现自然光和麦克斯韦方程组所描述的电磁波之间有一个巨大的差别：于是电磁科学家都习惯把麦克斯韦方程组所描述的电磁波称为相干波，而把自

§3.2 量子力学发展简史——它的历史作用和错误的哲学方向

我记得在我准备出版我的第一本书《并矢格林函数和电磁场的算子理论》的时候，中科院电子所的老所长吕保维先生给我写了一封推荐信，第一句话就是“这本书用量子力学的数学方法来研究电磁场理论的问题，是很有意义的”，其实我写那本书的时候并没有研究过量子力学，也不知道我所用的算子理论与量子力学有什么关系。在以后深入到现代物理学的研究才逐步认识到量子力学的数学体系与物理概念体系和哲学逻辑体系之间的复杂的关系。

在陈亚孚的量子电动力学导论[]中，在评论初等量子力学时有两段很有意思的话：“量子力学的主要问题是物理概念体系，而不是数学逻辑体系。……量子力学另一个美妙之处在于这些新的观念用物理原理、概念和数学推理、定律来阐述，而不是用哲学语言阐述。物理和数学的美好协和建立了一个全新的物理理论。而狄拉克竟创造了一套全新的数学符号(称狄拉克符号)及运算规则，严格地阐述了量子力学的全部原理。不愧称为物理学理论的一绝。”如果不去管他对于量子力学的那些不合逻辑的赞美词——一个没有合理的哲学语言是得不到美妙的全新的理论体系的，一个没有逻辑的数学符号和运算规则是不可能严格地阐述任何自然科学全部原理的。但是量子力学中的那些物理概念和数学方法中，特别是狄拉克的算符概念和狄拉克的 函数确实是人类思维发展中极其重要的一个环节，他本身没有能够建立逻辑自洽的体系，但是为新的数学——现代分析进入物理学的应用领域提供了必要的基础。没有量子力学中的那些数学方法，在电磁场理论和以后的信息理论中的现代数学的方法的应用也是不可能的，而量子力学的问题和相对论的问题的最终解决不可能仅仅依靠哲学的讨论，而最重要的则是把电磁场理论发展到逻辑自洽的程度。只有这样才能够建立场与实物并存的物理学的新体系。这个新体系不仅是在吸收合理内核的基础上否定相对论的那些僵化的物理假设的，同样也是在吸收合理内核的基础上否定量子力学的没有逻辑的数学方法的，也是真正把相对论和量子力学这两个相互矛盾的理论统一成一个逻辑自洽的新的理论物理学的基础。

在相对论和量子理论发展了很长时间以后，人们才发现自然光和麦克斯韦方程组所描述的电磁波之间有一个巨大的差别：于是电磁科学家都习惯把麦克斯韦方程组所描述的电磁波称为相干波，而把自然光那种电磁波叫作“非相干波”。非相干波是由无数个相互之间独立的、不会相互干扰或相互作用的光电磁脉冲所组成的。这种自然光确实具有有一份一份地产生或被吸收的性质。爱因斯坦是用不连续性来表达自然光的那种性质，当然还要说明的是爱因斯坦的年代人们对于自然光和麦克斯韦理论所描述的相干波之间的差别还没有搞清楚，总是把两者混在一起讨论。对于自然光与麦克斯韦方程组所描述的电磁波之间的差别，实际上是在50年代激光出现以后，才有了比较明确的认识，但是对于自然光的性质直到现在真正从现代科学方法的研究还是没有开始。光通信的发展为光波波段的相干光性质的研究提供了实践基础，现在我们也已经有了研究自然光性质的实践基础，那就是超短的飞秒级的脉冲激光器的出现。

人们对于一个自然现象要能够获得合理的概念去描述它，光凭大脑是不够的，在没有足够的实践基础的时候，凭着任何天才人物的大脑都是不可能描述清楚的，所以那个时期的科学家们的种种猜想和假设，对于发展人类的思维和实践都是需要的。但是把那种猜想和假设当成真理、当成逻辑的前提来无限制地延伸和推理，不仅不会带来科学的进步，而只会带来逻辑的混乱和对于科学发展的障碍。爱因斯坦、普朗克、波耳等人在20世纪初的那些相对论和量子力学的假设就是对于人类思维和实践发展起到了巨大作用的科学思维，到20世纪的晚期，大量的信息社会实践所提供的感性材料出现以后，在爱因斯坦的《物理学进化》早已对那些早期的相对论假设提出了怀疑，并提出了要建立“场与实物并存”的物理学，在那样的时候，再坚持相对论和量子力学的假设实际上就不再是科学的发展，而是思维僵化的过程，这种僵化思维之所以能够形成一个强大的力量，则是由于社会主导的精英集团的利益所起的所用。所以在一定时候人们更需要有勇气去否定个人(或小数人的集团)所坚持的假设和约定。虽然这样做是很困难的，是需要勇气的，但是那些无论形式上多么强大的势力，最后都阻碍不了人类历史的前进，从这点上说，自然科学确实是人类社会进步的第一推动。

综上所述，量子力学确实是比相对论讨论了更加深入一个层次的物理问题，只有在我们对于飞秒级超短激光脉冲的研究比较成熟和在工程技术应用中普及以后，才有可能真正搞清楚一份一份地产生和被吸收的自然光脉冲的细致的性质，只有在那个时候完全可以取代量子力学的新理论才能够真正地建立起来。但是这不是说我们现在就不要去批判量子力学的那些错误观点，不破除僵化的旧思维框架，新的理论是建立不起来的。现在大量的实践已经可以清楚地表明量子力学，特别是把相对论和量子力学无逻辑地合在一起的广义相对论量子力学和规范场论等所谓的现代物理学，并不是一门科学的理论，从那些理论所得到的东西都是人类已有的科学实践不相符合的。当然对于现代物理学的否定，也只是哲学上的否定——在吸取合理内核基础上的否定，现代物理学的一些实验方法和结果可能是有意义的，它的某些观念和数学方法也会对今后的科学研究有启发，但是我们说的是从那个理论是不会得到科学的结果的，那些理论与人类实践的感性材料之间是不会有合理关系的。

我们说现在还缺乏精确测量自然光的技术手段，只是说我们建立数理逻辑自洽的代替量子力学的理论，还需要一个过程。这并不是说，实践还无法否定量子力学的理论。从所有的与自然光有关的物理现象中，都可以证明量子力学的波粒二象性和量子数的假设不是一个科学理论，它所能推导出的东西都是荒谬的。我们讨论量子力学简史就是要说明20世纪初期的科学家如何从当时的实验事实中得到光的能量不连续性的概念，这些概念在什么意义上是合理的；那些量子力学理论出现的背景，它们的物理概念和数学方法中我们可以吸取那些有意义的内容，并把它用到新理论体系的建立过程中去；当然还有更重要的，就是要说明后期发展中的那些理论为什么会完全失去科学性。在讨论量子力学的科学性时，必须注意的一个问题，就是什么是实践证明的问题，量子力学中充满了大量所谓的实践证明，但是那些所谓的实践证明实际上都是不真实的。在初期那些对于实验结果的假想式的证明是一种人类认识过程中的不可避免的、必要的探讨，而晚期的那些越来越荒谬的所谓对于现代物理理论的种种“实验证明”，只能称为是一种“伪证”。历史上多少被称为得到实践证明的理论，实际上也只是人们在某种历史条件下的一种有局限性的理论，随着历史的发展，在人类新的实践发展面前，发现他们并不符合新的人类实践和思维发展下所得到的新的大自然的物质运动规律，所以理论也必须随之发展，这是整个自然科学发展的根本规律。现代物理学脱离了当代的工程技术实践，是它走上错误的科学发展道路的根本原因。讨论量子力学的历史发展过程在这方面有更加重要的意义，因为它集中了当今时代下对于科学发展方向有决定作用的所有“伪证”，分辨清楚那些是科学发展的历史探索，哪些只是僵化思维下的“伪证”，是现代自然科学发展的一个最根本任务。

和我们前面讨论的相对论一样，我们要特别强调：缺乏真正的电磁场理论的知识，同样是造成量子理论缺陷的根本原因。而电磁场理论的逻辑基础上的不足，则是由于当时的数学发展的不足所造成的。而数学的发展同样需要一个过程，量子力学的有用的部分就在于，它同样是数学发展过程的一种反映。量子力学中所发展起来的数学都是没有逻辑演绎的自洽性的数学，那些只有形式，而无严格演绎规则的数学同样会导致逻辑的混乱，但是它同样是人类发展数学的定量的思维逻辑过程中的不可逾越的阶段。没有量子力学中的波函数的讨论，就不会有算子理论在电磁场中的应用，没有狄拉克的符号式的 函数，也不会有现代数学中的广义函数和信息科学中广泛使用的傅立叶分析的方法。这些方法的出现和发展既是对量子力学的不讲哲学和逻辑的数学的否定，但也是对量子力学中合理内核的吸收。现代电磁场理论的发展，一定意义上就是在量子力学的物理概念和数学方法中吸取了其中有益的启示，但是物理概念只是早期的作用量子的概念是合理的，以后在把普朗克常数和普朗克的功率和频率关系作为量子力学的物理基础以后在物理上就没有什么可以吸收的有益的东西了。但是量子力学中的数学方法对于科学发展的历史作用更加现实一些，尤其是我们现在还没有建立起时间和空间的既独立又要相互联系的模型的时候，从量子力学的数学发展过程中吸取有益的启示也许仍是必要的。所以在这一章中，除了关于光谱和能级一节主要是讨论物理实在、数学概念和它们之间的关系以外，其它各节着重讨论量子力学中的那些数学方法在发展人类思维中的作用和应该怎样发展为应用于工程技术科学中的合理的数学方法。在相对论中，主要是讨论场的理论，从场理论的讨论中我们可以看到爱因斯坦的那个场方程在数学上的不自洽性，从而发展了场与波相分离的现代电磁场理论。在量子力学中我们着重要分析和讨论的是量子力学的数学方法——薛定谔波函数和矩阵力学的数学上的逻辑不自洽性，并讨论如何把那些不严格的数学方法发展成，建立在现代分析基础上的、以广义函数为主要工具的、在电磁波的频域分析基础上的现代信息技术中所用的方法。只有在这样的基础上，我们才能够真正认识一百多年来在电磁场理论上发展的真正的内容、意义和进一步的前进方向。当前，自然科学基础理论的发展，从本质上来说，就是要以电磁场理论为基础，吸收相对论和量子理论中的合理内核，建立起逻辑自洽的能够与牛顿力学相统一的现代物理学。它的最基本的内容就是从电力科学技术中的简振条件下的电磁场理论和拉普拉斯分析方法、经过信息科学技术中的频域分析的电磁场理论和广义傅立叶分析方法，以及正在发展中的电子与电磁波相互作用的研究和时间和空间既独立又联系的分析方法，这种方法在计算电磁学中，已经得到了广泛的应用，但是作为一种理论，实际上现在刚刚开始，它还没有严格的逻辑体系，或者更确切地说是还没有进入逻辑研究的阶段。只有在那些问题的逻辑得到澄清以后，才能够真正去解决逻辑自洽的牛顿物质和电磁物质结合在一起的介质力学和力学波以及涡动力学的问题和真正的物质结构和基本粒子问题。理论物理学的道路总是要和应用物理学相平行地、而又要交叉地发展。所谓交叉的过程就是逻辑梳理的过程，在这一过程中需要改变的一般说来总是理论物理，只有逻辑梳理好了，理论物理才能够重新成为应用物理的指导和约束。