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标  题: 物理学和哲学 - 量子论历史中概念的发展
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月28日14:56:48 星期四), 站内信件


发信人: cathermit ( 老 猫), 信区: physics
标  题: 物理学和哲学 - 量子论历史中概念的发展
发信站: BBS 曙光站 (Tue Jun 26 01:16:51 2001)

    普朗克在一次关于物理学发展的演讲中说过：“在科学史中，一个新概念从
    来都不会是一开头就以其完整的最后形式出现，象古希腊神话中雅典娜一下子从宙
斯的头里跳出来那样。”物理学的历史不仅是一连串实验发现和观测，再继之以它们的
数学描述的序列，它也是一部概念的历史。为了理解现象，第一个条件就是引入适当的
概念。只有借助于正确的概念，我们才能真正知道观察到了些什么。当我们进入一个新
的领域时，常常需有新的概念。照例，新的概念总是先以不甚清楚、不很全面的形式出
现。之后它们被修改，有时几乎被完全抛弃，并为一些更好的概念所取代，最后才成为
清晰而明确的概念。我准备用三个实例来说明这种发展，这三个实例对我自己的工作一
直是重要的。第一个是分立定态的概念，这显然是量子论中的一个基本概念。其次是态
——不一定是定态或分立的态——的概念，它是只有在量子力学和波动力学发展了以后
才能理解的概念。最后，与前面二者紧密连系着的，是基本粒子的概念，这是直到现在
还有争议的概念。
    
    分立定态的概念是尼尔斯。玻尔于1913年引入的。这是他的原子理论的中心概念，
它的意思玻尔用如下的话作了说明：“必须弄清楚，这个理论不打算在以往的物理学中
所使用的‘解释’一词的意义上来解释现象。它只打算把各种看来不相联系的现象联结
起来，并指出它们是有联系的。”玻尔说，只有在建立起这种联系以后，才有希望给出
一种在以往物理学中所指的“解释”那种意义上的解释。必须联系起来的现象主要有三
个。第一是原子的稳定性这个奇特的事实。一个原子可以受到扰动，这种扰动或者由于
化学过程，或者由于碰撞，或者由于辐射，或者由于其他任何原因，然而它总得回到它
的原来的状态——它的正常态。
    这是以往的物理学不能满意地解释的一桩事实。其次是光谱定律，特别是有名的里
兹定律：一个光谱中潜线的频率可以写成光谱项之差，这些光谱项必须看作是原子的特
征性质。最后是卢瑟福的实验，这些实验引导他得出了他的原子模型。
    
    上面这三组事实必须联结起来，而我们知道，分立定态的观念就是把它们联结起来
的出发点。首先，我们不得不相信，原子处在分立定态的行为能够用力学来解释。这是
必要的，否则就同卢瑟福模型联系不起来，因为卢瑟福实验是以经典力学为根据的。其
次，也必须把分立定态同光谱的频率联结起来。这里就得应用里兹发现的定律，这个定
律现在写成如下形式：h 乘以谱线频率等于始态与末终态能量之差。但这定律最好用一
个玻尔不肯接受的假设来解释，这就是爱因斯坦关于光量子的概念。玻尔有很长一段时
期不愿相信光量子，所以他采取如下的看法：电子在它的统原子核运动的轨道上由于辐
射失去能量，而定态则有如电子作运动时的中间站。其假设是：在辐射过程中，电子在
称为分立定态的一些中间站上停止辐射。由于某些未知原因，它在这些中间站上不辐射
，而最后一个站就是原子的正常态。当发生辐射时，电子从一个定态走到另一个去。
    
    按照这个图象，处于定态的时间，要比从一个态到另一个态所需的时间长得多。但
这两个时间之比当然绝未明确过。
    
    关于辐射本身又怎样呢，我们可以使用麦克斯韦理论的一般概念。从这个观点看来
，原子与辐射之间的相互作用似乎是一切困惑的根源。在定态时，不存在这样的相互作
用，因此看来可以用经典力学来处理。但能不能应用麦克斯韦的辐射理论呢？我不妨提
一句，采取这种观点大概是不必要的。人们本来可以更认真地采用光量子的观点。本来
可以说，我们看到的光的干涉条纹，是由于对光量子运动的一些附加条件而产生的。我
隐约记得早年同温采尔（Wentzel ）的一次讨论，那次他向我解释过，有可能使光量子
的运动量子化，从而得以解释干涉条纹。
    但不管怎样，这不是玻尔采取的观点。无论从哪里开始，总要碰到一大堆困难，所
以我想比较详细地谈一下这些问题。
    
    首先，曾有强大的论据支持定态的力学模型。我已提到过卢瑟福的实验。于是，原
子中电子的周期性轨道就很容易同量子条件联系起来。因此，定态的概念可以同电子的
特定椭圆轨道的概念联结起来。玻尔在他早期的演讲中，常常展示电子在它们绕原子核
的许多轨道上运动的图象。
    
    在好些有趣的场合，用这模型可处理得很完满。首先是在氢光谱中。再有索末菲关
于氢光谱线相对论性精细结构的理论，以及所谓斯塔克效应——在电场中谱线的分裂。
因之，大量材料似乎表明，量子化轨道同分立定态的这种联系是正确的。
    
    另一方面，也有其他理由反驳说，这样的图象不会是正确的。我记起同斯特恩的一
次谈话。他在1913年告诉我，当玻尔的第一篇论文发表后，他曾对一个朋友说，“要是
玻尔刚发表的那些谬论是正确的话，我就不想再当物理学家了。”
    
    现在我来指出这个模型的困难和错误。最严重的困难或许是如下所述。电子在这模
型中作由量子条件规定的周期运动，因而它要以一定的频率绕原子核运动。
    然而，这个频率绝不会在观察中出现。我们决不会看到它。我们看到是些不同的频
率，每一频率决定于从一个定态到另一定态的跃迁中的能量差。还有关于简并性的一个
困难。索末菲引进了磁量子数。按照这种量子条件，当某方向有磁场时，原子绕这个磁
场的角动量必须为±1 或0.但如在另一方向取一不同磁场，就必须对这个不同的方向进
行量子化。然而，可以先在某一方向有一极其微弱的磁场，而在很短时间之后变为另一
方向。磁场是太弱了，不足以使原子转过去。因之同量子条件的矛盾看来无法避免。
    
    正好五十年前我同玻尔的第一次讨论；就是围绕着这些难点之一进行的。玻
    尔在哥丁根作过的一次讲演中说过，在一恒定电场中，可以按量子条件算出定态的
能量，而克拉麦斯（Kramers ）关于二次斯塔克效应的最近计算可能给出正确结果，因
为在其他场合这个方法很成功。另一方面，恒定电场与缓变电场的区别实在很小。若一
电场不是变化得很缓慢，而是以一（比方说）很接近轨道频率的频率在变化，那末，我
们知道，谐振当然并不是在外电场频率等于轨道频率时发生，而是当它等于在光谱中观
察到的、由跃迁决定的频率时发生。
    
    当我们讨论这问题时，最后玻尔试图解释说，一当电场随时间变化时，辐射力便出
现，因而用经典方式把结果算出来大概就不可能了。但同时他当然会看到，在这一点上
求助于辐射力是有些不自然的。所以我们很快便倾向于认为，分立定态的力学模型中必
定有点什么东西是错误的。还有一篇非常关键性的论文没有提到。那是泡利关于离子的
一篇论文。泡利想过，如果有一个像氢那样具有周期轨道的明确模型，我们也许能应用
玻尔- 索末菲量子化规则，但对于一个复杂的模型，比方说氦原子，其中有两个电子绕
原子核运动，那就恐怕不能应用了，因为这时我们将碰到三体问题中的一切可怕的数学
困难和繁冗。另一方面，若有两个固定中心，两个氢核和一个电子，则电子的运动仍然
是很好的周期运动，且可以计算出来。对于其他，这模型已经是太复杂了，所以它可用
来作为一种校验，看看旧规则是否真的在这样一种中间状况下适用。泡利把这模型算了
出来，发现他的计算果然得不出 .的正确能量。因此对于用经典力学计算分立定态的疑
虑增加了，而注意力越来越转到了定态之间的跃迁。我们已经懂得，为了获得现象的完
整解释，只算出能量是不够的，还必须算出跃迁几率。我们从爱因斯坦 1918 年的论文
知道，跃迁几率是规定为与始态、终态两个态有关的量。玻尔曾在其对应原理中指出，
跃迁几率可以与电子轨道博里叶展开式的高次谐波的强度联系起来，从而加以估计。想
法是：每条谱线对应于电子运动展开式的一个傅里叶分量，由其振幅的平方便可算出强
度。当然，这强度不能与爱因斯坦的跃迁几率马上联系起来，但是它与之有关，因此可
对爱因斯坦的量作某种估计。循此思路，注意力逐渐从定态的能量转移到定态之间的跃
迁几率，而正是克拉麦斯，开始认真研究原子的色散，并将玻尔模型在辐射时的行为与
爱因斯坦系数联结了起来。
    
    在写出色散公式时，克拉麦斯的指导思想是，原子中虚谐振子对应于谐波。
    之后，克拉麦斯同我还讨论了散射光频率与入射光频率不同的散射现象。在这种现
象中，散射光量子与入射光量子不同，因为当散射时原子从一个态跃迁到另一个态。这
种现象那时刚被喇曼在带光谱中发现。在这些场合要写出色散公式时，就不单要谈到爱
因斯坦的跃迁几率，而且也要谈到跃迁振幅，必须给振幅以相位，并且须将两个振幅相
乘——比方说，从态m 到态n 的振幅乘上从态n 到态k 的振幅等等，然后对中间态n 求
和。只有做了这些以后，才得出色散的合理公式。
    
    这样，我们看到，不把注意力集中到定态的能量而是集中到跃迁几率和色散以后，
结果得出一条探索事物的新途径。事实上，如我适才所说，克拉麦斯和我写人我们的色
散论文中的这些乘积之和，差不多已经就是矩阵之积。从那里只要再走很小一步就可以
说，好吧，让我们抛弃电子轨道的整个想法，让我们简单地用相应的矩阵元来代替电子
轨道的傅里叶分量吧。我必须承认，在那时我还不知道矩阵为何物，不知道矩阵乘法规
则。但我们可以从物理中学到这些运算，尔后发现那正是数学家所熟知的矩阵乘法。
    
    这时我们可看到，与分立定态联系着的电子轨道的概念，实际上已被抛弃了。
    然而分立定态的概念仍保存着。这概念是必要的，它在观测中有其根据。但电子轨
道不能同观测联系起来。所以它被抛弃了，留下的是这些坐标的矩阵。
    
    似乎应当提一下，在1925年发生这些之前，玻恩于1924年在哥丁根讨论班上已强调
指出，把量子论的困难单单归诸辐射与力学体系间的相互作用，是不正确的。他宣传了
这种想法：力学必须加以改造，必须用某种量子力学来代替，方能提供理解原子现象的
基础。之后，矩阵乘法也规定了。玻恩与约尔当，和狄拉克独立地发现，在我第一篇论
文中加于矩阵乘法的那些附带条件，实际上可写成qq-qp=h/2πi 这样精致的形式。这样
一来，他们便能为量子力学建立起一个简单的数学方程。
    
    但即便到这时候，谁也说不出分立定态究竟是什么，所以现在来谈谈我这个
    报告的第二部分——态的概念。在1925年，确实已有了计算原子分立能量值的方法
。并且至少在原则上，也已有了计算跃迁几率的方法。但原子的态是什么呢，怎样才能
描述它呢，它不能根据电子轨道来描述。直到此时，态只能用能量和跃迁几率来描述，
但原子的图象却一点也没有。何况也很显然，有时还有非定态。
    最简单的非定态的例子，是穿过云室的电子。因此问题实质上是，怎样处理这种可
在自然界中出现的态。穿过云室的电子的径迹这样的现象，能不能用矩阵力学的抽象语
言来描述呢？
    
    幸而，那时薛定谔已经发展了波动力学。在波动力学中，事物看起来很不相同。在
那里，对分立定态可以定又一个波函数。有一段时候薛定谔想过，分立定态可发展成如
下图象：一个三维驻波，它可以写成一个空间因数与一时间周期函数e i ωt 的乘积，
这个波函数绝对值的平方意味着电子密度。这种驻波的频率则使之等同于光谱定律中的
项。这是薛定谔概念中决定性的崭新之点。那些项并不一定意味着能量，却是意味着频
率。因此薛定谔走到了分立定态的一个新的“经典”图象，起初他相信，真的可以把这
个图象应用于原子理论的。但没多久便看出，那也还是不行。1926年夏，在哥本哈根曾
有十分激烈的争论。薛定谔认为，物质按波函数环绕原子核连续分布的原子波动图象，
可以代替量子论的旧模型。但是与玻尔讨论导致的结论却是，这种图象甚至不能解释普
朗克定律。对这种诠释，十分重要的是应当说，薛定谔方程的本征值不仅代表着频率，
——它们实际上是能量。
    
    这样一来，当然就回到了从一个定态到另一定态的量子跳跃的概念，薛定谔对于我
们讨论的这种结果十分失望。但即便我们知道了这一点，接受了量子跳跃，我们也并不
知道“态”这个词能意味着什么。当然，我们可以试试看，能否用薛定谔方程去描述穿
过云室的电子。很快作了这种尝试，结果表明那是不行的。在初始位置时，电子可用波
包来表示。波包要向前运动，于是我们获得了有些象穿过云室的电子径迹的东西。但困
难的是，波包要越变越大，以致如果电子的行程足够长的话，它就会有一厘米或甚至更
大的直径。这肯定不是在实验中观察到的现象，所以这种图象仍然必须抛弃。在这种情
况下，当然我们作了许多讨论，而且是很困难的讨论，因为我们都感到，量子力学或波
动力学的数学程式已是最终的了。它无法再改变，我们不得不按这个程式进行一切计算
。另一方面，却没人知道在这程式中，怎样去表示象穿过云室的电子径迹这样简单的事
例。玻恩迈出的第一步是：从薛定谔理论算出碰撞过程的几率：他引进了一个概念：波
函数的平方并不是薛宝谔所认为的电荷密度，而是代表在某绘定地点找到电子的几率。
    
    之后狄拉克和约尔当的变换理论也出来了。在这理论中，可以从ψ（q ）变换到（
比如说）ψ（p ），而且很自然地可以认为，平方值| ψ（p ）|2应当是找到动量为p 
的电子的几率。因此我们逐渐获得这样的概念：波函数的平方意味着某种几率，顺便提
一下，这并非三维空间中的波函数，而是在位形空间中的波函数。有了这种认识以后，
我们再回到云室中的电子。会不会是我们问了错误的问题，我记得，爱因斯坦告诉过我
：“正是理论决定什么是可以观测的。”那意味着，如果认真一点讲，我们不应当问：
“我们怎样才能表示云空中电子的径迹？”
    而应当问：“在自然界中，是否真的只有那些能用量子力学或波动力学表示的情况
才会出现？”
    
    围绕这个问题，我们立刻看到，云室中电子的径迹并不是具有明确位置和速度的一
条无限细的线，实际上云空中的径迹是一系列点，这些点是由水滴不太精确地确定的，
而速度也同样不能太精确地确定的。因此我简单地提这个问题：
    “如果从‘只有能用量子力学的数学程式表示的那些情况，才能在自然界中找到’
这样的基本原则出发，那么，当我们想知道一个波包的速度同时又想知道它的位置时，
所能获得的最佳准确度是怎样的呢？”这是一个简单的数学问题，其结果便是测不准原
理，它看来与实验情况相符。我们终于知道了怎样表示电子径迹这类现象，但又一次付
出了很高的代价。就是说，这个解释意味着，表示电子的波包在每个观察点都在变化，
也就是在云空中的每个水滴处都在变化。在每一点上，我们获得关于电子态的新信息，
所以必须把原来的波包代以一个新波包，以表示这种新的信息。
    
    这样表示的电子态，不允许我们赋与轨道中的电子以确定的性质，如坐标、动量等
等。我们所能做的，仅仅是谈到几率：在适当的实验条件下，于某点找到电子的几率，
或找到电子速度为某一值的几率。因此，最后我们得到的态的定义，比原来的电子轨道
抽象得多。数学上，我们用希耳伯特空间中的一个矢量来描述它，并且这个矢量决定了
在这个态时进行的各种实验的结果的几率。每一个新的信息，都会使态改变。
    
    态的这个定义，对自然现象的描述作了一个巨大变革，或者如狄拉克所说是一个巨
大的跳跃；并且我怀疑，爱因斯坦、普朗克、冯。劳埃和薛定谔的不愿接受它，是否可
以单纯归结为偏见。偏见这个字眼在这里是太消极了，并没有概括所有情况。当然那也
是真实的，例如爱因斯坦就以为，必然能够在旧物理学同样的意义上，对原子态这种事
情给出一种客观描述。放弃这种观念的确非常难，因为我们的所有语言都同客观性的概
念紧紧地连结在一起。所以在物理学中用来描述实验的字眼，例如测量、位置、能量、
温度等等，都是以经典物理和它的客观性概念为根据的。宣称在原子世界中这种客观描
述成为不可能，而只能用希耳伯特空间中的一个方向来规定一个态，这样的讲法实在是
太革命性了；我想那时的许多物理学家干脆不愿接受它是并不奇怪的。
    
    1954年，爱因斯坦死前几个月，他同我讨论了一下这问题。那是我同爱因斯坦渡过
的一个愉快的下午，但一当谈到量子力学的诠释时，仍然是他不能说服我，我也不能说
服他。他总是说：“是的，我承认，凡是能用量子力学算出结果的实验，是如你所说的
那样出现的，然而这样的方案不可能是自然的最终描述。”
    
    现在来谈我要讨论的第三个概念：基本粒子的概念。1928年以前，每个物理学家都
知道，基本粒子意思指的是什么。电子和质子是最明白的例子，那时我们喜欢简单地把
它们当作点电荷：体积无限小，仅由它们的电荷与质量所确定。我们不得不勉强地承认
，它们必须有一半径，因为它们的电磁质量应当是有限的。
    这类对象应有半径之类的性质这样的想法，我们是不喜欢的；但至少它们看来似乎
像球一样完全对称，所以我们还算高兴。然而以后发现了电子自旋，使这个图象大大改
变了。电子并不对称。它有一根轴，并且这结果突出地指出，恐怕这种粒子具有更多的
性质，它们并不是简单的，不像我们原先所想的那样基本。1928年狄拉克发展了电子的
相对论理论并发现了正电子，情况又完全改变了。一个新观念不可能在一开始时就十分
清楚的。狄拉克起初想，他理论中的负能量空穴可以等同于质子；但后来很明显，它们
应当具有与电子相同的质量，最后在实验中发现了它们，并称之为正电子。我觉得这个
反物质的发现恐怕是本世纪物理学中所有巨大跃进中的最大的跃进。这是一个无比重要
的发现，因为它把我们关于物质的整个图景改变了。在我这次谈话的最后部分里，我想
对此作较详尽的说明。
    
    开始狄拉克提出：这种粒子可能在成对产生过程中产生出来。一个光量子，
    能把真空中的一个虚电子从一些负能态中的一个提到较高的正能量，这就意味着，
光量子产生了一对电子和正电子。但这立刻意味着，粒子数不再是个好量子数了，没有
关于粒子数的守恒律了。例如，按照狄拉克的新观念，我们可以说氢原子不一定要由质
子和电子构成。它也可暂时由一个质子，两个电子，一个正电子构成。
    实际上，在考虑到量子电动力学的更精细的细节时，这些可能性确实起一些作用。
    
    在辐射与电子相互作用的场合中，成对产生这种现象是会出现的。但这样就可很自
然地假设，类似过程可能在远为广泛的物理领域中出现。1932年时我们已知道，原子核
里没有电子，原子核是由质子和中子构成的。但后来泡利提出：β衰变也许可以这样来
描述，就是说一个电子与一个中微子在β衰变中产生了出来。
    后来费米在他的产衰变理论中表述了这种可能性。由此可见，早在那时候粒子数守
恒律就已完全被抛弃了。我们知道，在有些过程中，粒子是从能量产生出来的。
    当然，这种过程的可能性，在狭义相对论中已经给出：能量在转化为物质，但它的
实在性却是联系到狄拉克关于反物质和成对产生的发现而首次出现的。
    
    β衰变的理论，是费米在1934年发表的。不多几年后，连系着宇宙辐射我们提出一
个问题：“如果两个基本粒子以很高能量相碰，将发生什么？”自然的回答是，没有什
么良好理由可以认为，在这样的过程中不应当产生许多粒子。所以，实际上，在狄拉克
的发现之后，高能碰撞中粒子多重产生的假设是十分自然的。
    十五年后，当人们研究极高能量的现象并能够在大加速器中观察到这些过程时，才
对这个假设作了实验验证。但是，如果我们知道，在极高能量的碰撞中，任何数目的粒
子都可能产生，唯一条件是初始的对称性与最终的对称性相同，那么我们还得假定，任
何粒子实际上是一个复杂的复合体系，因为在某种程度的真实性上我们可以说，任何粒
子实际上是由任何数目的其它粒子所构成。当然，我们还得承认，把一个π介子看作仅
由核子和反核子所构成大概是合理的近似，我们无须考虑更高级的结构了。但那只是个
近似，如果我们一定要讲得严谨的话，那么我们应当说，对任一π介子，我们有几个粒
子甚至任意多个粒子的多种组态，只要总的对称性与π介子的对称性一样就行了。所以
狄拉克的发现的最惊人结果之一是：基本粒子的旧概念完全崩溃了。基本粒子不再是基
本的了。它实际上是一个复合体系，说得更确切些是个复杂的多体体系，它所具有的复
杂性完全不下于分子或任何其他这类物体真正具有的复杂性。
    
    狄拉克理论还有另一个重要结果。在旧理论中，我们说的是在非相对论性量子论中
，基态是一个极简单的态。它就是真空，空的世界，没有任何别的东西，所以它有最高
可能的对称性。狄拉克理论中的基态就不同了。它是一个充满着看不到的负能粒子的客
体。除此以外，如果引入了正反粒子对产生的过程，我们就可以预期，基态必须包含几
乎无穷多个虚正电子、电子对或虚粒子反粒子对；因此马上可以看出，基态是个复杂的
动力学体系。它是基本自然定律所确定的本征解之一。如果基态按这种方式解释，我们
可以进一步看到，在基本自然定律群中，它不需要是对称的。事实上，电动力学最自然
的解释看来是：在同位旋群里，基本自然定律是完全不变的，而基态却不然。因而在同
位旋空间里的旋转中基态是简并的假设，按照哥耳德斯通的一个定理，要求远程力或静
止质量为0 的粒子的存在。库伦相互作用和光子或许也应当以这种方式来解释。
    
    最后，狄拉克根据他的空穴理论在1941年的贝克讲座里阐述了一种思想：在相互作
用的相对论场理论中，应当使用不定度规的希耳伯特空间。究竟通常的量子理论的这种
推广是否真正必要，这仍是个有争执的问题。但在近数十年内经过许多讨论后，我们已
不能怀疑，不定度规的理论确可以前后一贯地建立起来，并可导致合理的物理诠释。
    
    所以在这一点上最后的结果看来是，狄拉克的电子理论改变了原子物理的全部面貌
。放弃了基本粒子的旧概念以后，曾经被称为基本粒子的那些客体现在必须看成是复杂
的复合体系，总有一天可从基本自然定律把它们计算出来，正如复杂分子的定态可以从
量子力学或波动力学计算出来一样。我们已经知道，当取基本粒子的形式时，能量变成
物质。那些叫做基本粒子的态，与原子分子的态一样复杂。或者把这似非实是地表述为
：每个粒子由其他一切粒子构成。所以我们不能期望，基本粒子物理学会比量子化学简
单。这是一个重要之点，因为即使现在，还有很多物理学家盼望有那么一天，我们会发
现一种非常简单的方法去描述基本粒子物理，好像当年的氢光谱那样。这个我想是不可
能的。
    
    在结论中，关于什么叫做“偏见”我想再说几句。可以说，我们相信有基本粒子是
一种偏见。但我又觉得那将是太消极的说法。因为在近二百年内，我们在原子物理中使
用的语言，都是直接间接地以基本粒子的概念为基础的。我们经常问：“这物体由什么
构成？较小粒子在较大物体中的几何或力学组态怎样？”实际上我们总是回到了德谟克
利特的哲学；但我想现在我们已从狄拉克那里懂得了：这是个错误的问题。要避开已成
为我们语言一部分的那些问题，仍是很困难的。
    所以很自然地，即便现在，许多实验物理学家，甚至还有一些理论物理学家，仍在
寻找真正的基本粒子。例如，他们希望夸克能够担任这种角色，假如它存在的话。
    
    我想这是个错误。其所以错误，因为即使夸克存在，也不能说质子是由三个夸克构
成。我们必须说，它可能暂时由三个夸克构成，也可能由四个夸克一个反夸克，或五个
夸克两个反夸克构成，等等。而所有这些组态都应包含在质子中；而一个夸克又可以由
两个夸克一个反夸克所组成如此等等。因此我们无法回避这种基本的状况；但既然我们
仍有从旧观念来的问题，避开它们是极端困难的。许许多多的物理学家在寻找夸克，并
且将来大概还要找下去。以往十年内，有很强的偏见偏爱夸克，我以为假如它们真存在
的话，应当已被发现了。但这是一件要由实验物理学家来决定的事。
    
    还留有这样一个问题：应当用什么去代替基本粒子的概念呢？我想我们应当用基本
对称性的概念来代替这个概念。基本对称性规定了决定基本粒子谱的基础定律。现在我
不预备详细讨论这些对称性。仔细分析了观察的结果以后，我想作出论断：除洛伦兹群
外，还有SU2 ，标度定律，以及分立变换P ，C ，T ，都是真正的对称性。但我不想把
SU3 或这类高阶对称包括到基本对称性里去，它们可由体系动力学产生而作为近似对称
性。
    
    但这又是一件要由实验决定的事。我只想说，我们必须寻找的不是基本粒子，而是
基本对称性。当我们确实作出了这个决定性的概念变化（这是由狄拉克发现反物质而来
的）以后，我认为就不需要什么进一步的突破去理解基本（毋宁说是非基本）粒子了。
我们只须学会用基本对称性这个新的、不幸是很抽象的概念去进行工作；但这可能是够
糟糕的了。
    
    [ 侯德彭译自《美国物理学期刊》（American Journal of Physics ）1975年 5月
号]
    
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我的爱, 是长程力, 不服从平方反比律.

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