漫谈“科学”

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哲学是关于世界的本质、认识世界的方法、以及人的价值观的学问。科学的每一步发展都会带来哲学的一次发展！比如在科学发展的早期，就抛弃了用神学去解释世界的方法，而归因于物质及其相互作用，意识只是物质的功能，生命的产生也不是神的功能了，而归因于物质的进化与演化！这种哲学在价值观上自然就会是所谓“物竞天择适者生存”的所谓进化论价值观。在现实世界中完全的利己主义，坑害他人损害他人，或者损害他国损害他族他群，在这种价值观看来似乎是天经地义的了！人的生命是偶然的产物！人一死永灭，所以过去的所谓行善积德的说教似乎都是一种无意义的虚假的欺骗。这种价值观会导致世界人类社会的荒秽以至荒漠！这是毋庸讳言的！但可怕的是这种学说竟然是以科学真理的标签出现的。在把科学奉为神明而加以信仰的时代，却想不到科学很可能会葬送了人类！

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其实哲学上的唯物主义信仰，并不是象某些马列宣传者所说的那样是个里程碑式的发现！这种信仰古已有之。在佛住世的时代，就有，当时叫“顺世外道”。————此派以唯物论之立场，主张地、水、火、风等四元素合成吾人身心，人若命终，四大亦随之离散，五官之能力亦还归虚空，故吾人死后一切归无，灵魂亦不存在。因此，此派否认轮回、业，复否认祭祀、供仪、布施之意义。于认识论上主张感觉论，于实践生活上主张快乐论。并反对婆罗门所主张之祭祀万能主义，而倾向于诡辩之思想。————除'吾人身心系由四大和合而成'之主张，此派复认为世间一切之生物、无生物亦皆由四大所构成;四大可分析至'极微'(即物质之最小单位)，而于极微之外，世间即无任何余物。并进而论定:人虽有精神作用，然所谓精神作用亦不过物质之结合所产生之状态而已，故人生之目的乃在于追求快乐。此一见解，于佛教所说'断、常'二邪见中，属于'常见外道'。

————极微之说，非仅为顺世外道所独有，六派哲学中之胜论学派亦有此说，然两者所说互异，顺世外道谓'极微之外，世间即无余物'，胜论学派则于四大种之极微外，另立'德'、'业'等诸谛。又于佛教中之小乘，如说一切有部、经量部等亦有极微之说，然与顺世外道大异其趣者，在于肯定极微之外，另有心、心所等精神作用之存在。

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现代自然科学的一系列操作思路————如把分子击碎了找出构成分子的原子，把原子击碎了找出原子核与电子，原子核再击碎找出质子与中子,质子再击碎找出夸克等等。其实就是按照顺世外道找出物质的最后最基本的组成“极微”的思路！但是到了微观领域，微观粒子呈现波粒二相性状态的时候.原来的那种路径思路就很可能困碍重重做无用功！所以我们也看到了物理学理论自爱因斯坦相对论以及量子力学与波动力学建立后一直徘徊不前很难有重大突破！倒是东方神秘主义思潮成了社会中喜爱探索的人士关注的热点。这当然要归功于一些有探索精神的科学哲学家！如卡普拉[美]《物理学之"道" 现代物理学与东方神秘主义》。————在过去几十年中，物理学家和哲学家广泛地讨论了由现代物理学所引起的这些变化，但是人们很难认清这一点。它几乎总是朝着这样一个方向，即趋向一种与东方神秘主义所持观点非常相似的世界观。现代物理学的概念与东方宗教哲学所表现出来的思想具有惊人的平行之处。虽然对这种平行性还没有进行深入的讨论，但是我们这一世纪的一些伟大的物理学家在印度、中国和日本进行巡回讲课时，接触到了东方文化，当时他们已经注意到了这种平行性。

梅朵

感谢科普，这些抽象的文字需要慢慢品味，慢慢理解

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百度来粘贴一些相关文字。
《现代物理学与东方神秘主义》的作者是卡普拉[美] ;是《物理学之"道" 现代物理学与东方神秘主义》的第一部。这本书的宗旨，是要阐明东方智慧的精神与西方科学本质上是协调的。它企图说明现代物理学远远走在技术的前面，物理学之道可以说是一条具有核心的轨道，是通向精神知识与自我实现的道路。

主要观点
物理学是研究物质的结构、物质间的相互作用力以及物质运动变化的规律的科学，它涉及到哲学中一系列基本的范畴，如物质与运动、时间与空间、因果性与机遇性、主观与客观等等问题。20世纪物理学的巨大进展大大深化了人们对这些范畴的认识。

物质结构的连续性与间断性 物质是无限可分的，还是有最终的、不可分的单元?这是长期争论的重要哲学问题。虽然19世纪的原子-分子论假定原子是物质结构的最终单元，但到20世纪初，科学家们对原子是否存在还一直有争论。随着原子物理学、原子核物理学和粒子物理学的发展，人们不仅确认了原子的存在，还弄清了原子是由原子核和绕核运动的电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子和中子这类参与强相互作用的粒子是由层子(夸克)构成的。现在人们知道最基本的粒子是层子和反层子、轻子和反轻子以及传递相互作用力的光子、、和胶子、引力子等等。人们一方面根据某些证据猜测构成这些最基本的粒子的组元;另一方面鉴于至今无法从强子中分割出自由层子，而设计某种理论如量子色动力学，以说明这种不可能性。这表明，在物理学的无限可分和不可无限分割的关系上面临着困难。问题的实质在于，坚持无限可分性是以物质结构的连续性为前提的，坚持不可无限分割则是以物质结构的间断性为前提的。按照量子场论，连续的物质场的激发就是不连续的物质粒子。所以，作为基本的物质存在形态的量子场，既表现为连续性,也表现为间断性,它是连续和间断的统一体。因此，从哲学上看，似乎可以认为，现代物理学所面临的这个难题，随着时间的推移，将会按照量子场是连续和间断统一的观念得到合理的解决。

基本相互作用的统一 20世纪初，人们所知道的自然界的基本相互作用力只有引力和电磁力。在广义相对论的引力场理论建立之后(见相对论)，A.爱因斯坦和其他物理学家曾试图建立引力与电磁力的统一理论，但是未取得成功。随后人们又发现了力程在厘米以内的强相互作用力和弱相互作用力。60年代提出的弱、电作用力统一理论在70年代得到了实验的证实，取得了巨大的成功。现有人们正试图建立统一电、弱、强三种相互作用力的大统一理论，甚至试图进一步建立包括引力在内的更大的统一理论。

按照相互作用统一理论的观点，各种基本相互作用力是从具有最高对称性的统一场中，通过对称性破缺逐次分化出来的。首先分化出的是引力场和强、弱电统一场，后者再分化为强场和弱电统一场，弱电统一场再分化为弱场和电磁场。这种分化过程就是不断一分为二的辩证发展的过程。统一的量子场尽管消除了场和粒子的对立，但它本身仍存在着玻色场和费米场的对立。追求这两种场统一的是超对称理论。可以预计，未来物理学的发展，将会进一步揭示出物理世界演化过程中"同中有异"与"异中有同"的对立统一关系。

时空与物质运动 19世纪以前的物理学中，占统治地位是I.牛顿的绝对时空观念。1905年爱因斯坦建立的狭义相对论,从理论上揭示出事件同时性的相对性,揭示了时间间隔和空间距离都与观察者的运动速度有关，从而得到了有关时空和物质运动不可分离性的数学表述。德国数学家H.闵可夫斯基发展了相对论的数学理论，他引入虚坐标u=ict，代替通常的时间t，使时间坐标与空间坐标在洛伦兹群中形式上完全等价，因而空间和时间共同组成一个四维空时流形。这就从数学上严格地表达了空间和时间的可区分而又不可分割的性质。爱因斯坦1915年建立的广义相对论又揭示出，只有在不存在引力场的情况下，时间和空间才具有欧几里得几何学的性质，在有引力场的情况下，时间和空间则具有非欧几里得几何学的性质。因而引力场和空间曲率是由物质的分布决定的。这就从科学上证明 了时空和物质存在的不可分离性，丰富了辩证唯物主义关于时空和物质运动的基本观点。

确定性与机遇性 经典力学和电动力学是属于因果决定论的，按照这样的理论，一旦我们知道了物理体系的初始状态，就可以根据运动方程确定地预言该体系的任何时刻的状态。尽管量子力学的运动方程也是因果决定论的，但它对物理体系的行为只能作出概率性的预言。按照量子力学的通常解释，它的这种统计特征来源于单个物理体系的随机行为，而不是那些遵循因果决定论的粒子的集合的统计行为。这就赋予概率以本体论的意义。20世纪60年代以来对决定论运动方程的研究还表明，只有可积系统才是严格因果决定论的，而对于不可积系统却不可能根据初始条件作出确定的预言，因为它是不稳定、不确定的，具有内在随机性。量子的随机行为和不可积系统的内在随机性似乎表明，物理世界所遵循的是以随机行为为基础的统计规律，决定论的规律只是这种统计规律在特殊条件下的表现。确定性与机遇性是两种普遍存在于自然界的客观联系。

物理对象和认识主体 经典物理学认为，它所研究的对象是不依赖于知觉主体而独立存在的。例如，力来自物质间的相互作用，声音与热来源于分子的运动，光是物质发出的电磁波。但是,到了20世纪,当物理学深入到接近光速的高速运动和小于原子的微观世界以后，人们发现对客观世界的观测结果，依赖于观察者的运动状态和观测手段。特别是量子力学指出，人对微观客体的观测必然对客体造成不可控制的干扰，观测结果依赖于观测仪器和观测者对仪器的安排。人们也无法唯一地描述单个微观客体例如一个电子在两次观测之间的状态。在观测过程中，主体与客体构成了一个相互关联的整体。自然界早于人类而存在，但人类早于自然科学而存在。因此，人类对自然界的认识不能不依赖于人类的实践活动，人类主观世界对客观世界的认识和反映必须通过人类变革世界的实践。现代物理学的进展大大深化了人们对主观与客观、认识与实践关系的哲学思考。

马克思在批评旧唯物主义的认识论时指出，这种唯物主义的主要缺点是:"对事物、现实、感性，只是从客体的或者直观的形式去理解,不是从主观方面去理解"(《马克思恩格斯全集》第3卷，第3页)。经典物理学考察自然的方式就是以这种直观的唯物主义反映论为基础的。现代物理学考察自然的方式则超越了这种唯物主义反映论的局限性，而主张人是在变革物理世界的过程中认识物理世界的，也就是从主观方面去能动地理解物理世界。这种考察自然的方式以新的研究经验证实和丰富了辩证唯物主义认识论的基本观点。

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杨振宁谈“物理学与佛教”

因为对科学感兴趣，我高考时报考了物理系。在大学读书时及毕业后就对佛学兴趣日浓。今天我想从科学的角度谈谈我的佛教观。

　　佛教是科学的、理性的，是符合科学精神的。科学是理论和实践的总和。科学理论和科学实践相影响、相促进。人们在长期的科学实践中获得了新发现。而这些新发现又不能用原有的科学理论来解释时，人们就提出各式各样的假说。

　　一种假说被大家广泛接受必须具备三个条件：

　　第一，它的理论体系必须是自洽的，即它必须自圆其说，不自相矛盾的。

　　第二，它必须对已有的发现能够准确地描述，即这种假说能自圆其说，并且是符合现有的科学实践的。

　　第三，根据这种假说能够得出一些推论和预言，而这些预言能够被将来的实验和观测所验证。当越来越多的推论和预言得到验证时，这一科学假说就得到科学家的广泛接受，而这一科学假说也就被称为科学理论了。

　　如果这一理论描述、解释和指导的对象广泛而重要，这一理论就被称为伟大的科学理论，如牛顿力学，爱因斯坦的相对论。牛顿力学适用于所有宏观物体(非微观粒子尺度)在非接近光速运动时所遵循的规律，相对论能描述所有宏观物体在相对光速而言的低速，以及接近于光速的高速运动时的规律。

　　这二种理论被提出的时候，它们能解释人们用旧理论解决不了的问题，并且根据它们所作的推论和预言都被以后的大量观测所证实。相对论是牛顿力学的推广，牛顿力学是相对论在低速时的特例。

　　因为这二种理论的适应面非常广大，因而牛顿和爱因斯坦被公认为是最伟大的科学家。他们的理论是最伟大的科学理论。卫星上天、潜艇入海、运动比赛、天文观察等都受这种理论所描述的规律的制约。

　　同样，佛教也完全具备科学理论的三大特性。首先，佛学理论是自洽的、圆融的。四圣谛概括了人生多苦的现象，指出人生多苦的原因，指明了涅槃入灭的方向，指出了修习正道的道路，佛教的发展形成了众多宗派，各宗各派有各自独特的理论依据和修习方法，其基本的理论和目的是一致的。

　　其次佛陀成道后提示了宇宙和人生的根本道理，解释了社会和人生的种种现象，更重要的是听从佛陀开示修习的许多人都体验到了佛学所指出的种种境界，因而佛教在当时就得到许多人的拥护，产生了广泛的影响。我要强调的是佛教的实证性。听从佛陀的指示，依法修行的人都能或多或少地证实佛陀所言之不虚。佛学不是纯粹理论性的哲学，而是一门实践性很强的实证科学，虽然它包含了伟大的哲理。依佛学修行实践就是学佛。

　　第三，佛学描述的一些自然现象对达到相应修行功力的人而言是一种实践观测，而对于普通人众来说则只能姑且信之，但对今人的自然科学的观测结果而言，就是伟人的科学预言。佛陀在千百年前就说过：一钵清水中有微虫八万四千，以及有关宇宙结构的三千大千世界等，这些都为现代科学中的微生物学和天文学所证实。

　　现在有些人会对佛教不够了解的情况下指责佛教是迷信、是不科学的。其实这些人中相当一部分对科学也是了解不够的，是对科学采取迷信态度的，是缺乏真正的科学精神的。佛教的六道轮回的因果报应说往往被人攻击为迷信。这种人的论据之一就是有人做恶事也没得恶报。有人做好事也没得好报。其实这是对六道轮回业力成熟才得果报了解不够。论据之二便是因果轮回怎么没人看得见。

　　事实上从佛教产生后的两千多年来，历史记载了许多看得见因果轮回、只有种种神通的修道人。看不见的东西并不就是不存在的。我们的眼睛不能感觉到红外线、紫外线；我们的耳朵听不到超声波、次声波；我们看不见微生物，更看不见原子等微观粒子，我们也看不见听不到我们周围如今到处充斥着的大量电磁信号，如无线电波、电视信号、手机信号。

　　我们能看见阳光却不能马上知道光具有波粒二象性。但是我们把上述东西作为科学常识而深信不疑，因为当今流行自然科学。科学的实证精神在于科学不会因为你相信就让你轻易地检测到，也不因为你没有去观测而不存在，而成为迷信。

　　如果一个人想深入了解我们感觉器官不能感觉到的科学规律和科学现象就必须认真地跟科学领域中的善知识虚心学习。随着从小学读到博土毕业，你就能逐渐学到更多的科学理论，做更多的科学实验和观察，借助于科学仪器感知更多的科学现象。

　　如果一个人不学习科学而仅仅因他不懂许多科学现象和规律却去指责科学现象和规律为迷信，这是非常可笑的。同样佛教所揭示的真理并不会因为你没有跟善知识学习、没有修行，就指责成为迷信。佛学也不会因为你仅相信而不努力用功就让你轻易把握。

　　佛教是智信而非迷信，是智慧者的信仰。印度和中国世世代代的历史人物证明了这一点。科学是人类智慧的运用，而佛学正是令人断除妄念显现众生本具智慧的，所以科学与佛学丝毫不矛盾的。

　　佛教的科学性－正确认识佛教从这里开始！

　　佛经中很多论述，与现代科学惊人的吻合。大到宇宙的形成、太阳系及银河系的构造，小到寄生虫、微生物的观察；甚至相对论、量子力学等尖端科学等，无一不证明佛教的真实性。下面略举数例：

　　三千大千世界与宇宙

　　佛陀在《起世经》中对我们这个宇宙的状况作出过准确的描述，原文是古文，大家有兴趣可以找来看看。

　　佛陀以一千个太阳，一千个月亮组成的世界为一个“小千世界”，而以一千个小千世界形成一个“中千世界”，再以一千个“中千世界”为一“大千世界”。一个“大千世界”就是一佛化土。李庆宏居士在《佛教起信与入门》一书中分析认为：小千世界对应的三维空间即为银河系。佛陀把一千世界合在一起讲，并且说明了此小千世界“犹如周罗(盘起的头发”，即不仅圆，还带螺旋状，正是银河系的形状。而且指出银河系有上千个有人的星球。佛并未把无数没生命的星球放进去，因为人是正报，物是依报。

　　三千大千世界对应的三维空间即我们当前观察到的整个宇宙星空。

　　如果把三千大千世界理解为三千个大千世界，算下来就是30亿个星系(目前天文学家已观察到约10亿个星系)，这个三千大千世界是同时成住坏空的，这就符合当前的宇宙大爆炸理论。

　　这种三千大千世界有无数个，也就是说目前人类观测到的宇宙还没有超出一个三千大千世界。

　　《起世经》还提到我们这个小千世界中(即银河系)有阎浮提、瞿陀尼、弗婆提和郁单越这四个大洲，地球属阎浮提洲之一。其它三个大洲应指银河系其它类型的外星人。佛陀对他们作过详细描述，包括脸型，寿命，生活状态等。四大洲外还有‘八万小洲’，应是其他类型还没进化出高级生命的星球。

　　《瑜伽师地论》卷二记载：‘又此世间，二十中劫坏，二十中劫坏已空，二十中劫成，二十中劫成已住。’根据部分佛教典籍的论述，一小劫为1，680，000年。每20小劫为一中劫，即33，600，000年。80中劫为一大劫，即268.8亿年。这就是一次宇宙大爆炸的寿命。我们目前测定的宇宙年龄是137亿年，也就是说我们这个宇宙现在是中年。

　　我们大致算一下，其中“成”和“成已住”的年限是67.2亿年，生命仅在“成”和“成已住”的阶段出现，太阳系已形成46亿年，约形成十几亿年后开始产生最简单的生命；太阳系还有47亿年的寿命，后面若干亿年地球上已不适合生存，算下来刚好。

　　论地球的形状

　　《楞严经》载，佛的弟子阿那律陀双目失明，后成罗汉。在开天眼后看见阎浮提(地球)就象掌中的庵摩罗果(印度一种椭圆形的水果)。若不是实证，2500年前怎么知道地球是圆的？

　　《俱舍论》描述到地轮依水轮、水轮依风轮、风轮依空轮。这表示地球是圆形的，地球表面大部分是水，水外围是大气层，大气层外围是太空。

　　准确指出月亮阴晴圆缺的原因

　　佛在《起世经》中准确指出月亮阴晴圆缺的原因(于黑月分第十五日，最近日宫，由彼日光所覆翳故，一切不现。)，现在的西藏人则还可以根据佛教的《时轮金刚续》准确测算日食月食。

　　论微生物

　　释迦牟尼佛曾指著桌上的一杯水说，这杯水中有八万四千个众生存在(佛观一碗水，四万八千虫)。这八万四千是虚数，表示非常多的数目。即不用显微镜就看见了水中的无数微生物。佛当年规定弟子喝水都要先过滤，尽可能避免伤害大一点的微生物(太小的就没办法了)。

　　论寄生虫

　　释迦牟尼佛说人身是个虫窠，人体内的虫约八十种。还指出确定位置和活动状态。今日由于科学发达，发现人体内的寄生虫，如蛔虫、蛲虫、便虫、钩虫、丝虫、绦虫、肺蛭虫、肝蛭虫等有数十种之多。(详见〈治禅病秘要〉及〈正法念处经〉。)可能在人要问了，2500多年前，没有任何现代科学，怎么对大到宇宙，小到微生物，了解得如此清楚？

　　实际上一切都在识心中，人可以通过深度的精神修行，在大觉悟后，认识到宇宙的一切。我们完全有理由相信，即使从现在开始经过50亿年的科学研究，人们对宇宙本质的了解还是及不上佛陀。这是由识心本身的属性所决定的。佛是亲证，而许多现代科学，只能靠推测。如万物都是从空无中产生，以及所有物质依观测而存在，是现代量子力学铁定的结论。科学家无法从感性上理解，但也不能不接受这种结论。而佛早就指出万法心生，诸法无我。

　　《楞严经》指出：“一切因果世界微尘，因心成体”。又如近年兴起的宇宙全息理论，在《楞严经》上也可找到印证：“于一毛端含受十方国土”。这种例子举不胜举。二千多年前的佛学理论，近百年来才被现代科学一一验证。现代黄念祖居士说：“近百年中由于相对论、量子论、亚原子物理学、太空中的宇宙研究等等，所取得的成果，给佛教哲理增添了许多实际论证和实例”。无论如何，我们至少可以看到：佛教与科学是彻底相容的。

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现代物理学与东方神秘主义者发现的境界的不谋而合，令生活在崇敬与信仰科学的现今社会的人内心警觉、不安与触动！古人尤其古代的智者决不象我们所以为的那样愚昧低下，他们其中的圣贤智者可能比我们更加智慧优秀！他们可能比我们现今的人更懂生活。我们所谓的现代文明先进等等很可能是他们不屑于去发展的！他们很可能真正晓了了生存的智慧。这些东方神秘主义者都有哪些呢？印度的佛教、从古代印度的婆罗门教演变来的印度教、中国的道教，以及其余的杂七杂八的各种神秘信仰学派！他们与现代科学的根本区别在哪儿呢？————哲学信仰上！科学在哲学的本体上信仰唯物论，神秘主义者信仰的是唯心论！————或者主观上的唯心或者客观上的唯心！方法论上科学诉诸肉体的器官感知尤其眼睛的观察，神秘主义者依据的是他们从他们宗祖那里传承下来的祈祷或者念诵之类的方法，或者打坐之类的禅定修行方法！

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既然在高深的境界的发现上现代科学与象佛教之类的神秘主义文化不谋而合殊途同归，那么对人类社会来说他们是否具有相同的价值？应当不是！科学依据的哲学是唯物论，与这种哲学相连的人生观价值观是物竞天择适者生存的进化论思想，是你死我活的生存斗争哲学！在这种哲学指导下只能导致人类社会的毁灭。而佛家的死后轮回的思想，还有善有善报恶有恶报的因果报应思想以及各类天界还有佛家净土的思想，给了人行善积德的动力给了人后世得到更好报应的希望，也给了人通过修行得到解脱或者行菩萨道化导世间最后成佛这种希望！
在哲学的本体上相信唯心论，正确吗？一系列的现实证据证明了佛说的正确，比如世界各地发现很多知道自己前世的儿童，证明了佛家的轮回学说，西藏佛教密宗修行成功者运用自己的修行的精神力量使自己的物质的肉身化光消失。等等！这些都证明了在哲学上心、意识、精神是占主导地位的！

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科学与艺术似乎是沿着不同路径走的两门精神追求！然而在他们的高层境界上竟然出现了不谋而合的趋同！————对！在境界的“美”上！下面粘贴一篇科学大师的文章来证明！
杨振宁——美与物理学！
十九世纪物理学的三项最高成就是热力学、电磁学与统计力学。其中统计力学奠基于麦克斯韦（J. Maxwell , 1831 - 1879）、波耳兹曼（L.Boltzmann ,1844 - 1905）与吉布斯（W. Gibbs , 1839 - 1903）的工作。波耳兹曼曾经说过：一位音乐家在听到几个音节后，即能辨认出莫扎特（Mozart）、贝多芬（Beethoven）或舒伯特（Schubert）的音乐。同样，一位数学家或物理学家也能在读了数页文字后辨认出柯西（Cauchy）、高斯（Gauss）、雅可比（Jacobi）、亥姆霍兹（Helmholtz）或克尔期豪（Kirchhoff）的工作。

对于他的这一段话也许有人会发生疑问：科学是研究事实的，事实就是事实，那里会有甚么风格？关于这一点我曾经有过如下的讨论：

让我们拿物理学来讲吧。物理学的原理有它的结构。这个结构有它的美和妙的地方。而各个物理学工作者，对于这个结构的不同的美和妙的地方，有不同的感受。因为大家有不同的感受，所以每位工作者就会发展他自己独特的研究方向和研究方法。也就是说他会形成他自己的风格。

今天我的演讲就是要尝试阐述上面这一段话。我们先从两位著名物理学家的风格讲起。

一、狄拉克

狄拉克（P. Dirac , 1902 - 1984）是二十世纪一位大物理学家。关于他的故事很多。譬如：有一次狄拉克在普林斯顿大学演讲。演讲完毕，一位听众站起来说：“我有一个问题请回答：我不懂怎么可以从公式（2）推导出来公式（5）。”狄拉克不答。主持者说：“狄拉克教授，请回答他的问题。”狄拉克说：“他并没有问问题，只说了一句话。”

这个故事所以流传极广是因为它确实描述了狄拉克的一个特点：话不多，而其内含有简单、直接、原始的逻辑性。一旦抓住了他独特的、别人想不到的逻辑，他的文章读起来便很通顺，就像“秋水文章不染尘”，没有任何渣滓，直达深处，直达宇宙的奥秘。

狄拉克最了不得的工作是1928年发表的两篇短文，写下了狄拉克方程。这个简单的方程式是惊天动地的成就，是划时代的里程碑：它对原子结构及分子结构都给予了新的层面和新的极准确的了解。没有这个方程，就没有今天的原子、分子物理学与化学。没有狄拉克引进的观念就不会有今天医院里通用的核磁共振成像（MRI）技术，不过此项技术实在只是狄拉克方程的一项极小的应用。

狄拉克方程“无中生有、石破天惊”地指出为甚么电子有“自旋”（spin），而且为甚么“自旋角动量”是1 / 2而不是整数。初次了解此中奥妙的人都无法不惊叹其为“神来之笔”，是别人无法想到的妙算。当时最负盛名的海森伯（W. Heisenberg , 1901 -1976）看了狄拉克的文章，无法了解狄拉克怎么会想出此神来之笔，于1928年5月3日给泡利（W. Pauli , 1900 - 1958）写了一封信描述了他的烦恼：

为了不持续地被狄拉克所烦扰，我换了一个题目做，得到了一些成果。（按：这成果是另一项重要贡献：磁铁为甚么是磁铁。）

狄拉克方程之妙处虽然当时立刻被同行所认识，可是它有一项前所未有的特性，叫做“负能”现象，这是大家所绝对不能接受的。狄拉克的文章发表以后三年间关于负能现象有了许多复杂的讨论，最后于1931年狄拉克又大胆提出“反粒子”理论（Theory of Antiparticles）来解释负能现象。这个理论当时更不为同行所接受，因而流传了许多半羡慕半嘲弄的故事。直到1932年秋安德森（C.D. Anderson , 1905 - 1991）发现了电子的反粒子以后，大家才渐渐认识到反粒子理论又是物理学的另一个里程碑。

二十世纪的物理学家中，风格最独特的就数狄拉克了。我曾想把他的文章的风格写下来给我的文、史、艺术方面的朋友们看，始终不知如何下笔。去年偶然在香港大公报大公园一栏上看到一篇文章，其中引了高适（700 - 765）在《答侯少府》中的诗句：“性灵出万象，风骨超常伦。”我非常高兴，觉得用这两句诗来描述狄拉克方程和反粒子理论是再好没有了：一方面狄拉克方程确实包罗万象，而用“出”字描述狄拉克的灵感尤为传神。另一方面，他于1928年以后四年间不顾玻尔（N. Bohr , 1885 - 1962）、海森伯、泡利等当时的大物理学家的冷嘲热讽，始终坚持他的理论，而最后得到全胜，正合“风骨超常伦”。

可是甚么是“性灵”呢？这两个字联起来字典上的解释不中肯。若直觉地把“性情”、“本性”、“心灵”、“灵魂”、“灵感”、“灵犀”、“圣灵”（Ghost）等加起来似乎是指直接的、原始的、未加琢磨的思路，而这恰巧是狄拉克方程之精神。刚好此时我和香港中文大学童元方博士谈到《二十一世纪》1996年6月号钱锁桥的一篇文章，才知道袁宏道（1568 - 1610）（和后来的周作人〔1885 - 1967〕，林语堂〔1895 - 1976〕等）的性灵论。袁宏道说他的弟弟袁中道（1570 - 1623）的诗是“独抒性灵，不拘格套”，这也正是狄拉克作风的特征。“非从自己的胸臆流出，不肯下笔”，又正好描述了狄拉克的独创性！

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二、海森伯

比狄拉克年长一岁的海森伯是二十世纪另一位大物理学家，有人认为他比狄拉克还要略高一筹。他于1925年夏天写了一篇文章，引导出了量子力学的发展。三十八年以后科学史家库恩（T. Kuhn , 1922 - 1996） 访问他，谈到构思那个工作时的情景。海森伯说：爬山的时候，你想爬某个山峰，但往往到处是雾……你有地图，或别的索引之类的东西，知道你的目的地，但是仍 堕入雾中。然后……忽然你模糊地，只在数秒钟的功夫，自雾中看到一些形象，你说：“哦，这就是我要找的大石。”整个情形自此而发生了突变，因为虽然你仍不 知道你能不能爬到那块大石，但是那一瞬间你说：“我现在知道我在甚么地方了。我必须爬近那块大石，然后就知道该如何前进了。”

这段谈话生动地描述了海森伯1925年夏摸索前进的情形。要了解当时的气氛，必须知道自从1913年玻尔提出了他的原子模型以后，物理学即进入了一个非常时代：牛顿（I. Newton , 1642 - 1727）力学的基础发生了动摇，可是用了牛顿力学的一些观念再加上一些新的往往不能自圆其说的假设，却又可以准确地描述许多原子结构方面奇特的实验结果。奥本海默（J.R. Oppenheimer , 1904 - 1967）这样描述这个不寻常的时代：

那是一个在实验室里耐心工作的时代，有许多关键性的实验和大胆的决策，有许多错误的尝试和不成熟的假设。那是一个真挚通讯与匆忙会议的时代，有许多激烈的辩论和无情的批评，里面充满了巧妙的数学性的挡架方法。

对于那些参加者，那是一个创新的时代，自宇宙结构的新认识中他们得到了激奋，也尝到了恐惧。这段历史恐怕永远不会被完全纪录下来。要写这段历史须要有像写奥迪帕斯（Oedipus）或写克伦威尔（Cromwell）那样的笔力，可是由于涉及的知识距离日常生活是如此遥远，实在很难想像有任何诗人或史家能胜任。

1925年夏天，23岁的海森伯在雾中摸索，终于摸到了方向，写了上面所提到的那篇文章。有人说这是三百年来物理学史上继牛顿的《数学原理》以后影响最深远的一篇文章。

可是这篇文章只开创了一个摸索前进的方向，此后两年间还要通过玻恩（M. Born ,1882 - 1970）、狄拉克、薛定谔（E. Schrdinger, 1887 - 1961）、玻尔等人和海森伯自己的努力，量子力学的整体架构才逐渐完成。量子力学使物理学跨入崭新的时代，更直接影响了二十世纪的工业发展，举凡核能发电、核武器、激光、半导体元件等都是量子力学的产物。

1927年夏，25岁尚未结婚的海森伯当了莱比锡（Leipzig）大学理论物理系主任。后来成名的布洛赫（F. Bloch , 1905 - 1983，核磁共振机制创建者）和特勒（E. Teller , 1908 -，“氢弹之父”，我在芝加哥大学时的博士学位导师）都是他的学生。他喜欢打乒乓球，而且极好胜。第一年他在系中称霸。1928年秋自美国来了一位博士后，自此海森伯只能屈居亚军。这位博士后的名字是大家都很熟悉的——周培源。

海森伯所有的文章都有一共同特点：朦胧、不清楚、有渣滓，与狄拉克的文章的风格形成一个鲜明的对比。读了海森伯的文章，你会惊叹他的独创力（originality），然而会觉得问题还没有做完，没有做乾净，还要发展下去；而读了狄拉克的文章，你也会惊叹他的独创力，同时却觉得他似乎已把一切都发展到了尽头，没有甚么再可以做下去了。

前面提到狄拉克的文章给人“秋水文章不染尘”的感受。海森伯的文章则完全不同。二者对比清浊分明。我想不到有甚么诗句或成语可以描述海森伯的文章，既能道出他的天才的独创性，又能描述他的思路中不清楚、有渣滓、有时似乎茫然乱摸索的特点。

三、物理学与数学

海森伯和狄拉克的风格为甚么如此不同？主要原因是他们所专注的物理学内涵不同。为了解释此点，请看图1所表示的物理学的三个部门和其中的关系：唯象理论（phenomenological theory）（2）是介乎实验（1）和理论架构（3）之间的研究。（1）和（2）合起来是实验物理，（2）和（3）合起来是理论物理，而理论物理的语言是数学。



图1 物理学的三个领域

物理学的发展通常自实验（1）开始，即自研究现象开始。关于这一发展过程，我们可以举很多大大小小的例子。先举牛顿力学的历史为例。布拉赫（T. Brahe , 1546 - 1601）是实验天文物理学家，活动领域是（1）。他做了关于行星轨道的精密观测。后来开普勒（J. Kepler , 1571 - 1630）仔细分析布拉赫的数据，发现了有名的开普勒三大定律。这是唯象理论（2）。最后牛顿创建了牛顿力学与万有引力理论，其基础就是开普勒的三大定律。这是理论架构（3）。

再举一个例子：通过十八世纪末、十九世纪初的许多电学和磁学的实验（1），安培（A. Amp锇e , 1775 - 1836）和法拉第（M. Faraday , 1791 - 1867）等人发展出了一些唯象理论（2）。最后由麦克斯韦归纳为有名的麦克斯韦方程（即电磁学方程），才步入理论架构（3）的范畴。

另一个例子：十九世纪后半叶许多实验工作（1）引导出普朗克（M. Planck , 1858 - 194 7）1900年的唯象理论（2）。然后经过爱因斯坦（A. Einstein, 1879 - 1955）的文章和上面提到过的玻尔的工作等，又有一些重要发展，但这些都还是唯象理论（2）。最后通过量子力学之产生，才步入理论架构（3）的范畴。

海森伯和狄拉克的工作集中在图1所显示的那一些领域呢？狄拉克最重要的贡献是前面所提到的狄拉克方程。海森伯最重要的贡献是海森伯方程，是量子力学的基础。

这两个方程都是理论架构（3）中之尖端贡献。二者都达到物理学的最高境界。可是写出这两个方程的途径却截然不同：海森伯的灵感来自他对实验结果（1 ）与唯象理论（2）的认识，进而在摸索中达到了方程式（H）。狄拉克的灵感来自他对数学（4）的美的直觉欣赏，进而天才地写出他的方程（D）。他们二人喜好的，注意的方向不同，所以他们的工作的领域也不一样，如图2所示。（此图也标明玻尔、薛定谔和爱因斯坦的研究领域。爱因斯坦兴趣广泛，在许多领域中，自（2）至（3）至（4），都曾做出划时代的贡献。）



图2 几位二十世纪物理学家的研究领域

海森伯从实验（1）与唯象理论（2）出发：实验与唯象理论是五光十色、错综复杂的，所以他要摸索，要犹豫，要尝试了再尝试，因此他的文章也就给读者不清楚、有渣滓的感觉。狄拉克则从他对数学的灵感出发：数学的最高境界是结构美，是简洁的逻辑美，因此他的文章也就给读者“秋水文章不染尘”的感受。

让我补充一点关于数学和物理的关系。我曾经把二者的关系表示为两片在茎处重叠的叶片。重叠的地方同时是二者之根，二者之源。譬如微分方程、偏微分方程、希 尔伯特空间、黎曼几何和纤维丛等，今天都是二者共用的基本观念。这是惊人的事实，因为首先达到这些观念的物理学家与数学家曾遵循完全不同的路径，完全不同 的传统。为甚么会殊途同归呢？大家今天没有很好的答案，恐怕永远不会有，因为答案必须牵扯到宇宙观、知识论和宗教信仰等难题。

必须注意的是在重叠的地方，共用的基本观念虽然如此惊人地相同，但是重叠的地方并不多，只占二者各自的极少部分。譬如实验（1）与唯象理论（2）都不在重叠区，而绝大部分的数学工作也在重叠区之外。另外值得注意的是即使在重叠区，虽然基本观念物理与数学共用，但是二者的价值观与传统截然不同，而二者发展的生命力也各自遵循不同的茎脉流通，如图3所示。

常常有年青朋友问我，他应该研究物理，还是研究数学。我的回答是这要看你对那一个领域里的美和妙有更高的判断能力和更大的喜爱。爱因斯坦在晚年时（1949年）曾经讨论过为甚么他选择了物理。他说：

在数学领域里，我的直觉不够，不能辨认那些是真正重要的研究，那些只是不重要的题目。而在物理领域里，我很快学到怎样找到基本问题来下功夫。

年青人面对选择前途方向时，要对自己的喜好与判断能力有正确的自我估价。

四、美与物理学

物理学自（1）到（2）到（3）是自表面向深层的发展。表面有表面的结构，有表面的美。譬如虹和霓是极美的表面现象，人人都可以看到。实验工作者作了测量以后发现虹是42高漫楚A红在外，紫在内；霓是50高漫楚A红在内，紫在外。这种准确规律增加了实验工作者对自然现象的美的认识。这是第一步（1）。进一步的唯象理论研究（2）使物理学家了解到这42侦P50升i以从阳光在水珠中的折射与反射推算出来，此种了解显示出了深一层的美。再进一步的研究更深入了解折射与反射现象本身可从一个包容万象的麦克斯韦方程推算出来，这就显示出了极深层的理论架构（3）的美。

牛顿的运动方程、麦克斯韦方程、爱因斯坦的狭义与广义相对论方程、狄拉克方程、海森伯方程和其他五、六个方程是物理学理论架构的骨干。它们提炼了几个世纪的实验工作（1）与唯象理论（2）的精髓，达到了科学研究的最高境界。它们以极度浓缩的数学语言写出了物理世界的基本结构，可以说它们是造物者的诗篇。

这 些方程还有一方面与诗有共同点：它们的内涵往往随□物理学的发展而产生新的、当初所完全没有想到的意义。举两个例子：上面提到过的十九世纪中叶写下来的麦 克斯韦方程是在本世纪初通过爱因斯坦的工作才显示出高度的对称性，而这种对称性以后逐渐发展为二十世纪物理学的一个最重要的中心思想。另一个例子是狄拉克 方程。它最初完全没有被数学家所注意，而今天狄拉克流型（DiracManifold）已变成数学家热门研究的一个新课题。

学物理的人了解了这些像诗一样的方程的意义以后，对它们的美的感受是既直接而又十分复杂的。

它们的极度浓缩性和它们的包罗万象的特点也许可以用布雷克（W. Blake , 1757 - 182 7）的不朽名句来描述:

To see a World in a Grain of Sand

And a Heaven in a Wild Flower

Hold Infinity in the palm of your hand

And Eternity in an hour

它们的巨大影响也许可以用蒲柏（A. Pope , 1688 - 1744）的名句来描述:

Nature and nature's law lay hid in night:

God said, let Newton be! And all was light.

可是这些都不够，都不够全面地道出学物理的人面对这些方程的美的感受。缺少的似乎是一种庄严感，一种神圣感，一种初窥宇宙奥秘的畏惧感。我想缺少的恐怕正是筹建哥德式（Gothic）教堂的建筑师们所要歌颂的崇高美、灵魂美、宗教美、最终极的美。