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东边日出西边雨——江晓原的网易博客

 
 
 

日志

 
 

2016年06月02日  

2016-06-02 10:01:00|  分类: 夸克,实在论,建构 |  标签: |举报 |字号 订阅

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载2013年5月10日《文汇读书周报》

南腔北调(128)

 

建构一个基本粒子的世界——谈《建构夸克:粒子物理学的社会史》

 

□ 江晓原  ■ 刘 兵

 

   □ 前不久刚和乔伊斯的《芬尼根的守灵夜》稍稍亲近了一下,很惭愧又将那册煌煌巨著束之高阁了。谁知拿到这本《建构夸克:粒子物理学的社会史》,信手翻到的第一页(纯属随机),竟又和《芬尼根的守灵夜》联系在一起了——原来“夸克”之名就来自乔伊斯此书中。乔伊斯随手写到的“夸克”一词,居然会成为物理学中的基本名词之一,想必是他始料不及的了。

  本来物理学家们觉得对基本粒子世界的图景已经掌握得差不多了——原子由原子核和电子组成,原子核又由质子和中子组成。但是随着研究的深入,到20世纪60年代,物理学家们感觉在质子、中子等基本粒子内部,还有结构,这些基本粒子很可能是由更为“基本”的某种东西组成。这种猜测中的、更为“基本”的东西,就被命名为“夸克”。

  基本粒子原是肉眼无法看见的东西,只能依靠仪器来间接提供它们“存在”的证据。而现在尚在猜测中的“夸克”,要想找到它们“存在”的证据就更玄了。物理学家们是靠什么来断定“夸克”存在的呢?这正是“科学知识社会学”研究的大好题目,而本书作者皮克林,也是研究这个题目非常合适的人选。所以这本初版于1984年的《建构夸克:粒子物理学的社会史》,30年来已有经典之誉。

 

     ■ 本书确实是物理学史中的当代经典之作,而且它开了建构主义物理学史研究的先河。说起建构主义科学史,一般人们总会联想到那些不那么“硬”的科学,而物理学,特别是当代物理学,粒子物理学等的历史,却早已成为建构主义科学史的研究经典,这是很耐人寻味的。仅仅书名中的“建构”一词,就已经立场鲜明地表达了与传统科学观不同的立场。因为建构,自然要有建构者,这建构者又不是上帝,而是物理学家们。“夸克”这样基本的物理“实体”,居然不是“客观存在”,而是由物理学家“建构”出来的,这显然与传统的科学观大不相同,自然也会遭到不少反对,直到今天,学界也仍有人对此无法赞同。

     由于夸克的特殊性,它存在的实验证据与过去许多物理学研究不同,把它作为一种物理学家“建构”的东西,也许人们相对还容易接受。但如果把这种观念和立场进一步推广,比如,对于“电子”、“光子”等等人们几乎不再怀疑其“客观存在”的物理实体,建构的概念是否依然成立呢?

 

  □ 如果只想在哲学上将某种原则或理论贯彻到底,那当然应该回答“是”。不过大部分人毕竟不是哲学家,所以我猜想,在许多情况下,即使人们接受了“夸克”是建构的,乃至进而接受了电子、光子是建构的之后,你也很难指望他们再往前进了。

  这里似乎存在着一个分界——在宏观的层面,即我们通常所说的“看得见摸得着”的层面,“证实”某种东西的存在,相对来说比较容易。人们很难在这种层面接受“建构”的概念。但是进入微观层面之后,比如对于原子核、电子、光子之类,它们的存在都不是肉眼所能证实,必须借助于种种工具、仪器,才能得到所谓的“证实”。这种情形下的“证实”,其实就已经包含了建构的成分。

  再推而广之,建构还可以出现在更多的情形中。比如万有引力,它其实也不是“看得见摸得着”的东西,对它的存在,和对它的规律的数学描述,有没有建构的成分?面对这样的问题时,我感到霍金在《大设计》中所主张的“依赖于图像的实在论”是可取的——我们即使同意万有引力是实在的,也只能依赖某种图像来感知和描绘它,牛顿的理论是一种图像,爱因斯坦的理论是另一种图像,将来谁知道还会用什么样的新图像呢?

 

     ■ 当你说到最后那点时,其实已经推翻了前面认为“大部分人”很难再往前进的说法。霍金在《大设计》中讲“依赖于图像的实在论”时举的鱼缸的例子,那可就是宏观的观察啊!当然我也同意,在微观的意义上,这似乎更好接受一些。其实,人们学习量子力学时常见的不适应,以及表面上接受和实质上无法真正把握,其深层原因恐怕也在此。

     那些否认建构的人,其实是因为受到传统的简单化的“唯物主义”教育的影响,或是持一种更基于日常经验的朴素直觉,或是持有某种先在的形而上学假定。但他们却没有意识到,其实建构的立场也可以按同样的逻辑成立。作为非研究者的普通公众,这或许还情有可原,但向他们普及相关知识,不也正是科学家、科学哲学家、科学史家所需要做的事吗?而作为研究者,如果无视这些新的、有其自身逻辑的研究成果,那就说不过去了。

 

  □ 本书的书名颇有深意。“建构夸克”强调了“夸克”是被建构起来的,而非“发现”的——通常我们说“发现”的时候,都预设了被“发现”之物是“客观存在”的,我们没有“发现”它之前,它早就存在了。而“建构夸克”这样的措词,我们可以这样理解:在物理学家们确认了“夸克”的存在之前,“夸克”其实未必存在——就像在我们建造(建构)好一幢房子之前,那幢房子并不存在。

  如果说本书的正标题强调了作者的观点,那么本书的副标题倒是在更大程度上反映了本书的内容。本书其实也是一部粒子物理学史。阅读本书,对于了解粒子物理学的发展历程也是非常有帮助的——哪怕你不同意作者“建构夸克”的观点。

 

     ■ 所谓“客观存在”是一个形而上学命题,这样的命题是无法用有限的具体经验来最终“证实”的,而这里说的“建构”概念,当然与形而上学的客观存在有关系,但显然又不是完全等同的。这种建构不等同于虚构,但人的作用因素肯定是无法排除的。

 

 

  《建构夸克:粒子物理学的社会史》,(美)安德鲁·皮克林著,王文浩译,湖南科学技术出版社,2012年7月第1版,定价:60元。

 

 

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