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对称破缺的系统学诠释
武杰/李润珍
【专题名称】科学技术哲学【专 题 号】B2【复印期号】2010年03期【原文出处】《科学技术哲学研究》(太原)2009年6期第30~37页【英文标题】From the System Sciences Point of View to Interpret Symmetry Breaking【作者简介】武杰/李润珍,太原科技大学人文社会科学系,太原 030024????武杰(1950-),男,山西太原人,太原科技大学人文社会科学系教授,研究方向为科学技术哲学;李润珍(1957-),女,山西忻州人,太原科技大学人文社会科学系副教授,研究方向为科技伦理学。
【内容提要】 20世纪40年代以来,自然科学和社会科学的发展,特别是复杂性系统科学的研究,揭示出从无机的物质世界到有机的生命世界,再到复杂的社会经济生活,都是从无序走向有序的过程,而对称性破缺是系统走向有序的主要机制。作者通过对非线性、突现、分层和自组织等对称破缺现象的考察,指出对称性破缺在本体论、认识论和方法论方面的教益,进而从系统学的角度阐明对称性破缺是自然界演化发展的一条基本原理。Since the 1940 s, the development of natural science and social science, especially the study of complex system science, has shown that from the inorganic material world to the organic life world and then to the complex social and economical world, it is a process from disorder to order, whose main mechanism is symmetry breaking. The paper studies the phenomena of non - linearity, emergence, bifurcation and self organization, pointing out that symmetry breaking has ontological, epistemological and methodological significance, and thus proves that symmetry breaking is a fundamental principle of the evolvement of nature. 【关 键 词】对称破缺/有序演化/非线性/突现/层级/自组织symmetry breaking/ordered evolution/nonlinearity/emergence/hierarchy/self - organization
????中图分类号:N02 文献标识码:A 文章编号:1674-7062(2009)06-0030-08????引言????19世纪的最后一天,欧洲著名的科学家欢聚一堂,会上德高望重的开尔文勋爵致新年贺辞。他在回顾物理学的发展时说:“物理大厦已经落成,所剩只是一些修饰工作。”而在展望20世纪物理学前景时,他若有所思地讲道:“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式,现在它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了,第一朵乌云出现在光的波动理论上,第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。”[1]出乎意料的是,这两朵乌云不久就酿成了两场风暴,掀起了20世纪物理学上的两次革命。同样,在20世纪和21世纪之交,李政道教授在《展望21世纪科学发展前景》时也提出了两个疑问:“第一,目前我们的物理理论都是对称的,而实验表明有些对称性在弱作用过程中被破坏了;另外一个疑问是一半的基本粒子是永远独立不出来的。”[2]他还认为,20世纪的文明是微观的,21世纪微观和宏观应该结合成一体。这也就是说,20世纪自然科学的迅猛发展,一方面使对称性思想愈发彰显自身的光彩和魅力,由此展现了理论创新的威力,解释了原子构造、分子构造、核能、激光、半导体、超导体、X光、超级计算机等等;另一方面,大量的经验事实和理论探索一再展示对称破缺的重大意义。事实上,每一次对称破缺都有新质的突现,都在创造一个更加丰富多彩的现象世界。因此,我们将它概括为自然界演化发展的一条基本原理。[3]????在这样的背景下,我们应该从系统科学的视角出发,立足于关系,就有可能看到整体中的区分,以达到对现存事物的理解、说明和解释。当代著名物理学家盖尔曼也曾指出:“今天……我们必须对整个系统进行研究,即使这种研究很粗糙也是必要的,因为对复杂
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