沈惠川:关于物理学和饭碗问题的讨论with许晏(3)

2008.6.17许晏来信

沈老师，您好！
       今天（周一）图书馆开门，我借了Max Jammer的The Philosophy of Quantum Mechanics: The Interpretations of Quantum Mechanics in Historical Perspective。该书的内容比较全面。不过我最关心的还是de Broglie对非线性波动力学所作的因果性诠释。
      我今年4月研究Huygens原理，发现Huygens原理并非严格的光波动理论，而是对几何光学的修正，其核心思想是“用粒子去引导波”。这让我产生联想：考虑到波粒二象的对偶性，Huygens原理的对偶是什么？“用波去引导粒子”！没过几天，我买了de Broglie的《波动力学导论》（1930年），发现我的想法正是de Broglie在80年前（1927年）提出的“波导”pilot-wave假说（据说“波导”是双重解的退化形式？）。我和de Broglie想到一块去了，这是我喜欢de Broglie的原因，也是我迫切地想一睹《非线性波动力学：因果性诠释》一书风采的动机。可惜石溪图书馆仅藏的一本不翼而飞：或许这其中也有因果概然性？
                                                   许晏

沈惠川2008.6.17回信

许晏你好！
       知道你借到Max Jammer的《The Philosophy of Quantum Mechanics: The Interpretations of Quantum Mechanics in Historical Perspective》很欣慰。此书经常被我们（我、关洪、洪定国等）这些搞量子力学哲学的人所引用。你科研好好看看，比那些虚的东西实用得多。
     de Broglie的文章我是专家。他1927年的文章就是他1956年《非线性波动力学》的雏形。但他在文末将此理论退化为“波导理论”犯了大错。1927年的Solvy会议上，他做的报告就是讲“波导理论”的，结果被Pauli一顿痛批。Einstein当时没有吭声（后来说支持他的想法），而Schrodinger则忙于推销自己的理论。所以在1927年的会议上de Broglie大败。以至于1952年D.Bohm提出“量子势诠释”时，de Broglie极力反对。
     但随后（还有其他一些原因）J.-P.Vigier（他尽管也是de Broglie的学生，但后来并未追随de Broglie，定居加拿大）提醒de Broglie注意在广义相对论当中有“Einstein场方程”和与之相关的“短程线方程”，使得de Broglie重新回到“双重解”的立场上来。“双重解”理论中的两个方程，一个是系综诠释的量子力学Klein-Gondon方程或Dirac方程，另一个则是非线性的“粒子”方程（当时还没有找到，后来被Gueret和Vigier,还有我找到）。《非线性波动力学》中主要就是讲这些事。
     具体可参阅我的许多关于量子力学的文章。
     Huygens的《光论》，原先有武汉出版社的版本，现在又有北京大学出版社的版本。
     Max Jammer的书你最好复印下来，以后有用。
                                                 沈惠川

沈惠川2008.6.26回信

许晏你好！
     过几天就要放暑假了。一年一度的科大学生出国潮已经出现。校园里到处可见突击找对象、拉郎配的景象。
    我想问一下，出国留美的学生现在情况到底怎样？混文凭、同居、滞留不回等情况多不多？工作好不好找？
    听一个回国探亲的学生说，有些专业毕业的留学生工作难找？具体情况如何？
    想听你客观地介绍一下。
                                                  沈惠川

2008.6.27许晏来信

沈老师，您好！
    我没有作过具体的调查。就我所知道的情况，留学生毕业后工作确实很难找，尤其是物理这类专业，最难找工作了。现在美国经济普遍不景气，物价（尤其是油价）又在飞涨。留学生毕业后想留在美国越来越困难。至于“混文凭，同居”确是实际情况；“滞留不回”也非易事：毕业后两年内找不到工作，就得走人。其实这些学生也可以选择回国，但是回国后工作更难找！总的来说，绝大多数留美学生的生活是物质上贫乏，精神上空虚的。
                                                  许晏

沈惠川2008.7.3回信

许晏你好！
      我的《经典力学题谱》将在本月出版。我将书的“跋”发给你看看。
     我于6日星期天回上海。
                                                  沈惠川

2008.7.4许晏来信

沈老师，您好！
      来信收到。您和沈励先生于今年元旦写的《经典力学题谱》“序”，以及您5月10日所作的“跋”，我前几日已仔细拜读过几遍了。您发来的Word文档在美国这边的电脑上打不开，想必就是您5月10日所作的“跋”（有无改动？）。
      我前一段时间研究相变理论，发现统计力学中的所有相变模型（非理想气体，Ising模型，格气lattice-gas，Potts模型，等等）都是对硬球碰撞过程的定态统计性（系综）描述。从相互作用势来看，一切相变模型的势函数都有“硬核”（hard core），近乎有限的作用范围（finite range），以及无处负无穷能（no where negative infinity），故为一广义硬球散射问题（我称其为“广义硬球散射”，因为其包括Yukawa势散射）。
从数学描述来看，相变与配分函数零点根的分布有关，与量子力学同为矩阵对角化的本征值问题（从Ising模型中的跃迁矩阵transfer matrix就可看出）。更有趣的是，体系相变性质取决于配分函数跃迁矩阵的本征值之间的相互“干涉”竞争，且有相因子，这与量子散射描述是等价的。还有一个有意思的东西是“Mayer集团展式”，我认为它是推广了的系综化了的Born近似。“集团展式”是联系统计力学和图论方法的桥梁。由此可见，统计力学中的“系综”为显，量子力学中的“系综”为隐，一显一隐，“本是同根生，相煎何太急”！不知这个是否就是您提到过的“隐关联”？将两者统一起来，物理上的根据无疑是Gibbs系综理论，数学上的描述我已经找到：泛函分析中的谱表示理论。不过最近学习《人性论》已到冲刺阶段，使得我没有时间深入研究下去。计划下周读完Hume后休息两天，再好好研究Gibbs，一些相变模型，还要复习三年前自学的泛函分析（当时还练了不少习题）。
     恭贺《经典力学题谱》之出版。祝您暑期愉快，《统计力学讲义》早日成书！
                                                               许晏

沈惠川2008.7.4回信

许晏你好！
    “跋”基本上没有改动。“序”亦同样，只是个别字有变。
     统计力学中，你所说的数学描述既然已经找到，你就应该好好研究一下如何系统化、理论化，如何推广。
     至于“隐关联”，不仅仅在量子力学中有（如“量子势”），在统计力学中也有。只要是用Liouville方程来描述的，必然存在类似于“量子势”的东西。我已算出来了。以后准备放在书中。
      马上庚有一本关于相变的书，你看过吗？
                                                             沈惠川

2008.7.7许晏来信

沈老师，您好！
      相变理论提示了统计力学和量子力学之间的“隐关联”，其深层次的物理原因如下：
       统计力学的配分函数（态之和）是对体系（系综）的各态求和；量子力学写成路径积分形式，则是对“相因子”的各个路径的求和，两者在数学上是完全等价的（可以证明）。路径积分正是Huygens原理在波粒二象性下的对偶，且相因子Exp(iS/h)的指数上是作用量S（Lagrangian的泛函积分），又由于“路径积分”与统计力学“态之和”的等价性，分析力学中有关Lagrangian的一套“程式”就完全能够应用到统计热力学中——分析热力学。可以说，统计力学和“量子力学”（严格地说，不是非相对论量子力学，而是相对论量子场）的等价性是分析热力学的物理根源。我个人认为统计力学是热力学极限下的“量子力学”。
        通过今年4月份研究相对论和Galiliean电动力学（推导和计算），我认识到：符合相对论的物理理论一定（且只能）是系综的。电动力学如此，统计力学如此，量子场论亦如是。既然相对论和系综理论是协调统一的，而统计力学和量子力学（分析力学）又是数学上等价的，我们就有理由相信：物理学“铁三角”是三位一体的：相对论是其物理灵魂，分析力学是其理论架构，热力学是其经验基础（“系综”是其描述形式）。
                                                             许晏

沈惠川2008.7.8回信

许晏你好!
       我已于前天回到上海.
       Ballentine的《量子力学》一书中就说过：量子力学的经典极限是统计力学，而不是Newton质点力学。北京大学钱尚武教授等也写过类似的文章。
      凡涉及相对论的，凡涉及经典场论的，凡多粒子系统，都是系综理论的。
       量子力学的路径积分实际上与扩散方程的解法是一样的，因此量子力学的随机诠释（随机力学）与统计力学中的某种Fokker-Planck方程是一样的。
      有一本《The Fokker-Planck Equation》书不错，其中讲到了Fokker-Planck 与量子力学Schrodinger方程之间的变换关系。黄祖洽的《输运理论》中的有关内容就取之该书。
                                                          沈惠川

2008.7.12许晏来信

沈老师，您好！
     这一个多月来是我人生中最兴奋最充实的时光，也是最愧疚最离谱的体验。真不知道自己除了空谈，还能做什么实事。活了二十几年，从来缺乏实效。
     对不起老师，歉疚的心情总是挥之不去。不过，我觉得这一个多月来还是对得起自己的。人生很难做到既对得起别人，又对得起自己。相比之下，去年暑假我就太不像话了：花了两千多美金的工资买了一大堆古典音乐CD，混了三个多月，没读一本书。看来，让自己满意也不是件容易事。下周暑期第二阶段的课程又要开始了。暂时把物理推到一边，换换脑袋。只有对得起自己，才能弥补对不起老师的歉疚。8月中下旬开始备考9月初的综合考试。9月初开学选两门课：一门量子力学<1>（量子力学<2>我去年春天修过），一门研究生实验（必修课程），同时挤出时间来准备口试。
      最近三年来有一种越来越强的预感：我不大可能一辈子投身物理（自然实证科学），在这上面浪费太多时间得不偿失。今后找个工作，好好生活才是最重要的。现在搞理论物理的人发的文章大都是废纸：既不实用，又没有真正的物理学所应该具有的美感，无法给我带来快乐。当物理不能使我满足，就要勇敢地抛弃它。
                                                            许晏

沈惠川2008.7.12回信

许晏你好!
       收到你的来信,知道你在美国生活的苦衷,心里也不好受.
      科大毕业生像你这样的很多.许多人都背叛了从前的故我,选择了现实.我的挚友宋年卉就是如此.
      学物理大概必须"有闲",可能只有在国内的大学里才会有所作为.
      其实你的思想方法和物理功底还是较强的,但是现实问题你无法解决.
      你应该好好规划一下自己的将来.如果有可能,还是应当多做些事.一步一个脚印.
      空谈误己.
      你想改换门庭,有没有初步打算?以后想搞些什么呢?
                                                             沈惠川

2008.7.13许晏来信

沈老师，您好！
      谢谢您的同情和关心！
      您说过要分清楚兴趣和饭碗。兴趣和饭碗均为事业的两个方面，正确处理好二者，事业才能兴旺。通过最近一段时间的思考，我发现还有一个更大更重要的关系需要处理：生活和事业。过去我把生活视作事业（物理，数学，哲学）的一部分，事业（学业，研究）上稍不如意，生活便陷入迷茫沮丧。现在看来，过于天真。事业（物理）同时亦是生活的一部分，正确处理生活和事业的关系，人生才能精彩。正如Immanuel Kant所说，“Science is organized knowledge. Wisdom is organized life”。我们不能只要science而不要wisdom。
现在的境遇虽不如意，却处处暗藏生机。至少我在未来几年内没有衣食之忧，可谓是人生中最宝贵的青春“有闲”时。
     这个时候如果自暴自弃，不能好好把握（去年暑假每日借古典音乐消愁，真没出息），我将遗憾终生。
唯理的人（过分依赖理智逻辑）性格阴柔，容易多愁善感，稍遇现实上的挫折就悲观失落，而且经常误入独断论，我过去就是如此。重经验的人（尊重经验习惯）性格中阳刚的成分多一些，遇到挫折便能够吃一堑长一智，处事乐观。重经验的人喜欢怀疑，不似唯理的人独断。我过去唯理，藐视实践经验，只说不做，喜高谈阔论而厌读，“空谈误己”。
     我毕竟是男子汉，生命中总有一股阳刚之气，不像女孩子那样可以轻易放弃。我想无论如何还是要先把博士读完，有始有终，而且要做得出色。至于毕业后是不是继续搞物理，应该完全由未来几年的实践经验说了算，空想无益。我现在已经成了一个坚定的经验主义者了。
     不知宋年卉同学去Emory读什么？
                                                                      许晏

沈惠川2008.7.13回信

许晏你好!
     "衣食无忧"之余是可以做一些事的.在美国这种地方,时刻要考虑饭碗.我原来有一个挚友邱励欧(我进科大就是她介绍的),她的丈夫王滋到美国后在一家石油公司做"粘滞流体"的研究,其实很不错;但他一心想搞理论物理,很不得志.后来美国经济滑落,他被裁员下岗,为生计去纽约打工代课.郁郁之中得了癌症,没几年就死了.王滋在科大呆过几年.
      宋年卉一直与我关系不错.这学期以来,受同宿舍一个姓朱的同学的影响,也想先找一个男朋友订婚.迷失了自己.实际上,女先男后到美国的情侣,十之八九是要告吹的.订婚根本靠不住.连结婚都靠不住.我昨天听一个同学说,类似的事情引发了人命:一个男生在气愤之下杀了那个女朋友,在美国被判了40年.
     在Emory读化学吧.
                                                                     沈惠川


沈惠川2008.7.15回信

许晏你好!
     我觉得我们之间的通信很有意义,于是我稍作整理后放到网上去了.
     我还觉得可以将类似的讨论继续和深入下去,假以时日,可以编成一本书.最好再配上一些美国的照片.你是否过些时间就给我发些照片来?
     如果有出版商看上就好了.
                                                                       沈惠川

2008.7.15许晏来信

沈老师，您好！
     您觉得“我们之间的通信很有意义”，我很高兴。
     可惜我向来不怎么照相，临时抱佛脚，也找不到几张能让我满意的照片。原因是我来美国后一直没买数码相机，所以现在仅有的一些照片都是同学帮我照的。我对取景十分挑剔，只有我自己亲自拍的照片，才能满意。等我今后买了相机，一定照几张好的发给您。
      昨天顿悟我尝试翻译Gibbs序言而感到吃力的原因了：中文行文大体为流线型（重气韵），而英文则为结构型（重逻辑）。Gibbs是做学问极严谨的一代宗师，即便能透辟地领会Gibbs所要表达的意象，然欲求由中文曲尽再现英文概念语言之结构，又要避免“恍惚而臆测”，实非易事。这也让我明白了这本“区区”200页的小书，缘何向来没有译者问津，一方面固因重视程度不够，另一方面确实也是翻译难度之大。相比之下，Sakurai的书译起来就容易多了：语言平易，思想简明。
                                                                    许晏

沈惠川2008.7.15回信

许晏你好!
       与我通信讨论问题的人,除了你之外,还有一个在校学生王子健.他在前一阵来了许多次电话,问我相对论买什么书,量子力学买什么书,统计力学买什么书."物理学四大名著"他都买全了.他说接下来就是"啃"这些书了.
宋年卉在讨论问题方面不太深入.宋擅长做具体工作.宋在电脑技术方面和化学、外语特别行.
       拍照对取景不一定要求太苛刻，尤其在使用数码相机的今天.乱拍一通,总能有几张满意(最可几)的.而且,乱拍,可能更接近真实.不一定要有人像,有风景即可.
       你应当去买一台相机,比买音乐光盘有用得多!
       翻译主要是译出意思和精神.如同汉语有古文一样.原文可能会有点晦涩,这就需要有一个再翻译的过程.
       相信你一定会成功.
                                                               沈惠川

2009.7.16许晏来信

沈老师，您好！
      张无忌练九阳神功是为了驱除体内寒毒，令狐冲习独孤九剑是为了为善去恶，他二人本意不想让外人知道自己身怀绝技。况且哲学有好的也有不好的，搞不好就会走火入魔，陷入空想的陷阱。即便是好的哲学，也需要极高的悟性和极大的耐心。我读哲学，一面是为了根治自身顽症，一面更是要应用到实践中出实效。我前两年也尝试过研习哲学，结果一不小心便滑入独断论的深渊，猛醒过来，悔之晚矣，不得已冒着每年损失4000美金的利益牺牲转读物理。至今想起，仍后怕不已。
      我坚决不鼓励同龄人贡献大好青春去投身哲学，这是自杀。绝对不能幻想把哲学当饭碗。如果没有极高的悟性和极深的阅历，哲学就是一部“葵花宝典”，有百害而无一利，只会前功尽弃，引火自焚。我读哲学，战战兢兢，如履薄冰，一步不慎，便万劫不复。而且我也从来没敢想过要把哲学当饭碗。
       理论物理学也是个魔鬼，功力不够，驾驭不好，人生就赔进去了！没有实效，理论物理屁放得再香，哲学说得再好听，只会成为笑柄！
      “不吐不快”乃人之常情。然而为逞一时痛快而推心置腹，误了大事的，我自己这十几年来数次功败垂成，莫不与此有莫大干系。小不忍，则乱大谋。但凡做大事，就一定要沉得住气。1970年的Nobel经济学奖得主Samuelson是数理经济学的奠基人，他把Gibbs的系综思想引入经济学，便带来了一场革命。
      以上是学生的一些肺腑之言，还请老师明鉴。
                                                                许晏

沈惠川2008.7.16回信

许晏你好!
     Samuelson的书第12版我有,仅浏览过一遍.书中也提到过物理学和物理学家.
     你现在考虑的"物理学和饭碗"的问题,实际上与你今后的打算有关.如果在美国谋出路,则物理学肯定不是一个好的选择;但如果想以后回国服务,则学好物理学未尝不是一个好的选择.
     今年毕业的一个女学生(去Princeton大学)谢丹(与我关系也不错),她就准备学成回国后来科大当教师.我觉得她有头脑,有计划,比那些空想在美国打拼的人要实惠得多.在美国打拼不是那么容易的一件事,要考虑经济条件;将来生儿育女如何抚养.更何况美国经济几年后也不见得会有起色,像王滋那样被人裁员就后悔莫及了.美元不是那么好赚的.
      有人说,回国的人都是在美国混不下去的弱者.我不太同意.现在许多美国人都到中国来打工,就已经说明了一些问题.
      如果为自己提早规划,这种思想上的疙瘩就可解开了.如果决心在美国打拼,就要改专业,改思维方法,做好长期奋斗的思想准备.
                                                          沈惠川