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直面现代科学生活“反常”的严肃思考

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直面现代科学生活“反常”的严肃思考基础科学研究“命题权”的质疑 直面现代科学生活“反常”的严肃思考 (综 述) 当一个人看清了真理的时候就不能妥协,不管有多么宽容的理由。在事关重大的根本问题上,逃避“良心的要求”就是怯懦。 —— George Sarton 《科学的生命 —— 文明史论集》 本书是一本以20世纪基础科学作为特定对象,重新进行逻辑审查的文集,收集了自2005年开始书写的文章。这些文章主要集中于探讨与电磁场理论、两类“相对论”以及宏观力学等基础学科相关的形式逻辑分析问题;此外,还涉及如何评价和理解现代自然科学体系、乃至如何恰当看待自然科...

直面现代科学生活“反常”的严肃思考
基础科学研究“命题权”的质疑 直面现代科学生活“反常”的严肃思考 (综 述) 当一个人看清了真理的时候就不能妥协,不管有多么宽容的理由。在事关重大的根本问题上,逃避“良心的要求”就是怯懦。 —— George Sarton 《科学的生命 —— 文明史论集》 本书是一本以20世纪基础科学作为特定对象,重新进行逻辑审查的文集,收集了自2005年开始书写的文章。这些文章主要集中于探讨与电磁场理论、两类“相对论”以及宏观力学等基础学科相关的形式逻辑 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 问题;此外,还涉及如何评价和理解现代自然科学体系、乃至如何恰当看待自然科学研究本身或科学生活现状这个属于科学哲学基本命题的思考。 大概在2005年夏秋之季,终于将《量子力学形式逻辑与物质基础探析 —— 现代自然科学基础的哲学和数学反思》这本“似乎越写越长、几乎难以收笔”的专著全部清稿。本打算尽快完成《宏观力学的哲学和数学反思第二卷 —— 宏观物质粒子本质和热力学理性重建》一书的撰写工作,以便还清拖了多时的陈年旧帐。但是,不久发现《量子力学形式逻辑与物质基础探析》一书针对Maxwell电磁场理论所做批判在推导过程中存在“符号”错误。虽然在相关章节的最后曾经以“勘误与补充说明”的形式做了简单纠正,但是这样的纠正远远不足以说明问题,难以消除因为符号错误必然导致读者的思想会进一步紊乱的问题。加之当时《科技导报》杂志社希望我给他们继续提供较有分量的科学论文,于是开始书写以上所述及不同领域中的一系列论文。这本论文集正是这一年来所写论文的汇编,并以《电磁场理论形式逻辑分析及其它》为名出版。 为了便于读者对相关论述希望表达的内容有较全面的理解,并能继而做出较为中肯的判断,需要大致介绍书写不同文章的不同的思考背景。同时,按照书写和发表论文的顺序,将其中发生的一些事情告诉读者,以期人们关注、重视和认真思考目前科学生活大量反常事实的普遍存在。并且可以相信:对我国的基础科学研究而言,这些本不属于科学论述以内而且不无过分沉重的思考却更为重要。 1.发表《流体力学“速度场和压力场耦合”模型》前后与“学术腐败”源头探询 本论文集中所有与流体力学相关的文章,仍然是围绕“流体力学的理论模型如何理性重构”这个最基本命题所进行的讨论。与目前所有流体力学著述以Navier-Stokes方程作为唯一形式基础展开分析的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 相反,指导理性重构的基本思想是:首先承认一切形式表述只可能“条件地”存在,与此同时,建立与宏观物质“粒子本质”保持一致的“理想化”物质模型,并以这个不同的物质模型作为基础构建不同的恰当形式表述系统。 遵循这个基本思想,在2003年出版的《讨论及理论流体力学的理性重构》一书中所完成的主要工作是:重新构造一个能够与宏观物质的“粒子本质”保持一致的偏微分方程(泛定方程),纠正了流体力学经典方程即Navier-Stokes方程隐含的逻辑错误;指出只是“动力学边界条件”才可能吻合于物理学的“一般理念(物理实在)”的判断;改变了经典理论中的“Prandtle边界层理论”与“Euler方程”只能当作“约定论(纯粹主观认定)”结果而存在的认识不当、以及经典理论的重要概念“涡(Vortex)”缺乏恰当形式定义的反常,为这些彼此关联的概念构造了“客观性”的基础,并指出运动中流体这些特定“物质结构”得以存在的合理依据;此外,第一次为“固体力学”和“流体力学”两个宏观力学体系提供了决定于各自“物质属性”的确定逻辑关联,从而使整个宏观力学成为一个整体,一个能够在形式系统内部保持“逻辑相容”的大体系;并且,仍然从宏观物质的“粒子本质”出发,赋予具有独立意义的“压力场”以恰当的物理内涵。所有这些独立研究结果的提出,不但纠正了流体力学经典论述在形式逻辑上隐含的大量不当和错误,更为重要的是为所有概念和形式表述提供了相应的物质基础,从而彻底改变了经典流体力学长期形成“基本方程一成不变”的形而上学僵化思维习惯。 但是,流体力学需要研究的是“变化中大数粒子”构造的系统,与理论物理中几乎所有其它学科相比流体力学的问题其实都要复杂得多。因此,即使转入自然科学其它基础学科的研究领域,内心从来并没有真正停止关于流体力学基本问题的反思。正是在这种从未间断的持续反思中,笔者逐步形成一种“批评性”的判断:虽然重新构造的“动力学”边界条件能够赋予整个理论体系以“与物理真实一致并因而更为丰富”的物理内涵,但是,它仍然沿用以往流体力学只提供与速度分布相对应的“三个独立标量边界条件”的经典模式,以至于不可能真正解决许多专业流体力学研究者曾经向我提出“压力场计算失真”的问题,或者无法改变导致出现这个问题的根源。也就是说,当描述流场的泛定方程必须包括“速度场和压力场四个独立变量”的时候,因为在流场边界上只能提供与“三个独立变量”相关的边界条件,所以整个形式表述在逻辑上仍然是不完整的。事实上,如果认真阅读北京大学吴望一先生撰著的《流体力学》著述,注意到吴先生早已逻辑地做出“流场中的压力实际上只能被视作‘调整量’而存在”的重要判断,那么,由笔者提出的“三分量动力学边界条件”并不能真正改变该判断曾经揭示经典黏附性边界条件隐含的逻辑不当问题。于是,局限于目前的流体力学形式系统,为了与流场中的压力被视为一个不容忽视的“客观量”的合理认定保持一致,必须对流场边界的“动力学”条件作进一步改进。 正在逐步形成这样一种判断的同时,我的工作助手告诉我:美国Princeton大学数学系曾经在2000年发表了一篇名为《Navier-Stokes方程的存在与光滑性(Existence & smoothness of Navier-Stokes equation)》的文章,从而实际上构造了“Navier-Stokes方程到底是否可解或应该视为是否恰当”的命题,不可思议的是:西方科学世界竟然为这个远不准确的命题开出100万美金的大额悬赏。尽管如此,这篇文章的发表仍然告诉人们一个不无启示意义的事实:虽然长时间来Navier-Stokes方程一直被当作“形而上学”对待,视为流体力学形式逻辑分析的“唯一基础”并且绝不容许被怀疑,但是这个神话开始被打破,现在的西方科学主流社会实际上已经对这个形式表述的“合理性”公开提出了质疑。 事实上,只要保持足够的严谨性以及或许更为重要的平常心,任何一名严肃的流体力学研究者都不难发现经典流体力学理论体系在“形式逻辑”与“物理概念”两个方面大量存在的不当,更何况许多流体力学著述早已明确指出“最初构造的Navier-Stokes方程与目前真正使用的形式表述”并不真正相同的事实。因此,除了需要尽快为流场中的压力分布构造同样具有“独立内涵”的动力学边界条件,还值得告诉西方科学主流社会:他们开出大额悬赏的命题远不准确,而且我们早已做出比其所述要深刻得多的分析。 基于这样两个特定的背景,笔者于2005年春完成了以《现代流体力学研究的若干基本问题与速度场和压力场“耦合模型”的初步探索》为题的文章,并立即翻译成英文,投送美国的《Physical Review》等杂志。但是,与可预料的那样,任何对现代自然科学体系的基础或者对西方科学世界所占有“权威地位”可能形成“实质性冲击”的文章,只能在“评审者无力提出任何反驳意见”的情况下被这些“权威杂志”退回。其实,如果认真阅读和重新审视Princeton大学数学系的教授为构造这个准备大额悬赏命题所撰写的文章,或许任何具有较扎实基础的研究者都不能不为该文章逻辑思维的粗糙以及物理概念理解的肤浅而汗颜。为了便于比较,将这篇文章作为附件收入本论文集中。当然,如果意识到人们面对的正是“世界性和世纪性”的科学难题,那么,权威的《Physical Review》所指定的任何评审者并不真正具有权威性,如果不认真学习和深刻反思,评审者同样不可能写出真正有分量的意见。 如果更为准确地说,人们必须形成一种“素朴、自然并具有普遍意义”的理性判断:如果面对的是“世界性和世纪性”科学难题,那么,就绝对没有“权威”可言;否则,也就根本没有探讨“科学难题”的“逻辑前提”存在。反过来,如果可以或必须接受20世纪美国哲学家T. Kuhn提出的“范式变换”理论,公然将科学异化为“科学共同体”共同支持的信念,实际上已经没有真正意义上的科学乃至公正和公理可言,并且,最终一切只能流于美国哲学家R. Rorty于20世纪末还公然提出的“种族中心主义”框架之中。当然,中国的科学永远只能充当“尾随者”的二流角色,中华民族的伟大复兴与整个人类的和谐都成为一句空话。1 因此,作为科学争论中的“基本常识”或者只是维系科学研究得以正常进行所必需的一般“评审机制”,如果面对的是使用无歧义的科学语言,特别是涉及到自然科学体系基本命题所做的科学论述,而评审者不能同样使用“科学语言”明确提出“否定性”评审意见的时候,那么,任何严肃的科学刊物该刊物没有理由拒载这样的科学论述。事实上,努力寻找和热情鼓励发表使用科学语言并具有实在内涵的科学论述,难道不正是每一本严肃学术刊物追求的最大目标以及应尽的责任吗?但是,正如笔者有幸担任国内某一级学术刊物评审人曾经经历的那样:一方面,经年累月面对大量“空无一物”文章的泛滥,以至于最终不得不主动辞去评审人的工作;另一方面,在无法得到其他评审人明确否定性意见的情况下,自己几乎所有批判经典理论的文章同样不能得以发表。一个本属“科学生活”的基本法则被希望“维系科学社会人的秩序”的既得利益者长期玷污了。正因为现代科学生活这种被完全扭曲了的反常,当然,另一个更具“规律性意义”的原因是“学术专著”具有较大篇幅,可以对自然科学一系列基础问题进行较为完整的阐述,所以许多年来几乎已经完全没有兴趣也没有精力考虑发表“学术论文”的问题。 于是,发生了一件十分滑稽其实也足以让中国学术界尴尬和丢脸的事:这篇不仅对“悬赏金额高达100万美金命题”实际上已经做出回答,而且涉及流体力学整个“形式表述系统”重新构造的学术论文,最终并不是因为这篇文章自身的分量和学术价值,甚至也不是因为基本观念上显然存在的争议或者因为数学推导和物理概念的失误需要澄清与进一步讨论,而只是因为我所任教的上海交通大学同意以正式函件加以举荐的这种极其反常的方式,最终才得以在我国的《科技导报》杂志并特地配加“编者按”这种罕见的形式得以发表。当然,也应该感谢《科技导报》的主编人员能够冲破“主流流体力学家”设置的重重阻挠,极其难得坚持了一切学术争论必须服从“鼓励使用科学语言进行严肃学术争论”的基本原则。并且,值得肯定的是:为了能够发表某些可能容易引起“重大争议”以及一下子尚难以做出“简单肯否”的科学论文,学术刊物采取特地增加“编者按”的办法应该是严肃和审慎的。这种做法还能进一步促使人们对基础科学中一系列重大命题的关注,激发中国的科学工作者努力使用严格的科学语言,逐渐步入基础科学研究的进程之中,改变在自然科学的“体系性”建树上几乎没有“中国人痕迹”的反常状况。 但是,问题的本质并不仅仅在于学术研究结果能否在“主流刊物”发表,或者到底采取什么“具体形式”加以发表的问题。众所周知,作为整个现代理论物理基础的Newton力学不是通过“论文”而是在一本在近代科学史具有里程碑意义的“著述”发表的。此外,Maxwell为建立他的电磁场理论体系历时10年先后撰写的三篇著名论文,从总体上考虑可以更为恰当的视为一本论著。事实上,科学史上任何重大建树几乎难以限制在论文的篇幅以内得以完整阐述。道理很简单:人类科学史中任何真正的“体系性”贡献,必须具有“百科全书式”的知识基础并需要符合“全局性思考特征”的思维模式。也仅仅于此,这种体系性的贡献才可能经得起历史的考验。反过来,除了因为Einstein没有真正搞懂他需要使用的数学工具这个“技术性”的原因以外,还因为一切渊源于“直觉和顿悟”的思考本质上只能是浅层次、零乱或支离破碎的,缺乏“整体意义理性思考”的支撑,所以不仅仅Einstein一辈子没有撰写一本专著,对自己的“相对论”或科学思想做出系统的论述,而且必然像一些哲学家不得不指出的那样他的思想充满“紊乱、矛盾和冲突”的反常。 正如科学史的许多佚事已经表明的那样,任何有真正科学价值的文章自然会得以留存下来。但是,当中国的基础科学研究如此落后、在许多自然科学的“体系性贡献”上至今没有中国人留下的任何痕迹,当每一个炎黄子孙都真诚期待中华民族的伟大复兴、同样期望在基础科学研究也能够尽快步入的世界民族之林的时候,一个真正需要中国学界认真思考的问题在于:一方面,学术腐败普遍存在并越趋严重,即使不论“抄袭、拼凑数据”之类的种种劣迹,起码也不能对空洞无物的八股文章充斥于学术刊物的反常熟视无睹;另一方面,我们的科学主流社会对涉及流体力学“数学物理模型重新构造”这样的严肃命题的讨论却噤若寒蝉、如临大敌。涉及自然科学体系基础的重大命题,任何使用科学语言的严肃论述即使真的存在重大错误需要予以批判,也决不能置之不理。 毫无疑问,要使我国的基础科学研究能够真正有所创造,它的要害并不仅仅在于“科学水平”本身,更为重要的在于如何解决“科学精神、科学道德、科学理想和科学责任”缺失的问题。此处,不由回忆起上世纪末曾应邀在中科院力学作学术 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 的情景。会议一结束,力学所学术委员会的一位副主任立即饱含深情地指出“如果这个命题(双旋度Poisson方程积分表述及恰当定解问题重新构造)的论述是正确的,那可是一件大事情啊!”这位学界前辈真挚的鼓励至今记忆犹新,令人深深感动。然而,同样参加此次会议、当时担任力学所学术委员会主任的某院士却一言不发,几乎毫不掩饰一种冷漠、严峻、无动于衷乃至怅然若失的表情。这样的失态如此令人匪夷所思,始终无法从笔者的脑海中抹去。试问:如果我国科学技术管理部门中某些以“学者”身份出现的领导者,都是这样一些心胸狭隘、嫉贤妒能的人,那么,怎么能够真正做出超过西方人的独立研究结果,又怎么谈得上我国科学研究的振兴呢? 因此,根治学术腐败必须首先要从我们的院士、从学术界的高层开始做起,要从“科学论证机制严重缺失”这个深层次的问题开始严肃的思考。为了更为关注这个问题,特地把《科技导报》为发表笔者的一篇文章所写的“编者按”、以及流体力学领域两位院士在《院士论坛》栏目中论述同一论题的文章,作为附件收入本文集论述“流体力学”的部分。需要指出:《科技导报》只是为了刊登一篇符合于学术论文通常规定并载有“原创性”研究结果的学术论文,不仅需要笔者所任教学校的行政部门出面作“书面”担保,最终还只能采取附加“编者按”的非常措施,对发表这篇文章的“理由”特地做出一种难得一见的解释。可以相信,牢牢掌控和垄断着我国流体力学研究话语权的“科学共同体”的成员们,理应知道流体力学基本方程的物理基础始终没有真正得到解决,在形式逻辑方面尚存在许多众所周知的重大矛盾和疑难,而西方科学世界一个多世纪来在基本方程方面几乎没有任何作为,但是已经开始意识到或开始正视大量问题的真实存在,特别是进入21世纪后,第一次明确提出Navier-Stokes方程本身“存在性和光滑性(existence and smoothness)”的重大命题,并为能够回答这个命题的研究者提出大额悬赏一个不无滑稽、但颇具启示意义的故事。然而,就是这些在理论体系的研究方面从来没有做出过任何独立贡献,却也绝不允许他人有所作为的“科学共同体”成员们,在面对使用具有明晰“物理意义”的概念以及数学意义完整的逻辑推理过程,甚至所论流体力学的基本方程已经发生“自变量从3个到4个”重大变化的学术论文时,他们虽然没有能力对其作任何具有科学意义的反驳和批判,却公然凭借手中的权力,通过将一篇显而易见的科学论文纳入“哲学论述”范畴、一种莫须有或指鹿为马的强权和欺骗,以达到否定这篇“原创性”学术论文的意义和价值,并借此回避针对流体力学基础命题任何严肃质疑和争论的目的。 其实,明眼人一看就知道,这个乖张怪癖,以“哲学争论”为名否定严肃科学研究独立结果的评审意见,恰恰应该当作“空乏哲学化评论”的一个典型范本。而且,所有这一切反常生动地告知人们:一个掌控话语权的“科学共同体”早已腐朽变质,异化为一种纯粹“利益共同体”的集合。正因为此,他们才会无所顾忌地滥用手中的权力,巧立名目掩饰自己无知和虚弱。于是,对于我国的科学生活而言,已经远不只是掌控话语权的“共同体”成员,普遍存在评审意见“不够严肃和审慎”的技术性问题,而需要在本质上视作“远不足够诚实”乃至缺乏起码“科学良心”的学术态度问题。 当然,只是基于几乎完全相同的理由,特地将发表于《院士论坛》中一篇篇幅不长题为“流体力学的基础研究”的文章,作为一个同样以论述“流体力学理论基础”为主题的文章纳入本文集之中,希望关注流体力学基础研究的科学工作者不妨抽出一点时间将其视作一个纯粹的“对比材料”认真读一读。如果能够将文中所提及诸如“混沌、孤立波、非线性科学”之类的概念,大体纳入“基础研究”的范围,并且暂时完全不考虑这些原则上只能当作“约定论”的概念是否正确的问题。除此以外,通篇所说无非是众所周知的“技术性”疑难。那么,这样的文章怎么能够与其“流体力学基础研究”标题相称呢?更何况,针对文中涉及所有的“技术性”疑难,文章没有提出任何解决问题的具体方案,也没有提供理论研究的任何方向供人们参考。毫无疑问,这样一种看似冠冕堂皇、却空洞无物的文章,正是当今学术界“虚假学术论文到处泛滥”一个不无典型的示例。 说到此处,必须指出,笔者没有也从来没有打到一切,或者对我国“科学家群体”作一概否定的丝毫意思。事实上,笔者从一名工程技术领域的普通大学教师开始,一步一步走到今天,在涵盖几乎整个自然科学基础的广大领域中取得一系列独立研究结果,一直得到我国许许多多老一辈科学工作者的关心、爱护和支持。特别是孔祥谦、吴望一、是勋刚、王朴宣、刘高联、宋文淼、庄逢甘、夏禹龙等许多前辈,在我的不同工作期间遇到极大困难时,他们都曾经给予我太多的慰籍、勉励和支持。记得前些年,笔者曾经携自己的工作助手专门去北京,将自己重新构造流体力学新理论模型向庄逢甘先生作报告。庄先生一听完报告,当即要同时在场的毛国良教授转告航天701研究所:这是一个新东西,应该予以特别重视。毋庸置疑,此处对科学生活种种丑行的揭露和批判,绝没有任何以攻击他人为乐的兴趣,同样不是狭隘的感情宣泄,甚至不能单纯看作是内心深处无法摆脱对我国基础科学研究现状以及科学人素质的那份深深忧虑、苍凉和悲哀,而是每一个科学工作者理应承担对科学、对历史、对民族一份责任的良知使然,不得不唤起国人严肃面对这种历史的沉重。 在基础科学研究中一旦失去“服从理性、独立思考”的精神,存在于“尾随者”身上的“盲目吹捧”和“妄自菲薄”自然成为两种伴生的“极端化”现象。为此,在学术腐败的毒瘤愈益严重的时候,人们值得认真读一读一位时时处处都在维护西方传统、丝毫不掩饰“西方至上情结”的著名数学评论家M. Kline的相关论述。在《数学:确定性丧失》一书,他哀叹“1900以来的数学不再有真理的光芒,允许采取引起歧义甚至矛盾观点”的同时,这样指出: 本来,目前的困境应该给纯粹数学家们一个喘息的机会,促使他们在创造逻辑上可能被证明是错误的那些数学以前,致力于基础问题的研究。…… 不幸的是,今天的绝大多数数学家仍然以不断增加的速度,继续在纯粹数学中创造出新的成果。一本扼要评述新的或许是最重要数学成果的《数学评论》杂志,每月登载约2500条即每年30, 000条的成果。 …… 对于他们而言,重要的是发表新文章,越多越好。个人的成就是首要的,不管是对还是错。 那么,Kline此处所做的描述和告诫,不同样是对西方科学世界普遍存在的“学术腐败”现象吗?不过,事情到此尚未结束。面对他自己描述为“逻辑已经不再存在,处于即将倒坍”的现代数学的整个大厦时,Kline又反过来劝导人们: 杰出的数学家,不管他们怎样恣意妄为,都有一种解救自己免遭灭顶之灾的本能。伟大人物的直觉总比凡人的演绎论证更为深刻可靠。 这样,西方学者Kline一方面痛斥他所指出的“学术腐败”现象,另一方面又为这种现象存在的“合法性”提供归结为“人文化”意义的依据。 因此,在面对“学术腐败”大范围的泛滥,并且实际上处于一种无可奈何之状时,格外值得提醒国人需要形成一种“物质决定精神”的理性判断:本质上由于西方人所建立的现代自然科学体系远没有完善,从“哲学基础、数学基础到理论物理不同分支”的整个认识体系,在逻辑上几乎到处充斥着矛盾。也就是说,学术腐败的泛滥内蕴某种必然性,只能视之为一种“世界性”的现象,具有特定的“时代特征”以及它们赖以生存的“客观性”基础。也就是说,国人深恶痛绝的科学腐败,并不单单滋生于中国的土地。事实上,面对近现代人类科学史中几乎难得一见、公然拒斥“理性和逻辑”的反常,除了需要建立和强化严肃的科学论证机制、需要强化科学人自身的道德素养教育,如果更为本质的讲则是:引发学术腐败的“根”恰恰在于现代自然科学体系真实存在的大量矛盾,在于一个“不敢正视矛盾、公然放弃逻辑并强行维系不容批判绝对权威地位”的西方科学主流社会,及其必然造成“理性与强权”的极大反差之上。 其实,只要认真对照Kline此处所说,那么,不仅是美国《数学评论》杂志每年差不多发表的30, 000篇“重要数学成果”的所有作者都存在“只管文章发表得越多越好不在乎对不对”这个已经彻底背离“科学精神”的问题,还应该看到是Kline指出“目前的困境应该给纯粹数学家们一个喘息的机会,在创造逻辑上可能被证明是错误的那些数学以前致力于基础问题的研究”这个更深层次的根本问题。因此,中国的知识界虽然需要对学术腐败泛滥认真检讨,但不能只是一次次“习惯性”的妄自菲薄,甚至借助于“糟踏自己”显示与众不同的清廉乃至取悦于西方科学世界。应该看到:中国学术界长期奉行“放弃独立思考和丧失理性判断能力,不加批判的简单尾随西方科学世界”的政策,不仅需要视作一种“自毁性”的思维导向,而且还成为滋生学术腐败和行政腐败的激励器。导致目前“世界性学术腐败”的真正源头,只能是放弃逻辑因而必然存在太多矛盾的现代自然科学体系及其构建的“物质”基础。在Kline指出“伟大人物的直觉总比凡人的演绎论证更为深刻可靠”的时候,中国学人可以立即做出一个“理性”的判断:西方权威刊物决不会发表或容忍任何具有“科学意义”但对现代科学体系逻辑不当加以批判、澄清并有独立建树的学术论文;相反,西方科学主流社会正凭借“不管是错是对的文章”的滥竽充数及其产生的紊乱,将严肃的基础科学研究引入“学术论文数量竞赛”的荒唐与“热衷大学排名、渲染Nobel奖”之类的无聊炒作之中。只有这样,才可能像西方科学世界竭尽全力期待的那样,维系一种不容挑战的“权威”地位。 基础科学研究是严肃的;基础科学的任何突破必须花费极大的劳动,需要“百科全书式”学识基础的支撑。科学史中能保留下来,真正称得上“学术论文”的应该只是独具匠心、内蕴“独创性思维”的极少数文章。就社会分工的本义而言,大学教授不过就是一名“教书匠”而已,首先得把自己讲授的课程真正教好。也就是说,一般大学教授需要完成的社会责任根本在于:以启发学生的“理性思维和综合应用”能力作为唯一目标,在自己首先真正读懂的前提或基础上努力教好自己讲授的课程。当然,因为自然科学体系自身隐含种种矛盾和谬误,所以大多数大学教授几乎不可能完全履行这种理应教育承担的社会职责。尽管如此,如果我们的大学教授能够以做人的真诚和素养、以做学问的求实作风和严谨精神,坦然告诉自己的学生:自己尚没有真正读懂教材中的某一个部分,乃至已经能够形成明确的判断,告诫自己的学生还存在哪些前人尚未解决的科学疑难,并激励他们努力完成前人未尽的事业,那么,这样的老师才算得上真正的老师和知识的启蒙者,永远会让自己的学生深深怀念和敬重。毫无疑问,无需也不应要求所有的大学教授都穷于应付书写科学论文。 科学论文的形成是自然的。随着科学研究的不断深入和积累,就一定会有感而发、有题可做、有物需写、有重要的研究结果和心得等待自己去总结和抒发。不给大学教授以充裕的时间去读书、思考,却希望论文像流水线中的产品一样流淌而出,不是强人所难吗?更何况,类似于Kline所描述“美国著名《数学评论》杂志每年要刊登差不多30,000篇因为缺乏可靠基础和实在内容,所以毫无科学意义”的论文,即使我们的大学教授真的能争得一席之地也不能说明任何问题,且遑论那些刚刚涉足科学研究领域,往往需要开始学会理性思考、不断积淀的年轻学子呢?追求论文数量、热衷于大学的世界排名,本质上只是维系西方科学世界继续主宰一切的既有秩序;而严肃的科学论述蜕变为旷古未闻的“大众化”论文竞赛,正是对科学和良知的扭曲和亵渎。中国科学社会盲目追随和迎合西方学术思潮一种根深蒂固的习惯,加之科学教育的行政管理人员由于几乎完全不懂得科学而持续掀起“片面追求论文数量”的浪潮,已经成为诱发、催生和激化中国学术腐败层出不穷的真正源头。2 中华民族是一个智慧的民族。中国的科学工作者不应也无需自暴自弃,心甘情愿充当一个已经千疮百孔西方自然科学体系简单“尾随者”的角色。人类的认识只能在认识的再认识、批判的再批判中得以逐步深化。伟大的中华民族要步入世界民族之林,使中国人的科学事业能够再一次在人类科学事业中做出属于自己民族的“独立”贡献,中国的知识分子乃至整个中华民族必须认真进行“精神意义”上的严肃自省,彻底摆脱长期形成的精神束缚和精神桎梏。只有首先实现精神的自我解放,中国的科学工作者才可能真正学会并有效使用“逻辑批判”的武器,在必须“真正读懂”西方人所构建现代自然科学体系乃至相关哲学思想基础的必要前提下,为属于整个人类科学事业的发展发挥“承上启下”的历史性作用。 技术不同于科学。自然科学体系的“复杂性”独立于现代西方科学世界“主观意志”的随意杜撰;人类认识体系的愈益复杂只能本原地决定于“自存”的物质世界,决定于人类“期望或需要”描述的物质对象变得愈益复杂了。事实上,如果说西方科学世界中的某些人往往讥讽东方人过于谨慎,那么,导致现代自然科学体系最终陷入逻辑紊乱的不良思维习惯恰恰在于西方科学主流社会几乎完全不懂得“如何自觉地自我约束”的问题,在“认识论”基础上出现了认识的根本颠倒:无视用以描述自存物质世界的自然科学赖以生存的“物质基础”以及必然相应存在的“条件限制”,却把隶属于“理想化”特定物质对象的抽象同一性想当然地归结为“纯粹主观思维创造(直觉和顿悟)”的自由创造。正因为“认识论”基础的逻辑紊乱,整个西方哲学体系和科学体系陷入“前提性”的认识紊乱之中。同样因为此,在流体力学研究中,才可能出现把一个本来过分简单的Navier-Stokes方程视为一成不变形而上学的逻辑倒置。即使不考虑实际使用的动力学方程与Navier-Stokes方程的最初形式并不一致的反常,自其诞生以来,西方科学主流社会从来没有认真探讨过该方程“有限论域、逻辑前提和必要条件”一系列必须研究的基础问题。相反,窃窃自喜于某个“普适真理”的发现或创造,一方面习惯于没有任何“逻辑严谨性”可言的无穷演绎,另一方面又总妄想从描述简单现象的某个简单方程出发,演绎地推导出用以描述复杂现象的复杂方程。这样,虽然在流体力学的工程应用中取得毋庸置疑的巨大成就,但是从基本“科学理念”或“思维逻辑”考虑,整个西方主流科学世界的思考却是简单的、粗糙甚至不无自欺的,不过在一个“逻辑悖论”构造的思维怪圈中循环往复而已。 因此,在流体力学研究中,首先必须重新认识Navier-Stokes方程,必须彻底打破西方科学世界一种实际上已经完全僵化并且过分简单和粗糙的“形而上学”习惯思维方式。进一步说,人们需要形成一种“理性”判断:因为流体力学需要描述的本质上是“离散大数粒子集合”的运动学行为,所以流体力学在形式逻辑上需要解决的问题几乎必然是复杂的,需要为流体力学重新构造能够与“宏观物质粒子本质”保持逻辑相容的“理想化”物质基础;并且,需要有充分的思想准备:因为物质对象自身的复杂性,所以在相应完成“这个古老理论体系理性重建”重大命题过程中几乎必然自始至终充满认识的反复。事实上,只有在这个“认识反复、认识批判”的思考历程中将认识逐步达致“理性认识”的层次,从而不仅仅允许尽可能合理地表现那个希望描述的“自存”物质对象,而且还懂得如何合理做出“自我限制”这个看来更为重要而基本的问题。 许多年来,笔者在流体力学基础研究方面撰写的文章或专著最多,而且几乎所有后续的文章都要对前面发表的文章加以批判、修正与进一步补充。这种情况再一次出现在本论文集收集的论文中。事实上,在《科技导报》已经发表的“速度场和压力场耦合模型”文章中,仅仅对经典“黏附性”边界条件中切向分量条件的“真实性”提出否定,指出流场固体边界处的流体必然存在“滑移”现象,否则将导致“边界上摩擦阻力并不需要消耗功量”的反常推论。毫无疑问,如果说许多年前对流场固壁边界处“无滑移条件”提出否定,已经是对流体力学经典理论的离经叛道;那么,当时绝对没有想到是:过了许多年还会对经典的“无渗透条件”又进一步提出否定。在流体力学的经典理论中,关于“粘附性边界条件”的认定,看似几乎不容提出丝毫质疑,与人们可视的“物理真实”完全一致。但是,这个习惯性认识在逻辑上的确是错误的,逻辑上混淆了固壁边界“两侧”的不同“抽象场”的不同行为,乃至最终导致一系列的逻辑悖论。其实,人们不难做出符合逻辑的理性推断:一旦法向的“无渗透边界条件”果真存在,则必然与切向的“无滑移边界条件”在逻辑上一定导致“边界上切向力作功恒为零”的反常结果一致,最终同样会出现边界上的“法向力”不做功,也就是“绕流体压力阻力恒不引起功率消耗”的明显悖谬。 一位智慧而诚实的西方哲学家曾经提醒人们:“无所不包的知识体系永不存在;一个人真要有所创造,最好不过的办法就是回到大自然去,探询和揭示她的某个秘密。”尽管此话素朴和简单,却也因为此而值得每一个投身于基础科学研究的人牢牢记住它。 2. 书写《理性重构电磁场理论体系形式逻辑分析》的背景与科学人“道德素养”问题 努力使用“逻辑分析、逻辑批判”的武器,重新解读Maxwell的经典电磁场理论体系早已成为笔者基础科学研究的重要内容。并且,与流体力学的研究一样,同样是一个充斥“认识反复和不断自我检讨和批判”的过程。事实上,只有像“相对论”这样一些纯粹杜撰而得的“理论”才会过分简单和容易。因为既然是杜撰而得,所以本质上根本无需逻辑的支撑,凭借的只是“直觉和顿悟”的冲动以及与对伟大冲动的无限信仰和崇拜。 自从Maxwell于19世纪中叶构建电磁场理论体系的一个半世纪来,西方科学主流社会一直存有一种共识:在现代自然科学体系中,这个必须以Maxwell所提“位移电流”的“人为假设”作为存在前提的经典电磁场理论,无疑需要被视为“形式上最为成熟和优美”的陈述系统。溢美之词不绝于耳。顺便指出,某当代华人哲学家敢于做出“西哲所言之慧解不及中国先哲所言之高”评价其实并不过分。而且,往往是西方人过分热衷于轻易使用“伟大、天才”之类的辞藻,不仅使伟大流于平庸,还使伟大必须寓于的平凡荡然无存而尽显浅薄和悖谬。 事实上,正是在Maxwell自己已经无法听到或者可以相信他也不愿意认真理会的赞誉声中,西方科学世界无视、忘却乃至故意回避了这个理论体系一个明显存在的认识反常:自Newton时代开始,西方科学世界已经确立自然科学是描述“自存”物质世界的基本判断;当然,对于自然科学体系中的每一个形式量,必须也必然相应拥有“真正属于自己”的物质内涵;但是,为什么到了19世纪Maxwell需要描述电磁场的时候,这个平常自明的普通道理(Common Sense)不再有效,被西方学者称之为如此优美的理论竟然允许凭借一个只能当作“人为假设”的形式量而存在,而无法赋予这个称之为“位移电流”的形式量以实在的物质内涵呢?如果仔细阅读现代西方科学世界编撰的《物理学百科全书》和查阅相关条目,人们不难发现:西方科学主流社会不仅完全清楚Newton经典力学因为无法定义“惯性系”所以实际隐含循环逻辑的严重缺陷,他们同样明白这个“人为创造”出来的“位移电流”概念仍然隶属于“循环逻辑”的范畴。 形成这种理性判断与最终如何解决问题毕竟不同,无需多少高深学问,真正需要的只是诚实和严肃的科学态度,乃至哲学家所说“无法回避矛盾真实存在”的科学良心,诚恳地承认问题的真实存在。只因为此,在2000年书写《自然哲学基础分析》一书时,那个习惯性的“因为对称的Maxwell方程组看起来如此简洁和优美,它自然成为合理物理学陈述系统”的坚定信念才开始动摇。自此,内心一种无法割舍的思维冲突变得愈益明晰和强烈,并逐步形成一种判断:如果允许“位移电流”仅仅作为“人为假设”的概念而存在,那么,必然对17世纪以来西方科学世界已经潜意识形成关于“自然科学必需物质性基础”的理性认识构成彻底颠覆和否定。于是,随着经典电磁场理论体系大量逻辑不当的发现,进一步加深早已逐步形成的印象:西方学者虽然喜好形而上学和抽象思维,但是他们思考问题往往过于简单、粗糙和绝对化,主观推测过于轻率、随意和自由,不善于作统领全局的辩证思维,以至于缺乏真正符合逻辑的严格推理能力,从而最终只能无奈地放弃了理性和逻辑,并且对“解决现代自然科学体系一切认识困惑的唯一途径只能依赖于严格逻辑分析和逻辑批判”一个本应平凡的理性信念产生动摇。 如果可以相信完全得益于理性判断所蕴涵强大逻辑的支撑,最终才可能获得关于“动态电磁场”一个可计算“数学物理模型 —— 偏微分方程的恰当定解问题”的结果,那么,仍然因为笔者内心缺乏“对逻辑足够尊重和绝对信赖”的懦怯,最后导致同时出现了一个错误的推论:虽然电磁场经典理论Maxwell方程组中两个与“时间变化”相关动态项的“符号”是错误的,但是只要把两个动态项的符号纠正过来,仍然可以在逻辑上把经典表述的方程组视作某一种大致合理的形式表述。这些年来,通过已经出版的《自然科学体系梳理》一书、通过参加不同学术会议的许多不同场合以及今年出版《量子力学形式逻辑与物质基础探析》一书相关章节的论述,不断重复以上论断。相当长时间来,笔者潜意识中一直沿袭着经典著述习惯使用的分析方法,并不自觉地形成了一种思维定式:一方面需要解决如何为电磁场理论体系重新构建恰当形式表述的问题,另一方面,又凭借“一厢情愿”的主观愿望,完全局限于考虑怎样才能赋予“位移电流”以“习惯意义”上物质内涵的问题。这样,虽然注意到Maxwell方程组的“形式表述”在形式逻辑上几乎显然存在的不当,却没有形成一种理性判断:在构造由变化电流所激发动态电磁场的恰当映射,也就是建立数学上“允许或必须唯一求解”的数学物理模型这个特定命题时,一个人为提出的“位移电流”概念在形式上纯属多余,而一个连数学表述形式都完全不恰当的数学物理模型原则上应该被彻底抛弃。除非在面对“无质无形”电磁场中“能量流”等其他独立命题,才需要考虑与“真实电荷移动”完全无关、习惯上称之为“位移电流”的物理实在。 进一步说,在为动态电磁场或电磁波重新构造逻辑上恰当的微分方程,并进而构造能够提供唯一解的完整数学物理模型(恰当定解问题)的同时,如果一定要把Maxwell方程组视作能够与该恰当数学物理模型中“泛定方程”保持逻辑相容的某种推论,那么,笔者以往反复强调“必须把Maxwell方程组中两个动态项符号同时颠倒过来”的判断并没有错误。但是,这个推断必须以承认“Maxwell方程组本身在逻辑上能够成为一个恰当形式表述”作为必要前提,而这个必须满足的前提假设并不成立。经典表述的Maxwell基本方程,虽然能够大致表现许多反映动态电磁场或电磁波的物理真实(当然这也是它被沿用至今的根本原因),但是始终存在诸如“自变量和因变量之间明显不协调、被赋予不同独立物理内涵的数学物理模型被混淆、泛定方程的形式选用不当”等原则上隶属于形式逻辑方面太多的前提性重大缺陷(而这些同样是导致计算电磁学面对众多计算困难的逻辑内涵)。电磁场无质无形,真空不空。一方面,不可能在真空中出现被界定为“位移电流”即被当作“移动电荷”实在看待的电流分布,另一方面真空中充满类似于电磁波的形形色色“能量转化和能量传递”现象。因此,在并不需要研究和分析“无质无形”电磁场中“能量传递”规律,而仅仅局限于“如何构造由变化电流源所激发动态电磁场或电磁波的恰当数学物理模型”这个特定命题时,逻辑上无需也无法提出“位移电流”的概念,进而考虑在这个特定命题中并不真正存在的形式量所使用的符号是否合适的问题。 必须承认,从2000年思考电磁场理论经典体系的问题开始,直到去年《量子力学形式逻辑与物质基础探析》定稿的许多年里,笔者并没有形成一种稳定的理性判断:作为数学物理模型或一个完整的定解问题,经典表述的Maxwell方程组首先是一个形式上“纯属多余”并且在物理概念和逻辑上“完全不当”的数学表述形式;与此同时,也没有形成一种恰当意识:在致力于“为单纯的变化电流所激发动态电磁场或电磁波构造某种恰当数学物理模型”这个特定命题时,Maxwell最初提出的“位移电流”假设同样只能当作一个“纯属多余并逻辑不当”的概念。电磁场无质无形,充斥于动态电磁场被称作“位移电流”的物理量同样无质无形,只允许与“电磁能量传递”构成必要的逻辑关联,完全不同于那种必须被视作“移动电荷”的物理实在。故此,直至《量子力学形式逻辑与物质基础探析》一书即将付印,我的一位年轻工作助手李曙光第三次向我“郑重”提出:在为“位移电流”构造物质内涵的推导过程存在“符号”错误,我才开始重视他“如此执着”提出的批评,并很快确认这位年轻人反复向我郑重提出的警告和批评在数学上无疑是正确的。 但是,问题到此并没有结束,相反,一系列无可避免与物理概念以及形式逻辑相关,并更为基本的难题突然涌现在我的面前。当然,更为准确地说,应该是得益于这个“原不该发生推导错误”的发现,才使笔者的思绪豁然开朗:经典理论体系中习惯使用的由“若干一阶微分方程”构造的Maxwell基本方程以及作为基本方程中基本物理量出现的“位移电流”假设,只能被视作两个互为伴生,因为逻辑上隐含错误所以需要彻底抛弃的不当概念。在电磁波赖以传递的“无质无形”电磁场中,无需也不可能考虑任何与“移动电荷”保持一致的物理实在。反过来说,正是“需要为位移电流提供恰当物质内涵”这个看似合乎情理的信念,成为将“位移电流”简单等价于“移动电荷”这个长期潜藏的心理暗示,导致简单数学推导过程中出现不可思议的粗心,发生本不应出现的简单符号错误。并且,因为这种心理暗示是如此强烈,所以使笔者在书写《量子力学形式逻辑与物质基础探析》一书的过程中,多次丧失可以尽早改正错误从而避免许多不良影响进一步扩散的机会。 然而,如果再作超越科学研究本身、一种更深层次的自我剖析,则应该是:内心之中“尽可能小改动经典理论体系中习惯表述形式”从而达到“尽可能自我保护”的那份潜意识,妨碍了理性思考和逻辑推理的正常进行。所有这些在逻辑推导方面曾经发生的错误一直让笔者深深自责。同时,笔者也由此格外加深这样一种强烈的印象:一己之见难免偏颇、失当甚至出现错误,因此任何人在严厉审视和诚实批判经典理论的时候,更要时刻严格审视并敢于和乐于否定自己。不仅于此,笔者也深深感到,一旦年轻学子“真正读懂”前人的书,学会拿起独立思考和逻辑批判的武器,那么,人类认识史遗留的许多理性困惑都可以迎刃而解。反过来,如果只是因为面对许许多多暂时无法解决的认识矛盾和疑难,所以就必须像20世纪中期以后林林总总现代西方哲学思潮所鼓吹的那样,公然放弃理性和逻辑,否定科学陈述必需的“实体论”基础,将描述自存物质世界的自然科学体系公然异化为“科学共同体”所制定“共同意志”的集合,那么,最终只能对追求理性的人类构成彻底否定。 从一般道理考虑,在Maxwell生存的年代里用以描述电磁场的“数学工具”尚未诞生,因此人们没有理由苛求Maxwell以及那个时代的西方科学世界中的科学先行者。此外,如果更为准确地讲则是:与求解动态电磁场相关的若干“偏微分方程理论”基础问题不仅一直没有得到解决,而且由于20世纪的整个西方主流科学世界面对大量认识矛盾无力解决已经陷入“约定论”的自欺欺人时,在西方的科学主流社会中已经没有人认真关注理论物理中的逻辑以及偏微分方程理论等许多实实在在基本问题的存在。但是,只要矛盾真实存在着,无论是数学基础还是量子力学基础人所共知的矛盾,那么决不会因为某个称之为“公理化假设”的“主观”认定就能够真的否定矛盾事实的“客观”存在。当然,电磁场理论体系的形式逻辑虽然比较复杂,相关的“逻辑不自洽”问题不那么容易为人们发现,但是只要矛盾真实存在最终总要暴露出来。 中科院电子所的宋文淼教授,一直从事电磁场理论的基础研究,曾经在该所的“基础研究室”长期担任主任的职务。大概在20年前,笔者就读过宋文淼教授的著述,认同并赞赏针对“双旋度Poisson方程”经典论述若干不当结论明确提出的质疑或批判。其中,宋文淼教授对“正则变换”合理性的质疑被笔者引用于1996年出版的《流体运动经典分析》一书之中。但是,毕竟彼此专门从事的研究领域不同,直到我们共同参加2004年秋的“北京香山会议”时才得以机会第一次见面。这次见面的时间虽然不长,但是宋文淼教授胸怀坦荡、虚怀若谷,已经给我留下极其深刻的印象。宋文淼教授目前暂时定居美国,彼此能够深入交谈的机会并不多。今年夏天,宋文淼教授给我来了一封长信,信中有这样一段不长的话 经过近四百年的发展,人们对于哲学和科学的理解也有了很大的发展。我们不必学黑格尔时代的德意志的民族精神,他们的过分日耳曼民族主义使他们在此后发展到狂热的程度,这也是从黑格尔到马克思的德国哲学的弱点,他们过分地夸大民族或个人精神的力量,给他们的国家也给人类发展的道路带来了很多苦难和曲折。但是有一点是非常一致的。在一个国家和民族在寻找自己的发展道路上,在解决了一些最迫切的现实问题之后,就必须考虑精神和思想上的更加深刻的问题。 最近,一方面是环境,另一方面也是年龄的缘故,总想生活得闲逸些,所以看比较多的网,真是越看越令人心惊,我们的国家怎么样了?不去说那些铺天盖地喷涌的浅薄而偏激的言辞,也不要说那些媒体的乌烟瘴气,也不要说那些被国内媒体吹得火红的经济学、社会学家们相互争论的浅薄无知的言辞,更不要说那些在世界各国人们面前丢尽国家脸面的大量的贪官和他们的家属,连一向被人尊重的科学教育界也有不少人说起活来像一帮无知的无赖。 人类的精神根本上来自对于自然科学规律的追求。没有了这种精神,其他一切都必然会跟着堕落。教育和科学上的追求真理的精神被追名逐利所取代,就将为一切堕落扫除最后一道障碍。 应该说现在是我国发展基础科学理论的黄金时期。但是也有很大的困难。难在两个方面,一方面是国际的状况,在国际上,总的说来还是主流派控制了各种学术机构,尽管现在的基础科学研究在人们心目中的威望越来越低了,但是那些主流派就越要加紧对学术的控制。另一方面是国内完全是跟踪着国际主流学派,而学术管理机构更是如此。所以真正的创新和基础研究是很难成长起来的。 在学术腐败泛滥、追名逐利的功利主义思潮普遍侵蚀着我们的科学主流社会,而一个终生从事科学研究的老人仍然以如此的赤忱和执著关注着人类的科学事业、关注着自己祖国科学事业的进步时,所有这一切无不给笔者以深深的震撼和敬栗,内心充满对宋文淼教授的钦佩和敬重之情。 不久前,宋文淼教授又将他最近完成的《物理学发展的历史回顾与展望 —— 物理学原理(I)》一书的初稿寄给我。笔者没有想到的是,在宋文淼教授所做“绪言”中,他的第一段话竟然是对整个经典电磁场理论体系做出如此“坦荡直白”的批判: 还是在二十多年前,作电磁场的并矢格林函数研究的时候,深感到经典电磁场理论或经典电动力学是一门数学上没有严格自洽的理论,物理上基本观点混乱的学科。 可以相信,驱使宋文淼教授能够做出这个对西方科学世界所谓权威构成极大冲击断言的,只能是“无法否认他所看到的疏漏、错误和矛盾(revealed to him the existence of inadvertencies, errors and contradictions which could not be denied)”的那分科学良心。 值得再次指出:在19世纪的中叶,描述“电磁场”必需的“基本数学工具 —— 张量或向量分析”尚未出现。不仅如此,如果从“认识论”或科学研究“方法论”角度出发,由于自Newton开始的西方科学世界虽然为自然科学确立“经验事实”的基础,但是他们始终不懂得实验室中发现的经验事实并不纯粹,必须重新“逻辑地”建立在某一个“理想化”物质对象的“客观基础”之上,相反,一方面喜好谈论“普适真理”之类的妄言,另一方面又习惯于进行过分简单与过分素朴的“形式模拟”分析,从而将只能隶属于某一个理想化物质对象的抽象同一性许想当然地强加于另一个完全不同的特定物质对象之上,最终不仅导致逻辑紊乱还不得不像人们看到的那样,20世纪后半期西方科学世界涌现许多哲学思潮,彻底抛弃自Newton时代起为自然科学确立的“经验事实”基础。人所周知:Maxwell在构造他的电磁场理论体系过程中,长期依赖于模仿“不可压缩流流场”的研究手段,将属于“有质有形”宏观物质的概念以“形而上学”的方式随意强加于“无质无形”的电磁场之中。这样,在这个经典理论的形式系统构建之始,已经致命地陷入了导向性错误的歧途。 因为“前提理念”并不准确,所以当宋文淼教授与他的同事通过另一本名为《电磁波基本方程组》的著述,曾经明白无误的语言指出“Maxwell所提出的关于电磁场的统一的方程组实际上是无法求解的”这样一个无疑极其重要的事实时,这样的事实恰恰是可理解的或者需要视为某种逻辑必然。他们这样指出: Maxwell在19世纪70年代提出了关于存在电磁波以及光就是电磁波这样一个科学史上最大胆的预言。但是,Maxwell所提出的关于电磁场的统一的方程组实际上是无法求解的。Maxwell指出了科学发展的方向,而把如何求解电磁场这样的细节问题留给了后人。 Hertz在20世纪初证明了电磁波的存在,并把Maxwell提出的方程组简化为现在常用的形式,称之为Maxwell方程组。但是,当时同样无法对这样的方程组求解。所能证明的只是,从当时已经掌握的标量波动方程的理论和求解方法求得Maxwell方程组的某些特殊情况下的解。同样,Hertz把精确、普遍地求解这一方程组的问题留给了后人。 一个多世纪以来,人们一直致力于对Maxwell方程组的精确求解方法的研究。但是,经历了一个多世纪的努力,这个问题一直没有得到完善的解决。 这样,Maxwell的理论体系一直被视作“最优美的形式表述系统”的神话彻底破灭了。而且,面对一个强大、蛮横并且几乎已经丧失自我反省和自我批判能力的西方主流科学世界,一群中国学者能够明确指出西方科学世界在长达一个多世纪漫长岁月中没有觉察或不愿意承认的事实,这不仅需要智慧,更需要诚实、勇气,需要科学道德和科学理想的强大支撑。3 当然,仅仅指出问题的存在还不够,为了能够进一步研究“数学上为什么不能求解”以及考虑“如何重新构造数学上可以求解的恰当数学物理模型”这些一些更为深入的问题,首先需要较为准确地解读宋文淼教授所做论断“应该完整表达”的意思。这个论断的完整意思应该是:在一些“特定”的场合,文中所说的“Poisson标量波动方程”作为一个实际上已经被“异化”了的电磁波基本方程,虽然是可求解的并且能够对这些特定场合的“电磁波传播”做出“相当好程度”的描述,但是,对于必须定义在“一般的3维几何空间”并用以描述这个“一般意义”电磁波现象的恰当数学物理模型尚没有真正建立起来。等价地说,当人们只能使用偏微分方程描述一般空间域中“物质场的”行为特征,从而需要建立由该微分方程以及与其保持逻辑相容的恰当边界条件共同构造的“恰当定解问题”时,这个属于形式逻辑范畴的任务至今没有完成。其实,从这个意义考虑甚至可以更严厉指出:一旦涉及偏微分方程,如果只有定义于空间域若干“一阶偏微分方程”所构造的基本方程组,那么,相关数学模型的“可解性”命题在逻辑上根本无从谈起。当然,这也是Maxwell方程组甚至在形式上也不恰当的原因所在。 今年出版了《量子力学形式逻辑与物质基础探析 —— 现代自然科学基础的哲学和数学反思》一书。该书使用形式语言明确指出:人们从来没有按照“数学”规定的意义和方法求解过作为“第一性原理”而存在的Schrödinger波动方程,故而才可能得到违背“任何偏微分方程必须满足连续可微条件”的离散结果;量子力学中“Schrödinger绘景”和“He
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分类:工学
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