《谈谈物理学的改革开放》 ——盲区与超越 王达水 物理学发展到今天，其几百年来的慢慢之路，经历了牛顿经典力学、麦克斯维电 磁学、爱因斯坦的相对论、以及当代的量子学、超弦理论五大主要阶段。每一个历史 新阶段的开启，无疑不是以对自然的新发现、对传统观念的新拓展、对固有理论的新 突破为标志。同时，当每一次新理论的突破之际，也不可避免地遭到传统老观念及理 论框架的限制与束缚。无论怎样，更加优秀的思想、更加先进的理论，其强大生命力 的奋搏，是不可抗拒的历史洪流，进而一次又一次地推动人类文明的更新与优化。 当代，物理学在极其先进的科技手段协助下，无论是大尺度上的宇宙天文学，还 是小尺度下的量子物理学，尽管新成果层出不穷、硕果累累，但是，其基础理论的关 联性和统一性更显得越来越迫切与重要。人们万分企盼一个大统一的完美无缺的理论 的早日诞生。全球科技界研究大统一理论的热情极高、氛围极好，来自的学科类极广， 主动参与的人极多，方法与手段层出不穷。可是，人们至今似乎仍然没有看到一个优 美的大统一理论的影子或前奏。特别是那些利用高科技手段（如加速器）的研究项目 与课题，似乎也给人以在黑暗中摸索的感觉，不知道会产生什么样的结果。因此，及 时调整好思维与观念，进而指导在高科技手段条件下的研究，以便有的放矢而获取突 破，则显得既重要又切实。 一、研究上的两大特点：相对论、量子论在探索统一论的实践中，似乎总是迈不 出新的步子，也似乎未看到新的希望与契机。因此，冷静思维，回首总结，方不难发 现在这众多的探索实践中有两大特点：一是方法上以粒子为研究对象。二是理论上以 相对论、量子论为指导或框架条件，尽管后来又创建了弦、超弦理论。 二、三大误导：虚粒子观念及理论是为误导之一。因为物理学是研究客观存在的 事物及规律的一门学科，包括那些看不见、摸不着的客观存在，如声波、电波、引力 等等。而粒子，无论其尺度是如何地小，它首先应该是一种存在之物。因此，它只能 为存在意义上的“有”，不能为存在意义上的“无”。也即，只能为实，不能为虚。 如果真空中存在涨落并产生粒子对，哪怕在时间尺度上尽管是非常极其的短，只要一 旦产生，则是一种有的过程和实的状态。因此，粒子只能为实，不能为虚。如果要与 广泛存在的实粒子以区别的话，我们不妨可以象定义正负电荷一样来定义正负粒子。 虚时间及理论是为误导之二。因为时间的本质是研究对象在宇宙空间中的位置及 其运动变化的过程。地球时间就是地球在围绕太阳作公转运行和自转运行中，在宇宙 空间的位置及其运动变化的过程本身。地球上所承载的一切物质或物体，必然参与地 球的宇宙运动，因此，地上万物的时间必然是地球时间。可见，地上万物对于宇宙空 间（小范围来说就是太阳系空间）而言，要么有运动而必有时间。反之，要么无运动 而无时间。显而易见，时间是宇宙天体及其上物体的自然属性，不以人的意志转移， 是一种实实在在的运动形式，必然不可能为虚。由于天体的运动是不可逆的，因此， 时间也不能为负，仅仅有过去、现在、将来而已。提出负时间、虚时间之观念与理论 者，无论他是理论界多么权威的人士，但也不能改变时间的自然属性。不仅如此，而 且很容易让人们随之产生负时间、虚时间的错误观念，进而误导科研、误导后来人。 负能量及理论是为误导之三。因为，能量是做功的本领。也就是说，能量可以让 物体产生位移，A=FS。显然，能够让物体（大至天体、小至粒子、介子等）产生位移 甚至是变形，则是能量的特性，否则就不是能量的特性。进一步地，由于不存在负物 质、虚物质，其中暗物质并不是负物质或虚物质。因此，无论如何是不存在负能量或 虚能量的。可见，负时间、负物质、负能量是三大误区与误导，极大地束缚了物理学、 特别是对统一论的发展，甚至是绊脚石。 三、两大超越：当明确了现代物理学在探索统一论道路上存在的两大特点、三大 障碍之后，因此，随之自然而然地可以找到突破口。第一超越是在充分地以粒子（大 至天体、小至基本粒子及光量子）为研究对象的同时，在人们已经明确地认识到无论 是天体还是基本粒子其上都有磁场或磁矩的条件下，在确定粒子为研究对象之际，无 论如何是不能再忽略粒子与磁场的本质关系、构成机理（可能的机理），而是始终把 粒子视为物与磁的统一体为研究对象。显而易见，这是探索统一论的第一突破，甚至 是必须的突破。第二个超越是摆脱固有理论框架的束缚。例如其一，引力是物体质量 产生的，可是，质量是由什么产生的呢？粒子是什么产生的呢？这是提出万有引力定 理的物理巨匠牛顿也渴望解答的疑问。可是，今天的人们已经习惯了引力是质量产生 之定义，甚至是限定。因此，必须超越现实的固有思维状态或模式。例如其二，爱因 斯坦是量子论的创立者之一，并因光电效应理论而获得诺贝尔奖。可是他自己也并不 十分相信量子理论。因此，对目前处于主导地位的理论框架，在认识、了解或接受的 同时，一定要不被束缚，要敢于多问几个为什么，敢于寻找理论框架的不足之处及漏 洞，进而树立一种挑战者的超越理念和心态以及激进的思想和工作方法。显然，在探 索理论物理，特别是探索统一论的科技道路上，无论是谁，个人或者是团体，只要勇 于走出上述三个盲区，获得两个超越或突破，在理论研究与实践中，一定会有所作为、 大有作为，甚至是不同凡响。 四、物理学的开放：无论是在物理学的基础物理、理论物理、实验物理、天体物 理、应用物理的各个领域，开放的思想与系统，无疑极具优势，尤其是在交叉科学突 显强势的当代。当整个物理学界实现了如上所述的两个超越、并走出三个误区，显而 易见，这将是物理学乃至是人类文明的发展历史上一个新时代的开启。全球物理学界 的开放思想与运作方式是极具历史性的。我们不难在过去的历史的进程中发现，几乎 所有的物理大师们对哲学都有广泛地爱好甚至是深刻研究；而在哲学历史上，出类拔 萃的学者、大师，又往往在物理学上指点江山。开放性互补，必将使物理学受益。否 则，当年物理学领域之外的爱因斯坦，是难以敲开物理殿堂的神圣大门，进而更不可 能跻身于世界物理学的前台而领导潮流、推动进步。 总而言之，理论上、思想上、行动上保持开放与包容，是物理学领域长久蓬勃发 展的必然的强劲优势。 （ 申明：各位网友，当你浏览本文后或许有所感想，如果回复、讨论或对此发表高见， 请务必思考成熟，当然也请文明用语。谢谢。） 作者：王达水 二○○二年六月二十六日 E-Mail：wang-da-shui@163.net 邮编：421002 地址：湖南省衡阳市江东区龙家坪45号 中铁五局二公司通信所 电话：0139--73459082，0734--8398116