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惠勒论物理学的两大悖论

已有 4365 次阅读 2008-6-18 06:59 |个人分类:阅读笔记|系统分类:科研笔记

惠勒论物理学的两大悖论

武夷山编译

物理学大师惠勒于今年43日去世。几天前,我贴出了当年阅读他的《物理学与质朴性》一书时在书边写下的批语 (http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=29100)

今天再写一点与惠勒相关的东西,以示缅怀。

 

1979525日,在德国Kronberg举行了第三届C. H. Boehringer Sohn 研讨会,会议文集以《科学与艺术中的结构》(Structure in Science and Art) 为题出版。许多著名学者,如物理学家惠勒、科学哲学家波普、艺术史家贡布里奇等,都参加了研讨。惠勒的一部分发言涉及物理学的当代悖论,摘译如下。

 

尼尔斯. 玻尔说, 分析人类的情形,时常需要两样东西:爱与公正。但是没法同时施行爱与公正。此存即彼亡。(笔者:这是一个悖论。)

爱因斯坦说,关于这个世界的最不可理解之事,即是世界是可理解的。(笔者:这是又一个悖论。)

古代物理学有一个原理:没有悖论就没有进步。

当代有两个悖论。第一个悖论是,物理学在时间大门前结束了。我们碰到了大爆炸、大坍缩、黑洞等概念。但是,对于我们大家来说,物理学指的是那永不止歇地前进中的事物,不管事物表面发生了什么变化。因此说,物理学在前进,但是物理学止步了。(Physics goes on, but physics stops.)

怎么解决这个悖论?我认为,时间不是物理学描述中的一个原始(primordial)范畴。

这第一个悖论是毁灭性的。

第二个悖论是建设性的。宇宙是外在的,不依赖于我们,但是根据量子理论,宇宙并非外在的,并非独立于我们。

由这些悖论得出的第一个教训,反映在三大隐秘短语(three cryptic phrases)中,即Must build! Do build! How build?

关于“必须构建”:“大爆炸”告诉我们,宇宙不是永远存在着,有个开端。

关于“确乎在构建”:我们每进行一次量子观测,都确实在微观层次上构建了一小点现实。

假如大自然已经以量子行为向我们显示出我们“确乎在创造”的一种方式,那我们为什么还需要更多的方式来遵从“必须构建”的命令呢?

关于第一点教训,我想阐明几点。

爱因斯坦的方程没能揭示宇宙的无限循环史的任何可能性。宇宙结束了,结束就是了。前无古宇宙,后无来者。我们还可以这么看,晶体小到一定时候,就不连续了。好比selvedge(一种织品)不是由连续介质织成的,而是由一根线织成的,这根线有两端。

斯宾诺莎对爱因斯坦有很深的影响,使他坚信自然之简洁、自然之美和自然之可理解性。但是,斯宾诺莎的影响也使他自1916年至1929年一直持静态宇宙观,并至死回避海森堡原理,而回归斯宾诺莎的决定论。

贝克莱大主教的“存在就是被感知”这句名言,在量子意义上可以重新加以理解。

如果我们不采用一种超越时间的世界观, 就无法理解创世学说(笔者:当指宇宙发生学说)。



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