“物理學的憂傷”之根源

5月11日朋友發我《物理學的憂傷》鏈接，這是轉載自《量子學派》微信公眾號的一篇文章。關于“物理學的憂傷”的根源，我摘用《天體演化概論 · 前言》（劉泰祥著 2015年在中國臺灣蘭臺出版社出版）中的幾段話，簡答如下：

縱觀人類認識自然界的過程，不難發現，人類認識自然界，既不是從微觀粒子開始的，也不是從宇觀的天體、星系開始的，而是從宏觀的身邊事物開始的，而后才開始向小尺度的微觀和大尺度的宇觀延伸。

系統相對論認為，質量和電荷都是從相互作用導出的概念，它們都源于人們對萬有引力和庫侖力的體驗，將這種宏觀體驗與對宏觀現象的視覺觀察相結合，找出相互作用與運動的關系，于是創立了牛頓力學和電磁理論。由于這些理論都建立在宏觀的體驗與觀察基礎之上，故稱之為宏觀物理學。

然而，我們從宏觀所看到的物質性質是由物質微觀層面上的性質所決定的。換言之，質量和電荷的性質可以從物質的微觀性質推導出來。由此可見，質量和電荷的基本性是令人懷疑的。因此，我們在將這些宏觀概念推廣到宇觀（或微觀）的時候，要特別慎重，否則會將我們引入歧途。

其次，如果說，宏觀體檢與宏觀觀察相結合就可以得到一個有效的宏觀理論的話（牛頓力學和麥克斯韋電磁理論在宏觀領域的成功已經證明了這一點），那么，我們已經建立的宇觀領域（和微觀領域）的理論就值得商榷了。這是因為，這些宇觀領域的理論并非宇觀體驗與宇觀觀察相結合的產物，而是宏觀體驗（即依托宏觀概念）與宇觀觀察相結合的產物。然而，宇觀（或微觀）環境與宏觀環境是不同的，如果我們身臨其境會有完全不同的體驗。因此，我們已經建立起來的宇觀領域的理論（包括天文學方面的一些理論和宇宙學方面的理論）逐漸陷入更加艱難的困境之中，也就不足為奇了。

令人遺憾的是，為了擺脫困境，許多科學家還在不遺余力地對現有理論進行一些“枝葉”上的修補。由于問題的根源在于宏觀概念的直接引入（即理論的根基──基本概念──存在問題），雖然對這些理論修正的努力可以解決一些燃眉之急的問題，但不可避免地會帶來一些新的問題和矛盾，故不可能從根本上解決問題。

再次，我們的一切體驗都依賴于我們的感官，而我們的感官是經長期進化與地表環境相適應的產物。既然感官是與環境相適應的產物，那么它就不可能超越環境，而是與所處環境相協調的一種特設。

一方面，相對浩渺而復雜的整個宇宙，地表環境是極其微小的和極為特殊的一種環境。在這種特殊環境中形成的感官，也只能感受到地表環境所呈現出的某些特殊的物質性質。換言之，我們的感官只能感受到物質在宏觀層面上的部分側面的性質而已。顯然，這些感受到的物質性質與物質的本性相比，還遠不在一個層次上。

二方面，特定的活動方式和競爭關系，也決定著感官的局限性。如果我們的眼睛具有跟鷹眼一樣的功能，那么我們的世界將不存在色彩，而是一個黑白世界。也就是說，在物質的性質中，我們要去掉“顏色”這一項。還有，我們的感官是在環境的差別刺激下而產生和強化的。因此對于那些無處不在的背景物質（如充滿整個空間和物體內部的超流體物質），我們也是無法看到和感知的，如同水中的微生物感覺不到水的存在一樣。

如上所述，由于感官的局限性，導致我們的宏觀經驗被推廣到宇觀（或微觀）過程中必然存在偏差。換言之，我們戴著宏觀經驗這幅眼鏡，看到的宇觀（或微觀）現象，既有圖像上的扭曲，也存在認識上的曲解。

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