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宋文淼教授评全息超弦理论研究

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发表于 2018-5-5 17:50:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
宋文淼教授评全息超弦理论研究
宋文淼

讨论量子理论,我收到“全息超弦理论的研究”方面的一封短信。该信谈到:“宋老师,中科大潘建伟院士的奥地利导师蔡林格教授,验证贝尔不等式,实际用的类似卢瑟福的原子行星轨道模型。而此原子模型,实际就是里奇张量引力量子信息传输与量子计算机的结合,即世界所有物质,内在的“语言”是统一的。韦尔张量引力规范场链线,机制就是,卡西米尔平板引力模型,只是要区分,实数和虚数的正负对称的量子起伏对,以及点内时空与点外时空。在点内,是为里奇张量引力。在点外,是为韦尔张量引力。两者的统一,是以光速部分到达为准。虚数超光速,可视为准备、超前预示、暗示、灵感等,类似复数。”
再接着收到的“量子信息理论的研究”中还提出了:“本文提供了一个物理世界底层的描述模式,强调了复数以及虚数的意义和作用,说明宇宙的一切动力来自永恒的旋转,自旋与一环套一环的旋转。因此,三旋理论对物理世界的描述有着极其重要的意义。该理论牵涉广泛,不但完全能够表达底层物质结构与能量质量,而且,考察底层空间的量子信息结构和表达,有可能揭示一个全面、完整的量子信息理论。这些探索有可能获得一个统一的宇宙,统一的理论,从而说明众多的学说将在一个新的框架下,得到统一。”
以上这些工作,富有对当今主流基础物理科学严重挑战和科学革命的味道。这些工作既有意义,也很有意思,更深入的探讨需要艰苦努力,其结果将有助于人类获得对宇宙自然有更正确的认识。“全息超弦理论的研究”是和我联系,最密切的一。我是通过杨本洛教授联系到“全息超弦理论的研究”的。
“全息超弦理论的研究”者也是对我相链接的科学发展观,作出积极反映的第一个人。他把东西方思维方法的差别称作“藏象”和“藏数”的差别:把东方思维方法称作“藏象”,而把西方思维方式称作“藏数”。这是一种很好的解读。
我觉得这样的比喻确有一定的道理,就讨论得越来越密切了。我力图和他讨论的就是西方科学的中心精神,就是“藏象”和“藏数”的“合一”,他也不反对我的观念。但是在具体的科学或哲学的研究上,还总是没有来得及去真正从话语中去寻找和获得,把“藏象”和“藏数”链接起来,合成一体的道路和方向。但是这已经非常令人欣慰了,其实我自己何尚不是那样;我们都是一样,都是一步一步地向着对新时代所指引的方向,探索着迈向前进的道路的。
我觉得他上面的那段话,也是在探索“世界所有物质,内在的‘语言’是统一的”这个方向上前进了一步。但是,今天我想应该进一步来讨论“藏象”,只有“时间”和“大众”,才能一步、一步地把形象和样式“链接”在一起,一个时代也只能链接那个时代所能“链接”的那一个“环节”。不久前他还寄来一篇他自己的“三旋弦膜圈说及其应用”的文章,上面的两段话,就是从那篇文章中所摘录下来的。我想有兴趣的朋友,一定也能够得到他的原文,全文就不再引用了。
最近“全息超弦理论的研究”还发来一个给李小坚教授讨论的email:“李老师:我非常赞成你来信中的意见。我正在看邵老师父子的《空间时间的量子理论》。该书是国内目前最好最数学化的圈量子引力理论专著,比石根华教授的《接触理论》一书好。问题是,写论文,公式数学符号和图像,打印和在网上难传输。其次,你问“韦尔张量”,问得好?韦尔张量只延伸的、最著名的,就是韦尔规范场,和阿贝尔与非阿贝尔规场范理论,杨振宁和米尔斯已经搞出虚数、复数规范场,已包括圆周运动,所以数学运用不成问题。量子信息隐形传输,我们用韦尔张量引力的彭罗斯思维,秘密要害,是取韦尔的规范场属于微积分求积分,要用间断微分办法,既然“间断”是分割,就有两个相对的间断面。而间断面就类似量子卡西米尔效应平板对。这类似“上帝”的绳子,可用在点外和点内空间,胜过日本汤川秀树的介子论,可弥补物理学中的一切超距作用的难题,如引力、量子信息隐形传输等难题。因为只要有量子卡西米尔效应平板对,量子起伏,有的是“0”量子起伏的、“无中生有”的自然数、实数、虚数、复数等正负对称的数对,来撑腰。我都等候二十多年了,不知懂不懂其中奥秘?”
我对弦理论也有兴趣,就像“全息超弦理论的研究”以前告诉我的“藏像”方法那样。但是我还是坚持不能放弃“藏数”方法,而且还要把“藏像”和“藏数”合一起来。“弦理论”和“藏像”是一脉相承的,因为“弦”实际上就是一个“形象”。现在把弦理论向着三维扩展:成了“弦论”、“膜论”和“圈论”。这点上,量子物理学家比数学家谨慎些,只扩展到三维。如果像数学家那样扩展到像克莱因瓶那样的四维、五维、到n维,这个“弦”就会完全失去“话语”的“形象”。
我总觉得“全息超弦理论的研究”还是没有把那些“物理形象”和“数学演绎”链接在一起。数学演绎的实在含义就是“数理逻辑”,数量逻辑实际上是从古希腊的逻辑学中所发展出来的。我们不是简单地否定和肯定什么理论,也不能要求每一个理论都能够把物理和数学链接在一起。但是我们不能把那样的没有严格的数学计算“逻辑”的现代物理学中的“假定”,用来作为“世界所有物质,内在的‘语言’是统一的”依据。所有物理学家个人的“假定”,凡是不能通过“合理的逻辑”与人类的实践结果相链接的,最终都必然从自然科学发展中被扬弃!
这也就是说,所有20世纪主流派理论物理学的有效的范围,都只限于他们之间的越来越多的“假设”的那个范围之内。到所有的那些假设,都无法找到共同的数学基础或应用物理的实验支撑的时候,也就无可避免地会轰然倒塌了。但是我们所说的倒塌,也只有那些与人类实践的发展相矛盾的、已经成为新时代人类社会发展的障碍的那个部分内容,才是该倒塌的部分。把那些该扬弃的部分扬弃干净以后,我们才能够清理出那些还没有倒塌的,依然可以和“藏数”链接在一起的、旧理论体系中的必须保留的“内核”。这个“内核”就是我们为什么必须,把对不断发展着的人类“实践的知识”链接在一起的原因。这种“链接”才是黑格尔所说的“精神教育的核心”。需要“链接”的时候,就不再需要那些无助于“链接”的“约定”和“假定”了。不管那些“假定”下的“理论”获得过多少诺贝尔奖,也不管他曾得到多少人的崇拜,和赢得得多少的金钱,创造了多么大的GDP,更不管你曾经拥有多大的权势;那些对于自然科学的真理都是毫无关系的。那些应该清除的阻碍总是必须清除的。这就是今天我们的整个真正的自然科学工作者的共同任务,我们必须稳定住我们今天的“自然科学教育的基本规范”。
与上观点不同,我又收到了杨本洛老师给熬平先生的emai。杨本洛老师和杨新铁老师都和我一样,是坚定反对“爱因斯坦的光速不变性”假设的,我们还有一个共同的出发点,就是对于麦克斯韦理论的“关注”。我们都是研究“经典力学”的,我们是从研究经典力学理论,特别是从我们大学研究的“力学波”的理论入门,进入了麦克斯韦方程组。如我是从大学的“电子物理”入门,进入了麦克斯韦方程组的理论研究的。所以对于麦克斯韦方程组的关心,进一步对于“波动理论”的关注,成了我们比一般的关心“现代物理发展方向”的人,又多了一个共同的内容。
下面是杨本洛老师给敖平先生的emai:“敖平:谢谢来信。不过,以诺贝尔奖作为最高目标,实在是与“科学本原”完全南辕北辙的误导。技术总是在不断发展和变异之中。只有科学的理性才是永恒的。能够摆脱思维中的迷津,为数百年乃至自西方文明诞生起,就一直困惑人们的哲学疑难、科学疑难的解决,寻求一种理性的道路,才需要被视作一切科学人的最高理想!自20世纪元年出现的诺贝尔奖评审机制,及其内蕴的“功利主义”倾向,对科学的干扰和破坏实在太大了,想必亦与诺贝尔先生的初衷背道而驰(或许这才是2006年我被介绍给瑞典皇家科学院代表团时,我才能比时任诺贝尔奖物理学评审委员会主任委员的代表团团长,觉得内心更为充实和平静的缘故)。可以相信,只有内心能够做到真正摆脱“功利名录”的纠缠,保持一份科学研究必须的清净、清醒和平和,才可能为科学做出一份实实在在的贡献。杨本洛”。
杨本洛老师针对的是下面敖平先生所发的email:“《郝柏林先生与系统生物和系统医学》----顺乎历史潮流,坚持个人奋斗;先投入真正的战斗,搞科学的人就是要‘眼高手低’,你可以眼睛很高盯着诺贝尔奖,但是你的手得很低很低,做最粗最粗的基础研究,始终发挥正能量----郝柏林先生在2015年如是寄语年轻学子。对科学(包括生物)和我国的科学事业,作出杰出贡献的郝柏林先生最近去世。我们这里想说的是他对系统生物和系统医学一直在关心和支持,也到我们的系统生物实验室访问过。实验室网页上,还有他的照片(第五幅,在SCSB一楼大会议厅拍摄)。他对我们的几个新系统生物理论,如癌症产生和发展的内源性网络理论,寄予厚望。我们失去了一位正直、诚实的学者!我到现在还没有找到恰当的话,但网上的一段话有一点意思:“做研究越久,你自然越会知道创新二字不易,所需要的岂止头脑,更是勇略与坚忍。即使对成名的科学家,你如果真的另起炉灶,也会遭遇意想不到的艰难。而像郝柏林这样有担当、敢真正置身于一门学科开疆拓土的事业当中的人是不多的。”系统生物的未来是定量的、是机理的。我们已攻下“滩头”,我们会继续扩大战果。这应该是郝先生乐意见到的,我们以此纪念他。敖平”。郝柏林先生和敖平先生为什么有错?
我看了国内新一代科学工作者的兴起,尤其是看了敖平先生的email,得悉郝柏林院士也已经去世,和他对当今国家所留下的影响,真让我深有“隔世之感”!杨本洛老师的话总是直截了当的,可能会让某些人接受不了,他对郝柏林先生的“眼睛很高盯着诺贝尔奖,但是你的手得很低很低,做最粗最粗的基础研究!始终发挥正能量”。显然是并不认同的。
我虽然对把眼睛很高盯着诺贝尔奖和手很低很低,始终发挥正能量,也并不认同。我也觉得我们恐怕也应该像黄志洵老师那样,敢于俯视今天的诺贝尔奖。我实在无法认同始终发挥“正能量”,因为实际上“能量”和“实物”一样,都是物质存在的一种形式;而“正”和“负”是属于数字运算中所引申出来的概念。它来自逻辑的推理或数学的演绎,表达了推理和演绎的两种对立的方向。能量和质量一样,都是和物质的“属性”联系在一起。而正和负是物质运动过程的一种表达方式,而不是物质本身的属性。或者也可以说是社会发展过程的一种表达方式,而不是社会存在的一种“样式”。而物质运动和社会发展总是曲折地前进的。
“月盈则亏”,“潮涨潮落”;是大自然和人类社会发展的自然规律。尤其是在今天,人类面临社会发展方向迷茫的时刻,更要强调的是“物极必反”的辩证的思维。当然我们还要把“辩证的思维”和僵化的阶级分析与阶级斗争学说区分开来。尤其是对于“人”,话语中总是强调人是平等地被创造出来,从来没有把人群分成不同的等级和阶级的道理或公理。也就是说“社会存在”也是一种物质的“实在性”,没有“正”、“负”之分;而社会发展的道路和一个人所“走的路”,才有“方向性”,才分“正”和“负”。我们希望每一个人都走“正道”,尽量少走或不走“歪们邪道”。
其实一个社会所走的路是很复杂的,不能凭一句话就定“前进”还是“倒退”,是“替天行道”,还是“逆天行道”。“革命”就是一个“鱼龙混杂”、“玉石具泄”的社会大变革。“革命”是从西方人的思维(形式思维)中所产生和发展出来的,中国的革命就是从西方学来的:不能只看到西方的革命的进步性,而看不到其暴力的残酷和破坏性。或只看到中国革命的破坏性,而否定它的进步性。我在网上看到陈伯达儿子的微信,我对陈伯达先生是有相当的尊敬和同情之心的。希望他的儿子也能做有利于国家和人民有利之事,尽量少做有损于中国人民和国家的事。
把人间的思维方法,分成两类不同的形式:“形象思维”和“形式思维”,这是出于对人类社会发展的“需要”。最后也只能靠无限的人群,在信仰的追求中,来无限地接近永远追寻的信仰的方向,就是给予人的“认识大自然”的思维能力和改造大自然的实践能力。认识大自然的能力,要通过人的“思维”,个人的思维能力的发展。而改造或改变物质世界,则一定要向着对人类有好处,而不能对人类有坏处的方向,要通过人类整体的实践。“实物”的表述,总是与三维的“空间”链接在一起,而“能量”是和“时间”的表述联系在一起的。
我与阴和俊及张晓娟合作,在2006年出版的最后一本书《信息时代的物理世界——实物与暗物的物理世界》中,我们力图去阐述宇观、微观和宏观“三位一体”的世界,而不是现代物理中把微观和宇观看成是两个精确的物理世界,以及把宏观看成是粗糙的近似的理论。其实把宏观世界看成是近似的物理世界,并没有完全的错,但更合理的说,应该是“有限论域”下的物理世界;而宇观和微观,则是为宏观世界提供越来越精确的“有限论域”的一种辅助手段。只有三者的合一才能使人类的智慧——人类认识大自然的能力的“论域”不断的“扩大和精确”。
今天看来,这也是杨本洛的《自然科学逻辑梳理》书中的一个基本精神。在我、阴和俊、张晓娟合写的那本《信息时代的物理世界——实物和暗物的数理逻辑》书中,最后的一段总结性的话就是:20世纪以来,由于电磁波的出现,人们对他们的特性不了解,科学家对电磁场产生了大量的定理、现象、假设等等,如坡印廷矢量、波速(特别是群速)、光子、衍射、绕射、还有以各种名字命名的散射和辐射,而真实的物理过程反而被隐藏了起来。这些就是爱因斯坦所说的物理学家,为了把麦克斯韦理论纳入牛顿框架所作的努力,没有成功,所引起的混乱。其实对电磁波的问题,需要搞清楚的只是电磁波方程的本征特性、散射特性和电磁波,以及周围物质(带电粒子或介质)的相互作用特性。或者用一句更简单的话,就是搞清楚麦克斯韦方程组的解析理论、求解方法并正确地进行求解。
在光学理论中,由于光的波长很短,而且主要都是非相干波的问题,求解起来确实比较困难,这就成了相对论和量子场论那样既没有物理实在基础,又没有自洽数学逻辑、甚至没有确定的数学表达方式的理论,寻求“实验基础”的最好场所。在新世纪里,应该是科学回到像牛顿和麦克斯韦那样的、以实验观察为基础的那种科学逻辑上来的时候了。这里,逻辑自洽性的实实在在的科学的语言,比用那些深奥而神秘的理论要有用得多。虽然直到今天在物理学界,还没有表征“时间”的公认的方法。这正是我们今天的自然科学家们的一个重要任务,但是凡是今天真正从事电磁波传播和信息应用的人,都明白“波”在时间域上的表述方法和实物在空间域的表述方法,是两种完全不同的概念。
“能量”是无法直接地在“时间”域上合理地表达出来的。今天的物理学家和20世纪以前的物理学家之间的最大的差别,应该就是今天的物理学家应该尽力去了解,和表达出物理学家的“数学”和数学家的“数学”之间的差别。数学家的数学,受约束于“数字””和数字的“运算规则”,所以他们就不讨论“时间”、“空间”和“物质”。而物理学家的是必须讨论“物质”的,因为“物理学”就是寻求“万物之理”的学科。怎样来处理这两者之间的关系呢?只有通过寻找随着时代发展的,适合于今天的“时空观”。这也是爱因斯坦在他的晚年,写的最后一本书《物理学的进化》中的两句带有遗嘱性的话语:相对论是从场的问题上兴起的。由于就理论的矛盾与不一致,迫使我们把新的性质归之于自然界的一切现象的舞台——时-空连续区。相对论加强了场的概念在物理学中的重要性,但是我们还不能建立一种纯粹的物理学。直到目前为止,我们仍然认定场与实物两者并存。
为什么我在这里再次把扬弃“量子理论”和“量子场论”,作为当今物理学家的首要任务提出来的原因?因为相对论作为一种哲学思维,在今天依然有重要的应用价值。当然,爱因斯坦的“光速不变性的假设”,也是必须扬弃了。但是爱因斯坦在晚年提出的建立实物和场并存的物理学,正是我们今天物理学界的基本任务。而要真正建立实物与场两者并存的物理学,也需要扬弃牛顿理论中的一些具体的内容,这特别是对经典的力学和经典声学的一个巨大的发展和更新的挑战。而这种更新,主要就是对于杨本洛老师所提出的《自然哲学梳理》中的“有限论域”的实实在在、一步一步的寻找。这样的寻找,就不仅是对于物理学道路的寻找,更是对于数学的历史道路的寻找;不仅是对于把物理学和数学链接在一起的自然科学发展的历史新道路的寻找,也是对人类社会发展的社会科学道路的寻找。
这就是我想在中文维基百科上,建立起一个“科学与信仰”的一个新门类的缘由。西方学术界把自然科学和社会科学截然分开了,我们中国在改革开放前,科学是不分自然科学和社会科学的。我到中国科学院电子学研究所当研究生的时候,科学院只有一个,分成两个学部——自然科学部和哲学社会科学部。自然科学部内,又分成很多“学口”。那个时候,中国科学院电子学研究所属于电子学口,那时的所长顾德欢,又是电子学口的负责人。但是那个“学口”,实际上又只有极其松散的联系,后来各所之间,实际上没有任何行政或学术上的联系了。
所以造成很多研究所随着科学的发展,都连一个合理的名称也没有了。今天的中科院有很多研究所,从名称上你根本不会明白它是研究什么学科的。如“过程研究所”,“能源研究所”,“电工研究所”等等。改革开放后又学西方,把自然科学院和社会科学院分离了。但是实际上西方并没有实体上的科学院的实业或产业的功能,现在是苏联和西方体制各取一半,作为一种过渡是需要的,但做起来往往好像会越来越乱,但是我认为,实际上那些乱象也应该随着改革的深入而逐步的消除。改革如何进一步深化?看起来政治体制的深化改革,必然地要和科学与教育体制的改革结合在一起来进行。
最近我看了一个“远方的家”栏目的电视节目,从内容来看是讲“海洋工程”的,讲的是“圳港澳大桥工程”的建设。看到的最令人关注的,却是“碳纤维”材料的研发。在这个电视节目中,让我最想不到的就是那个20年前,我在基金委工作期间非常关心的一个“纳米工程”的项目,原来最先是在纺织业开花结果了。我在基金委工作时,纳米科学的首席科学家应该属于我们电子学科的,因为它和“显微科学”应该最密切了。我们学科的专家组中,就有一个研究纳米科学的院士。而我对纺织业的了解,则来自我的表兄董其亮,他是我国著名的老一辈象棋大师。刚解放,就到纺织工业部《中国纺织》杂志社工作,以后又在发改委工作,更是一个著名的纺织专家。我从没有把“纳米技术”和“纺织业”联系在一起过,到总是把纳米科学和金属学联系在一起,那是因为上世纪70年代,我到解放军农场锻炼和改造,我们睡的是“通铺”,邻床是沈阳金属所的研究生杨奇宾,他的导师是我国著名的金属专家、一级研究员葛廷遂院士。
杨奇宾常和我谈起他的导师研究的“金属胡须”,说一根比头发还细的金属丝,可以吊起多少顿的重量。但是锻炼结束回所后,他很快就调到当时的中南大学去了,金属胡须虽很诱人,但总是做不出来啊。这又使我想起了在密执安大学做访问学者时,所看到的爱迪生时代所做的竹丝芯的电灯泡的展品。原来爱迪生就是把竹子的“碳纤维”,在高温的真空环境下,融化烧结为当时的超强度的“碳纤维”了。所以那个从植物纤维中造出今天的最先进的高强度的“纤维材料”,实在也是一点不奇怪,它实在是科学和社会的螺旋式发展的一个多么好的实例啊!
为什么要扬弃“量子理论”或“量子场论”呢?因为它已经完全背离了今天时代的人类思维和自然科学发展的方向了。“激光”发明以后,我们对光的认识必须改变了!不能再继续牛顿时代对光的认识了。实际上对光的“粒子性”的认识,在牛顿时代就早已被牛顿自己所否定了。20世纪初,面对许多无法理解的物理现象,一些科学家重新拿起了牛顿的光的“粒子性”,是可以理解的。对于当时人间对大自然的探索,也产生过有益的作用。但是“激光”发明以后,光就是电磁波,这一点应该被完全肯定了。再提“光子”的“粒子性”,除了造成混乱,对人类的思维的正常发展已经没有任何进步作用了,只有障碍作用了。
我国的“墨子卫星”中,把雷达所做的事和通信所做的事,混淆在一起了。把20世纪初期的“密钥”,和“密钥”的保密和揭秘,与今天的大数据通信下的保密和揭秘,也混淆在一起了。他们应该做的是,学麦克斯韦理论和现代信息的保密问题,认识在通信中,对电磁波的最基本要求,是电磁波的“相干性”。电磁波从本质上可以分成两类:一类是“相干电磁波”,它可以而且只能通过麦克斯韦方程组来分析。当然麦克斯韦方程组的数学和逻辑的演绎与求解能力,到今天还不够。
这个不够,是对它的“有限论域”的认识还不够清楚,或者对它的“时空观”的认识还不够,要继续研究。不仅是物理和数学的研究,而更重要的还有真正的人类实践的发展。同样还要学习现代通信中的保密问题,这个现代通信中的保密问题和20世纪早期的密钥保密问题,也已经完全不是一样的问题了。在量子力学,特别是“量子场论”真正扬弃之后,在现代物理中,应该扬弃的应该是整个“基本粒子物理学”了。那么应该是全息超弦理论的研究和应用吗?以后再讨论。

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