论现代物理学中真空理论的发展--纪念爱因斯坦提出狭义相对论100年

真空理论是当代基础物理学前沿四大问题之一.爱因斯坦关于真空概念的深刻思想,推动了20世纪物理学前进的过程.本文从广义相对论、量子电动力学、量子色动力学、量子味动力学、圈量子引力及超弦/M理论等多个领域,论述了现代物理学中真空理论的主要发展情景.     

新时空理论的探讨

本大回顾了η-ξ时空理论提出的过程和思路。η-ξ时空首次把统计物理与霍金辐射理论联系起来,可作为有限温度场论的背景时空。η-ξ时空的引入可从以下两个角度考虑:从弯曲时空量子场论的角度看,可以认为η-ξ时空是Kruskal流形和Rindler时空的一种自然推广。从有限温度场论的角度看,η-ξ时空可以看成拓扑S~1×R~3的最大解析复延拓,这是为什么η-ξ时空与有限温度场论密切关联的原因。最后本文提出了一些有待进一步讨论和解决的问题。     

罗维利的物理关系论思想

在西方思想史上,时空关系论和时空实体论的争论不仅影响着古今众多哲学家,更对物理学领域的发展起着引导性的作用。通过考察和分析关系论的代表人物——当代物理学家卡尔罗·罗维利对物理关系论的评述,本文从广义相对论、量子力学和量子引力理论的不同角度探讨了在当代物理前沿基础理论视角下的关系论的内涵和意义。     

量子场论的还原性问题

描述粒子物理学的核心语言是可重整化的量子场论。重整化最初是应对量子场论中数学计算无穷大问题的有效策略,是解决理论物理学中“突现”问题的有力手段。本文从重整化操作在量子场论中产生的影响出发,回顾了有效场论思想产生的历史,叙述了重整化方法所引起的哲学争论,旨在对还原论和反还原论在解释量子场论中涉及的“还原”、“突现”、“层次性”等问题予以方法论考察,最后从语境的视角对重整化方法进行诠释,指出对基础理论及理论间关系的探讨是具有境遇性的。     

时空、引力与量子纠缠

爱因斯坦的相对论与量子力学是现代物理学的两大分支。在量子力学成形之后不久，狄拉克完成的统一狭义相对论与量子力学的工作为量子场论奠定了基础。但是，统一广义相对论与量子力学的工作，迟迟未果，成为现代物理学的一大难题。量子引力的两条进路：弦理论和圈理论，各自都遇到难以逾越的障碍。新近出现的称为AdS/CFT对应进路，从全新的视角来统一时空理论与量子理论，利用共形量子场论中的量子纠缠与反德希特时空中的度规之间的对应来刻画时空的起源，试图一举解决时空与量子的关系问题。本文经由分析这一进路的来龙去脉以审视进路的可信度。     

数学—物理学关系的哲学——当代物理学哲学研究的新趋势

数学—物理学关系的研究是个古老的话题,但其研究方法在某种程度上一直独立于物理学哲学的研究方法。21世纪以来,由于物理学理论与科学哲学方法论的发展,这一话题逐步内化于物理学哲学的论题之中。论文从历史的角度,分析了传统数学与物理学关系讨论的朴素特征、20世纪数学与物理学关系研究的两种进路、21世纪内化于物理学哲学的数学-物理学关系的哲学,指出数学-物理学关系的哲学是当代物理学哲学研究的一种新趋势。     

非线性系统中微观粒子的特性和非线性量子力学

经过20多年的艰苦研究,最近几年里作者与合作者完成了《非线性量子力学理论》(1994年)、《孤子物理学》(2003年)和英文专著QuantumMechanics inNonlinearSystems(2005年)。在这三本专著特别是英文专著中,作者建立了一门新的学科———非线性量子力学,详细而全面系统深入地描述了线性量子力学(LQM)的困难,建立非线性量子力学(NLQM)的必要性和重要性,它的物理理论、实验基础和数学基础,所提出的NLQM的基本原理和理论及该理论的特点,由该理论给出的微观粒子的波粒双重性和其它特性及产生这些特性的非线性相互作用的类型及产生的机理,如何…     

数学应用对数学发展的作用

本文探讨了数学在人的实践或在其他科学中的应用对数学自身的发展所起的作用。这实际上不是人的实践和其他科学巽的需要发展的促进作用。首先，数学应用为数学思维活动创设问题情境，即为数学研究提供研究“起点”；其次，数学应用提高了人们对数学理论的价值评价，使更多的人来研究数学；最后，数学应用为数学提供一种可接受性基础，增强人们对数学科学的信念，加强数学研究的力度，从而推动了数学的发展。     

规范场论的研究纲领述评——一种毕达哥拉斯模式的解读

宇宙的基本结构及其相互作用的奥秘都深藏于数学规律之中,这是毕达哥拉斯主义的基本理念。它分别体现在现代物理学的三大研究纲领中：（1）根据物理学的几何化纲领,引力场弯曲空间的奥秘需要通过黎曼几何、微分几何与张量分析来解读;（2）根据量子场论纲领,场理论的“产生和湮灭”算符,能方便而精确地表征和重构相关的微观作用机制;“场的本体论”和“生成辩证法”同时得到体现。（3）根据规范场论的纲领,自然界四种相互作用的奥秘都深藏于“规范对称性”之中。第三纲领相当于前两个纲领的整合。     

论沃勒尔的结构实在论——与王巍教授的商榷

结构实在论是当前英美哲学界有关科学实在论争论的最新进展,最早由伦敦经济学院的约翰·沃勒尔教授提出。结构实在论是在科学实在论两大论证——无奇迹论和悲观归纳论的背景下提出的,它表明科学理论依据自身的数学结构能够揭示不可观察世界的结构;在理论变革中数学等式得以持存,这种数学连续性构成了科学理论发展的连续性;成熟科学中科学理论的连续性高于纯粹的经验层面,这种连续性是非经验的,但是并没有达到充分解释的高级理论层面;数学结构的连续性表达了实体之间的真关系,然而除此之外我们一无所知。     

芝诺悖论的结构

本文作者认为,芝诺悖论以其深藏不露的严密结构,论证了如果承认时空是"多"而不是"一",就会造成不可克服的矛盾.在现代数学和物理学中,极限理论和集合论,量子论和相对论都在自己最根本的问题上受到这个著名悖论的挑战.     

时空的物理理论与哲学

物理学基础隐含着三个重要的问题:时空结构问题、相互作用形式问题和测量的性质问题。这些问题之一的概念上的变革往往引起物理学理论的变革。物理学已经经历了从Galileo-Newton时空结构到Lorentz-Einstein时空结构、从超距作用形式到媒介作用形式、从测量理论和对象理论同一到测量理论和对象理论分离的变革。当今的物理学基础就是建立在Lorentz-Einstein时空、媒介相互作用和测量理论独立于对象理论的基础之上的。半个多世纪以来,这些概念没有发生被物理学界普遍接受的根本改变。可是EPR关联问题、宇宙奇性问题等都要求物理学理论有一个新的变革。但是,实现这     

欧仁·威格纳：二十世纪顶尖的数学物理学家

威格纳是20世纪最著名的数学物理学家之一。他首先明确地把对称性引入物理学。在物理学中应用群论，使群论成为原子物理学、核物理学、粒子物理学的有效工具。本文介绍威格纳的生平、思想和工作，以及他在美国制造原子弹过程中的贡献。     

在真相与后真相之间——量子引力理论蕴含的时空观

真相时代科学的典范——广义相对论和量子力学——关于时空的观念存在冲突,在试图结合广义相对论与量子力学的量子引力理论构建中,最关键也最为困难的就是对时空的处理。文章沿着时空观念在物理学理论中的流变,着重分析了量子引力理论中所蕴含的时空观念,揭示了量子引力理论中时空的涌现特性,探讨了其后真相的意义之所在。     

以物理学观点评中国古代数学著作

该文从中国古代数学著作中梳理出与物理学相关的某些算题，它们的物理内容包括运动学、斜面、螺旋、堤坝设计与汉体静力学、固体的比重、横梁高宽比数等。从历史观和价值观上分别对这些算题作出评述，同时也对古代数学与物理学相关性作出评估。     

微观物理学中的边缘化现象及其哲学反思

二十世纪以后,微观物理学开始出现一系列边缘化现象。由于物理模型的发展与确证理论陈述的实验迹象逐渐趋向现象世界的边缘,实验越来越难以为理论预言提供实证检验。一些重要的前沿理论长期处于经验未确证状态,这使得其作为科学理论的资格受到严峻挑战。在直接经验证据空缺的情况下,由其他相关理论确证的归纳论证,戴维德的无替代性选择论证、意外解释性融贯论证所构成的评估策略,从非实证性角度为间接评估理论的可行性概率提供了某种依据。微观物理学理论评估特点的这一转变也许会最终影响物理理论与世界之间的哲学关系,所以应给予深刻分析。     

波爱修斯的数学哲学思想

作为研究数学发生发展的一般规律的数学哲学,其思想种子从数学诞生之时就开始萌芽。由于对数学概念的理解从古至今发生了一些变化,所以古今对于数学的哲学研究也有所不同。波爱修斯是古典文化和中世纪思想的重要桥梁,他不仅继承了古代著名哲学家的数学哲学思想,对数学及其对象进行了认识论和本体论的探讨,将数学看成是通往智慧之路的基础学科;而且在他的数学哲学思想中,通过对数学对象存在性的研究,推论出对种和属、或一般与个别的关系的讨论,为后世的数学哲学研究奠定了重要的理论基础。     

再论数学史与数学哲学的关系

学术界往往从学理上谈论数学史与数学哲学的密切关联,而较少从研究层面论证两者之实际关系。从研究实践看,数学哲学研究大致有自上而下论述并辩护数学哲学理论与自下而上举例分析数学哲学问题两种范式,数学史研究则经历了由辉格史到反辉格史的范式转变。由于研究范式的自然本性,数学哲学问题范式与反辉格数学史具有天然的亲缘关系。数学史与数学哲学的实作转向之后,两者都以数学实作为研究对象,从而关系更为紧密。因此,历史上数学的发展与当时某种哲学思想的关联是原初意义上数学史与数学哲学的关系;19世纪后半叶开展现代数学史与数学哲学研究以来,两者存在着变动的关系——共同研究数学实作则使得两者的关系比以往任何时候都要密切。     

迟滞承认：科学中的睡美人现象——以一篇被迟滞承认的超弦理论论文为例

科学发现的迟滞承认被A.van Raan称作科学中的睡美人现象.以超弦理论的两次革命为大背景.本文分析了L.J.Romans1986年发表的一篇超弦理论睡美人论文沉睡与唤醒的过程,探索和讨论了引发其迟滞承认的必然性与偶然性因素.     

晶体结构研究：经验基础与理论表征

晶体结构作为凝聚态物理学重要的基础理论,起源于人类对日常生活中简单晶体的认识,并被人们意识到晶体的种种性质可能与其结构有关。随着越来越多各类晶体的经验积累、实验发展与数学研究对称的工具群论的诞生,晶体结构的理论表征也逐渐发展起来。在晶体结构研究的长时段、连续的历史中,对称和粒子论长期占据探索者们思考这一问题的核心位置,晶体结构的发展是经验、理论和数学三方面互动的进程,并最先使用群论将几何对称的研究进一步抽象化。