困惑：现代物理学理论究竟告诉了我们什么？
——读王令隽教授《李政道教授的开明》一文有感
司 今（jiewaimuyu@126.com）
物理学是人类认识自然和改造自然的智慧结晶，是专门研究物质与运动基本规律的一门科学，其内容包括物质结构、物质间的各种基本相互作用和物质的一些基本运动形态等。
从物理学史角度上讲，自伽利略开始，人类才算真正进入物理学研究的大门，他一生中先后提出了相对性、惯性和运动叠加原理等和匀速运动、瞬时速度、加速度等概念，这些原理和概念让人们知道了什么是物质的运动和运动的可知性。
近代物理学先驱-伽利略
将人类带入物理学庭院的是开普勒，他继承了第谷的观测结果，从遥远的天空开始探究行星运动与其时空的变化关系，得出开普勒三定律。这是经典物理学的第一层次，在这个层次中，物质的时空变化决定着其运动轨迹，但它没有力的概念，也没有探究物质为什么会运动问题？它只是一种唯现象的几何物理学，还不能算是真正的理论物理学。
开普勒第二定律
带领人类登上物理学殿堂的是胡克、牛顿等，他们继承了伽利略的惯性、匀速运动、加速度等概念，从物质运动动量变化率给出力的概念，并阐述了物质为什么会运动这一物理机制；后来，牛顿又将惠更斯的圆周运动公式与开普勒第三定律相结合得出物质间的万有引力定律。以后，欧拉补充了刚体运动和定点转动及陀螺运动等，至此经典宏观物理学的大夏已基本确立，它基本可以说明宏观物体运动的普遍现象，这是物理学的第二阶段。
牛顿
将人类带入微观物体运动的是库伦，库仑定律的确立激励着安培、法拉第等一批实验物理学家，建立了唯现象的电磁学学，接着洛伦兹、麦克斯韦等一批理论物理学家通过深入思考确立了带电粒子的洛伦兹运动和麦克斯韦的电磁波理论，它们为后来的电磁波运用和光学的深入研究奠定了理论基础，这是物理学的第三阶段。
麦克斯韦
进入20世纪，随着应用科学和实验科学的进步，人们觉察到了物理学天空还存在“二朵乌云”，于是诞生了二门同源却又不同系的物理学，即相对论力学和量子力学。
爱因斯坦与广义相对论
至于为什么会出现这种状况，直到现在还没有答案。相对论力学以其独特的思维、利用洛伦兹坐标变换和光速不变二个原理阐述了力是时空弯曲效应，在这个体系中，时间、空间、质量都是可以变换的，从而丧失了伽利略、牛顿建立物理学的初衷，即物体运动的可知性，让固守经典物理学的人们陷入一片迷茫之中。量子力学更是让人爱恨交加，一方面它固守经典，继承了电磁理论和电磁波理论，另一方面它又背离经典，引入了四个量子和几率波概念，更是让人迷茫，这是物理学的第四阶段。
量子力学群英谱
现在已进入了第五阶段，涌现出了夸克理论、弦理论、圈量子理论、胶子理论、介子理论等。
夸克理论
物理学正在进入象牙塔，只有几个“发明”理论的人在孤芳自赏，人们只能听其然却不知其所依然。面对目前困惑的物理学，也有很多有志之士在反思，现代物理学究竟告诉了我们什么？其中美国田纳西州立大学物理学终身教授王令隽老师就是我十分尊敬与佩服的积极物理学者之一，我尊敬他诲人不倦的热忱和关心中国物理学发展的拳拳之心，我佩服他对目前物理学勇于批判与反叛的精神和他对目前物理学困境洞悉的睿智。
美国田纳西州立大学物理学教授王令隽老师
我曾经有幸与王令隽教授通过邮件交流过几次，他的评论一针见血，他的批评直截了当，他的建议中肯豪放，他的教诲意味深长……他就是这样一位“没有心机”的“大家”，时刻展示着他对自然真理探求的真诚与洒脱。
现代物理学可谓“乌云密布、困惑重重”，且不说“宇宙大爆炸”、“ 暗物质”、“时光倒流”、“空间弯曲”等时髦名词，单就“测不准原理”、“波粒二象性”、“真空不真”、“上帝粒子”等论调，我们已晕头转向，目不暇接了……
宇宙大爆炸
目前，物理学界连“暗物质”是什么、“基本粒子结构模型”都没有弄清楚，却极力“张扬”着去寻找什么所谓的“暗物质”、“上帝粒子”、“宇宙起点”等，真是可笑之至！
当下，众多物理学家、教授们对目前物理学理论存在缺陷与弊端问题也心知肚明，只是苦于自己是“授业解惑”的职业人士，为了保住饭碗和颜面，不得不随大流去不厌其烦地讲述、导演“皇帝新衣”那出永不落幕的物理童话！
皇帝新装
但是，王令隽教授不是这样，他做了那个敢说真话的“小男孩”，敢于直面惨淡的物理学现实。
我拜读过他的几篇反思物理学方面的文章，大有“针砭时弊”、“挥斥方遒”、“痛快淋漓”之感；特别是近期读到他的《李政道教授的开明》[1]一文，倍觉王老师思想的深邃与目光的犀利；下面摘录一段供大家鉴赏与思考：
诺贝尔物理学奖获得者-李政道教授
“李政道教授在《场与粒子》一书中对粒子物理理论有一段比较开明的评论：“单是统一规范理论的标准模型就需要大约20个参数：e、Ｇ、θw、三代轻子及夸克的各种各样的质量以及四个弱衰变角θ1、θ2、θ3及δ。…… 因此，一方面，我们可能已经得到对于直到大约１００GeV的物理过程的有效描述。另一方面，把我们已有的理论看成实质上是唯象理论更为合适。毕竟，谁曾听说过，一个基本的理论要求２０个左右的参数呢？
谁曾听说过？李政道教授自己当然听说过。粒子物理专业的研究生应该都听说过。基本粒子理论要求２０个左右的自由参数，在物理理论界早就是众所周知的事实。李政道先生却说“谁曾听说过”，并不是他装着不知道，而是一种语言修辞，意思是“此前从来都没有听说过的事情” ，“不可置信”。为什么一个需要20个自由参数的理论不可置信呢？请听听李政道的老师物理学先驱费米的说法：“如果给我四个自由参数，我可以把任何实验数据拟合成一头大象。如果给我第五个自由参数，我可以让大象的鼻子来回摆动。”
20个自由参数支配下的大象照片照样能遥鼻摆尾
五个自由参数就可以使大象的鼻子来回摆动，那20个自由参数可以有什么更神奇的法力呢？它们不仅可以拟合所有的实验数据，可以使大象的鼻子来回摆动，还可以使大象变种，变成鸟或鱼（粒子物理里面的行话叫做中微子震荡，夸克震荡或者混合，Cabibbo or CKM Mixing）；它们可以精确地计算变种以后的大象有多少百分比已经变成了鸟或者鱼，将其表示成各种角度θw、θ1、θ2、θ3及δ的正弦函数；它们还可以让一只1盎司的蚂蚱生出一头5吨重的大象（质量为0.5 MeV的电子会衰变出质量为85 GeV的负W粒子和中微子），它们可以在“夸克禁闭”的名义下将各种无穷大抵消；它们可以禁止除上帝粒子以外的所有粒子具有质量，而必须通过上帝粒子获得质量。它们还可以从真空中无中生有地创造出各种各样的暗物质暗能量。……总而言之，凡是20世纪理论物理里面的所有的天方夜谭和聊斋志异神话故事和超神话故事，都可以通过20个自由参数打扮成好像是高深严谨的数学物理理论。
凡是有一点数理统计和数学模型方面的知识和经验的科学工作者，都应该知道，一个需要20个自由拟合参数的理论毫无意义，毫无价值。所以李政道先生才说“谁曾听说过”这样的理论呢？确实的，在粒子物理标准模型之前，没有人听说过一个正经的科学理论需要20个自由拟合参数。李政道教授对粒子物理标准模型的这一批评，是非常致命的。因为，你不须要知道标准模型的理论细节，也不须要懂量子场论和粒子物理，你甚至根本就不须要知道物理，仅凭数理统计学的常识，就可以明白一个需要20个自由拟合参数的理论最多不过是一个数学游戏”。
读着这段精彩的开场白，我激动不已！
目前物理学就像是翱翔在这些参数海洋中的一叶小舟，一群“创造”这些物理参数的“上帝们”赋予了这叶小舟以百变的灵性，就像孙悟空那样，他仅仅有72变就可以大闹天宫，让玉帝不知所措，让神仙们都无所适从，更何况我们这些凡夫俗子呢？要知道现代物理学中的20多个参数排列组合起来就是N=Pi20×Ci20=?个变化结果，这要比孙悟空的72变要复杂得多，让我们这些凡人去如何“看清楚、能明白”这些参数随机组合将会产生什么样的物理图景，它能告诉我们什么样的物理信息？
72变的孙悟空
物理学研究应该有它内在的本质的东西，就像阿基米德所说“给我一个支点，我可以撬动整个地球”，这才是物理学的魅力所在！他用三个参数（支点、阻力点、受力点）就可以“撬动整个地球”；返观当今物理学，特别是关于微观粒子运动的理论，它们用了20多个参数也没有真正撬起一个原子，为什么？这值得我们反思！
阿基米德杠杆理论漫画
俗话说：“种瓜得瓜，种豆得豆”，有什么样的物理理论就会描出什么样的物理图景；牛顿力学告诉我们“物质不灭与守恒”，神学理论告诉我们“物质是由上帝创造的”，量子力学告诉我们“粒子可以泯灭，也可以被创生”……看到这些扑朔迷离的物理学图景，我们不得不去反思：现代的物理学理论究竟告诉了我们什么？它正确吗？
我这里不妨举几个例子来说明目前物理学加给我们的困惑，并作以简要“辩解”：
