载2013年5月10日《文汇读书周报》

南腔北调（128）

建构一个基本粒子的世界——谈《建构夸克：粒子物理学的社会史》

□　江晓原　　■　刘　兵

 　　□　前不久刚和乔伊斯的《芬尼根的守灵夜》稍稍亲近了一下，很惭愧又将那册煌煌巨著束之高阁了。谁知拿到这本《建构夸克：粒子物理学的社会史》，信手翻到的第一页（纯属随机），竟又和《芬尼根的守灵夜》联系在一起了——原来“夸克”之名就来自乔伊斯此书中。乔伊斯随手写到的“夸克”一词，居然会成为物理学中的基本名词之一，想必是他始料不及的了。

　　本来物理学家们觉得对基本粒子世界的图景已经掌握得差不多了——原子由原子核和电子组成，原子核又由质子和中子组成。但是随着研究的深入，到20世纪60年代，物理学家们感觉在质子、中子等基本粒子内部，还有结构，这些基本粒子很可能是由更为“基本”的某种东西组成。这种猜测中的、更为“基本”的东西，就被命名为“夸克”。

　　基本粒子原是肉眼无法看见的东西，只能依靠仪器来间接提供它们“存在”的证据。而现在尚在猜测中的“夸克”，要想找到它们“存在”的证据就更玄了。物理学家们是靠什么来断定“夸克”存在的呢？这正是“科学知识社会学”研究的大好题目，而本书作者皮克林，也是研究这个题目非常合适的人选。所以这本初版于1984年的《建构夸克：粒子物理学的社会史》，30年来已有经典之誉。

    　■　本书确实是物理学史中的当代经典之作，而且它开了建构主义物理学史研究的先河。说起建构主义科学史，一般人们总会联想到那些不那么“硬”的科学，而物理学，特别是当代物理学，粒子物理学等的历史，却早已成为建构主义科学史的研究经典，这是很耐人寻味的。仅仅书名中的“建构”一词，就已经立场鲜明地表达了与传统科学观不同的立场。因为建构，自然要有建构者，这建构者又不是上帝，而是物理学家们。“夸克”这样基本的物理“实体”，居然不是“客观存在”，而是由物理学家“建构”出来的，这显然与传统的科学观大不相同，自然也会遭到不少反对，直到今天，学界也仍有人对此无法赞同。

    　由于夸克的特殊性，它存在的实验证据与过去许多物理学研究不同，把它作为一种物理学家“建构”的东西，也许人们相对还容易接受。但如果把这种观念和立场进一步推广，比如，对于“电子”、“光子”等等人们几乎不再怀疑其“客观存在”的物理实体，建构的概念是否依然成立呢？

　　□　如果只想在哲学上将某种原则或理论贯彻到底，那当然应该回答“是”。不过大部分人毕竟不是哲学家，所以我猜想，在许多情况下，即使人们接受了“夸克”是建构的，乃至进而接受了电子、光子是建构的之后，你也很难指望他们再往前进了。

　　这里似乎存在着一个分界——在宏观的层面，即我们通常所说的“看得见摸得着”的层面，“证实”某种东西的存在，相对来说比较容易。人们很难在这种层面接受“建构”的概念。但是进入微观层面之后，比如对于原子核、电子、光子之类，它们的存在都不是肉眼所能证实，必须借助于种种工具、仪器，才能得到所谓的“证实”。这种情形下的“证实”，其实就已经包含了建构的成分。

　　再推而广之，建构还可以出现在更多的情形中。比如万有引力，它其实也不是“看得见摸得着”的东西，对它的存在，和对它的规律的数学描述，有没有建构的成分？面对这样的问题时，我感到霍金在《大设计》中所主张的“依赖于图像的实在论”是可取的——我们即使同意万有引力是实在的，也只能依赖某种图像来感知和描绘它，牛顿的理论是一种图像，爱因斯坦的理论是另一种图像，将来谁知道还会用什么样的新图像呢？

    　■　当你说到最后那点时，其实已经推翻了前面认为“大部分人”很难再往前进的说法。霍金在《大设计》中讲“依赖于图像的实在论”时举的鱼缸的例子，那可就是宏观的观察啊！当然我也同意，在微观的意义上，这似乎更好接受一些。其实，人们学习量子力学时常见的不适应，以及表面上接受和实质上无法真正把握，其深层原因恐怕也在此。

    　那些否认建构的人，其实是因为受到传统的简单化的“唯物主义”教育的影响，或是持一种更基于日常经验的朴素直觉，或是持有某种先在的形而上学假定。但他们却没有意识到，其实建构的立场也可以按同样的逻辑成立。作为非研究者的普通公众，这或许还情有可原，但向他们普及相关知识，不也正是科学家、科学哲学家、科学史家所需要做的事吗？而作为研究者，如果无视这些新的、有其自身逻辑的研究成果，那就说不过去了。

　　□　本书的书名颇有深意。“建构夸克”强调了“夸克”是被建构起来的，而非“发现”的——通常我们说“发现”的时候，都预设了被“发现”之物是“客观存在”的，我们没有“发现”它之前，它早就存在了。而“建构夸克”这样的措词，我们可以这样理解：在物理学家们确认了“夸克”的存在之前，“夸克”其实未必存在——就像在我们建造（建构）好一幢房子之前，那幢房子并不存在。

　　如果说本书的正标题强调了作者的观点，那么本书的副标题倒是在更大程度上反映了本书的内容。本书其实也是一部粒子物理学史。阅读本书，对于了解粒子物理学的发展历程也是非常有帮助的——哪怕你不同意作者“建构夸克”的观点。

   　 ■　所谓“客观存在”是一个形而上学命题，这样的命题是无法用有限的具体经验来最终“证实”的，而这里说的“建构”概念，当然与形而上学的客观存在有关系，但显然又不是完全等同的。这种建构不等同于虚构，但人的作用因素肯定是无法排除的。

　　《建构夸克：粒子物理学的社会史》，（美）安德鲁·皮克林著，王文浩译，湖南科学技术出版社，2012年7月第1版，定价：60元。