军事目的的绝密研究项目。毕竟,面对拥有时间机器的敌人我们如何能够自卫呢?他们可是有可能 改变历史统治世界的人啊!只有我们这些傻帽才会从事这样一种在物理学上政治错误的研究。我们于是用技术术语(按:也就是数学专业术语)将事实伪装起来。这 些技术术语就是时间旅行的密码代号。”(135页)

霍金的这种伪装的可能改变历史以统治世界的“前沿科学”,至今并没有被纳入任何国家的绝密军事研究课题,倒是花费了不少政府的物理科研经费,也通过卖科普小册子和拍电影赚到了不少老百姓税收以外的钱。

[注1]:虫洞(wormhole)还有一些比较雅的称呼,比如“时空隧道”,“爱因斯坦-罗申桥”,和一些不太雅的称呼,比如“宇宙脐带”,“施瓦兹查尔德喉管”。

2)关于虚时间

对于时间是由实时间和虚时间组成的二维时间的假定,霍金说:“人们或许会觉得虚数只不过是和现实世界毫无关系的数学游戏。但是从肯定主义哲学 (Positivism, 即接受任何假定或理论的哲学。這個詞在哲學中譯為“實證主義”,與此處語義不同。)的观点来看,人们无法决定到底什么是‘实在的’”。“包含虚时间的数学 模型不仅预言了我们已经观察到的现象,而且还预言了一些虽然还没有测量到,但是基于其他理由相信它存在的现象。那末,到底什么是实的什么是虚的?还是虚实 之分只不过存在于我们的脑袋之中?”

霍金教授已经连物理现象的虚实之分都搞不清楚了,怎么能指望他懂得时间的一维性和单向性?怪不得他会以为时间是有形状的;怪不得他会提出二维时间和 虚时间的荒唐假定。王羲之说:“一死生为虚诞,齐彭殇为罔作”。霍金对现实世界的真实性和时间的物理意义的理解还不如一个一千年前的书法家。如果一个人连 时间的物理意义都没有搞懂,一开始就从一个荒唐的二维时间假定出发去演绎一个理论,这样的理论有意义吗?“90%的成 人,包括大学生、教授、院士”有必要浪费时间去看懂基于一个荒唐假定之上的理论,去搞清其数学细节吗?如果你从一个荒唐的假定“天人感应”出发,假定一个 彗星的陨落和诸葛亮的病危直接相关,然后糅进一大堆数学,繁复到“需要一个学生计算两百年”的数学,最后得出结论说诸葛亮可以通过祈禳延长寿命,人们有必 要先读懂你的数学再下结论吗?

因果律颠倒,最早始于上世纪六十年代的黑洞理论。当时有一个叫克鲁斯科 (M.D. Kruskal)的人为了补救施瓦兹查尔德解的发散, 于1960 年提出一种坐标变换,将半径和时间坐标 (r,t) 变换成 (u,v) 坐标。问题是,克鲁斯科变换不是一一对应的变换。每一个时空坐标 (r,t) 对应于两个(u,v) 坐标。这样在(u,v) 图表中就有两族时空曲线。他把每一族曲线都叫做宇宙,一个宇宙有黑洞,另一个有白洞。这两个宇宙的时空坐标 (r,t) 是一样的,时空上是重叠的。于是,克鲁斯科就用一个数学变换轻而易举地变出了多重宇宙。克鲁斯科之所以不惜破坏一一对应的变换规则也要保留两族曲线,理由 纯粹是数学的:如果保持时空的唯一性,他的拓扑流型就不完整。所以,他宁可接受两个时空上重叠的双重宇宙的荒唐概念,也要保持它的拓扑流型的完整性 (completeness of topological manifold)。

不久,柯尔 (R.P. Kerr) 找到了爱因斯坦场方程的另一个适用于旋转的球对称引力场的解析解,当然也包涵奇点。如果对柯尔解进行类似的坐标变换,则可以变出无穷多族曲线,无穷个拓扑 流型,无穷个宇宙来。而且这种科尔变换产生了两个非常奇妙的现象。其一,半径r 可以是负数!这种负半径等效于负质量或万有斥力。不管如何解释都逻辑背理。其二,在半径为负值的某些区域,世界线会是封闭的曲线,即是说,一个人经过一段 时空旅行以后又会回到以前历史上的某一点。这就是所谓的时间旅行。

霍金们比克鲁斯科和科尔走得更远。他们搞拉郎配,把爱因斯坦的广义相对论和他不相信的量子理论结合,将海森伯测不准关系和费曼路径积分历史叠加摆到 基本原理的高度,再加上二维复时间的假定,生产出更为复杂的拓扑流型,形成一个“时间旅行界面”(time travel horizon)。谁要想通过这个界面坐上时间机器,得当心上帝的雷电(147页图5.12)。

由此可见,所谓“多重宇宙”“因果颠倒”和“时空穿越”等玄乎其玄的概念完全是数学家玩弄数学,然后吹口仙气,赋予无穷个拓扑流型以物理意义,把这 些几何图形变成无穷个宇宙而“推导出来”的。难道这不是欺世吗?这种做法本身正说明这些理论家们其实根本就不懂时间和空间的物理意义。在他们的思维里,时 间和空间只是一些数学变量而已;宇宙只不过是拓扑流型中的某个区域而已;事物的发展过程只不过是这些区域中的一条曲线(世界线)而已。如果这条曲线是封闭 的,人们就可以沿着这条封闭曲线作时空旅行回到过去。

像时空穿越,因果颠倒,高维空间等等反科学逻辑的概念,只需要一点点常理就可以判断其伪科学性,可是这些“前沿科学家”们坚持说这里面有很深的数 学,除非教授和院士们都学过广义相对论和量子场论,学过黎曼几何和拓扑流型,否则就没有权利批评。你批评了,就是取消他们的“科学权”,就是对“现代前沿 科学”进行“专政打击”。格拉肖和里奇特是世界级的一流物理学家。格拉肖是个理论家,并且是“大统一理论”的积极推动者。他们批评你们的所谓“现代前沿科 学”是神学,难道就是“专政”?难道你们的理论就容不得任何人,包括你们的老师,进行任何批评?郑道先生所举的格拉肖阻止不了他的学生们“ 成为被公认的当今全球最一流的超弦理论学家”的例子,到底能说明你们的超弦理论超玄到格拉肖都看不懂呢,还是能说明你们只会做数学,但不懂物理?

其实比这些“被公认的当今全球最一流的超弦理论学家”们数学造诣高深的数学家大有人在。真正的数学家们好像也不见得懂得因果如何能够颠倒,时空如何 能够翻转,空间的自由度如何能够大于三,时间怎么可以是二维的,虚时间是什么东西。对这些数学家们,超弦理论家们说他们“没有物理思想”。这些“被公认的 当今全球最一流的超弦理论学家”们在数学家面前摆出物理学家的架子,说他们“没有物理思想”;在物理学家面前又摆出数学家的架子,说他们“不懂数学”;两 面忽悠,八面威风。

许多人,有地位的没地位的,成名的没成名的,都不愿公开表明自己对玄学的质疑,生怕被人笑话自己不懂理论,不懂数学,看不到皇帝的新衣,理解不了皇 帝的新脑。里奇特却不怕,公开承认自己看不懂标榜为“前沿科学”的神学理论。他在上述文章中坦承:“我是一个实验物理学家,但是非常关心理论物理的进展, 经常看理论家们发表的文章,甚至还能够看懂一些。”物理学界应该学习里奇特的这种谦虚,坦率和勇气。能够穿透繁复的数学细节抓住理论的物理本质和基本逻 辑,是一种睿智。

格拉肖教授和里奇特教授是不是看得懂超弦理论?且由郑道先生去继续调查。不过,他们对超弦和超对称理论的批判却是一语中的,入木三分。所以我建议郑 先生以后不要动不动就以“90%的成 人,包括大学生、教授、院士,看不懂这类前沿科学”作为一种雄辩和骄傲, 因为这些所谓的“前沿科学”其实你们自己都看不懂。霍金教授对此供认不讳。他谈到超对称理论并不能保证完全消除Yang-Mills场的无穷大发散问题时 坦承:

(在引入了几百个“超伴子”以后)“当然还是有可能存在较小的无穷大。谁都没有耐心去计算这些理论到底是不是完全收敛。这一工作要一个好学生算两百 年,天知道他会不会在算到第二页时就出错?”您自己都对自己的数学没有耐心,好意思要求“90%的成 人,包括大学生、教授、院士”去看懂吗?你们天天在吹嘘你们的理论数学上如何美,如何协变,如何超对称,难道美丽的数学要繁复到你们自己两百年都算不出理 论到底是收敛还是发散的程度?难道美丽的数学要繁复到“90%的成 人,包括大学生、教授、院士看不懂”?

3)关于宇宙如何被无中生有地被“创造”出来的。

霍金说,创造宇宙所需要的巨大能量是在宇宙大爆炸的时间原点从真空中借来的,到宇宙大湮灭时再完璧归赵还给真空,从大爆炸到大湮灭的整个宇宙生命中 不必要给债主(真空)分期付款还债。他在上世纪八十年代提出了一个量子泡沫理论 (quantum foam theory)。假定真空扰动会产生无数的量子气泡 (quantum bubble),绰号又叫宇宙婴儿 (baby universe),尺寸约 10 的负33次方 厘米, 比质子半径小20个数量级。每一个量子气泡都会像我们的宇宙一样经过大爆炸而成为成年宇宙,并通过时空隧道和我们的宇宙相联。根据霍金的理论,从我们宇宙 中的每一立方厘米的空间中每秒钟要因真空扰动产生10的143次方个宇宙婴儿!即是说,从我们的鼻尖上或眼珠子里每时每刻都在爆炸出无数的宇宙,但我们看 不见,摸不着,感觉不到疼痛,不过霍金的方程式却可以算出来。

我们不妨把霍金理论预言的宇宙出生率和核弹爆炸的猛烈程度做一个比较。核爆炸每秒钟从每一个立方厘米的体积中会炸出大约10的23次方个分子。请注 意这里不仅10的143次方比10的23次方大120 个数量级,而且单位也不一样,一个是分子,一个是宇宙。霍金的大爆炸每秒钟从每一立方厘米的空间中产生的是10的143次方个宇宙而不是分子!还有,核爆 炸只是从大约一立方公里的体积中掀出这些尘土,影响的只是广岛长崎或核试验基地。其他地方影响不大。而霍金的大爆炸是从我们全宇宙的空间中以如此高的生产 率创造宇宙婴儿的。核爆炸掀出的分子和尘土原来就已经存在了,不是无中生有造出来的。霍金的宇宙们可是无中生有地被霍金创造出来的。您如果真的相信霍金的 理论,对这样高的宇宙出生率感到担心,最好给他写一封陈情表,求求他在草稿纸上玩数学的时候,也顺带在他的方程式中加上宇宙计划生育一项。

世界上有比这更大胆的欺世盗名吗?

4)古斯的膨胀理论

“标准”宇宙大爆炸理论的一个著名困难是所谓地平问题 (Horizon Problem)。也就是宇宙的爆炸速度大于光速的问题。比如说,在大爆炸后三十万年后的去耦合期,大爆炸的宇宙半径约为七千万光年。可光子从大爆炸出世 最多也只能跑三十万光年,光程不到宇宙半径的百分之一。这时候的宇宙爆炸速度高达光速的两百多倍。这显然是荒唐的。

为了解决地平问题,古斯 (Alan Guth) 在1980年提出了一个膨胀理论 (Inflation Theory)。根据古斯的这一理论,宇宙在大爆炸后约 10的负36次方秒到 10的负33次方秒经历了一次超光速膨胀,在这短暂的一瞬间宇宙半径从10的负65次方光年膨胀到 10的负15 次方光年。 这就相当于宇宙的膨胀速度比光速大二十几个数量级!至于这种超光速膨胀所需的能量和加速度,谁负责在10的负36次方秒启动膨胀,谁又负责在10的负33 次方秒停止膨胀,似乎不是古斯关心的事情。

可就是这些人,对前不久欧洲核子研究中心和意大利Gran Sasso 实验室的超光速中微子测量实验结果口诛笔伐。中微子的质量基本为零,他们宣布的中微子速度只不过超过光速一个很小的百分比,就被一些理论家斥之为异端和对 相对论的背叛。可是宇宙大爆炸的速度大于光速几百倍,几十个数量级,霍金的理论宣称人们可以坐时间机器到银河系的那一端旅游一趟赶回来吃晚饭,这样的理论 却反而被捧为“前沿科学”,是“从相对论发展而来的”。世界上有比这比这更霸道的学阀作风,更明目张胆的欺骗吗?

我要申明的是,我并没有足够的信息来肯定或否定超光速中微子测量的结果。我对这一类淮海战役式的实验的态度通常是十分谨慎的。我一般地认为,在没有 多个独立实验结果的印证以前不能牟然下定论,理由在“小儿辩日辨”一文中已经说过了。我之所以要为超光速中微子测量说几句公道话,完全是因为不能接受只许 州官放火,不许百姓点灯的双重标准和选择性标准。就在同一个欧洲核子研究中心,1983年卢比亚和范德米尔宣布发现了中间玻色子W和Z,立即得到普天同 庆,没有受到任何质疑和责难,卢比亚和范德米尔立即被授予1983年诺贝尔奖,因为这是理论家们望眼欲穿盼望的结果。如果没有这一实验结果的印证,弱电统 一标准模型就仅仅是一个数学模型而已。没有任何人要求重复这一实验。超光速中微子测量和中间玻色子测量都是基于同样的弱作用衰变反映,而中微子速度测量更 为直接了当,理论转折拐弯更少。他们明明知道这一结果会遭到理论界的责难,所以发表结果之前反复检查过是否可能有系统误差或其他可能的技术和软件错误。公 平的态度是至少把CERN—Gran Sasso 的超光速测量当作一个有待证实的结果,不要一开始就否定。科学实验的天敌就是成为某种行时的理论的附庸。按照某一理论的要求来决定对实验结果的取舍,就实 际上取消了对理论的实验检验。

5)彭罗斯如何欺骗吓唬世人,郑道先生的文章就揭示了一个的活生生的例子:

“简单 地说,黎曼曲率描述的是引力场,黎曼张量只是反映时空几何,描述引力场的是度规里奇张量,是黎曼张量的缩并、缩约。对这种“缩并力”,“爱因斯坦方程则粗 略是: 里奇=能量。正是在能量张量中“压力”的出现以及为使整个方程协调的条件要求,使得压力对体积缩小效应有所贡献。” “里奇张量也有类似对称超距的引力。这种作用传输是隐形的,可以是光速,也可以是超光速。”

郑道先生紧接着质问道:“如此抽象,不知张操和王令雋教授学懂了里奇张量没有?”

从郑道先生的质问中表现的自信,可以猜想他大概自以为学懂了里奇张量,而且俨然是个行家里手。可是从上面的引文中,我们看到他显然被彭罗斯的抽象概念吓懵了,受骗上当了。

“里奇=能量”是一个低级错误。为什么里奇张量不能等于能动量张量呢?因为能动量张量的散度为零,而里奇张量的散度不为零。爱因斯坦方程应该是:爱因斯坦张量=能动量张量乘以一个常数。

郑道先生这里所特意炫耀的,非常抽象的,抽象到王令隽和张操学不懂的彭罗斯的理论,是他的所谓“缩并力”的概念。他们认为张量的“缩并”是一种力。产生这种力的动作是张量的“缩并”运算。

郑道先生的所谓“缩并”,通常叫做张量的指标收缩,是一种最简单的张量运算,就是让一个张量的某一上指标和某一个下指标相同的元素相加而得到一个 和。这样相加的结果就使得这张量同时失去两个指标,因而张量的阶数降了二阶。一个四阶张量收缩一次就变成二阶张量,再收缩一次就变成零阶张量(常数)。

爱因斯坦在试图建立他的引力场方程时,将空间的曲率和能动量张量直接联系到一起,认为能动量张量造成了空间的弯曲。描述空间的弯曲的几何量是黎曼张 量。可是黎曼张量是四阶张量,有256个原素;而能动量张量是二阶张量,只有16个元素。这两个张量不可能相等。如果将黎曼张量收缩,就成了一个二阶的里 奇张量,至少在原素的个数上和能动量张量相同,有可能放在方程式的两边。这就是爱因斯坦为什么要将黎曼张量收缩成里奇张量的原因。如果将里奇张量所有对角 线元素都减去曲率的二分之一,其他元素保持不动,就得到爱因斯坦张量。里奇张量只是爱因斯坦张量中的一项,他不等于能动量张量。

由此可见,张量的收缩,仅仅是一种缩小张量阶数的代数运算,和“力”扯不上任何关系。这种代数运算是离散的操作,不是连续的操作,因为张量的阶数是 整数,不可能是分数。比如说,没有1.5阶的张量或三分之一阶的张量。可是,力是一个连续量,可以取整数之间的任何小数,也可以是负数。张量的阶数不可能 是分数,也不可能是负数。郑道先生不妨试试看能不能写出一个负1.5阶的张量。力是一个矢量,而里奇张量是一个二阶张量。一个二阶张量能够等于一个矢量 吗?力的量纲是牛顿,里奇张量的量纲是曲率,量纲就不对。力是变化的,能动的。指标收缩是固定的,不变的。一旦从四阶的黎曼张量收缩成二阶的里奇张量就不 动了,如何产生“缩并力”?是黎曼张量从四阶收缩到二阶的里奇张量产生了“缩并力”呢,还是从里奇张量收缩到曲率常数产生了“缩并力”?还是两者都产生 “缩并力”?哪一种“缩并”的力量更大?

我们现在知道的有四种自然作用力。每一种作用力都是一种物理过程。而彭罗斯的这种“缩并力”却是一种纯数学操作,没有任何物理过程与之对应。郑道先 生能不能举出自然界中哪一种“力”是从四阶黎曼张量到二阶里奇张量的指标收缩,哪一种力又是从二阶里奇张量到零阶曲率常数的收缩?

彭罗斯把爱因斯坦方程“粗略”地理解为“ 里奇=能量”,并产生“缩并力”的奇想,只能说明他不但没有学懂爱因斯坦为什么要将黎曼张量收缩为里奇张量,而且连中学物理的“力”的概念都没有学懂。郑 道先生居然被彭罗斯这种“ 里奇=能量”和“缩并力”的抽象把戏忽悠了,还神采飞扬地质问“如此抽象,不知张操和王令雋教授学懂了里奇张量没有?”让人不得不佩服郑先生的勇气。

在郑道先生眼里,好像现代科学就是超对称和超弦,其他都不要紧,所以才会质问“不知张操和王令雋等同仁在美国学到些什么?既然霍金和彭罗斯类似的现 代前沿科学都是伪科学,他们何必要到美国去?甚至还呆着不归?他们去美国目的是什么?他们学懂了现代前沿科学了吗?” 好像谁要到英国或美国去,就必须跟着霍金和彭罗斯学他们的“现代前沿科学”。还好,郑先生还没有浪漫到质问姚明到美国去为什么不跟霍金和彭罗斯学他们的 “现代前沿科学”的地步。其实,对郑先生的问题,答案很容易找到,只要虚心听听那些还在国内的 “专业从事‘核弦’”,但“私下也对自己的研究没有信心” 的你们的同仁的意见,就能了解一二。至于有些人滞留美国不归,和你们的超弦理论的真伪对错有关系吗?难道有些学物理的人呆在美国而不从事超弦理论的研究, 就能证明你们的理论是正确的“现代前沿科学”?难道在美国除了量子引力就没有东西可学了?郑先生的逻辑推理怎么这么难懂?

大概是想借用人们的爱国主义来为超弦理论增加说服力,郑道先生除了质问 “他们何必要到美国去?甚至还呆着不归?他们去美国目的是什么?” 以外,又把自己的理论染上爱国主义的颜色,称作“中国弦”,而西方超弦理论家们的理论叫做“西方弦”。郑先生甚至把对超弦理论的研究和为国争光联系起来: “我国从事这方面研究的有几人?有人说真正在做弦论者不超过10人,这或许低估了点,但人数之少肯定与大国地位不相称,甚至还比不上某些小国。” 要保持大国地位吗?那就必须“向量子中国转型,必须且必然需要‘量子中 国科学百年战略’”。当然,郑道先生这里所说的“量子中国”中的“量子”应该不是格拉肖里奇特等人的“经典量子”,而是狭隘意义上的 “量子引力”。

科学是没有国界的,理论物理尤其如此。一个正确的理论,放在中国和美国同样成立,不需要标上国籍。纳粹德国给爱因斯坦的相对论贴上“犹太物理学”的 标签,那海森伯的量子力学是不是就应该是“纳粹物理学”或“量子德国”了?阿卡尼哈默得祖籍伊朗,生于美国。他的最一流的超弦理论到底是“量子美国”呢, 还是“量子伊朗”?

尤其耸人听闻的是,郑道先生居然把传统的科学教育和恐怖主义联系起来:“在阿富汗、巴基斯坦的伊斯兰语中,‘学校’称为‘塔利班’, 如果这也是一般的如20世纪‘核育论’的理解作的标准,那么‘塔利班’即学校教育培养出的精英,领导的一些地区群众的活动,也许在联合国内仍是有争议 的。”看来,美国国土安全部只有雇用一些超弦理论家们才能保证反恐战争的胜利。

郑道先生把科学教育与恐怖主义的塔利班扯到一起,那他推崇的所谓“现代前沿科学”的教育是什么样子呢?是数学化了的玄学教育和神學教育。这种教育模 式的特点是轻视甚至蔑视经典物理,在学生们还没有搞清楚基本的物理概念时就一头栽进黎曼几何群论拓扑。他们接受的基本信仰是理论家可以基于任何不符合科学 逻辑的假定建立数学方程式。并要求所有方程式的解都有物理意义。他们要求大自然服从他们的方程式,而不是要方程式服从大自然。他们习惯于堆砌一大堆假定凑 出个别结果,然后欢呼雀跃,吹为“实验证实”,而对天天违反实事的基本问题和逻辑背理视而不见,听而不闻。对于严重的逻辑背理和理论失败,他们往往会宣称 是“最新发现”。在学术报告中或是鸡尾酒会上,他们以听众不知所云为骄傲,得意于耸人听闻的新假定,新概念。他們以爲物理就是數學,數學就是物理。他们不 仅对现实世界没有太大兴趣,他们甚至瞧不起现实的三维宇宙。

为了把学术讨论政治化,郑道先生还把超弦理论和“人权”“发展权”“科学权”联系在一起:

“当前,世界已进入了高科技时代,实现发展权就是要让人民平等地参与量子世界科学权的发展,全面享有量子世界科学发展的成果。因为减轻和最终消除贫 穷,也是量子世界科学权发展的优先选择。”

“我们中国认为,生存权和发展权是首要人权,没有生存权、发展权,其他一 切人权均无从谈起。那么生存权、发展权的基础又是什么呢?是科学权!”

听起来好像超弦理论家们真的在受到惨无人道的“专政打击”,被剥夺了“人权”“发展权”“科学权”。

到底谁受到了“专政打击”,被剥夺了“人权”“发展权”“科学权”呢?还是听听郑道先生用统计数字揭示的事实:

“是谁在强迫他们研究核弦呢?是国际大环境。” “在美国,追求弦理论以外的基础物理学方法的理论家,几乎没有出路。” “在崇高的普林斯顿高等研究院享受有永久职位的每个粒子物理学家几乎都是弦理论家,唯一的例外是几十年前来这儿的一位。在卡维里理 论研究所也是如此。自1981年麦克阿瑟学者计划开始以来,9个学者有8个成了弦理论家。在顶尖的大学物理系(伯克利、加州理工、哈佛、麻省理工、普林斯 顿和斯坦福),1981年后获博士学位的22个粒子物理学终身教授中,有20个享有弦理论或相关方法的声誉。弦理论如今在学术机构里独领风骚,年轻的理论 物理学家如果不走进这个领域,几乎就等于自断前程。”

这是一幅活生生的学术垄断图和近亲繁殖图。在这样恶劣的大环境下,“专业从事‘核弦’”,但“私下也对自己的研究没有信心”的同仁也不得不坐在这条 船上随波逐流,听其所止而休焉。在这样恶劣的大环境下,也只有名声和地位不容置疑的大师级人物如格拉肖和里奇特,以及名不见经传但是认死理的王令隽张操等 人才胆敢坦承自己看不见皇帝的新衣和皇帝的新脑。这到底是谁在专谁的政?谁没有“科学权”?

国际大环境在强迫一些理论家们研究核弦,中国国情如何?是不是真如郑先生描绘的那样,搞超弦理论的人们在被“打击专政”?恰恰相反。中国多次邀请霍 金访问,得到了国宾级甚至元首级的礼遇。可见中国科学院和中国政府不仅没有对霍金的理论进行“专政打击”,反而尽量保护甚至帮助开拓发展空间。有报道说霍 金的一次演讲有6000人参加,在中国掀起了霍金旋风。那为什么中国从事超弦研究的人不多呢?应该去问问那些国内的“专业从事‘核弦’”,但“私下也对自 己的研究没有信心”的同仁。如果有勇气,把他们的意见告诉中国科学界,尤其是那些求知如渴的莘莘学子们,使他们在选择专业的时候,对超弦理论有一个比较客 观的了解。年轻人是未来的希望。20岁到30岁是一个人的黄金时代。如果这个时候误入歧途,栽进一个“私下也对自己的研究没有信心”的事业,甚至迷信到对 理论的真伪完全失去判断力,对学子们,对国家,对物理事业,都是悲剧。

郑道先生说:“从事额外维度、暗物质、弦/膜理论等研究,是为着人类未来寻找更先进的能源、材料和环境而来。” 听起来令人振奋。不幸的事实是,超弦理论至今无法给出任何一个对应于现实世界的一个物理量,以供实验物理学家们证实或证伪。郑先生居然有胆气谈论“为着人 类未来寻找更先进的能源、材料和环境而来”,有些像漫无边际的空头支票。这使我想起文化革命中一位国内知名的理论物理学家为党委书记们作报告时的豪言壮 语:“如果我们能够造出夸克弹,中国就能立即打倒美帝苏修”。事实上,像超弦和超对称理论这样的所谓“前沿科学”“基础科学”不仅和现代科学的所有成就 (空间科学,核科学,电脑,网络,遥感,激光,超导等等等等)毫无关系,就是和理论物理的娘家 – 核物理 – 也扯不上任何关系。对这种局面懵然不知,反而以为能够为着人类未来寻找更先进的能源、材料和环境,有点自我感觉过于良好。

超弦理论以后的发展如何,人们无法预料,但是可以肯定的是,除非他们从高维空间或曰“额外隐形维度”回到现实的三维空间和一维时间,他们的理论就和 实际的四维时空没有任何关系,因为他们的理论违背了基本的物理事实和科学逻辑 – 时间是单向的一维的实的,空间是三维的,时空是不能倒转的,物质是不能创生的。“中国弦”和“西方弦”和其他五花八门的弦会越来越多,越来越离奇,越来越 玄。正如我在给张操先生的信中所说,他们的理论是发散的,因为他们的理论不是立足于物理现实,而是立足于数学和奇想。他们没有一个客观的收敛中心 – 现实世界。指望躲到“额外隐性维度”中去解决现实维度中的能源、材料和环境问题,是一个相当不牢靠的梦。做这种梦的朋友其实连自己的研究经费都还得指靠四 维时空中的纳税人的三维钞票。

赶超西方的雄心是好的,但应是科学赶超,而不是神学赶超。科学不是荒唐比赛。在数学创造论方面落后于人,没有什么丢脸的。神学的落后正意味着科学的 健康发展。西方学术界在脱离物理现实,脱离四维时空的道路上已经走得够远了,所以才会有格拉肖和里奇特等人的大声呐喊叫停。可是一旦形成时尚和趋势,拨乱 反正不是很容易的。不过西方制度是具有负反馈功能的制衡制度。如果科学研究长期脱离现实的物理世界,就会逐渐失去社会的支持。从八十年代以后,西方各国对 物理学的支持逐年下降,学物理的学生越来越少。物理学的衰退和理论物理研究脱离现实的趋势直接相关。里根总统曾经说过:“你可以长期蒙蔽某些人,也可以暂 时蒙蔽所有的人,但是却无法永远蒙蔽所有的人。”21世纪,将是一个物理学拨乱反正,摆脱神学和星象学影响的物理复兴的世纪。

中国如果能从外国人走过的弯路上吸取教训,不入歧途,繞過泥潭和陷阱,未尚不是好事。所以,中国搞超弦理论的人不多,不是坏事,更不是中国落后的标 志。要在科技上赶超西方,不是在神学的数学化的研究上赶超,跟着一些“科学明星”摇旗呐喊,而应该超前摆脱神学对物理科学的影响,开辟自己的研究方向。如 果中國科學界聼了鄭道先生的提議,採用所謂“量子中國”戰略,把科研戰略鎖定在量子引力的研究上,一定會將大量科研資源,特別是科研人才,浪費在玄學研究 上,抑制科學的健康發展。中國的物理科研重心,應該放在能源(包括核能尤其是可控核聚變),材料(凝聚態物理,低溫超導和激光材料)和空間科學方面(不是 大爆炸宇宙學和黑洞理論)。

我希望国内“专业从事‘核弦’”,但“私下也对自己的研究没有信心” 的同仁,及早改“弦”更张,离开神学和玄学的道路,开创新的研究方向。生命是宝贵的,天赋的才能更是宝贵的。你们应该是智商和理解力非常高的学者,又有相 当好的数学物理素养,既然已经看穿了一个理论的根本问题和未来的前景,为什么还要徘徊歧路,不敢冲出那个自我陶醉的小圈子?你们的聪明才智是科学的财富, 全世界人民的财富,应该能够为物理学的复兴,为开创21世纪的新物理学做出你们的贡献。人生苦短,何必把大好的黄金时代消耗在时髦的玄学上?所謂東隅已 逝,桑榆非晚。以你們的才智,一定能夠在新的領域做出卓越貢獻。

另一方面,我也希望你们在给学生们介绍超弦和超对称理论的时候,能够将你们自己的切身体会和经历介绍给年轻的一代,使他们对这些理论能够有清楚的认识。这既是一个物理学家对物理科学的职业责任,更是一个教师对后代的道德责任。

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