1、现代自然科学基础的哲学和数学反思量子力学形式逻辑与物质基础探析上册犈 狓狆犾 狅 狉 犪 狋 犻 狅 狀 犻 狀 狋 狅 狋 犺 犲 犳 狅 狉 犿 犪 犾 犾 狅犵犻 犮犪 狀 犱犿 犪 狋 犲 狉 犻 犪 犾 犳 狅 狌 狀 犱 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳狇狌 犪 狀 狋 狌 犿 犿 犲 犮 犺 犪 狀 犻 犮 狊杨本洛著上 海 交 通 大 学 出 版 社内 容 简 介全书分为三册， 由四个部分组成。上册包括第一、 第二部分。作为全部讨论的认识基础，第一部分通过揭示“ 惯性系” 的“ 循环定义” 本质以及重新赋予其“ 物质内涵” 等， 指出自然科学必须普遍遵循“ 物质第一性” 和“ 逻辑自洽
2、性” 两个基本原则。在第二部分， 首先澄清经典“ 量子力学” 从未按照数学意义求解过“ 第一性原理” 的 波动方程、 表述和 表述的等价性证明只是“ 零因子” 下的“ 空” 陈述、 连续域中的“ 测不准原理” 需代之以离散“ 量子约束” 等基本事实； 继而， 通过实例揭示和形式地界定量子力学所研究的物质对象； 最后， 重新构造与“ 量子跃变” 以及与所有“ 经典理论” 保持严格逻辑相容的量子力学基本方程。中册只包括第三部分， 属于“ 电动力学” 范畴的讨论。首先指出， 与量子力学不同， 内心希望“ 直接表述相关经验事实” 的经典电磁场理论在哲学上是合理的。但是， 由于大量基元概念认识不当、 若
3、干数学推导的失误以及相关数学基础尚未解决， 位移电流、 规范或 规范等仍属“ 独断论” 的错误认定， 不仅导致 基本方程逻辑失当和无法求解， 至今无法区分“ 电磁场” 和“ 电磁波” 两个不同的物理学概念， 还导致完全悖谬的“ 相对论” 出现； 而且， 量子力学建立在“ 独断论” 上的无理状况仍是经典电动力学逻辑紊乱的必然。根据以上认定， 较为系统地讨论了相关“ 定解问题” 的恰当构造， 重新建立了电磁场和电磁波基本方程， 从而为求解诸如“ 光线弯曲” 等物理现象提供了可靠途径。下册是全书的第四部分， 作为自然科学基础的重新认识涉及三个不同领域。首先， 仍局限于量子力学范畴之内， 指出以背离逻
4、辑的“ 独断论 第一性原理” 为基础而衍生的一系列概念必然逻辑不当。其次， 着力讨论现代数学， 指出借助“ 独断论” 掩饰、 容忍数学基础大量逻辑悖论的存在纯属自欺， 使得包括“ 现代微分几何” 的整个现代数学真实处于“ 自否定” 危机之中，必须重新诚实面对和解决“ 集合论悖论” 、 “ 电磁场定解问题” 等实实在在的数学命题。最后， 大致探讨了西方哲学， 指出一系列“ 认识论” 基本命题至今无力解决的根本原因仍然在于认识中的逻辑紊乱。本书可供从事物理学、 数学和哲学研究的基础科学工作者以及相关工程技术人员参考。谨将此书献给数百年来曾经承受太多磨难和屈辱， 为了伟大复兴正在自省和不懈奋斗的中华
5、民族；献给为现代自然科学体系的理性构建做出开拓性贡献和真诚努力的哥白尼、 牛顿、 莱布尼茨、 麦克斯韦、普朗克、 玻尔、 海森堡等科学先行者；献给布鲁诺、 马赫、 康托尔、 布劳威尔等忠诚于科学信仰甚至不惜为此付出生命的科学殉道者、 为了维护科学真理的严肃性而勇于科学批判和自我批判的科学斗士。序面对无尽的大自然， 人类的认识总是在承继性批判和批判性继承的历程中得以逐步深化。由于自然科学的本原在于科学实验， 人类的认识水平又必然本质地依赖于探索未知的技术水平和能力。因此， 在人类认识的深刻化和持续探索未知的艰难历程中， 首先需要可贵的真诚和非凡的勇气， 同样还需要对科学研究的严肃性和严谨性。前些
6、年， 在杨本洛教授递交的一份工作报告中， 我曾经这样提出： “ 交大人历来有一种精神， 这就是探求真理、 维护真理， 为真理而献身的精神。 ” 许多年来， 在自然科学的许多不同领域， 杨本洛教授取得了一系列的独立研究结果。或许， 对这些独立研究结果的肯否尚需时日。但是， 杨本洛教授在自然科学研究中一再主张“ 物质第一性” 和“ 逻辑自洽性” 两个原则， 并努力遵循这样的原则进行认真严肃探究的精神值得肯定。为此， 对于这种研究提供较为宽松的环境和力所能及的支持， 一直被学校领导视为一种义不容辞的责任。作为我国历史相对最为悠久的高等学府之一的上海交通大学， 正在做出切实努力， 格外注重培养更多的研
7、究型人才， 期望他们在基础科学研究上面投入长期的也更为艰辛的劳动。这样， 才可能将上海交通大学逐步建设成为在世界上具有原创性研究特色和影响的大学， 为我们祖国的科学技术能够尽早融入世界先进行列做出贡献。 年夏如果说， 作为量子力学体系奠基人之一的 曾经这样十分确信地指出： 利用通常的运动学概念和力学概念来对量子力学做出一种诠释， 在任何一种情况下都是不可能的， 这个理论体系只能起源于这样一种努力 打破通常的运动学概念， 代之以具体的、 由实验给出的一些 “数” 之间的关系； 如果说， 对于 世纪物理学研究具有一定影响力的 曾经在其 理论物理教程 的 量子力学 卷中诚实地将理论物理中的数学严谨性
8、称之为 “自欺欺人” 的话， 那么， 当科学世界无法回避如何为量子力学提供一个真正可信哲学基础的重大科学命题的时候， 人们可以断言， 完成这一历史性重大课题的根本使命恰恰在于重新做出这样一种努力， 再次赋予这个陈述系统与一切科学概念严格保持一致的内涵以及重新遵循科学陈述必须严格遵循的逻辑相容性原则。在自然科学研究中， 人们必须自觉地形成一种理性意识， 即与自存和无尽物质世界自身蕴涵的不可分割性一致， 人类的自然科学体系同样需要被视为一个互为关联的整体。但是， 自然科学体系始终不同于充满差异和复杂性的物质世界， 而自然科学体系的整体性意义仅仅在于它拥有包括同一化概念在内的严格逻辑相容性。与其对应
9、， 任何一个理论体系只能视为对物质对象所作 “理想化认定” 的逻辑必然， 从而大致刻画客观蕴涵于这种理想化认定之中的抽象同一性。因此， 一个从属于科学体系的整体， 经过 “逻辑自洽化” 理性重整的量子力学体系，同样只能是一个尽管重要但是依然平凡， 条件存在、 有限真实的理论体系。并且， 当且仅仅当这个理论体系的存在前提能够与人们对于整个被描述物质对象所作理想化认定构造了确定逻辑关联的时候， 如何为量子力学构建哲学基础的问题才能得到解决。当然， 也正是在这个意义上， 人们可以相信量子力学希望表现的一切仍然是自然、 可解释和容易接受的， 无需依赖于 “第一性原理” 而存在。自然科学研究中的 “物质
10、第一性原则” 和 “逻辑自洽性原则” 看似十分平凡， 但是， 它们的辩证统一恰恰是解开一切科学疑难的唯一钥匙。努力遵循物质第一性和逻辑自洽性两个基本原则重新认识和剖析量子力学（ 引 言）一、关于量子力学在主要由西方学者构建的现代自然科学体系中， 量子力学具有十分奇特的结构， 当之无愧于引起人们浮思遐想最为丰富， 当然认识差异也最为广泛和深刻的一门学科。在当今科学世界对量子力学做出差距如此之大甚至本质上处于彼此相悖的不同评述之中， 中国科学技术大学的尹鸿钧先生通过其所著 量子力学 一书所作的论述则显得格外不同凡响和发人深省。此处， 不妨首先引用该著述对目前量子力学给出的基本论断：“ 量子力学是人
11、类在 世纪初的研究领域深入到原子世界的微观领域的成果， 是处理空间尺度在 的客体的有力理论工具， 从量子力学基本原理出发所给出的许多结论， 都和微观领域的实验结果相符合， 与相对论一起构成现代物理学的两大基石。但是， 从量子力学建立起直至今日， 在对量子力学的理论基础及其物理解释上始终存在着争论， 特别是在下述一些重要问题上：量子力学的物理内容、 数学体系与观测过程、 观测结果的关系问题， 包括波粒二象性的理解、 波函数的统计诠释、 测不准关系、 在测量过程中是否存在测量仪器与客体之间的不可控制的作用、 量子力学中的因果性与机遇性等问题， 即量子力学对于独立于认识以外的客观世界究竟给出了什么表
12、述。在量子力学背后， 是否还存在更深刻的新的理论框架、 量子力学是否是完备的理论、 它描述的是单个粒子的运动规律还是由单粒子体系组成的纯粹系综的规律、 量子力学是否建立一个区别于现有量子力学形式的理论、 而量子力学只是该理论在一定条件下的近似等问题， 即量子力学对于客观世界究竟给出了什么深度的表达。这些争论中的问题涉及到量子力学的物理基础， 也是现代物理学的重要问题， 还超出物理学的范畴， 涉及哲学领域， 更需要进一步的实验判定。 ”毋庸置疑， 当人们期望探询量子力学得以存在的哲学基础， 或者说， 希望了解为什么量子力学能够在它研究的许多论题上都获得较好成果原因的时候， 以上文字应该成为能够大
13、体反映目前主流意识的一种言简意赅的最好陈述。当然， 如何回答此处提出的一系列疑问以及对于这些命题本身是否恰当做出判断， 也必然成为笔者书写本书的一个基本目标。坦率地说， 在一些人们以为已经获得共识的基本论断上， 例如如何认识“ 波粒二象性” 这个命题的本身， 怎样理解量子力学通过“ 算符” 所定义的“ 力学量” 以及它们与量子力学的“ 态函数” 之间是否逻辑相容， 乃至对于作为整个量子力学形式基础的“ 测不准关系” 得以存在的物理基础以及相关的形式表述本身是否恰当等一系列基本问题上， 笔者以为恰恰需要人们重新认识。并且可以确信， 如果这些前提性的认识问题没有解决， 为量子力学构建可靠哲学基础的
14、愿望必然成为虚幻的空话。其实， 在较为深入地探讨这些具体的论题以前， 仍然不妨从一些不会产生歧义的基本哲学理念出发， 对目前科学主流社会所描述“ 如何为量子力学构建哲学基础” 的命题进行反思。人们可以发现， 无论历史上曾经存在怎样的争论， 或者某些不同学者之间至今仍然存在怎样的分歧， 但是， 对于目前的科学主流世界而言有一点认识则是共同的， 这就是自量子力学建立至今，这个理论体系的创建者除了让人们确信他们提出的一系列原理必然拥有的某种“ 真理性” 以外， 他们乃至他们的承继者几乎从来没有认真探讨过这个理论体系得以存在的“ 条件、 前提和限制” 的问题。当然， 反过来也可以说， 一旦真正理性地意
15、识到这个理论体系得以存在的“ 条件、 前提和限制” 的问题， 那么， 不仅可以认识到这个形式表述系统为什么能够吻合于许多经验事实， 而且， 对于习惯性陈述中哪些陈述是合理的而哪些是不合理的做出理性的辨析。作为一个以物质世界为研究对象的自然科学研究者， 这样一种认识或许是基本的： 面对无尽的物质世界， 任何一个特定的“ 形式表述” 系统都只能是“ 有限真实和条件存在” 的， 永远谈不上对某一个形式系统探讨以“ 无条件普适真理” 为本质内涵的“ 完备性” 问题。在自然科学体系中， 一切概念都必须是统一的， 使用的语言则是无歧义的， 即无需也绝对不允许借助类似于“ 时空观革命” 这样的语言解释物质世
16、界。人类或许永远不能说出比自然本身更多的东西。物质世界的可解释性， 并不在于某一个人为构造的“ 因果关系” 。因此， 在自然科学中， “ 可解释性”或者“ 理性原则” 的唯一内涵仅仅寓于“ 无矛盾性” 之中： 形式系统和它所描述的理想化物质对象之间， 以及不同科学陈述之间必须严格遵循的逻辑一致性。人们没有理由通过概念的改变去解释物质世界， 相反， 人们需要使用“ 相同的科学语言和始终贯一的概念” 去描述和揭示那个人类期望认识的物质世界。因此， 对于任何真正的科学陈述， 实验验证是必需的。但是， 对于确立某一个陈述系统的合理性， 单纯的实验验证不仅过分简单和远不充分， 甚至因为概念自身缺乏严格界
17、定而使得真正意义之上的外部证实并不存在。相反， 在如何保证一切科学陈述严格逻辑相容的前提下， 揭示经验事实与理想化物质对象之间的逻辑关联， 探询“ 独立于认识以外的客观世界” 自身蕴涵的抽象共性特征才具有根本意义。显然， 在当今科学世界面临许多基础性科学难题无能为力，却愈益充斥着形形色色的“ 宗教情结” ， 乃至公然否定一个“ 自存” 的物质世界独立存在的同时，前面所引用的文字能够极其深刻地提出“ 独立于认识以外的客观世界” 存在的事实， 并且， 将量子力学的哲学基础本质地界定为探询“ 量子力学对于独立于认识之外的客观世界究竟给出了 什么 和 什么深度 的表述” 本身已经具有深刻的指导意义。毫
18、无疑问， 以西方学者为主的科学主流世界对于构建现代自然科学体系， 乃至对于整个人类现代物质文明的建设做出了巨大的开拓性贡献。但是， 人类知识体系的涵盖十分宽泛， 它只能属于生活在地球上的整个人类， 而且， 目前的自然科学体系远未完善。事实上， 在自然科学从 开创的“ 质点力学” 体系， 到 所构建的“ 电磁场理论” 这样一个往往被人们称之为“ 经典理论” 的领域中， 给人们遗留下太多没有解决的前提性认识困惑的问题。人们至今不能回答“ 到底什么是 力学体系中的惯性系” 的问题， 人们也不可能真正理性地接受为什么必须借助一个纯粹人为提出的“ 电位移假设” 来构造经典电磁场理论体系， 此外， 难道人
19、们同样必须接受 提出的“ 实验和相对性原理之间的矛盾” 只能属于“ 不可解释并且也永远不允许解释” 的论断， 相信那个仅仅依赖于“ 直觉和顿悟” 而杜撰出来几乎到处充满矛盾的“ 相对论” 吗？可以做出严格证明： 在几乎所有人们所了解的至今没有解决的科学难题中都严重地存在着逻辑不自洽的问题。 年， 通常被认为是“ 经典量子力学” 诞生和得以确立的年代。 于量子力学形式逻辑与物质基础探析 （上册） 年创立了“ 矩阵力学” ， 于 年发表了他的“ 波动力学” 以及论证两种形式表述满足等价性要求的论文。继而， 在发表于 年名为“ 论量子理论的运动学的和力学的直观内容” 的著名论文中， 首次对这个陈述系
20、统试图做出一种哲学意义上的诠释，他这样指出： “ 量子力学的直观诠释迄今仍然是充满着内在矛盾的， 这些矛盾出现在关于不连续性理论和连续性理论、 颗粒和波动等观点的争论中。人们由此已经可以得到结论说， 利用通常的运动学概念和力学概念来对量子力学做出的一种诠释， 在任何情况下都是不可能的。事实上， 量子力学起源于这样一种努力： 打破一切通常的运动学概念而代之以具体的、 由实验给出的一些 数 之间的关系。 ” 对于量子力学最初做出的这样一种诠释， 至今一直深刻地影响或者束缚着量子力学乃至整个现代物理学的研究。这个诠释不仅完全放弃了科学陈述中作为科学语言系统中基元语汇的“ 概念” 所必须的统一性， 而
21、且， 与 的“ 相对论” 一样， 将依赖于不同“ 观察者” 的观测效应直接引入到描述客观物质世界的自然科学陈述之中， 使得理论体系明确蜕化为“ 实验室” 的“ 数” 之间的一种关系， 并且， 进一步将“ 实验验证” 界定为判断科学陈述真伪的唯一判据。当然， 这样一种统治整个 世纪科学世界的“ 科学理念” 只能根本归咎于 的“ 操控性” 影响。并且， 人们可以相信， 这也是包括 、 等许多为建立经典量子力学体系做出巨大贡献的创建者们， 面对事实上已经被置于“ 神” 的位置之上的 针对量子力学提出的不断批判， 为什么最终不得不公开“ 显露一种深刻而永久的意外和失望” 的原因。其实， 基于自然科学必
22、须严格遵循的“ 实体论” 朴素思想， 对本质上只能依赖“ 第一性原理” 而存在的量子力学所做出的严厉批判应该是深刻和准确的。但是， 问题在于： 公开将神学思想引入现代自然科学研究的始作俑者恰恰是 本人， 无怪乎 需要向 明确指出， 他和构建量子力学的整个年轻一代“ 正是多么密切地沿着您所指给我们的路线继续前进” 的基本事实。尽管人们同样可以认为将整个生命都真诚地献身于科学事业的 同样是无奈和可叹息的， 但是当年的 把科学思维的整个理性基础完全寄托在他的“ 直觉和顿悟” 那个时刻开始， 以及他的整个理论必然像他公开主张的“ 科学宗教” 一样， 必须依赖“ 第一性原理” 而存在， 并且， 几乎不可
23、避免地迈入被许多现代科学史研究者称之为“ 生命悲剧” 的生命历程。当然， 这也是不在少数的现代物理学教科书中之所以反复提出必须把“ 第一性原理” 作为整个量子力学存在基础的缘故。换一个角度讲， 当 面对 世纪初叶科学世界空前出现的认识反常指出“ 不容置疑，一种疯狂的理论摆在我们面前。问题在于： 要成为正确的理论， 它是否足够的疯狂” 的时候， 但是 仅仅作为一个“ 平凡人” 以及采用一种“ 平凡人” 的通常意识， 针对经典量子力学所作的许多批判是平凡和合理的。或者说， 这种“ 合理性” 也同样寓于对诸如“ 时空观革命” 这样一些同样以“ 篡改概念和语言” 为本质内涵的“ 反常意识” 的批判之中
24、。人们必须坚信， 任何真正理性的认识必然是自然的、 正常的、 最终必然容易为人们所接受， 无需也不允许通过改变“ 概念” 或者“ 语言” 自身的内涵去“ 凑合” 那个充满复杂性和差异的物质世界。因此， 如果说经典量子力学体系的构建者们曾经真诚地告诫人们， 需要做出这样一种努力， 打破“ 一切通常运动学概念” 的束缚， 以构造一种纯粹依赖“ 实验室” 经验事实的“ 数” 的关系的话， 那么， 在今天重新审视量子力学的时候， 恰恰需要做出一种“ 与其完全相反” 的努力， 即将量子力学体系“ 重新” 纳入以“ 同一化概念和无歧义科学语言” 而构造出来的自然科学“ 统一框架” 之内， 相信绝对不可能努
25、力遵循物质第一性和逻辑自洽性两个基本原则重新认识和剖析量子力学是不同的“ 真理性表述” 决定了所谓“ 宏观世界” 和“ 微观世界” 具有彼此完全不同的运动特征，相反， 只能是存在于被描述物质对象自身的本质差异决定了不同陈述系统的不同形式特征。反过来讲， 一旦离开了统一的概念和无歧义的科学语言， 形式系统自身也不能继续普遍存在。或者说， 除非像 所指出的只能当作“ 实验给出的数的关系” 对雷同的实验事实做出本质上雷同的陈述， 无法揭示那些被描述物理实在的本质内涵和抽象同一性， 以展现内蕴于“ 独立于认识以外的客观世界” 自身的基本规律。对于一切合理的科学陈述， 经验事实的证实永远不可违背， 但是
26、经验证实不仅仅无可穷尽， 而且正如 曾经指出的由于概念的不确定性而使得经验证实失去真实存在意义。相反， 任何逻辑悖论的“ 任何一次” 揭示， 都能够对于一个伪科学陈述构造具有决定意义的否定性判断。从表现物质世界的角度考虑， 数学仅仅是一种工具， 本身没有任何特定内涵。使用数学语言的全部意义仅仅在于保证一切相关陈述以及思维推理的无矛盾性。因此， 数学的全部本质内涵在于“ 逻辑相容性” 以及充分提供能够满足“ 逻辑相容性” 要求的推理结构。于是， 当现代科学世界“ 将理论物理称之为数学写就的物理学” 的时候， 其根本寓意同样不在于形式表述系统的具体数学形式， 而在于整个陈述系统与数学本质保持一致的
27、“ 无矛盾性” 基本原则。同样，科学陈述所追求的“ 理性” 原则， 绝不表示真的能够说出“ 物质世界为什么能够存在” 的问题， 也只能寓于对自存物质世界的所有描述必须处于严格的“ 无矛盾” 之中。矛盾等价于二律背反，意味着处于二律背反之中的二者或者二者之中的起码一方属于“ 伪” 陈述， 必须予以抛弃。当然， 在自然科学陈述中， 一旦放弃了逻辑自洽性原则， 本质上也就放弃了科学。因此， 当量子力学引入了表面上愈益复杂的数学表述形式的同时， 却由于根本放弃了作为数学表述唯一本质内涵的“ 无矛盾性” 原则， 容忍 所述一系列前提性矛盾的存在， 反而使得这些表面上复杂的数学形式异化为“ 掩饰矛盾” 以
28、及“ 将非理性意识合法化” 的欺骗手段， 根本背离了数学精神。可以说， 经典量子力学体系像任何其他的自然科学体系一样， 根本远谈不上作为期望中的“ 微观世界普适真理” 是否满足“ 完备性” 问题， 而且， 由于存在 所诚实指出的“ 不连续性理论和连续性理论、 颗粒和波动等观点争论， 以及打破一切通常的运动学概念努力” 之中蕴涵的前提性矛盾， 整个陈述系统本质上只能成为蕴涵着许多悖论的矛盾系统。逻辑推理不可能改变逻辑前提自身存在的逻辑悖论， 逻辑只能维护推理的合理性， 如果明知逻辑前提存在逻辑悖论， 这样的逻辑前提只能予以彻底抛弃。正因为此， 尽管目前理论物理的其他领域普遍存在这样那样的逻辑推理
29、不严格问题， 但是， 量子力学存在的数学问题则格外严重和深刻。或者可以说， 这正是 在其编著 理论物理教程 的“ 量子力学” 卷的序言中， 竟然公开地将理论物理中的数学严谨性称之为“ 自欺欺人” 的缘故。其实， 放弃了逻辑相容性的科学陈述必然处于自悖之中， 充其量只能成为 所说针对某一个“ 特定物理实验” 的数据系统， 并且还是“ 只能按照特定计算程式所构造的特定实验数据整理系统” 的一个限制体系。之所以还需要对这个实验室的数据系统做出后继的补充说明， 是因为人们至今没有注意到： 整个量子力学其实从来没有一次真正按照“ 相应数学所规定的一般法则和方式” 求解过所谓的 波动方程。可以相信， 前言
30、开篇之首所引用的论述如果表明的是一种真诚意愿或者对于目前量子力学现状的严肃认识， 期待了解和探索为量子力学所描述物理现象中那些“ 独立于人的认识以外客观存在” 的物理实在， 从而能够为量子力学构建“ 一个仅仅反映或者属于物质世界自身” 的客观性基础， 那么， 可能采取的途径只能是以“ 逻辑自洽性原则” 作为唯一的判断基准， 努力揭示量子力学形式逻辑与物质基础探析 （上册）量子力学经典陈述中“ 一切昭昭在目的逻辑悖论或者曲折隐晦的细微矛盾” ， 重新使用“ 同一化” 的科学语言和“ 无歧义” 的统一概念， 探询和重新展现那些只能逻辑地隶属于被描述物质对象自身的抽象共性特征。其实， 一旦真的打破“
31、 一切通常运动学概念” 的约束， 那么， 随着陈述语言失去确定性意义， 本质上也就完全失去“ 作为描述自存物质世界的陈述系统” 的存在意义。当然， 这才是现代科学主流社会不得不在将科学陈述中的数学严谨性公然称之为自欺欺人的同时， 着意渲染“ 第一性原理” 或者“ 将认识反常界定为人类面对复杂世界时所必需的认识革命” ， 从而为“ 人类面对复杂世界暂时出现的许许多多认识紊乱和逻辑悖论” 提供一种“ 纯粹自欺” 的法律地位。毫无疑义， 正是“ 对不加任何掩饰的无理性公然强加合法性” 这样一种对于人类理性认识史无前例的摧残， 成为 世纪科学主流社会提倡“ 最反常、 最彻底抛弃旧的世界观” 的全部实质
32、内涵。科学和技术休戚相关， 但是两者具有完全不同的涵盖。如果说， 人类经历科学文明的最初曙光， 但是又重新进入“ 爱智精神式微与务实精神兴起” 的阶段； 中世纪西方世界出现的宗教对科学精神和理性意识给以严酷摧残， 却在工艺技术方面取得突飞猛进， 那么， 技术进步使得 世纪的人类充分享受高度物质文明的同时， 面对一个“ 突然涌现出来” 的复杂世界， 几乎不可避免地会产生许许多多认识不足、 不当乃至错误。所有这一切都属于人类深化认识自然的漫长历程中一种过分平常的现象。但是， 公然容忍矛盾、 否定逻辑、 篡改概念、 杜撰语言，倡导“ 科学宗教” 精神， 将隐含种种认识困惑和逻辑紊乱的猜测自欺地界定为
33、“ 第一性原理” ， 并且将其强置于人类期望认识和了解、 充满差异和复杂性的无尽物质世界之上， 则不能不是人类认识史中理性意识的一次空前大倒退， 重新成为对科学信仰和爱智精神的巨大亵渎和背叛， 最终也必然阻碍技术得以正常、 持续和有效的发展。事实上， 即使暂时不考虑“ 波粒二象性” 、 “ 物质波” 、 “ 波包” 等许多似是而非、 缺乏严格数学表述以及物理内涵的所谓概念以外， 仅仅从经典量子力学的形式表述蕴涵的逻辑关联考虑， 不难做出严格证明：量子力学中的“ 态矢量” 通常不属于为 形式引入的 空间， 作为这个矢量空间得以存在基本前提的“ 叠加性” 原理仅仅是一种条件存在。在大部分情况下，
34、态矢量不满足这种特定的叠加性原理。因此， 特地引入这样一种特定的数学表述形式不仅多余， 而且必然导致认识混乱。事实上， 许多量子力学著述特定指出“ 叠加原理” 具有两种不同形式的时候， 它们同属于两种不同的物理实在， 相应具有彼此并不相同的物理内涵， 需要使用哪一种形式的叠加原理本质上并不依赖于不同研究者的不同意志， 而只能逻辑地决定于需要表述的不同物理真实。因此， 量子力学不是第一性原理， 不能也不允许将其界定为形而上学， 仍然需要首先对独立于人们意识以外的被描述物质对象做出前提性的认定。这样， 在如何认识和定义“ 态” 、 “ 本征态” 、 “ 叠加态” 等一系列量子力学的基本概念问题上都
35、需要进行重新界定。本质上， 方程由于它的时间变量被定义在最终被淘汰的“ 虚数域” 中， 并不真正属于“ 动力学方程” 的范畴。因此， 这个纯粹杜撰出来的数学式即使真的存在， 它可能表现的也仅仅是“ 量子效应” 发生在粒子系统之上的一种“ 即时” 影响。如果说， 人们期望这个数学式中的“ 相位” 能够与发生量子效应的“ 真实历程” 形成一种对应的话， 那么， 任何描述“ 量子效应真实历程” 的愿望实际上超越了经典量子力学的“ 有限” 论域， 当然也根本违背作为构造量子力学基础“ 能量只是一份一份而不能以无限可分的方式传递” 的物理真实。或者说， 对于这个“ 有限真实” 并且同样仅仅具有“ 有限表
36、现能力” 的特定形式表述系统而言， 即使真实地存在属于努力遵循物质第一性和逻辑自洽性两个基本原则重新认识和剖析量子力学“ 量子效应” 的某些“ 过程细节” 特征， 但是对于这种物理真实的描述也超越了经典量子力学的有限论域。也正因为此， 通过“ 求解定态 方程” 而得到“ 某物理量的期待值” 在时间域中才可能呈现保持不变的表象特征。反过来讲， 这也是经典量子力学中与相位相关的形式量只能也必须以“ 虚数” 形式加以表现的缘故。形式系统之中一个最终必须舍弃的形式量是完全多余的， 除了掩饰认识困惑和逻辑紊乱以外没有任何意义。不难证明： 也仅仅因为本质上并不属于能够反映时间域上变化特征的“ 动力学分析”
37、 的范畴， 经典量子力学中的“ 时变算子”才可能也必须恒为“ 幺正” 算符， 从而使得时变算子对“ 物理量期待值” 始终没有任何影响。与其一致， 相当于零乘任意不同的数总能够得到相同的结果， 也正因为本质上只能作为“ 动力学分析” 中的两种“ 空言陈述（ ） ” 系统， 动态 波动方程才可能和 的矩阵方程保持一致。从经典力学中的 方程出发， 仅仅凭借被 称之为“ 有趣游戏” 的对应法则而杜撰出来的 方程， 与另一个依赖于“ 第一性原理” 而被同样杜撰出来 波动方程出发再经过形式变换而得到的矩阵方程， 两个“ 矩阵方程”之间毫无逻辑关联。从动力学分析的角度考虑， 经典量子力学涉及的物理现象通常并
38、存着两种不同的时间尺度： 一种限定于“ 量子效应” 以内， 这个时间尺度以内的物理真实超越了量子力学可能表现的范围， 而另一种时间尺度仅仅适用于“ 量子效应发生之前或者发生以后” 的粒子系统之上， 它本质地隶属于经典力学的研究范畴。此外， 如果就人们希望描述的“ 粒子系统” 而言， 无论这个物理实在是出现在经典力学还是出现在量子力学之中， 它们自身蕴涵的物理内涵以及相应出现的运动学特征， 绝对不会也不允许因为出现在不同理论体系之中而发生任何真正变化。当然， 在本质上， 这种认识正是任何一个“ 理性乃至平凡的科学工作者” 几乎总会自然地提出需要探求“ 独立于认识以外的客观世界”的原因， 同时，
39、也是人们不假思索地继续使用经典力学中的运动学量描述出现在量子力学中的粒子系统运动学状况的原因， 甚至也是自然科学得以存在所必需的认识基础。相同的粒子系统需要借助不同的理论体系加以描述， 只是因为它们需要表现的物理实在不同。出现在量子力学中的粒子系统， 相应存在属于这个粒子系统之上的“ 量子效应” ， 或者像 所说的“ 量子跳跃” 。显然， 这样一种“ 跃变现象” 属于一种真实存在， 或者是伴随粒子系统的一种物理实在。因此， 为了表现这样一种真实存在， 可以并且必须像 分析力学为约束系统构造一个“ 微分约束” 那样， 相应构造与“ 量子跃变” 保持一致的“ 量子约束” 方程。除了经典力学之中的约
40、束方程通常允许定义在连续空间之中， 而此处的约束方程只能定义在离散空间之中以外， 两种形式的约束在物理内涵上没有本质差异。而且， 虽然囿因于“ 离散量子跃变” 的细节无从知晓， 不能对粒子系统经历量子跃变以后的状态做出确定性的描述， 但是， 根据用以刻画物质世界独立于人们主观意识的“ 最小作用原理” 不难对粒子系统的“ 大概行为特征” 做出“ 统计学” 预测。当然， 这种统计学的预测并不影响粒子系统之中“ 单个粒子” 最终结果的确定性意义。这样， 使得量子力学能够从默认形形色色前提性矛盾以及完全悖谬的“ 第一性原理” 之中解脱出来， 不仅赋予“ 量子力学统计学表述” 以实实在在的“ 客观性”
41、物质内涵， 而且还能够与量子力学需要实际使用的“ 能量极值原理” 保持严格逻辑相容。当然， 此时这个被赋予了实在物理内涵的“ 量子约束” 方程， 无论从基本物理理念还是从单纯的形式表述考虑， 都根本不同于 的“ 测不准原理” 或者经典量子力学通常所述的“ 量子对易” 关系。例如， 如果首先考虑量子对易关系， 它与渊源于真实量子效应的存在需要所构造与经典力学中“ 微分约束” 形成大致对应的“ 量子约束” 完全不同。在经典量子力学中， 粒量子力学形式逻辑与物质基础探析 （上册）子系统的状态完全决定于 空间中的一个态矢量， 而量子对易关系只是希望为两个对偶 空间提供一种逻辑关联， 并没有对粒子系统的
42、广义坐标形成任何约束， 或者说， 本质表现的恰恰是粒子系统“ 两种形式的态矢量以及两类广义坐标” 之间必需的完全独立性。当然， 不可能通过 称作“ 有趣游戏” 或者他所说“ 从对易数学到非对易数学” 这样一种纯粹人为的随意认定， 就可以经典力学中被赋予确定形式意义的 括号变换到量子力学之中的量子对易关系。对于经典量子力学的实际发展历程， 或许 曾经做出许多具体的贡献， 但是不得不指出， 引入形式表述的方式不仅同样缺乏相关物质基础或者形式逻辑的支撑， 而且在他“ 过分轻松” 地将这样一些缺乏任何逻辑关联的不同数学表述形式之间的模仿赋予一种“ 天然合理性” 的时候， 在有意无意地掩盖理论体系许许多
43、多公然存在的重大悖论的同时， 为完全随意无理认定的反常存在乃至进一步走向荒谬提供了错误导向。事实上， 如果注意到 一方面根本无视“ 量子力学” 和“ 经典力学” 所描述粒子集合在“ 客观物理内涵” 之上可能存在的真实差异， 而纳入纯粹的“ 意识形态” 范畴， 片面渲染两种理论体系之间存在着本质差异， 因此强调必须对经典概念进行批判的同时， 另一方面却频繁使用或者简单模仿经典力学中的形式表述， 仅仅凭借他所说“ 根据对经典力学与量子力学之间的类比的普遍性质的了解”的所谓“ 经典类别法” 作为唯一的根据， 没有经过任何“ 有意义的数学证明乃至物理上的解释” ，随心所欲地创造着他所说的那些“ 我们可
44、能希望得到量子力学中的一些规则和定理” 的时候，那个被描述的自存物质世界本质上在自然科学研究之中失去了它得以存在的全部基础。于是， 在漠视矛盾、 彻底否认逻辑的同时， 现代自然科学体系只能重新依赖“ 宗教情结” 而存在。事实上， 当某些现代理论物理研究者不乏深刻地将 和 联系在一起， 并且以一种顶礼膜拜的口吻指出“ 和 的思考方式与研究风格， 是从第一性的原理出发， 经过严密的逻辑推理和数学演绎， 来获得对物理现象的深入和全新理解” ， 那么， 正是“ 随心所欲杜撰真理” 并且“ 将荒谬进一步变为形而上学” 的时候， 任何具有独立思维意识的科学工作者都不应该容忍对“ 科学、 理性和逻辑” 的亵
45、渎和恣意摧残。面对无尽大自然， 除了保持科学语言和科学概念的“ 严格无歧义性或者纯洁性” 以外， 需要形成一种自觉意识 任何一种特定的形式表述永远只可能有限真实和条件存在， 并且根本决定于那个被描述的物质对象。显然， “ 量子效应” 是否存在以及可能产生怎样的影响， 只能逻辑地归结于那个被研究的物质对象以及该物质对象是否真实发生能够称之为“ 量子效应” 的物理实在， 而根本独立于类似 以及 这样一些智者或者天才们的主观意志。与此同时， 对于任何一个合理的理论体系， 如果希望对“ 仅仅作为物理真实” 的“ 量子效应” 做出一种大体真实和合理的“ 客观性”描述， 那么， 对于这个“ 确定物理实在”
46、 的刻画“ 必然也必须独立于另一个自身不具备确定物理内涵” 的独立概念 测量。当然， 基于“ 量子跃变” 的物理实在而构造的“ 量子约束” 方程也自然相异于 所说的“ 测不准原理” ： 在两者对应于彼此完全不同的物理内涵的同时，量子约束在形式上构造了一种“ 离散约束” 方程， 与“ 量子跃变” 严格对应， 而借助于“ 不等式” 则只是想当然地被用来表现与“ 粒子系统自身客观属性” 并不一致的“ 最小” 测量误差， 当然， 测不准原理只能仍然定义在连续域之中。原则上， 基于“ 朴素实体论” 的正常意识对量子力学构造的批判无疑是“ 合理乃至必需” 的， 只不过 没有运用这样一种朴素的科学观去批判同
47、样只能依赖“ 约定论” 而杜撰的“ 相对论” 罢了。当然， 仅仅为了应对 针对量子力学的批评， 曾经承认任何“ 可观察量” 的测量都需要首先包容“ 观测手段、 实验安排、 实验仪器” 等具体人为操作的认定，努力遵循物质第一性和逻辑自洽性两个基本原则重新认识和剖析量子力学那么， 由于所有这一切具体的实验操作永远也不可能具有“ 可重复” 的确定物质意义， 总自然地会将所有与实验操作相关的陈述排除在一个“ 客观性” 的理论体系以外， 才可能对 正确指出的“ 不依赖于感觉和测量的物理实在的要素” 形成一种理性描述。于是， 如果从“ 纯粹测量” 的一般意义上可以指出： “ 测不准原理” 并不仅仅属于量子
48、力学， 任何一种形式的测量都会对被测量的运动中物质对象产生某种影响。但是， 虽然“ 相对论” 和“ 量子力学” 同样只能归结为“ 第一性原理” 而存在， 两者仍然具有如下根本差异： 量子力学属于自然科学体系中的一门学科， 相应存在属于这个陈述系统自身希望描述的确定物理实在， 量子力学的问题仅仅在于如何为这些希望描述的物理实在做出前提性界定， 进而如何在此基础之上重新构造一个能够与其保持逻辑相容陈述系统的问题； 但是， “ 相对论” 则完全不然。“ 相对论” 期望能够为整个物质世界构造一个“ 没有论域限制” 或者“ 独立于任何特定物质对象” 的“ 泛真理” 体系。或者说， “ 相对论” 期望“
49、为充满差异和复杂性的无尽物质世界赋予 统一与和谐 特征， 从而能够仅仅服从某一个人为杜撰的简单数学公式” 的同时，它的全部本质内涵恰恰在于“ 对于无歧义科学语言系统所必需的 统一与和谐 的破坏” 。当然， “ 相对论” 出现于 世纪， 并不仅仅属于 个人的问题。而是具有深刻的历史原因和现实背景， 它是自 开创现代自然科学体系以来一系列基元概念上的认识困惑没有真正得到澄清， 却突然面对着一个更为复杂的崭新物质世界而必然引起进一步认识不足或者认识困惑的逻辑必然。事实上， 如果从“ 方法论” 的角度考虑， 正是 首先不恰当地将实验操作引入了他的“ 相对论” 之中， 并且， 将某一个特定“ 实验操作”
50、 之中的特定“ 测量结果” 乃至某一种特定的“ 操作程式” 固定化。当然， 这样的“ 形而上学” 思维模式， 使得曾经为 特别推崇但是相信 从来没有真正读懂其思想的 采取了一种非常规的公开方式， 明确在表示“ 我不得不断然否认成为相对论的先驱者和不承认今天的相对论” 的同时， 还指出“ 相对论越来越变成教条” 了。科学实验的不同操作模式原则上无以穷尽。因此， 一旦将其中的某一个特定操作模式引入到描述“ 自存物质世界” 的自然科学陈述之中， 在相关陈述系统依然满足那个符合特定操作程式所获得的实验结果的同时， 最终使得整个自然科学体系陷入深刻的矛盾之中。应该说， 正是意识到需要将“ 具体的实验操作
