在物理学与哲学之间

-读新系列《中国科学哲学论丛》

 

 

 

2006年年初,中山大学出版社结集出版了由李醒民和张志林主编的新系列《中国科学哲学论丛》。旧的系列是在湖南教育出版社出版的,我原先只见过其中的一种。为了写这篇评论,我上网查了一下,方才晓得在1998年至2000年间,它先后出了三辑八种。这回新的系列头一辑共五种,其中三种是关于物理学的历史和哲学的,成书的过程也与自己有一点关系,自然引起了我的注意。它们是:成素梅的《在宏观和微观之间-量子测量的解释语境与实在论》(以下简称《语境》),万小龙的《范·弗拉森的量子力学哲学研究》(以下简称《弗拉森》)和钱长炎的《在物理学与哲学之间-赫兹的物理学成就及哲学思想》(以下简称《赫兹》)。按照丛书主编们写的“新序”里的划分,这三种应该都属于“科学哲学个论”的范围。其他一种是讲进化论和神创论的,另一种应该属于“科学哲学通论”,这两方面我都不怎么在行,因此不在本文讨论之列。

成素梅和万小龙的著作都是论述量子力学的哲学问题的,并且我与两位作者都认识,与前者还曾经比较熟悉。后一本是关于经典物理学时代的一位物理学家的传记式作品,我没有与其作者钱长炎接触过,但我觉得那个书名起得很好,便拿了过来做这篇文章的标题。需要声明的是,正如这个标题所指,本文主要说的是物理学和哲学之间的关系,不是对这几本著作中哲学观点的评论。

那么,我们怎么区分哲学概念和不属于哲学的物理学概念呢?我以为有一个简单的判别办法,那就是写进了物理学方程的各个量以及相应的概念,一定属于物理学而不可能属于哲学。哲学概念又怎么能写到方程里去呢?

由于古时候哲学和科学还没有分家,所以常常发生把科学概念误认为哲学概念的情况。这样的一些误解亦会残留到现代的哲学著作和科学著作里,例如,空间和时间的概念就是这样。直到如今,不仅在许多哲学著作里仍然连篇累牍地对空间和时间给出思辨性的论说;而且,尤其在我国的物理学教材里,亦经常出现用关于空间和时间的哲学论断代替科学定义的讲法。关于这个问题,外因伯(S. Weinberg)指出过:“有时科学中的发现会显示出像物质、空间和时间这些曾经被认为是哲学论证中合适的论题,实际上是属于普通科学的范畴。”(Weinberg 2001;中译本119页)确实如此,自从伽利略把空间和时间坐标写到物理学方程里去的时候开始,它们就不应该再看做是哲学概念了。清楚了这一点就能够断定,自古以来所有哲学家关于空间和时间的论述,基本上除了空话就是废话。(参看:关洪2004,第一章)而且,随着科学的发展,这种概念归属从哲学转移到科学的过程是不可逆转的,成熟的科学概念不可能回过头来变成哲学概念,这是首先需要明确的一个观念。当然,这并不意味着随着科学的进展,哲学概念的数目就一定会愈来愈减少了,因为哲学亦必定从自身的进步和科学的启迪,源源不绝地生长出新的概念来。

 

 

成素梅的《语境》

 

在九十年代,我和成素梅有过好几年富于成效的合作。后来她获得了更适应于当前学术潮流的发展,我亦乐得回复到了单干的状态。后来,成素梅在写作博士论文的过程中,向我征询过关于量子力学模态解释的问题,但我当时对此一无所知,没能帮上什么忙。其实我现在对于量子力学模态解释的点滴了解,还是这两年从万小龙的著作里学来的。

三年前,成素梅通过了学位答辩之后,把她的论文文本用电子邮件传给我,并说准备在这一工作的基础上改写成单行本出版,希望我为她写一篇序言。我推说对她的论文写作从开始到完成的过程几乎一点都不了解,不想介入到这件事里去,只是向她提出了一点修改意见。再说,我还从来没有为什么出版物写过序言,在这之前也推辞过其他作者的盛情邀求。其实我真的不晓得怎么写,说实话惹得人家不高兴,不说实话自己又不高兴,不如不作声算了。

不久之后,张志林当面告诉我,这部书已经列入了《论丛》的选题计划,并且说如果我不愿意为作者写序言,就为中山大学哲学系写一份审稿意见好了。经过反复的商讨,终于在又一次见面的时候,他不满意我的消极反应,将我的军说,如果我不写,他就不出这本书。那么,假如我真的不写,岂非要成为罪人了?我没有别的办法,只得写了一份物理内容方面的审阅意见,而张志林则补充了哲学观点方面的审阅意见。这就是《语境》一书最后一页里提到的那些“有建设性的建议”的由来吧。

就这样,本来十分不情愿介入的我,也已经被动地扯进去了,不如在这里作为书评,开诚布公地实话实说。书籍已经出版了,总得让人评头品足。从20051月至20062月,我在各种正式的报刊上发表了整整十篇书评文章,其中有关于物理学教材的,而更多的是关于物理学的历史和哲学的著作,可以算是一名多产的书评作者了。而且,我要么不写,写出来的评论可是从来不顾忌会有什么人高兴不高兴的。

我觉得,《语境》一书对量子力学的各种解释,特别是对有关量子测量问题的各种不同看法和做法的物理内容进行了比较认真细致的介绍和评述,在这一基础上进行了有自己见解的哲学分析,阐述和发挥了“语境实在论”的一派观点。作者掌握了比较丰富和比较新近的文献资料,大体上能够反映这方面的历史发展进程,以及在某些问题上的新近进展。哲学上的论述达到了一定的深度。作为国内物理学哲学的研究成果,水平大致是不错的。

但是,《语境》一书在关系到物理学的内容上,亦存在着比较突出的问题,我们不可能在这里给出一种全面的评论,只是择要分述如下:

 

1     关于科学与哲学的关系

我对这部书总的印象是,作者没有摆正哲学与科学的关系,总是表现出一种以“量子哲学家”自居的身份,要高高在上地指导或者取代“量子物理学家”的研究工作的急切意愿。虽然作者在著作正式出版之前接受了审稿意见的部分内容,删去了原稿里这方面一些太过分的言词,但整个架势和态度依然没有改变。例如,《语境》的前言里写道:“量子物理学家宁愿满足于接受成功的具有可操作性的数学体系,而把关于量子理论的基本问题的讨论归于量子哲学家的研究范围。”和“理论物理学的研究停止不前的地方,恰好是需要哲学研究全面介入的地方。”在这里,作者似乎把理论物理学描写得陷入了绝境,而物理学家们除了计算以外什么也不会,只好把“量子理论的基本问题”的研究拱手让给“量子哲学家”了。

事情当然绝非如此。下面将要讲到,在世纪之交,量子测量问题的物理学研究不是“停止不前”,而是取得了重要的进展。而量子理论既然是一种物理学理论,“量子理论的基本问题”就当然属于物理学问题的范围,怎么会“归于量子哲学家的研究范围”呢?!假如物理学家只会做数学运算,那他们又怎么能够把理论结果同经验材料作比较呢?假若真的如此,物理学就要从属于哲学了。但是,那种把哲学看做“科学的科学”的时代早就一去而不复返了。

《语境》的前言里接着写道:“马赫和庞加莱等著名哲学家对经典物理学概念基础的反思和批判,为相对论的量子力学的诞生提供了思想准备和方法论启迪……”也是不合历史事实的。马赫和庞加莱首先是科学家,然后才是哲学家。他们为相对论作的思想准备,主要是对科学概念的分析批判,而不是哲学上的论证。例如产生了巨大影响的马赫(E. Mach)的《力学发展史评析》和庞加莱(J. H. Poincaré)的《科学与假设》,主要仍然是他们的科学著作。其实,他们两人的哲学观点都是有严重缺陷的,例如马赫的经验主义使他在《力学发展史评析》里写出反对原子论的论述,彭加勒的约定主义使他在《科学与假设》里断言“欧几里得空间现在是,将来依然是最方便的”,这些观点对微观物理学和广义相对论的发展都没有起到积极的作用。再说,这两人对量子力学的诞生,在思想上不曾产生过什么重要影响。

《语境》的前言里往下又引用了维特根斯坦(L. Wittgenstein)的一段论述,但可知道大名鼎鼎的维氏说过“在我看来,要读我书的科学家或数学家认真照我说的去做,那是最不可能的事了”那样的话吗?而另一位哲学家盖尔(G. Gale)则说,科学哲学的“近乎经院哲学的论证只能引起极少数科学家的兴趣。”(以上转引自:Weinberg 1992;中译本133134页)这两位哲学家总算有点自知之明,没有以指导或者代替科学家的工作为己任。

外因伯曾经批评过一些科学哲学家、科学史家和科学社会学家:“他们不希望被看做是科学的依附者或者附属物,而希望被看成独立的审查者,而且也许是个高级审查者……”他们“希望……进行独立的判断,不仅仅是去判断进步是如何取得的(这是他们份内的事),还要去判断是否取得了进步。”(Weinberg 2001;中译本75现在我们看到,国内有些哲学研究者们不但不满足于对科学的评说,不仅仅想要判断科学上的是非,还雄心勃勃地以为自己能够动手解决那些本该由科学家研究的问题,这就比国外的那些同行们走得更远了。

 

2          澄清物理学概念是哲学家的任务吗?

语境》序言里说到,“对量子测量的不同解释语境……的考察,无疑有助于物理学家澄清某些混乱而模糊的基本概念与观念”,又说,“这……课题的研究,有利于运用当代科学哲学研究中的新方法系统地澄清与量子测量相关的基本概念与观念。”显然,在其作者看来,“量子物理学家”对这些基本概念的认识是“混乱而模糊”的,必须由“量子哲学家”为他们“系统地澄清”。

我们说,物理学的基本概念具有确切的物理内容,如果物理学家一直没有弄清楚的话,他们是不可能进行有效的研究工作的。当然,科学家在初期的研究中可能会产生一些错误的概念,但那种情况是不会持续很长时间的,否则就会阻碍科学的进步了。而且,使用新的概念来代替错误的旧概念,归根到底靠的也不是哲学上的思辨而是科学的实践。例如,从伽伐尼的“动物电”说和伏打的“接触电”说到电化学学说的转变,靠的乃是科学实验而不是哲学论证。至于马赫对牛顿力学基本概念的批判,亦是科学上的分析而不是哲学上的论证,这在上面已经说过了。

事实上,没有哪一位哲学家成功地解决过量子力学的基本问题。有的只是反例,例如波普尔(K. Popper)早年在对量子力学基本问题的讨论中提出了一个错误的“判决性实验”,后来他反复为此做了检讨。(参看:Popper 1977;中译本第77节)

总之,科学哲学研究者的任务不是越俎代庖地“澄清”物理学概念的含义,而是对物理学的理论、原理和概念进行不同角度的哲学分析研究。在后一种意义上,《语境》的确努力做了深入的工作。

 

3     一些物理学上的错误

《语境》书中存在着不少物理学上的明显错误,以下举几个例子:

在前言里说,在量子力学里“波函数”和“态矢”,“指的是同一的函数”。 这种说法是不对的。态矢不是一个函数,而是希耳伯特空间里的一个元素。用狄拉克符号表示,态矢是 |y 〉,普通空间里的波函数是 y(x) =x|y 〉。或者说,波函数是态矢的一种表象(也可以说是投影),这两个含义不同的名词不应当混用。

7页的“态的还原”和“波包还原”里的“还原”,原文应该是reduction,这里是“缩简”的意思,即体系的波函数从多个本征函数的叠加“缩简”为单个本征态,不是“还原”到原先的状态而是相反。至于下面说的“坍缩”或者“塌缩”,则是另外一个外语单词collapse的翻译。

26页说,“盖尔曼使用了没有算符的对称性……温伯格和萨拉姆提出了规范对称性”等等。按量子力学里的对称性指波函数的一种变换性质,而这种变换肯定是可以用作用到波函数上的算符来描写的。使用这种变换算符亦可以描写其他算符的对称性。此外,现代形式的规范变换早在1928年就由戈顿(W. Gordon)提出来了,那时候萨拉姆(A. Salam)只有两岁。而外因伯(温伯格)还未出生。(参看:Pais 1986p.345

当然,这些问题也许只是一些枝节,把那几句话抹掉了也未必会影响到书中的基本论证。而我们在这里举出来,只是为了说明《语境》的作者及其指导教师对量子力学理论的掌握程度。只晓得了量子力学的一些皮毛,就足以对它作全面而深入的哲学分析吗?

《语境》第68页说的“现在,在物理学家的心目中最大的问题是量子引力的问题”也是一种不实之词。量子引力固然是一个重要的基本问题,但它亦是一个既十分困难又进展缓慢的课题,并没有受到物理学家的普遍关心。令理论物理学家感到十分惊讶的是,量子引力却是国内外“量子哲学家”们倍感兴趣的一个话题。外因伯在对“索卡尔事件”的评论里指出:“在人文科学领域里存在着那些‘后现代’,他们喜欢涉足到量子力学或者混沌那样的前沿领域,装饰他们自己……的论点。”。(Weinberg 2001;中译本114115页)事实上,理论物理学家索卡尔(A. Sokal)那篇引起了轩然大波的恶作剧文章的标题就是“超越界线:走向量子引力的超形式的解释学”。我想,这显然是因为,量子引力这个课题足够时髦又远未成熟,说些胡言乱语亦不会一下子被人拆穿的缘故。(参看:关洪 2003

国内的“量子哲学家”们对国外的新潮流跟得很紧,他们亦在量子引力的问题上跃跃欲试了。前不久,我好像是在网上看到了一篇专门讨论量子引力的哲学问题的文章,文中把两个物理学术语on shelloff shell分别写做“有坐标架”和“无坐标架”。按on shelloff shell分别是on the mass shelloff the mass shell的简写。这里的shell或者mass shell的意思是“质量壳”或“质壳”,on shelloff shell的意思就分别是“在壳”和“离壳”。

按照相对论,一个粒子的能量E、动量p和质量m满足关系式E2p2c2+m2c4,它就好像是一道球面或者椭球面的方程,这个球面或者椭球面就是shell,好比是鸡蛋壳的“壳”。在现代量子场论的中间过程里,能量和动量总是守恒的,这样中间态里粒子的质量就必定不满足上述关系式,亦即是“离壳”了,而自由粒子总是“在壳”的。凡是学过量子场论的学生都知道这两个术语,它们亦早就收进了许多物理学词典里了。

那么,连量子场论的皮毛还没有认全的作者,有本领讨论量子引力理论的哲学意义吗?这是我由此联想到的另一个问题。

 

3          关于量子测量问题研究的进展

在《语境》里,多处提到了消(相)干理论以及它同量子测量理论的关系。例如,在第16页里先说,“近几年来,许多人试图运用消相干的方法,来对宏观层次上观察不到量子干涉效应做出解释。但是,到目前为止,物理学家还没有形成一种具有普遍性的消相干理论。此外,……这些单纯立足于方法论意义上的解决方案,大多数是在承认现行量子力学的基本概念体系的前提之下,试图寻找新的技术性模型,来揭示‘投影假设’的物理机制,而不是关于量子测量的解释……”

这里面有几个问题。首先是关于投影假设的陈述。假如“投影假设”存在着什么“物理机制”的话,它就不再是假设了。这是一个起码的逻辑常识吧。

其次,在《语境》第7页里又说“在大多数量子力学的教科书中,物理学家一直将‘投影假设’作为量子力学算法体系的基本原理之一来加以阐述”在第13页又说,“立足于现行的量子力学的形式体系……在测量过程中……‘波包还原’……是必需的”。由此看来,《语境》的作者是把“投影假设”或者“波包坍缩”的假设归入“现行量子力学的基本概念体系”之内的。

但是,在许多量子力学的教科书和专著里,都没有把“投影假设”纳入量子力学的基本假设。(参看:关洪1990,第6.2节)而且,近年兴起的消干理论恰恰不承认独立于薛定谔方程之外的“投影假设”的地位。例如,在惠勒(J. A. Wheeler2001年的一篇文章(Tegmark, Wheeler 2001)里,报导了在1999年的一次有关量子计算的国际会议上,曾经有人做了一次民意测验。在对与会的90名物理学家的调查中,只有8人宣称他们的观点包含有波函数坍缩的假设。30人选择没有波函数坍缩假设的“多世界或者一致性历史解释”,亦即是盖尔曼等人倡导的消干历史解释。其余的50人没有明确表态。无论如何,这次调查显示了,物理学界的主流对什么是量子力学基本假设的认识已经发生了变化,以致于惠勒说出了“该是更新量子力学教科书的时候了”这样的话。

再次,在《语境》第113页里又对消干历史解释提出三点非难。第一是“没有明确地说明如何理解近似概率”,第二是“没有告诉我们哪一种历史是消相干的”,第三是“不能真正解决测量问题”。

这几点指责都是不能成立的。这是因为:第一,迄今为止,谁也不能令所有人满意地“明确地说明如何理解近似概率”;第二,既然《语境》的作者在第5页里说过,量子力学“是一种统计因果性的理论”,它就只能给出概率式的预言,怎么能够“告诉我们哪一种历史是消相干的”呢?这就好比量子理论不可能预言个别的不稳定粒子会在什么时刻和以什么方式发生衰变一样。第三,问题不在于新的解释今天是否已经“真正解决测量问题”,因为还没有任何一种理论达到了这一目的。问题在于新的解释是否在这方面取得了进展,从而有利于测量问题的解决。我们总不能因为一个人做的好事还不够多就否定他已经做过了的好事吧。

最后,上面所引用的《语境》第16页那段话里,关于消干理论所说“到目前为止……”所依据的文献,只是在十多年前的1994年出版的一本专著,它真的能够反映“目前”的进展吗?我们看到,在新近的物理学评述性文献《消干效应,测量问题,和量子力学的解释》里(Schlosshauer 2004),充分肯定了消干效应增进了我们对于测量问题的了解,虽然对于这种了解已经和将会达到了什么样的程度还存在着不同的看法。这篇文章在最后的总结里是这样说的:“消干方案提供了有助于说明量子力学的许多基本问题的新线索。它铺设了通向解决测量问题的一条以物理学为基础的前进道路。”我以为这是一种中肯的评价。

更值得注意的是,在2003年的《斯坦福哲学百科全书》文档里,已经收入了“量子理论里消干效应的作用”的条目(Bacciagaluppi 2003)。由此可见,消干理论已经得到了国际科学界和哲学界的普遍重视,《语境》在这个问题上的叙述和评论,没有恰当地反映出近年来在量子力学的测量理论上的这一重要方面的突破。

 

总而言之,《语境》里不仅仅出现了在此书最后一页里、其作者所承认可能会有的“理解上和表述上的错误”,而是存在着严重得多的问题。当然,这些问题的出现不能够全怪作者个人,而是反映了当前国内学术研究的一种流行风气。有一些研究单位在“学术市场”上获得了令人瞩目的成功,例如在论文发表和著作出版的数量,硕士点、博士点、重点学科、“基地”等资格的批准,项目拨款的数额,研究机构的扩建等等;但是,这些在学术市场上获得的成绩,不等于他们已经在学术研究上达到了与此相称的水平。这就好比通过商业炒作在销售市场上获得巨大成功的一些商品,并不一定具有优良的品质一样。个别科学哲学研究单位在这方面名不副实的情况,甚至已经引起了同行们在大庭广众场合中的讽刺。这个问题就比对个别著作的评价更值得我们重视了。

 

 

   万小龙的《弗拉森》

 

万小龙的《弗拉森》是以他在2001年通过答辩的博士论文为基础改写而成的。我首先要表示的是,我很佩服万小龙的勇气,他敢于在该书《后记》里坦言,他的论文受到了几位老师的“严厉批评”。而且,万小龙自己对我说过,当他见到了洪定国老师对书稿的意见之后,便专程去一趟长沙向洪定国请教。当然,这并不意味着他没有自己的“不同看法”。

万小龙不久前有机会赴法国深造,受到过德斯帕格纳(B. D’Espagnat)和奥姆内(R. Omnés)的教导,这两位才真正是在量子力学哲学问题的研究方面起到广泛影响的“世界级专家”。此外,他还同量子力学模态解释的创始人范·弗拉森(B. C. van Fraassen)有直接的接触。这些求学经历都为他的研究打下了坚实的基础。

看到《弗拉森》一书的《结束语·量子力学解释:永远开放的事业》里,万小龙将量子力学的基本特征概括为三点:以波函数为核心概念,非完全决定论,以及量子态的整体性;我以为是写得不错的。《结束语》里接着说,“量子力学的狭义的哲学问题就是 [] 量子概率、量子测量和量子关联的解释”,而“对这三个问题的形上学抽象就是因果性、实在性和整体性问题。”在这里,把量子力学哲学问题的讨论范围,定位于对以上三个物理概念的“解释”以及其抽象。我对他的陈述的理解是,哲学研究的不是物理概念本身,而是对这些概念的哲学分析和解说。我亦以为这种多层次的区别是比较合适的。

人们常常在不同的意义上运用“解释”这个词汇。其实物理解释和哲学解释是本质上不同的两回事。例如桂起权在《弗拉森》一书的《代序》里讲的“测不准关系与波恩几率诠释……本身属于科学成分”,我以为是很对的,因为那些都是物理学里的解释,不属于对物理学理论的“拓展”或者哲学上的议论。那么,怎么样区分这两种本质上不同的解释呢?我想也有一种简便的判别方法:凡是在建立物理学方程以及将计算结果同经验材料作比较时所必需的解释,就必定属于物理学而不属于哲学。波恩对波函数的几率诠释就是一个很好的例子,因为假如没有了这一条,量子力学就不能够有效地与物质世界沟通,而只是一种纯粹的数学程式。如果一些解释无论怎么说,都不会影响怎么样解方程以及将理论预言与实验结果比较,那它们就属于哲学而不属于物理学。上面所引的万小龙关于量子力学哲学研究里对三个物理概念的“解释”,应当指的是后一种意思。

在《结束语》后面所讲,“严格的量子力学解释仍是哲学而非科学,它仅是在分析已有的形式论所蕴涵的意义而不是发明新的形式论的替代者”,也应当是这种意思。万小龙接着说,“科学家的理论发明是数学建构与实验冒险相交替的血腥征战,而哲学家的理论沉思却是温暖祥和的后花园中的下午茶”,也说得很妙。我觉得,在《弗拉森》里对哲学和物理学之间关系的基调是表述得比较清楚的,并不包含哲学家要指导或者参加科学拼杀的意思。至于哲学家们在茶会或者沙龙里的高谈阔论,事实上与科学家的研究工作是没有多少直接联系的。

关于这一点,我还是同意外因伯的话:“这并不是要全部否定哲学的价值,尽管它们多半与科学没有什么关系。甚至我也不是要全部否定科学哲学的价值,在我看来,科学哲学起到的最好效用是对科学的历史和发现的动人解说。但是,我们不应该指望靠它来有效地指导今天的科学家如何去工作,或者告诉他们将会发现什么。”(Weinberg 1992;中译本133页)

《结束语》里还讲到,“各种量子力学解释均或多或少地深化了对上述量子力学特征的理解,但这些特征是理论自身的而不是解释语境生成的。不过,相应的三大形上学问题是纯解释性的,因此是依赖于语境的”。我以为也讲得很好,明确区分了量子力学理论本身的特征与依赖于语境的哲学上的“纯解释”。

从各种不同的角度,包括社会影响、人文环境、个人经历甚至心理素质等方面来揭示科学研究项目以及科学家事业的成功或者失败,都可能会是有益的。但这种做法在一些“后现代”的手里被推到极端,得出科学理论完全是由社会影响和人文环境决定的,同自然界没有什么关系的结论,就不会有多少科学家同意了。相似地,假如把所有科学概念本身都说成是依赖于语境的产物,我觉得也是过分夸大了。

我已经提到过,我对量子力学的模态解释知之不多,没有资格在这里评论《弗拉森》书中的哲学内容。同样,我对于语境学说也不怎么熟悉,没有能力在这里加以评论。不过,从成素梅讲的“语境实在论”这个名称看来,有理由期望它不会走到那样的极端。

 

 

   钱长炎的《赫兹》

 

钱长炎的《赫兹》是一部科学家传记式的著作。在物理学界广为人知、并且写进了教科书的是,赫兹(H. Hertz)在十九世纪末检验电磁波存在、从而证实了麦克斯韦电磁学理论的实验工作。他在整理和完善麦克斯韦方程组的理论贡献,了解的人就不多了。《赫兹》一书在这方面做了认真可靠的介绍。

至于赫兹的重要著作《力学原理》,知道的人更少了。我很高兴看到在《赫兹》一书里,专门辟出第七章一章来谈他在这方面的贡献。在该书122页在正文里正确地写道,这部书是赫兹在1894年元旦日逝世之后在当年晚些时出版的遗著,但在注释里引用的却是1899年出版的英译本。我读过的是后来Dover出版社重印的英译本。(Hertz 1894

2005年《物理》杂志刊登了物理学家威尔切克(F. Wilczek)一篇文章的译文《公式 F = ma 中的力从哪里来?》(Wilczek 2004)。这篇文章从科学史等几个角度,论证了力的概念并非必需,但没有提到赫兹的这部著作。我读后给编辑部写了一封信(关洪 2005),指出赫兹老早就在《力学原理》里试图建立一种没有力的概念的力学体系;并且提到,我在1985年初发表的一篇文章里,已经谈到力的概念并非必需和赫兹在《力学原理》的序言里关于“力的表象”和“能量表象”的论述(关洪 1985)。由此可见,赫兹的这一项贡献,的确已经被大多数物理学家遗忘了。

《赫兹》一书第七章开头引用的资料里,对赫兹《力学原理》最早介绍和研究的文章,是于1984年发表的一篇中译文《赫兹及其科学哲学思想》(Alexander 1972,原文于1972年在美国发表),其余的资料均发表在1998年以后。那么,我1985年的那篇文章有可能是中国人正式发表的、提到赫兹这项贡献的最早资料了。

 

作者简介:关洪,中山大学物理系教授

 

参考文献

成素梅 2006,《在宏观和微观之间-量子测量的解释语境与实在论》,广州:中山大学出版社

关洪1985, 力学的基本概念( IV ):现代物理学中的质量和力, 大学物理, 26;收入:《大学物理教学问题研讨·力学热学专辑》,《大学物理》编辑部编,北京:对外贸易教学出版社(1987),1924

关洪 2002,消干效应和量子力学新解释的意义,物理,313179

关洪 2003,“索卡尔事件”和科学家的介入,科学技术与辩证法,20577

关洪 2004,《空间-从相对论到M理论的历史》,北京:清华大学出版社

关洪 2005,读者来信(关于力的概念),物理,348624

钱长炎2006,《在物理学与哲学之间-赫兹的物理学成就及哲学思想》,广州:中山大学出版社

万小龙 2006,《范·弗拉森的量子力学哲学研究》,广州:中山大学出版社

Alexander P. 1972, 赫兹及其科学哲学思想,李醒民译,科学与哲学研究资料,1984年第3辑,154160

Bacciagaluppi G. 2003, The role of decoherence in quantum theory, in The archives of the Stanford Encyclopedia of Philosophy; or its recent version in The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2005 Edition), E. N. Zalta (ed.), URL=<http://plato.standford.edu/archives/sum2005/entris/qm-decoherence/>

Hertz H., Die principien der Mechannik in Zusammenhange dargestellt, Leipzig, 1894; English Translation, The Principles of Mechanics, Dover, 1958

Pais A. 1986 , Inward Bound: Of Matter and Forces in the Physical World, Oxford University Press;中译本:《基本粒子物理学史》,关洪,杨建邺等译,武汉:武汉出版社,2002

Popper K. R. 1977, The Logic of Scientific Discovery, Hutchinson of London;中译本:《科学发现的逻辑》,查汝强,邱仁宗译,北京:科学出版社,1986,第77

Schlosshauer M. 2004, Decoherence, the measurement problem, and interpretations of quantum mechanics, Rev. Mod. Phys.,76:1267-1305

Tegmark M., Wheeler J. A. 2001, 100 Years of Quantum Mysteries, Scientific American, (2)54

Weinberg S. 2001, Facing Up: Science and Its Cultural Adversaries, Cambridge: Harvard University Press;中译本:《仰望苍穹-科学反击文化对手》,黄艳华,江向东译,上海:上海科技教育出版社,2004

Weinberg S. 1992, Dreams of a Final TheoryThe Search for the Fundamental Laws of Nature, New York: Pantheon;中译本:《终极理论之梦》,李泳译,长沙:湖南科学技术出版社,2003。以上两种文献为了读者查阅方便,正文中所引的是中译本页数。部分引文由本文作者依据原文做了修订。

Wilczek F. 2004, 公式 F = ma 中的力从哪里来?黄娆译,曹则贤校,物理,34卷(20052