粒子物理是研究物質基礎結構和基本作用規律的科學,它是人類長期以來,探討物質世界究竟是什么樣的基本組元構成的和這些基本組元是如何構成物質世界的問題的繼續。
從粒子物理學中可知,每一種甚本粒子都應有它的反粒子,到目前為止,已發現的反粒子有10多種,正反粒子共同的特點是其質量與壽命嚴格相等(見表)其性質是完全對稱的,正反粒子在空間不斷產生和消火,是場運動的一種表現形式,場無時不在,無處不有,它是永遠無法消除的一切物質現象的載體。
有關自然界的正反粒子演化情況,在《周易》中亦有類似而又比較明了的論述。在八卦中,正反卦二十八對,如正卦為屯卦,反卦則為蒙卦;正為需卦,反卦為訟卦;正卦為困卦,反卦為井卦等等。正反每卦中所有的陰爻數和陽爻相等,只是反對稱著(圖1 )。在八卦中沒存正反的卦,是乾、坤、離、屯、坎、大過、中孚、小過等八個卦,如果我們把正反卦卦象賦于正反粒子的物理含義很顯然是對自然界的物質基本組元和構成世界規的絕妙反映。
至于如何使動態模型的語言來解釋粒子世界的對稱性,即描述粒了粒子之間的相互作用。這也是當代物理學的一個重大問題,這個問題歸根到底就是如何才能同時考慮到量論和相對論。粒子里有原子世界的“量子性質”。但因為它們有關的能量太高了,所以我們在粒子物理學中無法用量子理論的框架把它們解釋成波的模式,必須運用相對論理論,只有運用“量子相對論”的粒子理論才有可能解釋所觀察到的對稱性。
量子場論是用解釋粒子世界對稱性的第一個動態模型。它可以出色的描述電子與光子之間的電磁相互作用,但是它不能描述粒子之間強相互作用,1943年海森伯提出的“S矩陣理論”是最適合描述強子及其相互作用的框架或模型(散射矩陣的理論)。它的中心概念是“S矩陣”,現已發展成復雜的數學模型。S矩陣包括一組概率,這些概率和所有與強子有關的反應有關,S矩陣的框架雖然能夠描述強子的結抅及其相互作用,也能描述它們形成的某些模式,但由于它始終以動態的方式把強子理解為不可分割的反應網絡整體的組成部分,所以S矩陣如何用動態的描述解釋粒子世界的對稱性和守恒律的問題還未得到解決。在這種理論中,強子的對稱性必定以這種方式反映在S矩陣的數學結構中,它所包含的元只對應于守恒律所容許的那些反應,這些規律不再是經驗性的規律,而是S矩陣結構的結果,因而也是強子動態性質的結果。
為了用一些一般原理來限制構造S矩陣的數學可能能性,使S矩陣具有一定的結構,迄今為至巳提出了三條這樣的原理。
第一條:是由相對論根據我們關于時間和空間的宏觀經驗提出來的,它提出粒子反應的可能性與實驗儀器的時空中的位移無關,與它們在空間的取向無關,也與觀察者的運動無關,(粒子反應與空間取向及位移無關就意味著反應中的總動量,角動量和能量都守恒,這種“對稱性”對我們科學工作是至關重要的)。
第二條:是由量子論提出來的,它指出對于待定的反應結果只能預測它的概率,而且所有可能結果的概率之和,包括粒子間所有作用在內,應該為1。
第三條:是因果性原理,它指出能量和動量必須通過粒子才能在空間傳遞,并且只能以這樣的方式傳遞,產生粒子的反應必須在消滅該粒子的反應之前發生。
可見S矩陣的中心目標就是從一般性原理推出S矩陣的奇異性構造。但迄今為止還無法構造一種數學模型能滿足以上三條原理,并足以唯一的確定S矩陣的所有性質,即強子的所有性質,如果能夠做到這一點,那么這種理論的哲學意義是非常深刻的。的確,在粒子物理學中,以S矩陣的一般原理推導出強子的模式雖然取得了一點進展,但仍然是一項長期而艱巨的任務。
當我們帶著粒子物理學中這一重大疑難問題轉向中國《周易》觀點時,在思想上可以得到很好的啟示。
“說卦傳”中說,昔者圣人之作易也,將以順性命之理。是以,立天之道,曰陰與陽;立地之道,曰柔與剛;立人之道,曰仁與義;兼三才而兩之,故易六畫而成卦,分陰分陽,迭用柔剛,故《易》六位而成章。這里闡明的天道,地道,人道的變化作用法則是一致的,這就是宇宙萬物遵循陽剛陰柔無窮變化作用的法則,所以稱作“天人合一”。這樣看來,“易”不僅含有變易,簡易,不易的意思,而且蘊含著時空和包括人在內的大統一的相對論思想。宇宙萬物因時、因地保持著陰陽,柔剛,靜動,變易而不易,復雜而簡單,矛盾又統一,對立又和諧的特性。《周易系辭?上傳》中說:“生生之謂易”指出了易本身就有變易的含義,所謂變易,仍指天地萬物和人問諸事,無不隨時隨地都在運動和變化之中,所謂不易,乃指天行人事,雖然變化多端,錯綜復雜但在各種現象背后;都有不變的規律;所謂簡易,指自然、社會和思維諸領域中的不易性,確是簡樸而平易的。
由上述可知,《周易》與現代粒子物理學研究成果都一樣認為世界上所有的現象都是變化的……可以轉化的,相互動態的聯系在一起的。
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