念《三旋理论初探》出版十周年

三旋──决定物性的内禀运动

从三旋理论的基本思路看，它对超弦理论万物归一──宇宙的基本物质要素归结为一维的弦──的假设是完全赞同的。三旋理论认为组成万物最基本的客体是一维的圈，即闭合的弦、弦圈。进一步讲，据《三旋理论初探》的作者王德奎先生自述，在他多年追寻宇宙奥秘的探索中，“弦”的观念的形成，远远早于西方的弦理论家们。要让世界科学界承认最早提出“弦”的思想是中国学者，恐怕还有待于一定力度的宣传乃至考证工作；然而近年来中国学者和西方学者分别独立地进行着“弦”的研究、探索，却是不争的事实──王德奎先生公开发表的许多论文，都可以作为有力的证据。

三旋理论不仅仅是在阐释西方学者所主张的超弦理论，它在一定程度上超越了西方弦理论家的视野，显示出其独特的创新思维──三旋生万物的思想。

超弦理论认为：弦是一维的，然而它那消失的粗细维度，又可能包含着卷缩在普朗克尺度(十亿亿亿亿分之一厘米)中的卷缩维(《宇宙的琴弦》185页)。我以为：王德奎先生是认可这一假设的，因而，他又将闭合的弦(弦圈)称为类圈体(《三旋理论初探》4页)。一维的弦圈，除了超弦理论所说的各种外在运动；还应有三旋理论所说的体旋──绕圈面内轴线的旋转，面旋──绕垂直于圈面的圈中心轴线的旋转，线旋──绕圈体内环状中心线的旋转(《三旋理论初探》5-6页、32页、105~107页、356页)这三种“内禀”运动。这里线旋的存在显然是以弦圈、类圈体在线的粗细尺度上存在卷缩维为前提的，否则“中心线”、“线旋”的概念都将没有意义。线旋由于类圈体的闭合是否有扭转，而分为非平凡、平凡线旋(《三旋理论初探》5页、323页、357页、363页)。

按我的理解：三旋理论的基本思想是弦圈为万物的基本要素，弦圈的“外在运动”决定物理学所观察的粒子的“运动特性”，弦圈的“内禀运动”(三旋运动)则决定粒子的“物性”，或者说：性质、形态各异的万物皆由三旋铺展而形成。

“万物归于弦”、“三旋生万物”这两句话可以分别表示出“超弦理论”和“三旋理论”的精萃。三旋理论以后者为特色，却包容着前者。

圈态密码──人类认识物质的崭新里程碑

三旋理论的“三旋生万物”的思想，集中地表现在“圈态密码”观念的提出：

三旋理论指出三旋的体旋有二种状态(正、反)，面旋有二种状态(正、反)，线旋中的平凡线旋有二种状态(正、反)，线旋中的非平凡线旋有四种状态(左斜：正、反，右斜；正、反)；按单动(只做一种旋动)、双动(同时做两种旋动)、三动(同时做三种旋动)可以有62种不同的三旋状态组合(《三旋理论初探》11页、323页、392页)。而基本粒子的不同种类(基本粒子连同赫格斯粒子在内也恰恰有62种)及其各自的性质，则都由不同的三旋状态组合决定；它们还分别对应于一定的流形的固有拓扑性质(《三旋理论初探》35~47页)。

三旋理论将表示各种基本粒子的“三旋状态组合”称为“圈态密码”(圈态指弦圈的三旋状态)。圈态密码以弦圈的三旋状态组合表示基本粒字子，较之人类对物质的认识史上的化学以分子式表示物质结构，原子物理学以质子、中子、电子的组合表示上百种原子，夸克理论以夸克组合表示数百种强子，堪称又一座崭新的里程碑；从而推出了以三旋组合多样性铺展宇宙多样性这一极为深刻的思想。

破译“圈态密码”不仅意味着找到形成各种粒子的圈态；而且还应当意味着建立起三旋状态和现有物理学所认识的各种基本粒子属性的联系。《三旋理论初探》第403页至406页给出了作者所推测的部分夸克、强子的圈态密码，第51页至58页则给出了作者经过艰苦探索得到的由圈态拓扑性质计算基本粒子质量谱的计算公式和计算结果。认真、确切地破译全部圈态密码应是三旋理论继续研究的重要任务。这一任务的完成将使物理学现有的许多不解之谜，如基本粒子为什么有3个家族6种味道3种颜色、时间空间的本质、类星体及暗物质究竟为何物等等，全都有希望通过三旋运动得到清楚的解释；同时也将有可能建立起三旋理论的假设与实验验证之间畅通的桥梁──如该书所提出的胶子球实验证伪的数据条件等。

尽管我感觉：今天的三旋理论探索，离开完全破译圈态密码还有相当的距离；然而，“圈态密码”的提出，即使在今天，给予人们的振聋发聩的震撼和对当今物理学研究的深远影响，也是难以估量的：

经典物理学磁场作为旋量的奥秘，有希望从三旋一定的圈态得到说明。

二十世纪后半期物理学所研究的基本粒子的许多性质越来越远离日常经验，许多难以用经验描述的性质，如自旋、同位旋等，被称为“内禀性质”，换言之也就是无法说出它们究竟是什么性质；而三旋理论却可以通过圈态的三旋组合得到合理的解释。

夸克幽禁之谜，物质无限可分的困惑，也有可能用圈态组合的思想加以解决：三旋组合状态是一个整体，其基本要素是作为运动状态的“旋”而非独立的粒子(《三旋理论初探》411页、417页)。

圈态多于点态、环面比球面更普遍的理由在三旋理论中被归结为宇宙各种可能空间形式的选择(《三旋理论初探》37-40页)。事实上，自然界中行星围绕恒星旋转、天体自转、星系自转、电子围绕原子核旋转、电子自旋……这些旋转运动的大量存在，即使从经验层次上也证明了圈态的普遍性。

遥远的目标与过程的价值

三旋理论的创新思想虽然令人瞩目，但在今天它毕竟还处于假说阶段。恕我直言：即使作为假说，《三旋理论初探》一书在理论体系上、在严格表述上似仍显不很成熟，还有待于锤炼、完着。例如，当圈态为多维多孔时该如何准确地定义三旋?此外，流形的维数应当可以超过三维，那么“旋”是否不止于“三”，等等。当然，这些也可能是因为笔者未能深入理解所致。

我的坦诚之盲还有：该书把物理学上的讨论随意推广到其他领域、乃至社会领域，是我不太赞成的；该书作者同样有太多的“万有理论”(TOE)情结，而追求包罗万象、无所不适用的所谓万有理论往往都是吃力不讨好的。

三旋理论的目标甚至无愧于伟大二字，但这一目标与超弦理论的目标一样遥远。将来能否完全达到预期目标，谁家领先达到，实事求是地说在今天都仍是未知的。然而，无论它们后来能否完全达到原定目标，都不影响它们作为创新思维启迪人们探索的价值。正如超弦理论宇宙物质本原归一的思想所具有的启迪价值—样；三旋理论启迪人们最有价值的思维便是：以敏锐的眼光抓住“旋”这种运动，并从“旋”运动生出多样化的物质。无论物质实际上是如何地“旋”，“旋”实际上生成什么；对“旋”的高度关注，无疑应是未来物理学研究的重要方向。

按照我的片面推测：三旋理论、乃至超弦理论对科学的实际价值主要在于过程，而未必在于原先所预想的结果。

科学创新不能只按成败论英雄。它并不太需要成功(指被验证、被公认)后、面对定论成果“锦上添花”的赞颂；它真正需要的是成功之前、过程之中“雪中送炭”的支持。然而，我们学界中的许多人却乐于做前者而不屑做后者。我们的官方评价或资助机制，也是只对成功者开门，而冷眼对探索者。风毛麟角的民间创新资助，也大都通过官方机构操作，而染上了同样弊端。

中国科学界妄自菲薄的时代早应当结束了。据我所知：《三旋理论初探》决不是惟一未被光大的中国学者重要创新成果；多少足以在世界闪烁光芒的创新思维萌芽，却消亡在冷漠、沉默的扼杀之中。当我们整个民族将巨大的热情慷慨地投向一切有价值的创新思维；而不问其创作者的身份、资历，不在乎其目标的风险之时，就是中国的霍金、纳什崛起之时，中国本土的诺贝尔之星升起之时。

我想：现在有全民参与的教育希望工程；为什么不可以做起一项“创新希望工程”呢?为什么不可以建立一项不拘一格支持、帮助创新思维(无论是科学的、技术的、人文的)的民间基金、组织呢?它虽然未必就能单独地对振兴民族创新精神起到决定性作用；但是否能给予那些艰难中奋争的创新幼苗一点及时的雨露呢?我们期待着有识之士的关注、参与和投入。

纪念《三旋理论初探》出版十周年（6）

──毛泽东主席与物质无限可分说

（发表于《博览群书》2003年第2期）

王德奎

毛泽东亲自领导和发动的物质无限可分说世界科学大战，是他领导中国人民和中国科学界的将帅们向诺贝尔科学奖冲刺的一次伟大尝试。这场“战争”虽然远没有结束，但它已使中国的认知天平发生了巨大倾斜；也许沿着这块斜面向上攀登将是一座通天塔。这就是中国科学界应该认真总结这场“战争”的现实意义。

毛泽东与诺贝尔奖

毛泽东对诺贝尔奖是什么态度?我们可以从他生前接见诺贝尔物理学奖得主杨振宁博士的友好和热情上看得出来，他是承认诺贝尔科学奖的进步价值的。他发动的长达二十余年的“物质无限可分说”的攻尖战，凸显了他企图通过权势、政治与自然科学的结合，为甲国科学在世界上争得二块诺贝尔奖“高地”。
目前中国科学界有人认为，赵忠尧、王淦昌、邹承鲁、刘耀阳等四人应该获得诺贝尔奖，遗憾诺贝尔奖评委会的不公正。我不是说这四人不够获诺贝尔奖，因为与他们取得相似成果的都获得了该奖；而是说首先国内没有及时授予他们科学大奖，以及他们的后继工作也有诸多的分散。

最有说服力的是刘耀阳，他原是中国科技大学很有才华的理论物理学家，1964年他还是年轻教师时，持物质不是无限可分取得了与盖尔曼夸克模型相似的成果。同时他还被选人毛泽东组织的六十多位专攻物质结构的科学精英小组，当时国家动用大笔专款在北京召开五大洲科学家大会。应该说刘耀阳有很好的获诺贝尔奖的条件，但刘耀阳获奖的机会被扼杀了，他的论文只能象征地作为是对物质无限可分说的争鸣，摘要发表在国家一份刊物的束尾。今天，当《科技日报》就刘耀阳没有同盖尔曼一起被授诺贝尔奖而发表议论时，我们应不应该有一点自责呢?

毛泽东与坂田昌一

当然这里有难育之隐，刘耀阳的科学成果与当时毛泽东坚持的物质无限可分说不相合。而这场科学大战早在1955年就已开始酝酿。当时日本著名理论物理学家坂田昌一提出坂田模型，在国际上很有影响，也引起了毛泽东对物质无限可分说的重视。这年他亲自召开了一次研究我国原子能科学发展的会议，有李四光、钱三强出席，在会上毛泽东问钱三强：“质子、中子是由什么组成的?”钱三强回答说：“这个问题还没有新的认识。”毛泽东却说：“我看不见得，质子、中子、电子还应该是可分的，一分为二……你们倌不信，你们不信，反正我倌。”半年后，美国第一次发现了反质子；一年后，又发现了反中子，证实了毛泽东的预言。对此，有科学家说，毛泽东比我们这些搞专业的物理学家还行!但人们还是难以想象，物质无限可分说会跟反对资产阶级唯心主义的斗争有联系，虽然1955年4月11日《人民日报》发表了《展开对资产阶级唯心主义思想的批判》的社论。
但在以后发生的以毛泽东的“一分为二”批判杨献珍的“合二为一”论的斗争中，就明显地见到了以物质无限可分说划线站队情况。著名化学家徐光宪1959年编著的《物质结构》大学教材，绪论一章就说：“一派意见认为物质内部没有空隙，是连续的，可以无限止地分割下去。例如我国战国时代的哲学家惠施就有这样的看法，他说一尺长的棍子，日取其半，万世也取不完。另一派的意见认为物质不能无限制地分割下去。”这是一场艰难的站队选择，正如该书所说：“为统治阶级服务的唯心论哲学家，其中也包括某些自然科学家，是不甘心的。他们竭力歪曲二十世纪初关于物质结构方面的许多的发现。”

在1959年与所谓“右倾机会主义分子”斗争取得胜利后，1961年4月坂田昌一在《日本物理学会志》第16卷第4号发表的《新基本粒子观对话》，再次极大地支持了毛泽东的物质无限可分的思维。如坂田文章中说：“发现电子和放射性元素，而当时的自然科学家们……深信原子是名副其实的物质可分性的极限，因此，在新的事实被发现时就惊慌失措了。”对照“右倾机会主义分子”在大跃进面前的“惊慌失措”，毛泽东坚定了“不断革命论”的思想。从1963年于光远先生创办一份自然辩证法刊物，在创刊号上中国第一次转载了坂田昌一的《新基本粒子观对话》，到1965年6月《红旗》杂志又加注释全文发表，《人民日报》和全国一些省的大报都纷纷转载这篇长文，这场物质无限可分说的大战全面拉开了序幕。

许多年过去，对于这场大战，我家乡的一位贫苦农民出身的区委书记还记忆犹新。那是1974年我在家乡结婚时，我写的《基本粒子结构不是类点体而是类圈体》论文，被那位连小学也没有毕业的区委书记偶然发现，且很有兴趣。我很费解，他才告诉我，1965年《红旗》杂志、《人民日报》上坂田昌一的文章和编者按影响了他们这些人。

对于这场科学大战，周培源先生说：1964年8月，在北京科学讨论会开会期间，毛泽东接见参加会议的各国代表团团长，要我──介绍。日本代表团团长坂田昌一在1955年前曾写过一篇关于基本粒子是由更基本的粒子所组成的这样观点的文章，当时，国际上知道的人并不多，但毛泽东却看到他的文章，并且对它很重视。当我把坂田教授引见时，毛泽东当面称赞说：“你的文章写得好”，使坂田极为兴奋。第二天，毛泽东约于光远同志和我到中南海去谈话，毛泽东从坂田文章谈起，谈到许多自然科学基础理论问题。毛泽东运用辩证唯物主义理论，阐明宇宙从大的方面看来是无限的，从小的方面看来也是无限的，不但原子可以分，原子核可以分，基本粒子也可以分。在毛泽东这一思想指引下，我国物理学工作者在1966年提出了基本粒子的层子模型理论。

朱长先生也说：二十世纪六十年代，毛泽东看到日本理论物理学家坂田昌一的著作《关于基本粒子的对话》，就反复进行研读，并作了批注。我国物理学家们正是运用毛泽东同志关于物质无限可分性和不同层次相对不可分性的辩证原理，提出了物质结构的层子模型。1977年在夏威夷举行的第七届粒子物理学会上，美国学者格拉肖提议，将层子或夸克命名为“毛粒子”，以纪念他的思想在物质结构研究中的指导意义。直到二十一世纪，当年北京国际科学讨论会的服务人员、四川大学的应届毕业生叶峻先生还在《文史杂志》上著文，追思大会的盛况，对格拉肖的“毛粒子”美誉回味不止。

物质无限可分与分歧

坂田昌一的《新基本粒子观对话》一书，我在“文化大革命”的困境中读过数百遍。坂田的新观点，在于把别人当作数学的“点”来研究的基本粒子，改为当作物理的“体”来研究，即把形的逻辑发展为物的逻辑。但他不重视拓扑学上的环面与球面不同伦，毛泽东也不懂拓扑学上的环面与球面不同伦。由此坂田把只具有位置而没有长度、宽度、厚度和体积的数学中的“点”，改为物理学的“体”，这当然是一次进步，也使人们容易理解毛泽东的从大粒子可以分到小粒子，以至层次无穷的物质无限可分思想。但这只是一门反讽科学，因为如果坚持基本粒子的象性也可分，从环面与球面不同伦出发就有所谓流形的点；另外，量子论和相对论的出现，也使宏观物体的刚性概念在微观物质和高速的情况下变得不够明确，这就为拓扑量子圈态三旋模型提供了很好的描述。实际上，数学的点也是物理的体的抽象，只不过早在古希腊毕达哥拉斯有关点和欧几里德有关形的描述那里就发生了遗漏，例如没有把后来发现的电流环的磁力线转动，锅中沸水心液体向四周翻滚的耗散结构转动等，缩影反映在量子上，成为比球面象性多60种自旋状态的三旋结构。而这正是第三部门所做的工作。

科学与政治、权势结合，有时不失为一种推进社会、经济、文化发展的杠杆，但第一部门和第二部门也有失灵的时候。这里第一部门指政府所属组织，第二部门指营利性的企业、事业性组织，第三部门指既非政府又非营利性所属的范畴。清华大学秦晖教授认为，第三部门的作用在于调节“市场和政府失灵”。在改革开放之前，中国的第一部门、第二部门深深地卷入物质无限可分说的世界科学大战。“四人帮”打倒之后，第一位著文表明对物质无限可分说持怀疑的人物，是第三部门的上海66级高中生曹南薇(文章刊登在《文汇报》上)。这以后，第一部门和第二部门也有像杨明震、金吾伦等学者，持和曹南薇相似的观点。

随着“文化大革命”的结束，应该说，我国的政治家们对过去工作中的不实之词，还是进行过认真的检查。相比之下，中国科学界的领袖和将帅们对我国自然科学理论，服务于已证明是错了的政治需要的不实之词所做的清理是很不够的。例如层子模型的指导思想与盖尔曼的物质不是无限可分的夸克模型是对着干的，但我们现在把这条界线隐盖了，把“层子”干脆冒充说成是“夸克”。其实无限可分的“层子”是不存在的，而被禁闭的盖尔曼的“夸克”的确存在。层子学的领袖们，没有给刘耀阳教授以公平、公正的争鸣，就是一件公案。

当然物质无限可分说的起源不是毛泽东的首创，有人把它推给恩格斯，这也不确切。实际毛泽东的物质无限可分说沿袭于列宁分裂全球化和军事对抗全球化的需要。北京大学马克思主义学院哲学教研室主任林娅教授说：列宁的帝国主义是无产阶级革命前夜的理论，本质是一种分裂对抗的全球化观念，是一种相对封闭的世界体系理论。这种理论从当前的现实出发，强调了世界政治军事斗争与对抗在武装阶级革命中的作用，从而导致了以苏联为首的社会主义阵营在现代化进程中，长期坚持闭关锁国的发展方针和策略，最终窒息了社会主义经济文化发展的活力。

但毛泽东领导和发动的物质无限可分说的世界科学大战所带来的科学探索精神是永远长存的。对于这场反讽科学，如果事情真像格拉肖正面说的“毛粒子”是一种伟大的科学发现，那么格拉肖为何不向诺贝尔奖评审委员会推荐“毛粒子”的具体化的“层子模型”呢?对其十分了解的杨振宁、李政道、丁肇中等大师也没有作这种推荐，而他们都是获过诺贝尔奖，有这种资格的。要知中国政府给这一成果也发了科学大奖，组织过国际科学讨论会，并在多家我国刊物让其垄断发表论文。

其次，在层子模型描述的动力学相因子的数学方程中，正如贝里所说，也还缺少几何相因子，特别是缺乏对与球面不同伦的环面相因子的认识。查汝强先生生前说：他率领中国科学家代表团访问美国，国外朋友询问物质无限可分，就明白无误表示不赞同。

层子模型创立者之一的著名科学家何祚庥先生，对霍金在北京2002年国际数学家大会作弦理论报告评论时说，霍金没有说明宇宙大爆炸之前是什么，也可见何先生对环面与球面不同伦的意义不理解。有记者称霍金为“外星人”，这除了指霍金因高度残疾，生理与奋斗行为与常人有巨大差异外，还指霍金研究的理论常人难以理解，而这种理论则含带有一种典型的环面空间特征。当然霍金不是不可以批评的。例如他用哥德尔不完备性定理置疑宇宙的统一理论，其哥德尔不完备性定理本身也不完备。证明是：哥德尔定理指出，在任何公理化形式系统中，总存留着在定义该系统的公理基础上既不能证明也不能证伪的问题，也就是说任何一个理论都有解决不了的问题。这完全正确。但在任何公理化形式系统中，确有能解决并已解决了的问题，这也是众所周知的，但哥德尔不完备性定理却没有说明何为这种命题的判据。

哥德尔不完备性定理的不完备性，还可以延伸进对科学实验是证明科学理论实在的公约产生不完备的置疑，即实验检验的前提还存在环面空间与球面空间不同伦的界面区别，在球面空间实验检验成立的事情，在环面空间检验就不一定成立。球面科学家把这种实验检验出现的区别，仅仅归结为模式规范的变换，这没有说到问题的实质，它的实质是球面和环面界面的变换，我们生活的球面空间仅是局域性空间，环面才是一种全域性空间，是超对称的。一些在局域性空间的实验证明和命题求证，是可以完备的。人类正是藉助此才得以生存和发展，也才一步步逼近全域性空间的认识。这就是《三旋理论初探》一书在物质无限可分说的世界科学大战的废墟上，建立起的科学大厦。

《博览群书》编后 编者在组织《三旋理论初探》一书评介文章的稿件时遇到了一定困难，一则，能读懂此书的人很少；二则，其中有时间去读的人更少。而且从来稿中择出适合读者阅读的文章，也颇费思量。但正如沈骊天先生所说“当我们整个民族将巨大的热情慷慨地投向一切有价值的创新思维；而不问其创作者的身份、资历，不在乎其目标的风险之时，就是中国的霍金、纳什崛起之时，中国本土的诺贝尔之星升起之时。”这番话也是我们组织《三旋理论初探》一书评介的初衷。