層子模型前后-關于聲稱以馬克思主義哲學指導物理學研究的案例分析
關洪
摘要:本文回顧了從20世紀50年代初期開始,在我國對“物理學中的唯心主義”進行的多次批判運動。特別是依據“百花齊放”的方針,對層子模型前后聲稱以馬克思主義指導基本粒子理論研究,并指責同行物理學家為“唯心主義”的一些正式發表的言論進行了案例分析。
關鍵詞:馬克思主義哲學 唯心主義 雙百方針 層子模型
一 我國對“物理學中的唯心主義”批判的啟動和推進
中國科學院主辦的刊物《科學通報》繼在1951年6月號登載了從蘇聯《哲學問題》翻譯過來的《反對數理邏輯中的唯心主義》的文章之后[1],又在1952年8月號登載從蘇聯翻譯過來的關于量子力學哲學問題的幾篇文章[2]。例如,哲學家奧密里揚諾夫斯基1951年在《哲學問題》上發表的《反對量子力學中的唯心主義》里宣稱,作為“一切科學之基礎的馬克思列寧主義,……在物理學部門里,也同樣是行動的指南。”此外還有物理學家布洛欣采夫1951年在《物理科學的進展》上發表的《批判對量子理論的唯心主義的理解》等。這樣就揭開了我國對“物理學中的唯心主義”的一輪又一輪批判的序幕。
那時候在我國不僅譯介了以上的蘇聯文獻,而且確實展開過這樣的批判。例如,在這一期《科學通報》的《編后紀》里,就宣稱要徹底摧毀“量子力學中的唯心主義”,同時亦登出了一則《中國科學院近代物理研究所舉行“批判量子力學中的唯心主義”的討論》的簡短報道。順便提一提,在這一期《科學通報》里刊登的還有遺傳學家談家楨的《批判我對米丘林生物科學的錯誤看法》,他在這篇文章里檢討了自己“對辯證唯物論的愚昧無知……中了摩爾根反動遺傳學的毒害”等等。另外亦有一篇題為“為反對通俗天文書籍中的唯心論而斗爭”的文章,當時的氣氛可見一斑。看來物理學里的批判運動已經落后于其他學科了。
不過,物理學家里還是不乏“先進”分子的。此前三個月,何祚庥已經先期在1952年5月21日的《人民日報》上發表了長篇文章《蘇聯科學界批判量子力學中的唯心主義觀點》[3]。他在介紹蘇聯學者的觀點之后亦表明了自己的立場,例如談到“‘互補原理’的反動作用”,要“進一步開展物理學中的唯心主義的批判工作”,“為建設辯證唯物主義指導的物理科學而奮斗”等等。
不過,并不是所有物理學家都贊同對于“物理學唯心主義”的批判。例如,在1956年《自然辯證法研究通訊》創刊號上,約請了從事自然科學研究和教學的許多位專家寫出了討論各門科學中的哲學問題的文章。在“物理學中的哲學問題”這一部分,胡濟民的文章里開頭就說,“我想先對數學和自然科學中唯心主義的批判這一命題提出意見,我以為這個命題應改為唯心主義對數學和自然科學的歪曲的批判,因為我以為科學就其本身內容來看應該是客觀真理的反映,不應該包含唯心主義在內”。[4]我們回過頭來看布洛欣采夫那篇文章的標題,同胡濟民的見解頗有異曲同工之妙。
此外,胡寧亦在同年發表的一篇文章《關于發展我國物理學理論研究工作的意見》里指出[5]:“作為量子力學基礎的波動函數的統計解釋問題,普遍相對論運動問題和坐標的選擇是否有絕對意義……在這些問題上某些解釋是否唯心現在還有爭論,沒有得到最后的結論。從理論物理的研究的角度看來,這些問題必須繼續具體加以研究。……必須避免采取生硬的教條式套用馬克思列寧主義公式的方法解決問題”。雖然在當時的形勢下,胡寧接著也表示了“必須對唯心主義的影響提供警惕”,但他明顯是不同意過去對量子力學和相對論的粗暴批判的。
在人民共和國建立的初期,由于把蘇聯的一切都當成必須學習的樣板,由于對知識分子思想改造運動的偏差,亦由于對自然科學的性質有誤解,因而產生了把唯物主義哲學同唯心主義哲學的斗爭以及無產階級思想同資產階級思想的斗爭擴大到自然科學本身的錯誤做法。[6] 1957年2月,毛澤東在《關于正確處理人民內部矛盾》的講話里提出“百花齊放、百家爭鳴”的方針,明確指出“藝術上不同的形式和風格可以自由發展,科學上不同的學派可以自由爭論。利用行政力量,強制推行一種風格,一種學派,我們認為會有害于藝術和科學的發展。藝術和科學中的是非問題,應當通過藝術界科學界的自由討論去解決,通過藝術和科學的實踐去解決,而不應當采取簡單的方法去解決。”[7]
不過在緊接著的1957年“反右派”和1958年“大躍進”的亢奮氣氛中,上述指示普遍沒有得到貫徹,許多人失去了正常的理智,形成了又一輪批判的高潮。例如,清華大學很積極地把兩位物理學家、中國科學院院士錢偉長和孟昭英劃為右派分子,北京大學胡慧玲,楊應昌,高崇壽和俞忠鈺發表文章《批判王竹溪先生在熱力學書中的資產階級觀點》 [8],在給物理學家王竹溪院士戴上了“唯心主義”和“馬赫主義”等帽子之后,宣稱“必須在各門科學中,徹底地批判資產階級的觀點、方法,高高地牢固地豎立起馬克思列寧主義的紅旗”;北大的另一位物理學家胡寧院士亦受到“拔資產階級白旗”的大會批判。
下一輪的高潮當數文化大革命期間對愛因斯坦和相對論的批判,主要出自上海。不過無論從地域上還是從時間上講,都沒有形成大的氣候。而且,由于政治上的特殊原因,今天不大會有人為其辯護,我們就不詳細敘述了。
以上的幾次批判運動的共同點是都是由官方推動或指使,或者說是“利用行政力量”“強制推行”的。文革之后,寬松的學術氛圍使得大多數物理學家都不愿管這些事了。可是仍然有個別過去的“左派”堅持大批判的精神,例如何祚庥在1992年發表的《現代物理學為‘認識的主體性’提供科學基礎嗎?》[9]等文章里,依然表示以同“國際物理學唯心主義思潮”的斗爭為己任。
二 關于以馬克思主義哲學指導自然科學研究的問題
辯證唯物主義是馬克思主義的一個重要組成部分,唯物論哲學要對唯心論哲學進行不妥協的批判,這是理所當然的事情。這里面包括了用唯物論的觀點去理解和分析科學的理論和成果,批評唯心論對科學理論和成果的理解和分析那樣一些工作。問題在于,包括量子力學在內的物理學理論屬于自然科學而不屬于哲學。那么,像我國和前蘇聯對于“物理學中的唯心主義”一輪又一輪的批判那樣,用哲學的手段去批判自然科學,或者試圖從自然科學里面雞蛋挑骨頭似地找出唯心論來,這樣做有什么意義嗎?(自然科學的著作與任何其他著作一樣,會摻雜有不同哲學派別的觀點和解釋,不過那都不屬于科學的范圍。)
與此相聯系的是,上述對于自然科學開展的那些批判,都是在“以馬克思主義哲學指導”的旗號下進行的。按照上面所講的“雙百方針”,這種做法無疑也是一種可供選擇的自由,但顯然并不意味著這是唯一的一種必須遵從的條規。我們現在先談談這一個問題。
何祚庥在1987年發表的文章《談談馬克思主義哲學指導自然科學研究的一些問題》[10]里主張“馬克思主義哲學能夠指導自然科學研究”,并且還引用《中共中央關于社會主義精神文明建設指導方針的決議》里“我們的理想建設、道德建設,文化建設、民主法制觀念建設,都離不開馬克思主義的指導,離不開馬克思主義的理論建設。”這一條文,質問道:“科學事業難道不也是屬于文化建設的范疇嗎?!”。
我們回答說,這是一份官方文件,應該用官方的語匯來詮釋。按照我國國務院的編制,文化建設是歸屬文化部管轄的,而科學研究則是歸屬科學技術部管轄的。所以,科學事業明顯不屬于文化事業。你若不信,請向文化部門申請物理學研究項目的經費試試看。
何祚庥又引用這份決議的另一段話“學術和藝術問題,要遵守憲法規定的原則,實行學術自由,創作自由,討論自由,批評和反批評自由。這樣做的目的,是正確發揮馬克思主義對學術和藝術的指導作用,造成科學文化發展所必需的安定團結的環境和民主和諧的氣氛,使它們更好地為人民服務、為社會主義服務。”并且解釋說:“這里面不是明確地寫上要發揮馬克思主義對科學的指導作用嗎?”
我們回答說,那是何祚庥對這段話的曲解。這段條文的原話說得十分清楚,“正確發揮馬克思主義對學術和藝術的指導作用”,在于“造成科學文化發展所必需的安定團結的環境和民主和諧的氣氛……”,使得學術研究人員和文藝創作人員,能夠充分享有憲法規定的那幾項“自由”的權利,“更好地為人民服務、為社會主義服務”。亦即是說,馬克思主義在這里起到的指導作用,是一種高層次的指導作用,并不含有直接干預學術研究和文藝創作的意思。這里對于“學術和藝術問題”,只說要遵守的是“憲法規定的原則”,要實行的是那幾項自由,并沒有說“學術和藝術問題”必須要以馬克思主義為指導。我們想,這樣的寫法強調了“馬克思主義對學術和藝術的指導作用”的“正確發揮”,明顯意味著應當避免作出非正確發揮,應該是吸收了過去在“以馬克思主義為指導”的旗號下進行的對遺傳學、共振論和量子力學等自然科學理論進行的一系列錯誤批判的教訓的結果,同時也是對“雙百方針”的正確詮釋。
本文就是按照以上文件的規定,依法實行學術自由和討論自由而寫出來的。
三 聲稱以馬克思主義哲學指導物理學研究的一個不成功的案例
當然,在上面引述的文件里雖然沒有說必須要以馬克思主義來直接指導學術研究和文藝創作,但亦沒有說馬克思主義不能夠指導學術研究和文藝創作。現在就讓我們來剖析一下聲稱以馬克思主義來指導物理學研究的一個案例。
1960年,四位國內知名的理論物理學家朱洪元,周光召,汪容,何祚庥發表了一篇文章《現代基本粒子理論的新發展以及其中存在的一些哲學問題》。[11]這篇文章開頭就說,“近年來,在基本粒子理論方面有較大的進展……”,聲稱要“以馬克思主義哲學為指導,正確地評價這些重要的發現。并加以哲學上的總結……進一步探索研究基本粒子 [理論研究] 的道路。”
在這篇文章里,多處展開了對于“形而上學對基本粒子的看法”和“物理唯心主義”的哲學批判。我們對于這些言論暫時不作評論,只集中注意在文章后面提出的“我們是辯證唯物主義者”,“從這個觀點出發”不同意把“今天所有的工作都要集中到統一理論上去”這一論斷,以及他們對于“今天基本粒子理論研究的主流”,“主要包括三方面的工作。首先,是以‘色散關系’為代表的研究方向。……其次,是基本粒子對稱性的研究。……第三,是弱相互作用的研究”的主張。他們這篇文章最后說,這一結論表示,“有了‘實踐的需要’作為指南針,就不會迷失方向。”
這篇文章就這樣明確提出把色散關系理論作為主攻的方向。他們的論據是如下的哲學分析:“色散關系……是從普遍的公認為正確的原理及對稱性出發:如空間時間的洛侖茲不變性、么正條件、因果性條件等……所有這些都深刻地反映了時間、空間是物質存在的形式這一事實……[和]物質不滅定律在微觀世界中的精確表現。”并且作出了這樣的展望:“它既能滿足實驗的需要,也有可能發展出更深刻的基本粒子理論。”至于他們講的“其次”的方向里的“基本粒子對稱性質的研究”里的對稱性,明白指的是宇稱之類的對稱性,不是指下文將要談到的內部對稱性。
可惜的是,基本粒子理論的發展并沒有按照他們聲稱“以馬克思主義哲學為指導”進行分析所主張的主攻方向進行。雖然當年色散關系理論盛極一時,但它所能解決的問題是很有限的,實際上已經顯出了強弩之末的勢頭。除了在雷其奇點等問題上取得了一點進步之外,無論在國際上還是在國內,過了不多幾年,色散關系理論就走向了窮途末路。在今天的基本粒子理論里,除了雷其奇點還可能有點用之外,已經找不到色散關系理論留下來的任何痕跡了。
值得注意的是,這篇文章的作者中的兩位頭一年發表的一篇文章 [12]在題為“唯心主義的泛濫”的一節里極力反對“片面地夸大色散關系的作用”,并且批評“國內也有人盲目地追隨西方物理學家,在累惹極點這一假設在實驗上被否定之后,還大力去研究累惹極點。”我們對他們觀點轉變之快表示驚訝,亦對他們輕易否定雷其極點(即累惹極點)感到惋惜。
事情的發展與文獻[11]的指導意見相反,就在第二年即1961年1月里,蓋爾曼和尼耶曼兩人獨立地寫出了稱為“八重法”或者“么正對稱性”的新方案,在他們不以為然的“統一理論”的方向上邁出了重要的一步。接著,從粒子內部對稱性研究的突破,到1964年初夸克模型的提出,以及規范場論的發展,只用了七八年的時間,就建立了弱電統一模型,取得了基本粒子理論中里程碑式的進展。那么,到底是誰“迷失方向”,就再也清楚不過了。
回過頭講,這個聲稱以馬克思主義哲學來指導物理學研究的案例的失敗,并不說明馬克思主義有什么不好,因為馬克思主義本來就不是給他們拿來這樣用的。好比有人生病吃錯了藥,產生了不良的效果,并不說明那種藥有什么不好,只是它原來就不是用來治他那種病的。所以,這個案例的失敗,只能由文獻[11]的幾位作者負責,不能歸咎于馬克思主義。
此外,任何探索性的科學研究的計劃和項目,本來總是有可能成功亦有可能失敗,這種事是很平常的。不過,把科學研究里遇到的具體問題,特別是在成敗未卜的時候,就同某種哲學思想捆綁在一起,這種做法未免太不明智了吧。如果成功了固然皆大歡喜,不成功就會生出麻煩,出了問題亦會文過飾非,不許人家批評。所以,出于對馬克思主義的尊敬,我們還是不要把自己的一舉一動都說成以什么什么來指導的為好。
這篇文章里還有一句話特別引起了我們的關注。他們說:“有些理論家不喜歡從分析現有實驗材料和總結現有理論的優缺點出發,而喜歡從‘個人的靈感’出發來考慮問題。我們認為,這種唯心主義的作法肯定不會有什么好結果。”本文作者經過認真的分析“認為”,這句話“肯定”是有所指的,并且指的不會是在國外而是在國內的同行。
事實上,當時國內進行基本粒子理論研究的主要有三家:一家就是這幾位作者所在的中國科學院原子能研究所(以前叫做近代物理研究所,今天叫做高能物理研究所);一家是中國科學院數學研究所(有關研究室就是今天的理論物理研究所的前身);一家是北京大學物理系。那么,被他們戴上了“唯心主義”帽子的“有些理論家”,指的無疑就是在數學所和(或)北大的基本粒子研究組里的物理學家了。而且,從六十年代初期的情況看,數學所的理論家同他們一樣,幾乎全力以赴地在做色散關系理論方面的工作,只有北大的物理學家不久就轉移了研究的主攻方向。因此,不難斷定,他們含沙射影的的矛頭所指的不是別人,就是北京大學的理論物理學家。我們在下一節里要講的是,依據有關的文獻資料和我們的回憶,說明被他們視為“唯心主義”的“理論家”是怎樣很快就找到了適應于當時形勢的正確研究方向,不僅收獲了累累“好結果”,并且為“層子模型”的提出打下了必要的基礎。
四 層子模型之前
北京大學物理系基本粒子理論組的領頭人是胡寧先生。他在1947年至1948年旅居國外期間接連發表了幾篇討論S矩陣解析性的文章,在奠定色散關系方法的理論基礎上具有重要的意義。[13-16] 因此,完全可以這樣說,胡寧是中國物理學家當中對色散關系理論做過最大貢獻的一位。
1961年下半年至1962年上半年,我們北京大學物理系理論物理班上的幾名同學在胡先生直接間接的指導下做的本科畢業論文,主要都是色散關系方面,包括當時最前沿的“雙重色散關系”方面的工作。但是,在我們1962年下半年留在北京大學物理系做胡先生的助教或者研究生以后,他沒有要我們繼續做他曾經做過重要貢獻的色散關系方面的研究,而是把眼光投向了更廣闊的前方。他主要叫我們看兩篇論文,一篇是費曼和蓋爾曼關于弱相互作用的文章[17],另一篇是蓋爾曼關于SU(3)對稱性“八重法”的文章[18],還有就是對坂田模型等有關工作的了解。胡先生就這樣引領著北京大學基本粒子理論組,率先把主要的方向轉移到內部對稱性即與基本粒子結構有關的研究上來。
起初我們對內部對稱性的主要數學工具李群方法幾乎完全不懂。靠著邊干邊學,不久之后就接連出了成績。例如,我們在1965年第一期《物理學報》上發表的兩篇關于用二秩李群研究基本粒子對稱性的論文,無疑是國內在這方面最早發表的工作;其中一篇編輯部的收到日期是1963年12月15日[19],另一篇是1964年1月2日[20]。由此可見,早在坂田昌一來華參加1964年暑期北京科學討論會之前的1963年,北京大學的物理學家們已經在基本粒子內部對稱性這個研究方向上進行了卓有成效的工作。胡寧先生還同我們講過,當他那次同坂田見面的時候,坂田還固守著他原來的模型,對我們已經在SU(3) 群“八重法”和夸克模型的方向上做研究感到十分吃驚。
在胡寧1965年9月發表的一篇文章里,總結了北京大學基本粒子理論組在這段時間里的工作情況 [21]。在大約一年半的日子里,這個只有十二三名研究人員(包括研究生)的小組發表了和即將發表的文章有三十多篇,其中大部分是關于基本粒子對稱性和內部結構的工作。這一成績當時在國內是極為罕見的,如果不是絕無僅有的話。而且,按人數平均計算,亦顯著高出于后來的層子模型協作組的水平。
不過那時候國內還沒有科學研究成果的評獎機制,并且由于這個研究組的成績不是自覺地運用官方哲學思想指導下取得的,其學術領頭人又被視為“唯心主義”和“資產階級思想”的代表,他們的事跡從來沒有得到過肯定和宣傳。唯一可以告慰的是,這個小組的工作為后來層子模型的提出做了必要的準備。
當代著名的物理學家外因伯曾經說過:“物理學家當然也懷著某種工作哲學(working philosophy)。……不過這也是從科學研究的經驗學來的,而很少來自哲學家的教導。” [22] 應當說,胡寧及時把研究工作的主攻方向轉移到基本粒子對稱性和內部結構上來,憑的不是哪一派哲學思想的指引,而是他作為一位成熟的理論物理學家的直覺,也可以說是靈感。這樣的直覺,是從多年的學術生涯和研究經驗的基礎上培養出來的,正如文學家的靈感亦是在多年的寫作生涯和生活體驗的基礎上產生的一樣,都不可以歸之于唯心主義。
五 層子模型的準備工作
毛澤東在接見前來參加1964年暑期北京科學討論會的客人時,對日本理論物理學家坂田昌一的著作表示了欣賞。同年8月,毛澤東又多次就“物質是無限可分的”的話題,談到了他的見解。在這個背景下,1965年第6期《紅旗》重新翻譯發表了坂田的《關于新基本粒子觀的對話》一文,并且在編者按語中說,坂田“自覺地運用辯證唯物主義指導自己的研究工作”,“尖銳地批判了在這個問題上的形而上學和唯心主義”等等。[23]
關于這個問題,在何祚庥《層子模型的前前后后》一文里[24]是這樣說的:“在毛澤東的‘[物質]無限可分’的哲學思想啟示下,粒子理論工作者就更是躍躍欲試在尋找粒子結構問題的著手點了。1965年9月,何祚庥……自然而然地便帶著上述觀點和在北京的許多粒子理論工作者共同參加到粒子結構問題的研究之中。”
我們不必懷疑,何祚庥或者還有其他一些物理學家,的確是在毛澤東談話的指引之下,才把研究的主攻方向轉移到基本粒子對稱性和內部結構上來的。然而,我們上面已經講清楚,北京大學的物理學家們在那之前兩三年就實現了這一轉移,并且已經在這個方向上取得了累累碩果。此外,何祚庥這篇文章里的好些有關敘述是不符合事實的。
例如,文獻[24]說“胡寧提議原子能所、數學所、北京大學三個單位合辦一個討論班,也就是北京基本粒子討論班。首先由胡寧向大家介紹SU(3)群及其表示……”同實際情況有很大的出入。事實上,的確曾經有過一個由這三個單位聯合舉辦的討論班,每一周或者兩周活動一次,地點設在原子能所。不過,這個討論班至遲在1963年初就開始了,在大約兩年的時間里,講的凈是文獻[11]所認定的主攻方向-色散關系理論的內容。正像一位當事人、中國科技大學的劉耀陽所形容的那樣:“五十年代后期到六十年代初,理論上出現了否定拉格朗日[量]存在的思潮……宣稱我們只需要S 矩陣…… 這個思潮也席卷了中國,差不多把我們的全部精力都用到了研究色散關系上而無力顧及其他。” [25]
我們看看另一位當事人、原子能所的黃濤是怎么說的:“1964年底北京大學粒子理論組對當時最新的SU(3)對稱性理論有很好的調研和掌握,并向北京粒子物理的同行們報告了他們所了解的國際進展,朱[洪元]先生要我們停止了色散關系的研究工作,轉入SU(3)對稱和非相對論夸克模型的研究……”[26]我們覺得黃濤的敘述是合乎事實的。關于SU(3)對稱性和夸克模型在強子質量譜,強作用,弱作用和電磁作用等幾個方面的調研報告,是由胡寧和他的幾名學生在原子能所的一間大教室里分頭做報告介紹的。這就是上面所說的,北京大學的物理學家們為層子模型的準備工作所做的貢獻。同時我們也可以看到,在這里主攻方向的轉移,主要依據的是物理學本身發展的需要。
如果說,由于那段時間里何祚庥不在北京,因而他對當時的情況不夠了解,使得他上述敘述不夠準確的話,那么他在文獻[24]里提到文獻[11]的時候,就很有點文過飾非的味道了。他是這樣說的:“早在1960年……朱洪元、周光召、汪容、何祚庥等人,曾在1960年第2期《自然辯證法研究通訊》上發表過一篇《現代基本粒子理論的新發展以及其中存在的一些哲學問題》的論文,其中已指出:‘實踐已經證明基本粒子有一定的結構’,‘對稱性質是基本粒子最基本的性質’,‘有理由期待在如此豐富的基本粒子的里面,也一定能找到一個更深入地反映全部基本粒子運動規律的統一的理論……’,如此等等。”
文獻[11]里面的確有那幾句話,但何祚庥上述“斷章取義”和“避重就輕”的引述,同文獻[11]的原文的意思相距甚遠。第一,原文說的“實踐已經證明基本粒子有一定的結構”,明白指的是當時實驗上已經測量到的質子和中子的電荷分布平均半徑,并不是用夸克或者層子來描寫的更深層次的內部結構;第二,原文說的“對稱性質是基本粒子最基本的性質”,明白指的是宇稱一類的空間時間對稱性質,并不是用SU(3)群描寫的那一類內部對稱性;第三,原文說到“基本粒子運動規律的統一的理論”時,斷言“這個統一理論的客觀條件……還不是十分成熟的”,“今天所有的工作都集中到統一理論上去,是不符合實際需要的”。所以,那篇文章才會得出這樣的結論:“基本粒子理論研究的主流……首先是以‘色散關系’為代表的研究方向。”何祚庥在文獻[24]里避而不談的這個主要結論明顯是一種錯誤的估計。無論如何,色散關系同包括層子模型在內的后來進展幾乎沒有什么關系,乃是一件鐵的事實。也許正是由于這個原因,這篇以朱洪元為第一作者的文章后來沒有收入到文獻[12]里去。
六 關于層子模型
本文要談的主要不是層子模型的技術性細節,而是它的哲學背景。因此,我們在這里只是引用兩篇評論中的有關陳述來說明層子模型的要點。
一篇是分屬三個單位的三位當事人寫的總結性文章[27],他們說:層子模型的成果指的是從1965年9月到1966年6月,由來自中國科學院原子能所和數學所,以及北京大學和中國科技大學的39位物理學家組成的北京基本粒子理論組發表的42篇論文。“層子模型……的主要特點,是引入結構波函數來描寫強子的束縛態性質,描寫強子內層子的運動。這個波函數不但考慮了層子的對稱性質,而且考慮了強子整體的高速運動的特點,還包含強子動力學性質的某些信息……。利用這個波函數……比較系統地分析了強子的電磁性質,大量的電磁躍遷過程和弱相互作用過程。……也對一部分強相互作用過程和高自旋態進行了初步探討。得到了許多有意義的結果。拿這些結果同實驗進行比較,大部分數量級是符合的,有一部分符合得很好……也有一些偏離比較大。”
另一篇是一位局外人新近寫的評論 [28]。他說:“層子模型研究論文絕大部分是層子(即夸克)束縛態的研究……引入強子系統束縛態相對論性內部波函數,假設唯象參數,從一些簡單的低能過程定出最簡單的波函數參數,然后……計算了許多低能過程的衰變率,分支比和質量比等。有些結果與實驗很接近,但沒有成功發展出一套被大家認可的束縛態波函數滿足的運動方程和計算方法。”“夸克動力學模型是靜態夸克模型加上非阿貝爾規范場。……層子模型是低能現象的動力學模型,層子動力學模型沒有非阿貝爾規范場作為層子相互作用,因此與夸克的動力學QCD [量子色動力學] 沒有共同的動力學因素。至于漸近自由是QCD的高能區行為,與層子模型所集中研究的束縛態行為是無交迭的兩種物理。”
應當說,以上兩篇評論對層子模型的概括并無矛盾沖突之處。當時在大家都不清楚怎樣恰當處理束縛態場論的情況下,層子模型做出了有自己特色的探索,取得了一定程度的可喜成果,不失為一種有積極意義的嘗試。層子模型的道路最終沒能走通,這在科學研究中也是常事。正如文獻[28]所指出的那樣,“夸克動力學的QCD模型同層子模型是哲學思想不同,物理思想也不相同的兩條路線,層子模型沒有接納非阿貝爾規范場而未能取得突破性的成果。”盡管如此,“從今天的學術環境回顧層子模型,可以說它體現了一種樸素的學風,一種值得推崇的創新意識和團隊精神。同時也告誡人們,信仰和哲學不可以代替物理和物理思想,繁榮學術必須真正實現‘百家爭鳴,百花齊放’”。
最后,我們想一般地談談唯物主義或者別的派別的哲學思想對科學學說所起的作用。是不是運用唯物論的哲學思想就一定能夠建立正確的學說或者找到合適的研究方向呢?答案是不能肯定。在歷史上曾經出現過化學里的“燃素”說和物理里的“熱質”說,分別把“火”和“熱”當成可以流動的物質。“燃素”說和“熱質”說無疑是按照唯物論的思路上提出來的,但結果卻是不正確的。所以,以唯物論為指導并不能保證科學研究的路線或者結果一定是正確的。當然,不僅唯物論是這樣,其他的哲學派別也是如此。這是因為,哲學本來就不是拿來這樣用的。
我們還是同意外因伯說過的話:“我們不需要哲學家指令如何將哲學論證用于科學史或者科學研究本身,就像我們不再由科學家自己去確定科學發現如何運用在技術或者醫學上那樣。” [29]這里的意思明顯是,就像科學家發現了科學規律之后,在技術上的應用是工程師的事一樣,科學研究亦應當由科學家自主進行,不需要哲學家的指導。
坂田昌一一貫自覺地以辯證唯物主義來指導他的研究,提出應當“把形的邏輯深化為物的邏輯”或者“把形的邏輯發展為物的邏輯”。[30]這一原則具體體現在把SU(3)群的三維基礎表示(形的邏輯)對應于由三種“基礎粒子”-質子p、中子n和奇異重子 L 組成的三重態(物的邏輯)。事實證明,他這一步走錯了,因而限制了坂田模型的進一步發展。我們認為,這里的問題在于坂田過分地依賴他的哲學思想,一定要把已經發現的物質粒子填充數學上的三維表示,而沒有像蓋爾曼那樣,敢于設想三種那時候還沒有發現,而且將來也很可能不能夠單獨發現的夸克作為組成強子的基礎粒子。
我們還認為,蓋爾曼這種想設想不能夠歸于唯心主義。要知道,直到十九世紀末年,物理學里的原子也是想像的產物。事實上,物理學里有許多理性思維可以超越實驗進展的例子。由于受到他的哲學思想的限制,坂田是失策了。不過,坂田模型仍然不失為基本粒子內部對稱性研究上的一個重要的階段性成果。這主要指的是:第一,他首先提出用SU(3)群來描寫包容了同位旋和奇異數在內的對稱性;第二,他由此發現的介子八重態,到現在仍然是有效的。
那么,層子模型是不是存在著類似的問題呢?層子模型的一些研究者是不是過分依賴“物質無限可分”的哲學思想,眼光過于集中在層子或者夸克的波函數這個至今未能解決的難題上呢?不過,與坂田模型不同的是,除了層子是夸克的另一種說法之外,層子模型并沒有給今天的物理學留下什么有積極意義的東西。也許這場探索會對將來的研究給予有價值的啟示吧,有誰知道呢?我們覺得,這依然是一個值得回顧和反思的問題。
總之,科學家在學術見解上有不同的意見是很正常的,這些問題應該通過平等和友好的自由討論以及科學研究的實踐來解決。不能夠自以為是正確的化身,動不動就把唯心主義的帽子扣到同行科學家的頭上。這不僅是一個歷史上的教訓,也是一個有重要現實意義的問題。
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