学术散文之三十三（2）

        心理生命与近代物理（第三节）

                  杨英锐

（三）重入期

    以上所述的矛盾期，既是心理生命的磨砺，也是心理生命的光辉。很难想象，一个没有经历矛盾期的心理生命能够健康成长；矛盾期，是保护心理生命的疫苗。成功度过矛盾期的心理生命，如凤凰涅槃，有重生之感。当其重入社会的时候，变得成熟而坚毅。为行文方便，我们拟人化地称这个走进重入期的心理生命为“重入君”。重入君在生活中逐渐懂得了心理学版的量子场论，学会了很多事情，也明白了许多道理。我们知道，量子场论是由整合狭义相对论与量子力学而成，是走出矛盾期的路径。物理如此，心理亦然。

（3.1）固有时与个体锥

    心理学中没有所谓金蝉脱売这种故事。那么重入君又是如何实现华丽转身的呢？在矛盾期中，此公曾为挤入各种社会锥中消磨得憔悴不堪，却不失心志。蓦然回首，却见爱因斯坦借着阑珊灯火，为其写下三字真言：固有时（proper time)。

    固有时是狭义相对论中的概念。常用的例子是说，有一对栾生兄弟，每人身上带一个时钟。哥哥坐飞船上天巡游，飞船速度很快；弟弟留在地球上，地球走的速度较慢。若干年后，哥哥回到地球，显得还很年轻，而弟弟却显得老迈了。道理是，速度等于距离除以时间，这里说的时间叫做绝对时间。而速度越快，时钟时间越慢，成反比关系，这个时钟时间就叫固有时。前面说到过关于事件位移的间隔概念，l表达间隔概念的公式有四个项，将其中每一项除以固有时，就定义了四维动量。有了四维动量，就可以引入动量锥了。

    固有时是个体所携带的时钟时间，所以固有时是个体化的，体现了个体差异。比如，在经济学语境下，一个商品的市场价格是给定的绝对价格，但不同的个体自有其固有价格。一款新手机，市场定价5000元人民币，这是绝对价格。对家境阔绰的人来说，5000元不算什么，挺便宜。对家境贫寒的人来说，5000元可能是其一个月仅有的用度，太贵了。这就叫固有价格，因人而异。个人经济条件不同，心理上就有不同的固有价。认知经济学中，管这叫“个体心智账户”。

    在经济力学中，引入了个体动量锥的概念（详见Yang, Y. 2012; 又见杨英锐《货币“钱性”与狭义相对论》2020。）在心理矛盾期间，个体所遭遇都是社会锥，以社会给定的绝对代价为基础。现在，重入君开始以自己的固有代价设计个体化锥形。锥形可以变得宽扁，也可以变得细长。在过上下锥顶点处画一条水平线，其与锥体之间的角度叫做锥的相位。锥体越扁平，相位越小；锥体越高长，相位越大。锥的上面开口宽度，叫做“冲度”，这里冲字读音为汉语拼音第四声。锥形变化的机理是，固有价越小，相位越小，而冲度越高。同理，固有价越大，相位越大，而冲度越低。可见，固有价与冲度成反比关系。简言之，对于一个个体来说，觉得一件商品越贵，其心理购买冲度越低，反之亦然。

    重入君在设计自己的个体化权力锥时，心理上把握了量力而行，有多大能耐办多大的事。设计个体化钱币锥时，把握了量入为出，按预算多少消费开支。设计个体化语言锥时，把握了量体裁衣，凭才气大小说话写文章与人交流。设计个体化意识锥时，把握了量己量事，以见识深浅决定思维方向。这样，重入君找到了心理自信，不再像在矛盾期时，拼命试图挤进各种社会锥中。重入君学会了不断调整自我心理锥形，努力降低固有代价，逐渐提高自我心理冲度。这样的重入君，在心理上逐渐成熟以起来，受到爱因斯坦的表扬。

（3.2）悬置与重整化

    物理学与心理学同属经验科学。经验科学不只是做实验，然后写实验报告，它更重视理论。理论不仅指引实验设计，还帮助经验科学家理解所要观测的自然与社会。我并不喜欢物理学中的所谓“人存原理”，好像自然是按人的想象所安排成那个样子的。经验科学的理论都是假设性的，都要经受实验的检验。但是，人们经常把物理和物理学混为一谈，却忽略了一个区别，物理和心理是自然现象，而物理学理论和心理学理论是由物理学家和心理学家创造的。自然现象有其必然性，科学理论有其偶然性。

    我们有时会说哪个定理优雅漂亮，有时会说哪个理论几近完美。这些都是感叹语，虽然是发自内心地感叹。世上其实不存在完美的科学理论，完美的理论叫神学；科学不是神学，科学家也不是神。科学理论在观测的基础上，都要经过科学家的两道加工程序：概念化与模型化，也叫概念化处理与模型化处理。这里所说的“处理”，和我们平常说的，这个问题需要处理一下中的“处理”，其实是一个意思，没有特别的神秘之处。

    重入君心理成熟的标志之一是学会如何做理各种事情。事有缓急，情有轻重，重入君都有计较区别。对于事情的处理方式不同，会造成不同后果；重入君在心理上具备对不同处理之后果的担当准备。经典决策论中，偏好只是一个心智状态，你可以一夜之间改变个人偏好而无代价。由塞维支开创的当代决策论，增加了行为自由度，偏好关系成为在两个行动函数之间的选择。行为是要造成后果的，所以，釆取此行动就要以放弃另一行动作为机会成本。比如，你被北大和清华都录取了，你接受了北大就意味着放弃清华，后者便是你付出的机会成本。这在心理上是有负担的，重入君具备了承受这种心理负担的力量。

    重入君处理事情另一个重要特点是建立了“悬置”概念，学会了对有些一时难以解决的挑战存而不论，留待将来条件变化了再试图解决。用约翰·萊尔德心智模型理论的话说，就是先留下一个心智注记。悬置手法也体现在量子场论中；比如关于“重整化”方法的物理背景的询问就一直处于被悬置的状态。量子力学是关于粒子在低能低速情况下的物理，而狭义相对论是高能高速的物理。量子场论将二者整合为一，就会在计算中遭遇无穷大量，这是理论所不允许的。比如，想像一个量子力学中的带质量的粒子，要接近或达到狭义相对论所依赖的光速，由爱因斯坦质能转换公式，就需要无穷大能量。消去无穷大量的方法就叫做重整化。

    诺贝尔物理学奖得主费曼曾反思重整化方法。他评论说：重整化方法是一种生硬的技巧，相当于把那些无限大藏到地毯底下，或者说是把污垢扫到地毯底下去。物理学家做的那么聪明，使得人们有时候以为这不是一个严重的困难。费曼所说的生硬技巧，就是悬置的意思。重整化是量子场论中重要的计算方法。可见，理论物理学家创造出重整化这种悬置手段，不仅要归功于良好的科学训练，还是心理生命的经验使然。

（3.3）科学家心理

    常言道，一个人的心理素质会影响其事业，科学领域亦是如此。科学家的心理状态不仅会影响个人的学术道路，甚至会影响其所从事领域的学术风貌。在我个人的观察中，当代理论物理学家是心理素质最为强大的一个科学家群体。自然界有四种基本力，即引力，电磁力，强力和弱力。在建立狭义与广义相对论后，爱因斯坦致力于建立包括四种自然力的统一场论，却宏图未竞而去，可见这是一条艰难的科学道路。理论物理学家却从未放弃追求统一场论的努力，这是秦皇汉武的气概，一代天骄的科学。

    人们每年都会赞誉诺贝尔物理学奖获得者的荣耀。其实理论物理是一个充满学术论爭的领域，人们对当代理论物理的质疑与批评也从未间断。理论物理学家表现了为实现统一场论的坚强意志，面对质疑与批评的担当，探索未知的勇气，克服困难的定力，与长途跋涉的坚忍耐力。

    难得的是，理论物理又是一个科普工作做的最为出色的领域。许多优秀的理论物理学家，如霍金、格林、维尔查克、彭罗斯、还有哈佛女物理学家丽莎·兰道尔，等等，都不断写出文笔流畅，叙述清晰的高级科普著作。在引进这些著作方面，国内诸多出版社近十多年来成绩卓著。比如，湖南科技出版社，上海世纪出版集团，上海科技教育出版社等都有系列译著涌出，几乎是国外出一本，国内译一本，无一遗漏。对于非物理出身的我，在学习理论物理的道路上，研读教科书和听专业课是必修功夫；但这些高级科普书，尤其是以母语阅读，迅速补充了我在这个领域的见识与理解。可以说，几乎所有这些国内出版的译著，我一本不落的读过，有些反复读过多遍。通过阅读这些高级科普书，不仅对理论物理的知识有了更深入广泛的理解，而且了解了理论物理学家是如何创造这些知识的。作为心理学家，我同时感兴趣的，是理论物理学家的心理生命状态与其所创造的理论框架之间的关系。其中奥妙，自不待言。每当看到理论物理学家说其在倾听自然的声音的时候，我心中就会感受到一种同情与怜悯。学问做到夜路高歌的地步，让人难诉悲喜，那是一种壮怀激烈，令人不敢言别。

    量子场论表现了重入君的心理特征。北大物理学家王正行先生在《简明量子场论》一书中提到，物理学有四个层次：实验，唯象理论，基本理论和数学。其中，实验与唯象理论构成实验物理，唯象理论与基本理论构成理论物理，而基本理论与数学构成数学物理。量子场论是粒子物理学的基本理，是我们当今对粒子世界最深层次的了解和认识，是粒子体系的动力学模型。量子场论成功地整合了四种自然力之中的三种，即电磁力，强力和弱力。这是迈向爱因斯坦统一场论的重大进展。

    重入君的心理特征之一，就是明白了要当真实现远大理想，首先要与现实妥协。要当真实现战略目标，就要不惜釆取灵活的战术。要当真实现个人抱负，体现个人价值，就要与社会同行，与历史同步。这个心理特征在量子场论中发挥的淋漓尽致，说明理论物理学家也明白这个道理。要盖高楼，不能不先构筑脚手架，而脚手架不是高楼本身。为了实现统一场论的宏图，量子场论不可避免的成为一个庞大的理论体系。

    在经验科学中，我们知道，被观测到的现象总是零散的，而其基本理论又必须是系统性的。所以，为了使其基本理论逻辑自洽，有时就需要引入一些非现象的概念作为理论的脚手架。在量子场论中，就经常需要引入一些非物理的概念与模型化技术，使得其模型参数达数十个之多。比如，在量子色动力学中，夸克是被禁闭的，在实验中只能观测到若干夸克的束缚态。例如，质子是由二个上夸克与一个下夸克由胶子胶合而成的束缚态。但由泡利不相容原理，二个上夸克作为等同粒子不允许出现在同一个束缚态中。为了解决这个理论上的逻辑矛盾，盖尔曼引入了“色荷”的概念，使得二个上夸克可以载有不同的色荷，从而得以逻辑地共处于同一个的质子束缚态中。色荷的引入，就是一种理论的脚手架，当时是在物理理论中引入的非物理概念，当时没有物理现象的承诺衬托。又例如，在费曼图的理论中，为计算而引入的“鬼场”，至今也还被认为是非物理的。

    在理论物理量子场论中，引入非物理自由度，表现了物理学家的智慧，也体现了重入君成熟的心理特征。

（3.4）生命与成就

    在心理生命的历程中，生命与成就是两块最显著的心理基石，在兹念兹，是重中之重。生命由时间度量，而成就表示个人在社会中的位置。在经典量子力学中，动力学方程就是薛定鄂方程；其中位置变化由二阶导数，也就是加速度来刻画，而时间是由一阶导数，也就是速度来刻画。二者不同阶。这个不同阶也是心理生命普遍的经历。最典型的例子，就是又听说哪位科学家英年早逝，曾经工作如何拼命的故事。其实，何止是这些报道中的例子；在多少人的心理生命中，为了改变自己在社会的位置，自觉地，不自觉地，主动地或被动地，都在督促自己做二阶加速工作，而将生命看做是一阶匀速运动，好像生命是白给的，取之不尽，用之不竭，具有无穷的耐力。

    量子场论改变了这种心理状态，从基本理论层面，在狄拉克方程中，将位置变化由二阶导数改为一阶导数，使得位置变化与时间变化同阶。而这正恰当地刻画了重入君的心理特征，即视生命𨒂续与事业成就为同等重要的事情。这是心理生命成熟的标志，是对心理健康的周全，也是对生命与事业的呵护。

（3.5）创生与湮灭

    心理生命呈现着各种各样的心理状态。最基础的状态，也叫基态，就是普通人的平常心，也叫普通理性，由量子场论中的希格斯场所刻画。量子场论认为，各种粒子状态都是由基态产生的激发态。各种激发态，既然是激发态，就不会是无生无息，而是有一个由创生到湮灭的存在期间。所以，在量子场论中，创生算子与湮灭算子总是把守在一个公式的前后两端，提醒各种粒子，要活动赶紧活动，生命有限啊。

    人们的各种心理状态，各种情绪，各种纠结，也都是激发态。重入君学会了掌握创生算子与湮灭算子。人不能总停留在一种激发态，也不能总纠结于一次激发态。无论是什么情绪，何种纠结，都应该是有时有晌的事情；情绪被激发不可避免，情绪被放下更是理性使然。重入君交相使用创生算子与湮灭算子把握着心理生命的节奏，指挥着自我内心的交响。

    重入君明白一个最简单不过的道理：人是要吃饭睡觉的，并且为了生存，有很多事情要做。心理生命也是生命，不能过于操劳，过度使用。心理生命也有疲惫的时候，也需要休息和补充能量。类似的情绪与纠结，可以反复出现，这是一个“激发-湮灭-再激发-再湮灭”的心理生命周期。

（3.6）正负能量

    心理生命有高潮低潮，此涨彼落。人的情绪有积极消极，此长彼消。用时下的常用语言，人的认知话语，可以传递正能量或负能量。这些在社会话语中，都是常用的概念和习惯用语。但你可知道，“负能量”的概念，在量子场论发展早期，曾掀起一场轩然大波。

    狄拉克，我的物理学偶像之一，应该是在量子场论中，冠名概念或冠名公式或冠名方程中出现频率最高的一位著名理论物理学家。当年狄拉克方程刚提出时，受到严重的质疑。原因是，方程中的能量项要被开方运算，有正负两个解，以致于引入负能量的概念势在必然。在物理学中，传统的能量概念总是正的，正能量自不待言。现在要引入负能量，在物理上意味着什么呢。为此，狄拉克先是提出了“狄拉克海”理论。在狄拉克海面上，涟漪均匀，凹凸有致。凹处能量为负，凸处能量为正。后来搞清楚了，每个粒子都有反粒子，粒子本尊携带正能量，其反粒子携带负能量，这个认知早已成为物理学教科书知识。

    不同于物理世界，心理生命具有主观性。将负能量转换为正能量，正是重入君的强大心理功能。

（3.7）经验四步曲

    自去年夏天始，我受命担任系里的研究生项目主任，成为校园中最小的官，这在美国校园文化中叫做服务，是教授工作的一部分。今年一月至四月，我第一次经历了主持系里研究生招生工作的全过程。我在这个过程中的心理轨迹，可以描述为四步曲。这个四步曲，恰好印证了理论物理中“场”的概念发展的四个阶段。

    第一阶段叫做波函数。招生工作之初，我对情况不甚了了。我不熟悉招生整个程序，前任和院里也没人详细交代情况。受疫情的影响，今年的博士生招生要复杂的多。首先是GRE成绩成为选择性的，可交可不交，没有了硬性指标。其次，学校财务紧张，博士奖学金额度不清楚。再次，国际学生赴美留学签证有难度。另外，我对参加招生委员会的各位教授的招生态度和思维方式不了解。是用物理学的话说，就是充满了不确定性，现象不清透，可直接观测度低而观测干扰度高。所以，我一开始只能走一步看一步，每处理一个问题看看是什么反映。这就是量子力学中的波函数。

    第二阶段叫做场论。波函数在量子场论中被场的概念所取代。在这一步中，我对候选申请人，尤其是进入短名单的每个申请者的材料有了了解，对每个参与招生的教授的思考方式有了了解。这样，每个申请者和招生委员会成员就成为一个场。量子场论认为场与场之间通过相互作用相联系，叫做相互作用实在，也叫做相互作用的本体论承诺。相互作用具有因果性，所以这个理论构架消除了原量子力学中的超距量子纠缠疑难，也同时化解了爱因斯坦对量子力学的批评。

    第三阶段叫做算子。在招生工作后期，我已经对整个事情熟悉了。这样，招生工作对我来说，只是如此这般的操作即可，我只需要充当一个算子就行了。量子场论认为一个场就是一个算子。

    最后，第四阶段叫做算符。招生工作接近尾声，我对招生过程有了很多经验和自信。回顾今年并展望明年的招生工作，我了然于胸。对我来说，那只是一个算符。在量子场论中，要对波函数做二次量子化处理，将经典场转换为量子场。这种量子场，称为算符，满足一定的对易关系，在数学希尔伯特空间里说话。

    这个故事告诉你，在三个月的招生工作期间，我的心理生命，如同在量子场论语境中，经历了波函数，场，算子和算符四个阶段。在这个意义上说，我兑变为一个重入君，具有更为成熟的心理生命。

注记。

    在最初的心理生命理论框架中，划分出五种心理状态，即怀抱期，矛盾期，重入期，情怀期和探索期。现在修改后的框架中，从重入期中分出了第六种心理状态，称为“公民期”。这样的划分，不仅在学理上更为合理，也使这个心理生命框架更有现实意义。

    另外，原计划写作的第三节，是用量子场论的语言刻画重入期。这部份内容显得超重，篇幅过长，与其它几节不协调。现在重入期分划为重入期和公民期，也就可以将量子场论的内容分两节介绍。以上的第三节，是通过刻画重入期介绍量子场论的一些基本概念。后面的要接下来写的第四节，是通过刻画公民期介绍规范场论。规范场论是量子场论的主要内容。

  下面给列出全文内容目录：

《心理生命与近代物理》

前言

第一节  怀抱期（牛顿力学）

第二节  矛盾期（量子力学和狭义相对论）

第三节  重入期（量子场论）

第四节  公民期（规范场论，待续）

第五节  情怀期（广义相对论，待续）

第六节  探索期（弦论，待续）

后记

（2021-4-25，初稿）