无极性的物质(用牛顿的质量来表征的引力物质)的运动和力;把无极性的引力物质和带电的极性的物质统一到一个体系仍是一件做不到的事。

宏观微观的区别，宏观大体上无极性，尺度太大。


head and shoulder takes long time to get out of 尺度 to be bullish again!

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电子所研究员。曾任学术委员会副主任,重点实验室主任等职。

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书4 物理学原理（第三卷）相对论、量子力学、数理逻辑

第四章 数理逻辑——“格物”与“格数”的辩证法
第四章 数理逻辑——“格物”与“格数”的辩证法

逻辑，大概是一个最不易说清楚的词。它的希腊文的原意是“神”，但是谁都知道逻辑学不是神学。世界各国的学者都想不出一个合适的词来表达那个“逻辑”的含义，所以就都用那个希腊文的“神”的音译来表示那个已经不再是神的意思。当然一般的书或文章上也把逻辑作为人类科学思维的一种规则来解释，但是到底这个规则是什么仍然是说不大清楚的。“数理逻辑”这个词在数学家圈子内大概有一个定义，在一些百科全书上可以看到，但是已经赋予它以纯数学范畴内的一个极狭隘的内涵，完全失去了逻辑学和物理学的内容。我们现在想讨论的数理逻辑是如何把数学和物理学用合理的思维方法构造出一个的体系，使得那些数学理论体系能够与人类实践中得到的感性材料保持合理的，也就是人人都能够感受到的关系。所以，我们认为要说清楚那些问题还得从人类实践和思维的历史发展过程中来寻找逻辑理念的根源：亚里斯多德制定的逻辑学曾经是试图划分科学各领域的界限的，“使得一个领域的原理去论证其他领域的定理成为不可能”，他认为每一门科学——几何学、算术学等等都应该有自己的本身的公理。而到笛卡儿则力图把逻辑扩展为整个人类认知的长链，作为一个人类认知过程的一种方法或模式，他把当时认为没有联系的算术学和几何学两个学科，通过迪卡尔坐标系结合成一门统一的学科“解析几何”。当然，把算数学和几何学成功地合成一个解析几何，并不意味着所有的学科都可以合成一个共同的知识的长链。人们会说算术学和几何学本来就是研究同一个内容的学科，并不说明通过“逻辑”这个神秘的工具就可以把世间所有的一切都可以解剖成一个一个元素，然后再缝织成一个“知识的长链”。历史上对于笛卡尔的逻辑观念的争论是最激烈、最持久的争论。这个争论以后又与“唯心”和“唯物”主义的两大哲学营垒的争论纠缠在一起，成为永无结果的争论。唯物主义者认为他是唯心主义的代表，因为要相信人类的所有的知识都可以编织成一个逻辑的长链，似乎就必然会涉及到那个长链的设计者：没有对于那个“认知长链”存在的信心，似乎就不可能去追求那样的认知长链，这样就会涉及到人类的知识来源于“神”还是来源于“人”的问题。但是，唯心主义者又把笛卡尔看成是一个手执“逻辑”的利刃要来解剖上帝创造的美好的一切的魔鬼，这一点大家看一看林语堂的大作“信仰之旅”就非常生动了。
正是那样的争论，使得我们古老的文明之邦实际上没有“逻辑”生存的空间，因为我们古老文明的一切规则早已有先圣们制定好了，而我们的历代的“天子”就是那个规则的解释者，所以任何寻求逻辑、寻求知识长链的举动必须得到最高权威的认同，遵循历来对于先圣、古贤教导的解释。但是又可以认为我们的古老文明是认知逻辑存在的“天堂”，因为我们一直都讲“格物致知”，都讲“效法自然、遵循天道”，而不像西方世界那样，有那么多“形而上学”观念的束缚：他们的“精英们”已经给世界编织了一个无所不包的大网，看起来样样都是来自神圣的“公理”或“普世价值”，但是做起来总是有利于那些已经富起来了的和已经“聪明”起来的国家和人群。现在我们国内存在争论的哲学根源大概也在这里，作为一个自然科学基础理论的研究工作者的困难也在这里。杨本洛就和我说起过，他现在最困难的就是夹在“科学主流派”和“民科”的中间，受到两面的夹攻。但是我想，那就对了，科学那有平坦的路可以走的呢？就在夹击中生存吧，否则你就去做一个左右逢源的“闻人”或“明星”吧！
这样的话，说起来容易，做起来就很难，我做不到这一点。在我退休以前，我不会往与科学主流派相反的方向去想，更不会那样去说。我也追求科学的实在，但是总是在主流派可以接受的程度内去表达那些不大和谐的观点。我是搞电磁场理论的，在文化大革命前夕做完了研究生的论文，是关于一种微波管的电子流与电磁波相互作用理论，这就使我从进入科学大门的第一步，就踏到了那个“实物与波并存”的大陷坑。那里充满了混乱和矛盾：能量守恒的矛盾，电流作为“离散的粒子流”既有确定时刻的空间分布，又有确定空间点的时间分布，在那里要不断地变换两种分布的形式，这种变换实际上只有在线性条件下才是近似地合适的，而研究的器件的相互作用的目标却是要研究它的饱和性质。当然我不可能用否定的观点去看待国际上刚刚出现的那些微波器件的理论，而必须循着那条路去做理论设计、去进行计算机模拟，得到可以与实际进行比较的结果。但是在研究生论文的后面也讨论了存在的模型的问题。当然，作为应用科学，做出有应用价值的结果是第一位的，否则，就不可能被我所在的圈子内所接受，但是那样的研究很不容易到高级别的学术杂志中去发表。当然我的时代是一个特殊的时期，夹在文革的年代里。
退休以后，有了一心从事基础研究的条件，我在中国科学院电子所的几十年实践中，电磁场理论、真空和固体微波器件、电路理论是我的专业，在电子所有很多相邻的专业：电子和真空物理、气体放电和激光技术、雷达和信息应用、传感器和传感技术，电子材料等等。特别是在国家基金委的8年工作使我有较好的机会在一定深度上接触到国内电子和信息科学的很多专家，也接触到很多跨行业的，如生物医学科学、地球环境科学、数理和力学以及航天科学的专家。对于自然科学的无限的复杂性有了很深刻的感受。这会产生一种复杂的心情，一方面感受到各个狭窄学科的封闭性，而觉得必须打破那种学科的封闭从整体上来考虑科学发展的重要性，另一方面，更感觉到学科交叉的难度和基础理论研究的重要性和其方向把握的困难：基础科学研究一旦走上了形而上学的道路就会对自然科学的发展产生巨大的障碍，一方面它会障碍不同的学科去寻找共同的逻辑方向，另一方面它又会提出一些形而上学的交叉学科的方向：五花八门的交叉项目实际上找不到自然的切合点，所谓的生物物理学、信息生物学，特别是更加综合性的“全息”科学，实际上没有一个真正的像笛卡尔设想的那样能够从逻辑上连接成一个认知的长链，或者说根本没有可能找到那个逻辑长链的联结点。
所以在寻找数理逻辑的方向的时候，我很高兴地从山风网站的陈一文顾问那里收到欧阳教授给民科的一封信。他所提出的“格物”和“格数”的概念，对我有很大的启发：杨本洛强调了逻辑自洽体系的作用，这已经成为我的书的一条主线，用这样的一条主线来打破今天高高在上的、僵化的现代物理学的框架对于物理学和整个自然科学的禁锢，是非常必要的。相对论和量子理论的结合是形而上学的结合，不但没有吸取到早期相对论和量子理论的合理的内核，反而把它们各自的僵化的、不合理的观念，进一步提升到哲学的高度：这个哲学高度就是把还没明确的逻辑概念的、没有上升到理性高度的统计和概率不恰当地提高到人类认知的基本方法的高度，特别是以此来否定物质个体运动的形式逻辑的存在性。这就使得现代物理学走上了违背科学的道路。我们不否定统计和概率在人了思维发展上的重要性，更不否定物质运动的群体规律研究的重要性，但是那两部分的研究实际上比“实物与场并存”的物理世界要复杂得多、困难得多。我们不反对概率和统计，但是重要的是先要研究他们的逻辑结构。而不是任意扩大的应用，量子力学的把本征函数的平方作为一种概率分布，与数学上对于概率论的真正的逻辑概念是完全不一致的，也就是说量子力学中的统计和概率是没有理性依据的。广义相对论，在还没有与量子理论“结合”以前，爱因斯坦自己已经看到了，从那里是不能够得到纯粹的物理学的。因为把“c”直接加入到牛顿理论体系的逻辑前提中，是不能建立一个完整的逻辑结构的，它破坏了牛顿逻辑体系前提的完整性，也就破坏了那个逻辑体系本身的完整性。所以爱因斯坦要建立粒子和场并存的物理学。爱因斯坦把现代物理理论的完整性的问题归因于“时间-空间连续区”，而不是说“时间空间的连续区”是错误的。“时间-空间连续区”看起来是“场与波”那样的物质的描述所不可缺少的。但是我们不能以一个“c”那样的常数简单地来解决，特别是不能把牛顿逻辑体系搞乱，而又没有新的合理逻辑框架来取代它的情况下，就把那样的理论体系作为一个普遍理论体系来推广和应用。这个问题实际上狄拉克给出了否定的理由，他把“c”干脆等于1了，这从物理几何学的观点是非常合理的。这就给了我们否定广义相对论的“物理几何”一条更加方便的道路：因为c从物理上说是一个逻辑常数，它反映的是不同逻辑基元之间在逻辑界定中所出现的关系，具体来说就是牛顿的与实物运动相联系的“质量”和电磁理论中的以电磁力为特征的物质界定的关系，实际上在电磁理论中c没有直接的物理内容，而只是真空中的e和m所产生的间接的物理量。所以c只是一种通过逻辑界定来得到的常数。而与逻辑界定相联系的逻辑常数都是与极限过程相联系的，都是无理数。c不能是1，就像p和e不能为1一样。这一点可能不会在本书中讨论了，因为物理部分的讨论在本书已经告一段落，下面主要讨论的是逻辑和数学。自然科学实在复杂，所以我们只能从物理、数学和逻辑反反复复的来讨论。一些年轻网友，嫌我的书太啰嗦，为什么不能简简单单的用几句话把它讲清楚呢？实在不容易啊！就像一个刚完成硕士、博士学业的年轻人，在研究自然科学的道路上一定会有反反复复一样，在人生的道路上就更不容易啊！
欧阳教授的信给我的启示就是：我们搞逻辑自洽的物理体系也不能太绝对了，做好了，我们最多也只能否定像霍金和欧文·拉茨格那样的认为他们已经给人们想到了一切，人们只要按着他们的路去走就可以了，那样的一批现代物理学家和现代哲学家；让更多的人看到他们的路对于人类来说会有危险。“人”大概只能从否定意义上来为人类思维的发展起到一点作用，要想为人类制定出一套科学体制和判断准则是危险的。现在我们探讨的理性和逻辑的审查和仲裁，也只是对于认清那些在今天的实践中早已漏洞百出、而又要摆出能够说明一切的权威姿态的那些“精英们”对于科学发展的障碍，也许会有一些作用摆了，要真正解决人类面临的大自然和社会的复杂问题，还是需要像欧阳教授所说的，从实际问题出发，从解决人类面临的实际问题出发，去一个、一个的“格物”和“格数”。
“格物”是我们的老祖宗所提出的一个重要的观念。在先秦时期，还是比较含糊的“效法自然”和“效法于天”的提法，到了宋朝才提出“格物致知”，并把它放在知识分子(或社会精英)自我修养中的第一条，放在修身、齐家、治国、平天下的前面。可见在宋朝，我们的科学技术的发展已经走在当时世界的前面了，经过了元朝蒙古人造成的一些曲折以后，到明朝又到了一个新的高潮，可敬的王阳明先生竟在物——在竹子、在山河、在人造的建筑物面前，几天几夜的“冥思苦想”，最后想出的是“知行合一”的道理。明朝的知识分子“家事、国事、天下事，事事关心”，为我们民族的兴旺奋斗过，以后经过清朝终于还是没有“格”出多少“物理”来。但是那种精神在辛亥革命以来的我们先辈的身上又一次发扬起来，他们为国家、为民族、为人民的教育而奋斗中，总是高举“知行合一”的思想的旗帜。我想“格物”有一点像亚里斯多德的“逻辑”，用来界定一门一门的学科，就像中医的药柜一样，一格一格分得清清楚楚而不混乱，这也是不错的。但是比起笛卡尔的“认知”的长链来似乎又差了一点，“格数”可能是一个欧阳教授和陈一文自造的词，以前没有见到过。但是我觉得这是一个好词，“逻辑”就一定要“格数”，不格数就不能打造认知的长链，因为复杂的大自然和人类对于大自然的规律的认识都是发展的、相互联系的，而不是孤立的认识；只有通过数学工具才有可能建立不断发展的、越来越广泛的联系。“格竹子”、“格山河”、“格建筑”，没有数学就没有联系在一起的工具，人类的认知只有通过数字和数学才能够明确地、合理地穿在一起。但是同样，光有数学也成不了坚实的长链，每一个环节还要用坚实的“格物”的结果来衔接。而且那些环节还要随着历史的发展不断的予以加固。所以“格物”和“格数”不能隔立开来，必须辩证地联系在一起。我们既要致力于通过合理的哲学和逻辑思维的方法去致力于建立一个超越牛顿《原理》的数理逻辑体系。而建立这样体系的一个最大的目标也只是一种否定：对于在当今的历史条件下，用我们已经确实可以说清楚的电力和信息社会的感性材料，去否定那些把相对论和量子理论不合理地发展成既没有与感性材料的合理关系、又没有逻辑自洽的数学演绎体系的混乱的思维逻辑的理论体系——广义相对论量子力学的科学体系。之所以要否定那样的理论体系，只是因为它在感性材料的合理关系和数学演绎的唯一性的明确关系两个方面都是错误的。因此，它在“格物”和“格数”两个方面都只能起到严重障碍的作用。而要真正的对现代物理学的否定也不是哲学或逻辑的否定所能够实现的，真正的否定就是必须是一个对于“实物和场(与波)并存”的“自然哲学的书学原理”的建立。我们相信那样一个新的扩大了的“数理逻辑体系”的建立，不仅对于自然科学的新领域的发展会起到巨大的推动作用，同样对于那些看起来的“旧”的自然科学体系，如人体、生物、气象、地球以及自然环境和灾害，同样会有很大的启发。
“格物”是“格数”的基础，没有物的内容，不论把数格得多么眼花缭乱，也只是一堆数字的游戏。而数字又是人类思维的依据，是人类思维和动物本能反应的分界线；“格数”就是要建立数字和数字运算的规则和体系。“格物”离开了“格数”也就格不出个明白的结果来。要建立格物和格数的逻辑关系，这个“格”就要求得更加严密些，不仅一格一格分门别类的搞清楚，还要把数学的演绎规则的明确性和物理实在的人人可以感受的明确性统一到一个体系上。只有两类明确性才能建立起人类认知过程的完整的明确性或自洽性。单一的明确性是不够的，只格物不格数，就会走上僵化的道路，造成对于思维的禁锢，这是我们东方文明长期所处的状况，也是我们从曾经有过的先进到落后的根本原因；只格数不格物，会走上形而上学的道路，造成逻辑思维的混乱，这是当前西方世界的一个主要问题。
但是当我们说我们致力于建立那样新体系的时候，我们不可能想象我们已经建立了宇宙间的普遍规律。实际上我们可能得到一点结果的首先还是去建立一个能够与牛顿体系相分离(或并行)的，对于电性物质，电子和正电子(或质子)的一个“物质运动规律的数学体系”，一个既有相互吸引又有相互排斥的“实物体系”和一个保守场(库仑场)和非保守场(电磁波)的场的合理的数学体系。即使那样的数学体系建立起来了，我们也不能建立一个以“逻辑和理性”为准则的科学论证的统一的机制。实际上，人类所面临的一大类自然科学体系，即前面所说的人体、生物、气象、地球的大自然的科学体系，依然没有统一到那个长链上来。当我们研究太阳系星体运动的时候，我们得到了一个仅仅考虑无极性的物质(用牛顿的质量来表征的引力物质)的运动和力的大自然。一个极其狭窄的大自然。回到地球上的物理世界，那个“有限论域”就被打破了，因为我们不能不考虑物质的结构和由此产生的电磁波，所以那样的锋利的“解剖刀”，实际上解剖不了地球上的人类世界！更解剖不了整个宇宙。现代物理学中的量子力学和相对论是在物质结构和宇宙探测两个方面对于牛顿原理的否定，这个否定的意义是无可争辩的。而现代物理的统一场论，它的“度规”超越了牛顿理论体系的有限论域，又没有建立自己的逻辑体系，没有自己的有限论域和那个论域下的逻辑前提和“逻辑基元”，所以只能是一片混乱的理论，它除了产生混乱，没有有用的东西。我们这一代人，能够把那个“否定”搞清楚，初步建立起爱因斯坦所说的“实物与场并存”的物质世界的逻辑体系，就很不错了。这个否定和建立实际上是一回事，不要幻想突破现代物理的某一点上的理论与感性材料的矛盾或用哲学的、逻辑的语言就可以完成对现代物理学的否定。而且在建立了与牛顿的《原理》并行的麦克斯韦体系的“实物与场”的《原理》以后，仍然无法解剖从地球到人间的物质世界的运动规律的完全统一的机制问题。把无极性的引力物质和带电的极性的物质统一到一个体系仍是一件做不到的事。在人类的实践能力，这里是指真正的测量能力达到哪个领域以前，我们只能探索，妄论建立普遍理论体系。所有凭着“假设和猜想”得到的理论体系，最终都是要崩塌的。
所以，我们必须认识逻辑的两重性，一方面要追求建立逻辑自洽的自然科学体系，但是那样体系的建立是一个很长的历史过程，所以另一方面还要坚持对于超越已有理论体系的“有限论域”的探索。对于所有科学理论的“理性和逻辑”的审查和仲裁当然是需要的，这种审查和仲裁的主要之点是在于理论体系与物理实在的“有限论域”的一致性。把有限论域的不合理的扩大就会产生科学的歧途。但是我们也要分清，哪些是科学发展过程中的必然会有的认识问题，哪些是利益驱动的所产生的。但是这两者往往很难分得非常清楚，所以必须坚持科学道路上的百家争鸣，反对任何利益集团的垄断行为。无论如何在科学发展的道路上，还是要学术民主和讨论方式来进行。在一个国家的社会和精神文明的建设中，自然科学的学术民主起到最基本的作用。这也就是我从杨本洛的著作中所感受到的一再呼吁自然科学不要“人文”化的基本含义。一个在自然哲学上处于“理性和逻辑”指引下前进的社会，自然科学总是处于指引社会和精神哲学的地位。相反，自然哲学走上了僵化的道路，它就会和社会和精神哲学结合在一起，形成一个阻碍社会发展的力量。但是要冲破那种阻力，主要不是靠科学家，科学家一般说来并没有那种能力，在我国现在的特殊历史条件下，保持科学家队伍的理性和逻辑，避免科学内部的垄断和避免科学讨论的政治化都是必须注意的问题。
当然所谓东方和西方世界对于人类来说，只是暂时的划分，人类只有一条实践和思维的共同的道路，只有一个共同的正确思维方向。人类有共同的人人可以感受的“公理”或“普世价值”。现在国内有些人把从牛顿开拓的近代自然哲学和由此而产生的社会民主主义的普世价值看作是西方的价值观，要寻找与此对立的东方的价值观，这是荒谬的。西方文明和东方文明一样，他们之间有共同的方向，共同的目标，都是人类文明所共同走过的道路。在人类文明所走过的道路上，都有各种各类的人们的私欲所造成的错误和邪恶，但是那阻挡不了人类共同奋斗所得到的胜利和辉煌。在一定的历史时期，人间的善和恶的斗争都与国家和民族间的斗争纠缠在一起，但是随着历史的发展，国家和民族间的矛盾和斗争也会随着民族间的同化和融合而变化，旧的矛盾和斗争不断消失，新的矛盾和斗争又不断的兴起，也正是在那样的民族和国家间的同化和融合，在新旧矛盾的不断转换中，发展着属于人类的共同的文明，共同的信仰，共同的普世价值和公理。同样随着人类社会的发展，国家和民族间的利益也正在越来越让位于全球的人类的利益。
我们希望数理逻辑的讨论能够与欧阳教授的“格物”和“格数”的概念联系起来，能够通过讨论来逐步获得一种把“格物”和“格数”建立起合理关系的方向来。那就是要把古老的人类原初的哲学理念和人类在近代和现代的社会实践中不断发展、不断前进的新理念紧紧地连接在一起的人类思维的科学方向。没有不断注入新鲜的自然科学的元素，不管是古老文明的理念还是现代思维的哲学都会走上僵化的道路。这里特别要强调的是：新鲜的自然科学的元素，必须是人人能够感受到的来自生产和生活的实践中感性材料。现代基础科学研究一旦离开了工程技术实践，实际上和古代文明一样会走上僵化的道路。“格物”是中华文明中的一个重要的理念，但是那个理念并没有帮助中国人获得认知的正确道路，那是因为单纯的“格物”是走不出僵化理念的禁锢的，单纯的应用物理和工程技术实践本身是无法去开辟新思维的道路的，没有“格数”——理性的哲学和逻辑思维的参与是不可能建立起新的《自然哲学的数学原理》的。近代的人类思维在西方首先突破了封建主义哲学的禁锢，是他们首先找到了人类实践和思维发展的新的合理道路，他们的发展的方向就代表了那个历史时期的人类社会发展的共同方向。但是他们的发展的方向同样只是人间的“有限论域”内的正确发展方向，一旦西方的精英世界脱离了人类社会实践和思维的正确发展方向，也会走向错误和邪恶，西方的产业资本主义和金融资本主义同样不是“天堂”，经济危机和金融危机，特别是经济危机促进的两次世界大战，都说明了这一点。人类发展的正确道路是一条全人类为公理而斗争的共同道路，首先是自然科学上的理性和逻辑的道路。现在的西方的现代物理学和现代哲学离开了人类社会的生产和生活实践，走上了僵化的道路，人们对于大自然的认识越来越混乱，社会精英和劳动者的距离越来越大，从而造成整个世界声色无度、道德沦丧，穷富差别越来越大，这些问题也不是中国特有的问题，实际上西方国家的有识之士，早已为此而斗争了。联合国教科文组织1998年的“科学的未来”的年度报告，首先指出了相对论和量子理论是相互矛盾的，这是一个严重的障碍。这就吹响了向着僵化的自然科学基础和哲学体系斗争的号角。中国在这一特殊的历史时刻，对世界和人类理应承担起应该承担的责任。这个责任决不是鼓吹三千年的封建主义的国粹文化，鼓吹几百年受侵略、受压迫的民族感情所能够承担的，也不是盲目跟从现代的西方精英世界所能够实现的。这就是我们所应该最关心的问题，作为一些科学工作者首要的任务就是为自然科学的真理而奋斗。
杨本洛提倡对西方自然科学进行逻辑梳理，我开始不理解，以后越来越感到这个问题的重要性，但是作了一段时间以后，又感到有些困难。那些僵化了但是仍占着统治地位的观念也好，体制也好，光靠梳理是不够的，没有东西去取代它，它是不会倒的。而要取代它，就难了。难的是逻辑这个东西本身就有两重性，它既可以像笛卡尔所说的那样用来建立人类认知的长链，但是实际上又并没有“人”有能力建立起那样的知识的长链来。在人类追求知识的道路上，绝大部分人和时间都不是在一个逻辑自洽的理论体系上演绎出科学的道理出来的，而是在没有逻辑的路上探索出路来的。这一点，在杨本洛的逻辑梳理中实际上也已经说清楚了，那就是“有限论域”。一个逻辑自洽的物理体系的有限论域是极为狭窄的，所以逻辑有封闭性，在自洽逻辑的范围内是演绎不出创新的内容的。如何把这两者结合在一起，实际上比单纯的追求逻辑的自洽性更加困难。但是不把这两者结合好，就无法分辨清楚哪些是科学家的合理的必要的探索，哪些是逻辑混乱下的没有意义的，或者像联合国的关于科学的未来的报告中所说的“是极大的障碍”而必须予以否定的。这是“主流科学”和“民间科学”的共同的事，对于人类来说，这更是东方和西方共同的事。那些宣扬没有逻辑和理性的现代物理学家和现代哲学家正在把世界搞得越来越混乱，他们完全不能代表当代科学，而只代表当代科学中的类似中世纪的宗教裁判所的，或者如罗素所说的比宗教裁判所更加强大的力量而已。但是不管他们现在有多么的强大，在大自然的规律，在人类实践和思维前进的历史规律面前，总会烟消云散的。
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