什么是弦论呢

mihuzizai

什么是弦论呢?爱因斯坦在后半生中,一直在寻找统一场论,即一个能在单独的包罗万象的数学框架下描写自然界所有力的理论。他渴望以前人从未成功达到过的清晰来揭示宇宙活动的奥秘，由此而展示的自然界的动人美丽和优雅。爱因斯坦未能实现他的梦，因为当时人们还不知道自然界的许多基本特征。但在他去世以后的半个世纪中，人们已构筑起越来越完整的有关自然界的理论。如今，相当一部分物理学家相信他们终于发现了一个框架，有可能把这些知识缝合成一个无缝的整体--一个单一的理论，一个能描述一切现象的理论，这就是弦论。它正在实现当年爱因斯坦满怀热情追求的统一理论的理想。
　　
* H$ h1 L3 i+ l9 [1 M6 [% Q　　弦论可以用来描述引力和所有基本粒子。它的一个基本观点就是自然界的基本单元, 如电子、光子、中微子和夸克等等, 看起来像粒子, 实际上都是很小很小的一维弦的不同振动模式。正如小提琴上的弦, 弦理论中的宇宙弦(我们把弦论中的弦称作宇宙弦,以免与普通的弦混淆)可以作某些模式的振动。每种振动模式都对应有特殊的共振频率和波长。小提琴弦的一个共振频率对应于一个音阶, 而宇宙弦的不同频率的振动对应于不同的质量和能量。所有的基本粒子, 如电子、光子、中微子和夸克等等, 都是宇宙弦的不同振动模式或振动激发态。每条宇宙弦的典型尺度约为长度的基本单位，即普朗克长度（10-33厘米）。简言之, 如果把宇宙看作是由宇宙弦组成的大海, 那末基本粒子就像是水中的泡沫, 它们不断在产生, 也不断在湮灭。我们现实的物质世界, 其实是宇宙弦演奏的一曲壮丽的交响乐 (参见［３］) !
5 t: |3 S" y& T9 |　　
, L* z# c& i' d( J　　有人会说,
' M, V7 O4 I, D; V7 ]& ?+ u& K/ `　　把物质世界看是宇宙弦演奏的一曲交响乐,不正是与物质的对立面-意识有些相同了吗？
　　
　　是的。按照当前流行的观点，意识是完全基于物质基础(我们的脑)而存在，但意识不是一种具体的物质实在,
% ]8 P: V; Z! n! }　　因为没有人在进行脑科手术时在颅骨内发现过任何有形的“意识”的存在。我们都知道贝多芬的交响乐,可以用一套乐器把它们演奏出来。但这套乐器本身并不是交响乐。意识是大脑演奏的交响乐。这个图像为理解“心物一元”,即意识和物质的统一,开辟了新途径。
2 o5 Q  y0 H7 I& v& \8 o　　
　　有人还可能说,无论宇宙弦多小,无论人们能否观察到它们,宇宙弦总归是客观实在,它们是组成物质世界的基本单元,因此物质世界也应该是客观实在。此话不准确。组成物质世界的基本单元是宇宙弦的各种可能的振动态，而不是宇宙弦自身，就像组成交响乐的单本单元是乐器上发出的每一个音符，而不是乐器自身一样。
　　
, `4 o" {; I! K. H8 ^　　在弦论之前，物质的实在性体现在组成客观世界的砖块是上百种原子，这些原子都是由质子、中子和电子等基本粒子组成。这些基本粒子都被当作是物质实体，都是组成物质世界的“超级砖块”，因而可以把物质世界看作是物质实体。在弦论之中，情况发生了根本变化。过去认为是组成客观世界的砖块的基本粒子，现在都是宇宙弦上的各种“音符”。多种多样的物质世界，真的成了“一切有为法，如梦幻泡影，如露亦如电，应作如是观。（《金刚经》）”物理学到此已进入了“自性本空”的境界！
" L2 i: E6 p: W! E, s+ z# o1 h( v　　
　　有人会想,天啊!物质都不是客观实在了,那么世界上还有什么东西是实在的吗?回答是,有的。事物之间的关系就是实在的。我们根据二十世纪自然科学的进展, 可以用关系实在来取代绝对的物质实体,
　　即主张事物不是孤立的、由固有质构成的实体，而是多种潜在因素缘起、显现的结果。每一存有者都以他物为根据，是一系列潜在因素结合生成的。“现象、实在和存有被限定在一组本质上不可分离的关系结构中”［４］。
( c; ]+ x7 j; S　　
　　哲学家们在论述“关系实在”时使用的哲学词汇对你可能生涩难懂,我们还是用例子来解说。
　　我们看见一束红光, 这是一个事件, 是一个“果”。这个果是由多种因缘聚合而产生的。首先是光的波长值, 借用哲学家们熟悉的语言，这是“第一类性质”, 这类性质还有如物体的广延性等, 是物体自身内在所固有, 它既不依赖于观察者, 也不依赖它物,也就是说, 它是无对而自行确立的。我们把这些第一性质又称为“因”。其次, 我们还需要具备一些其它条作, 如眼睛正好睁开, 没有色盲, 往正确方向看, 以及眼与光源之间无障碍物,等等。我们把这些条件称为“关系参量”,又称为“缘”。这些因缘聚合产生了红光这个果。“红色”这类颜色性质是“第二类性质”, 其存在至少部分地依赖于观察者。“关系实在论”就是说,关系参量是不可消除的,没有它们, 就不会有“看见红光”这个果,因而是实在的。
　　
　　再举一个更清楚的例子。要得到一颗苹果树, 首先要有一粒苹果的种子, 这是“因”。但是单靠这粒种子也不会长成一颗苹果树,比如把种子放在仓库里,无论放多久也不会长出树来,所以单有因是结不出果的。一定要将种子放在土壤中, 并且要有适当的水分、阳光、温度、肥料等等的配合, 种子才会发芽长大, 最后长成一颗苹果树,结出苹果来。这里的土壤、水分、阳光、温度、肥料等等, 就是“缘”。所以“因”一定要配合适当的“缘”,在因缘和合之下,才能生出果来。 缘是许多的配合条件。 缘有好缘,也有不好的(“恶”)缘。因此即使是同样的种子,结出的果也就很不相同了。比如, 把种子放进贫瘠的泥土里,或者施肥不够,苹果树必然长得不大, 结出的苹果也不会好吃。 假如把种子放在肥沃的土壤中, 加上细心照料, 结出的果实就会香甜好吃。由此可见, 同样的因遇到不同的缘,结出的果便会很不相同。同时,由于缘是由很多条件配合而成的, 所以缘会不停地变化着。既然缘会影响果,而缘又在那么多条件配合下产生作用, 假如某个条件改变了, 甚至消失了, 那么果便可能不再存在。在苹果的例子中, 如果天旱缺水, 苹果树便会因之枯萎。所以当因缘散尽之时,果就会灭。换句话说:“因缘和合而生, 因缘散尽而灭。”
　　
　　有的读者可能已经发现,
　　以上这些关于苹果的文字,是转述潘宗光《佛教与人生》［５］一书有关缘起法内容。所谓“关系”者,“缘”也,“关系实在论”其实与佛学缘起说的基本思想一致。
* v$ n5 ~$ T  X6 {2 R+ A　　
　　总之,在二十一世纪开始的时候,以弦论为代表的物理学真正步入缘起性空的禅境了。回头再看一下本文起头的那则消息,不难明白为何人们难以听懂霍金的那么生动的报告，原因就是物质是实体的观念在人们的心中太执着了!
　　
　　佛学认为物质世界的本质就是缘起性空。藏识海（又名如来海）是宇宙的本体。物质世界的万事万物，都是风缘引起的海上波涛,换言之,物质世界就是风缘吹奏宇宙本体产生的交响乐。
2 t- c$ }  ~8 ~( A) \% p0 ^　　
5 L( r3 v0 S! ^+ W* ^# c　　《入楞伽经》云：“譬如巨海浪。斯由猛风起。洪流鼓冥壑。无有断绝时。藏识海常住。境界风所动。种种诸识浪。腾跃而转生。”
" v' {  C7 w! x8 R7 t5 q　　这句偈语说：譬如一个大海，风平浪静，澄然湛寂，当阵阵烈风吹来时，使平静的大海，生起重重无尽的浪波，从此便如万壑怒号，天地晦冥，再没有停息澄清的时候了。宇宙的本体-藏识海（如来藏）本是澄然湛寂，随缘常住而不变的。因内外境风的吹荡，便使寂然清净的本体，随变为浪潮起伏，跟着生起前面七识的种种作用。由此波浪互相撞击，奔腾澎湃，便转生一切境界，而无有止境了。如经文所说：“青赤种种色。珂乳及石蜜。淡味众华果。日月与光明。非异非不异。海水起波浪。七识亦如是。心俱和合生。”（转引自［６］）。这句偈语说：须知世间种种色相，乃至如地下的矿物，林中的植物，与天上的日月光华等等，追溯根源，也都是由如来藏识一体的变相。这些物体和藏识，在本质上并非相
* O; W% M* C! K0 T
, Z' l' s% `; Y$ h, @' P　　相异，可是当它们形成为万物之后，却不能说与心识的作用是无异的了。譬如海水既然转变成为波浪，波浪的形式与作用，和整个的海水便不同了；可是波浪的根本，还是由海水所转变而来的。由物的方面来说，万类的分齐差别（分化和归类）也都是从此一体所化生。由心的方面来说，七种识的分别作用，也都是由如来藏识所转生。又因心与物的和合，发生世间种种事情，于是本来澄清的识海，便永无宁日了。（按：青赤等种种物色，是指眼根色尘的对象。珂佩是指耳根声尘的对象。乳及石蜜，是指鼻根香尘的对象。淡味众华果，是指舌根味尘的对象。日月与光明，是指身根触尘的对象。）
　　
　　这里海水与波浪的关系，正是弦与音乐的关系。它们也正是物质世界与宇宙本体的关系。当我弄懂了这个道理的时候，心里充满了敬畏和震撼。
　　
& r# f6 K2 j" ^! D7 h' f7 f　　读到这里,你可能感到：“科学家千辛万苦爬到山顶时，佛学大师已经在此等候多时了！”
　　
9 x. S; J* U0 W  X, p  [　　
　　注释：
　　[1] 施太格缪勒：《当代哲学主流》，第５３６页，商务印书馆，１９９２年。
　　[2]罗嘉昌：《从物质实体到关系实在》，序言，中国社会科学出版社，１９９６年。
, k; n& C3 I4 [- y) E　　[3]B.格林：《宇宙的琴弦》，李泳译，湖南科学技技术出版社，２００５年。
　　[4]罗嘉昌：《关系实在论：纲要和研究纲领》，载《场与有》（一），第78页，东方出版社1994。
2 ?7 ~! C  H* v/ B2 a3 e' Y　　[5]潘宗光：《佛教与人生》，复旦大学出版社，２００５年。
　　[6]南怀瑾：《南怀瑾选集》，第九卷《愣伽大义今译》, 第三章，复旦大学出版社，２００５年。