如何发展中国的理论物理- 第3节

哲学方面的准备现在也需要加强。当年有些矛盾的现象，像粒子和波动的矛盾，是非常突出的，时空是绝对还是相对的，诸如此类。我想现在一个很重要的矛盾，对基本的理论来讲，可能是复杂性和简单性之间的矛盾，因为我们搞基本理论的人，总是希望用最简单的理论来解释世界最复杂的现象。但是到了目前这个阶段，从夸克以后，已经不像是一个简单的理论可以做到的了。像“弦”的场论就比粒子场论更为复杂，到了那么小范围之内，它能量那么大，激发的自由度那么多，一开始就是一个复杂系统。而复杂性的问题基本上没有解决的方案，现代社会现象、生物现象都是复杂性问题，基本粒子也是复杂性问题，照我看，这里可能需要新的哲学思维和数学的方法。可以说现在几乎所有的科学都在朝复杂性这个方向上转，物理学也不例外。最基本的理论也不例外，我们本来好好的四维空间，要考虑十几维空间，本来是粒子，要考虑到“弦”、高维的东西、膜什么的，这种方向，这种选择，是不是唯一的，是不是对的，还需要更深入的思考。当然现在要考虑一些不仅是基本的问题，包括生物、社会中的，更是复杂性的问题。复杂性问题与统计是天然连在一起的，这是我个人的看法。从这里能不能找到像量子力学本质上是统计的看法，能不能从复杂性角度理解它，我觉得这也是一个值得（这个是随便说的）去思考的问题。　

除了基本粒子，利用相对论、牛顿力学能够解释的现象，物理学还有很多。在这一方面，我觉得比较基本的理论物理的问题，还是集中在宏观的量子态方面有没有新的发现。因为量子力学是一个微观的理论，能够出现宏观的量子态，本身且不说是一个重要的现象，在哲学和方法论方面，也值得加以一定的思考。量子力学本身，现在有爱因斯坦他们提出的本来是想否定量子力学实验而发展出来的量子信息学，我看也是很重要的发展方向。中国科学家在这方面，特别是中国科技大学在这方面做了很多很好的工作。这里有一个比较基本的问题，就是相干性是怎么被破坏的。你可以使量子态相干的时间很长、距离很长、范围很大，继续保持它的相干性，但是总有一个被破坏，就是坍塌的过程。照我来看，既然可以改变这个条件，使得相干性长度变长，一定有条件使得它变短，甚至消灭。我想量子力学本身解决不了这个问题，这个问题肯定是非线性的，就好像用理想流体力学解决不了冲击波结构问题，为什么冲击波波面是间断的，必须加入耗散才能解释。相干性一定跟耗散有关系，如果这个问题了解了，我想量子力学很多基本的问题就能够了解。这个坍塌是不是不可理解的，这里面也有不同的哲学思想。按照玻尔和海森伯思想，这是不可理解的，按照爱因斯坦的观点，应该是有过程的，有可能可以理解的。我比较倾向于后者，我因为没有时间，也没有能力把这个问题弄清楚，不过如果在座各位，特别是对量子信息特别有兴趣的也许能解决这个问题。量子信息是朝一个方向走，让相干性变得更加的长，范围更大，而坍塌恰好是它的反方向，怎么使相干性长度变长，一定是使环境更加没有干扰、没有耗散等等，这两个问题互相之间应该有某种关系，可以找到某种方法加以说明。如果能说明这个问题，我觉得一定有很大的意义。　

当然，理论物理学除了发展其本身之外，还有责任去帮助其他学科的发展，所以现在理论物理学应该进入到其他各个科学领域中去，特别是现在发展很快的生物学、天文学、化学，也包括数学，物理学家对数学还是有相当的贡献的，古典物理还继续对一些比较实用的，工程方面的、医学方面的研究做出贡献。应该说，21世纪理论物理的发展方向还是很广的，作为理论物理研究所，应该集中在一些更基本的问题上。理论物理所应该培养出干部到各个领域去发展，同时其本身必须有一支核心的力量，从事理论物理基本的核心问题的研究，要真正取得几个有重大意义的突破，才完成了成立理论物理研究所的目标。　

　　（本文原为作者于2004年6月1日在中国科学院理论物理所“理论物理专款”十周年纪念会上的主题报告，编辑作了少量文字处理，增加了小标题，并经作者同意发表。）