曲率解释一定有足够的解释力

——为《从相互作用实在到量子力学曲率解释》作序 

曹天予（美国  波士顿大学）

对波函数的解释是理解量子力学基础的两个基本问题之一（另一个问题是所谓的测量问题）。从本体论来说，解释量子力学一直有两种方法，它们都基于对粒子本体论或波本体论的假设。最著名的粒子本体论解释是所谓的哥本哈根解释（波函数的平方表示具有一定的物理特性，一种物理作用中的单粒子，或多粒子出现的几率[如衰变，或跃迁，或湮灭形成电子对等]）。当然，哥本哈根解释中的粒子不是牛顿所说的永恒的固定粒子，而是一种统计上存在的粒子。至于各种各样的波本体论解释，从概念上说，这个学派的所有分支都不得不假设某种物质波的存在。这又产生了一个几乎不可逾越的困难：什么物质的波？物质波的载体又是什么？读过马克斯.雅默著作《量子力学的哲学》的读者就熟悉早期朝这个方向努力的惨败记录。其中最严重的困难与波函数的维数相关。所有的物质波必须存在于四维物理时空，但对于任何不是一个粒子的物理体系，体系的波函数必须有四个以上的维数。也就是说，波函数只存在于一个相位空间而不存在于物理时空。

本书勇敢而大胆的研究课题：量子力学曲率解释（波本体论解释的演变）的求证和总结，也毫不例外地面对着这一困难。因此，起先我对这个研究课题的印象完全是否定的：如此简单地忽视基本概念制约的研究课题能有什么前途呢？该研究项目的中心概念是曲率波，它传达了任何量子体系中的所有因果链条，并担负这一研究中所具有的解释力。但是，维数的困难已表明了，在物质世界现存的形上框架内，它不能与已有概念形成协调，因此不能与物理理论的任何现存概念框架相结合。

然而，当我仔细地多次反复重读这本书之后，当我有意识地把这一研究课题放进一个更大的图像或框架中去的时候，我的印象逐渐改变了。这个框架包括了科学解释和结构实在论思想。

按照科学的解释（用玛丽·赫西的话说，科学解释只是对要解释的现象作比喻性的重新描述），曲率解释一定有足够的解释力，因而与科学解释的精神不是不相容的，因为曲率是一种很容易理解和接受的比喻。

但是，最重要的哲学理由还是来自结构实在论的实质，这也是我自己最为偏爱的研究课题。按照我提出的结构实在论版本，物理学理论中最基本的本体论，不是从形上或推测的角度进行假设，也不基于任何现有的经验，而是必须在一定前提下，由本体论结构知识进行构建。在曲率解释的框架中，物质波可以毫无直接冲突地与现有物质观相结合，并在所有结构陈述中不断地构建；这就是曲率解释可能成立的基础，尽管它任重而道远。它之所以可能，还因为在没有逻辑困难的情况下，达到这个目的的唯一的可能性只是承认曲率解释构建的物质波是一种新的形上形态。也就是说，所构建的物质波必须符合一种新的存在形式，一种新的自然本质的类别。它肯定不同于传统的波。但这种不同不应该被看作接受它的不可逾越的障碍。哥本哈根解释的粒子不是也不同于传统的粒子吗？

原则上不能排除成功地达到这一目标的可能性，虽然在实践上它要求勇气和艰辛的努力，要求时间、能力、组织资源及财务资源的实际投入。但是如果（的确是极大的“如果”）这个目标能够达到，并且如果（一个更大的“如果”）曲率解释能够排除某些现存量子力学解释的弊端，并把其他解释的优点纳入其框架之内，即：如果它能够作为量子力学解释被接受，那么其成就将远远大于任何传统意义上的解释，并具有发现一种新型存在的意义。曲率波作为一种新的存在形式，其成就将等同于电磁场的发现！电磁场曾作为一种新的存在形式，不同于其时人类已知的“唯一”的存在形式，即：牛顿的粒子或可观察的物质；或者说，其成就将等同于夸克和胶子的发现！夸克和胶子不同于物理存在的所有其他形式，用高能物理学共同体的行话来说，即：它们不能有任何部分的独立存在（夸克禁闭），或没有渐近的状态（渐近自由）。

本书不是教科书，也不是为实用物理学家写的。但有抱负的哲学家和有思想的物理学家可从中发现极大的激励和深远的洞察力。它至少可用来构建一种协调的完整框架。它可以吸引严肃的学者，沿着本书所开创、所追寻的研究路线去进一步深入探索。我怀着在上述序言中流露的复杂心情为这样的一些严肃的读者推荐这本书。

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