當(dāng)代規(guī)范理論語境中的科學(xué)實(shí)在論

1、當(dāng)代規(guī)范理論語境中的科學(xué)實(shí)在論    關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的各種量子場論（包括經(jīng)典量子場論、規(guī)范場論、量子引力），都是量子力學(xué)和相對論從不同角度、用不同方法、在不同程度上的結(jié)合，其中以楊Mills理論為核心的規(guī)范場論是最成功的，以它為基礎(chǔ)的粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型，統(tǒng)一描述了62種基本粒子及其相互之間的強(qiáng)作用、弱作用和電磁作用（描述引力作用的廣義相對論是一種不同于楊Mills理論的規(guī)范理論）。本文正是要在當(dāng)代規(guī)范理論語境中，通過考察粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型，直接面對科學(xué)實(shí)在論和反實(shí)在論爭論的焦點(diǎn)微觀世界中基本粒子是否真實(shí)存在的問題，為此要回答基本粒子到底是什么的問題，如果是

2、些理論實(shí)體（粒子、場或者弦），那么哪個更基本？如果是些數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，那么是些什么樣的表象？它們跟經(jīng)驗(yàn)證據(jù)有什么樣的關(guān)系？最終為科學(xué)實(shí)在論提供一個很好的案例和論證，說明科學(xué)理論能夠揭示物質(zhì)世界的深層結(jié)構(gòu)。一 關(guān)于量子場論哲學(xué)的研究進(jìn)展無論在國內(nèi)還是國外，有關(guān)相對論和量子力學(xué)的哲學(xué)研究都很多，相形之下，關(guān)于各種量子場論（包括經(jīng)典量子場論、規(guī)范場論、量子引力乃至弦論）的哲學(xué)考察則為數(shù)不多?？墒?，從量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合產(chǎn)生經(jīng)典量子場論（量子電動力學(xué)）開始，量子場論已成為當(dāng)代物理學(xué)中最基本的部分，成為理解物質(zhì)世界基本結(jié)構(gòu)的概念框架，并且像物質(zhì)世界的基本實(shí)體問題，以及物理對象、時空、實(shí)驗(yàn)、相互作用之間的關(guān)

3、系問題等一系列新老問題，只有放在量子場論的統(tǒng)一框架中才可能闡釋清楚。同時，自從20世紀(jì)60年代邏輯經(jīng)驗(yàn)主義衰落之后，科學(xué)實(shí)在論和反實(shí)在論之間的爭論成為了科學(xué)哲學(xué)的主戰(zhàn)場。但是專門討論量子場論中的實(shí)在論問題的文章為數(shù)不多。在國內(nèi)，由于辯證唯物主義的傳統(tǒng)，何祚庥的量子復(fù)合場論的哲學(xué)思考（1997）、金吾倫的物質(zhì)可分性新論（1988）總結(jié)討論了物質(zhì)的層次結(jié)構(gòu)問題。薛曉舟、張會的現(xiàn)代物理學(xué)的哲學(xué)問題（1996）、洪定國的物理實(shí)在論（2001）以及薛曉舟的量子真空物理導(dǎo)引（2005）用了專門的章節(jié)討論量子場論的哲學(xué)，加上另外幾篇論文，都體現(xiàn)出物理系教授的準(zhǔn)確性，但在哲學(xué)上的系統(tǒng)研究不夠。近幾年還出現(xiàn)在物

4、理學(xué)背景下討論時空實(shí)在論、結(jié)構(gòu)實(shí)在論的幾篇論文，比如郭貴春、程瑞的“時空實(shí)在論與當(dāng)代科學(xué)實(shí)在論”，以及在曹天予影響下對結(jié)構(gòu)實(shí)在論的介紹等。但就量子場論哲學(xué)來說，國內(nèi)最新進(jìn)展是桂起權(quán)、高策等人撰寫的規(guī)范場論的哲學(xué)探究它的概念基礎(chǔ)、歷史發(fā)展與哲學(xué)意蘊(yùn)（2008），該書的重點(diǎn)在于規(guī)范場論的概念思想史研究，是量子場論的哲學(xué)研究的一個亮點(diǎn)，也是國內(nèi)規(guī)范場論哲學(xué)研究的新起點(diǎn)，只是該書尚未討論規(guī)范場論以及粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中的科學(xué)實(shí)在論。事實(shí)上，量子場論中科學(xué)實(shí)在論（包括本體論）研究是更為基礎(chǔ)性的研究，這也可以從國外的研究看出來。在國外，公認(rèn)的量子場論中的哲學(xué)問題研究，肇始于雷德黑德（Michael Redh

5、ead）的兩篇論文（1980和1983），尤其是“針對哲學(xué)家的量子場論”（1983）這篇論文，提出并試圖回答諸如：“能不能給量子場論一種粒子解釋；以及能不能確定基本粒子是場還是粒子；”等8個問題。1988年出版第一本會議論文集量子場論的哲學(xué)基礎(chǔ),首次明確意識到量子場論的哲學(xué)研究滯后的原因主要是復(fù)雜的數(shù)學(xué)形式遮蓋了其中的哲學(xué)問題。1991年桑德斯和布朗（Simon Saunders，Harvey R. Brown）主編的論文集真空的哲學(xué)，12篇論文主要對量子場論中的真空概念進(jìn)行了本體論方面的研究。20世紀(jì)90年代的研究專著只有三本。1995年泰勒（Paul Teller）的量子場論的詮釋1和歐陽

6、（Sunny Y. Auyang）的量子場論是如何可能的？2,分別提出了兩個相競爭的基本實(shí)體：場量子(field quanta)和場事件(field events)。1997年曹天予的量子場論史專著二十世紀(jì)場論的概念發(fā)展，在最后一章歷史性地總結(jié)了，正是規(guī)范場綱領(lǐng)中的本體論綜合了幾何綱領(lǐng)中的本體論和經(jīng)典量子場綱領(lǐng)中的本體論，才實(shí)現(xiàn)概念發(fā)展，并為科學(xué)實(shí)在論做了辯護(hù)。隨后幾年主要是從事物理學(xué)哲學(xué)的專家跟主流科學(xué)家（包括好幾位因量子場論而獲諾貝爾獎?wù)撸┚土孔訄稣摰幕A(chǔ)問題，所進(jìn)行的相互對話和評論，形成三本會議論文集，量子場論的概念基礎(chǔ)（1999）、物理學(xué)在普朗克尺度上與哲學(xué)遭遇：量子引力的當(dāng)代理論（2

7、000）和量子場論的本體論方面（2002），對話最多的還是量子場論中的本體論和實(shí)在論問題，包括對泰勒的量子場論的詮釋做了各種討論。學(xué)術(shù)論文也越來越多，綜合（Synthese）就量子場論中的結(jié)構(gòu)實(shí)在論出了專輯（2003）。近幾年來，研究向縱深發(fā)展，2006至2008年牛津大學(xué)出版社出版的一套書，有一種把量子場論中的哲學(xué)研究跟一般的哲學(xué)理論研究結(jié)合起來的趨勢。其中一本希利（Richard Healey）的規(guī)范實(shí)在當(dāng)代規(guī)范理論的概念基礎(chǔ)3（2007），該書第一部分（包括1-4章）從對人類最早發(fā)現(xiàn)的規(guī)范場電磁場中的電磁勢和A-B效應(yīng)這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的關(guān)系入手，認(rèn)為規(guī)范勢表示了一種非定域的結(jié)構(gòu)，該書第二部分

8、（包括5-8章）把第一部分的結(jié)論推廣到量子化了的規(guī)范理論中，試圖以圈（代替點(diǎn)）表象來解釋規(guī)范場論。該書是國外唯一一本專門研究規(guī)范理論哲學(xué)的專著，是作者多年來研究規(guī)范理論的總結(jié)，但是其重點(diǎn)還是在解釋規(guī)范場論本身?？傊藗冎饾u認(rèn)識到量子場論是科學(xué)哲學(xué)發(fā)展的新契機(jī)，猶如相對論和量子力學(xué)推動科學(xué)哲學(xué)的發(fā)展一樣。近幾年來在科學(xué)實(shí)在論和反實(shí)在論之爭中，國外反實(shí)在論陣營更加注重案例分析，發(fā)展了本來在反實(shí)在論中就很有力的“不充分決定論據(jù)”和“悲觀的元?dú)w納證據(jù)”。面對新的挑戰(zhàn)，科學(xué)實(shí)在論不得不回到科學(xué)實(shí)在論和反實(shí)在論爭論的焦點(diǎn)基本粒子的實(shí)在性問題。其實(shí)，在當(dāng)代規(guī)范理論的框架下討論科學(xué)實(shí)在論，正是量子場論的哲學(xué)

9、研究不同于相對論哲學(xué)和量子力學(xué)哲學(xué)的特質(zhì)所在，它的地位類似于相對論中的時空問題和量子力學(xué)中的測量問題。二 關(guān)于粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型2008年9月10日，花費(fèi)20年耗資54.6億美元的大型強(qiáng)子對撞機(jī)（LHC）在著名的歐洲核子中心正式啟動，這個有80個國家和地區(qū)7000多名科學(xué)家和工程師參加的項(xiàng)目，首要任務(wù)就是為了證明粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型中，被喻為“上帝的粒子”的“希格斯玻色子”的存在。（中國也有幾百個工程師和科學(xué)家參與了LHC對撞機(jī)和探測器的設(shè)計(jì)建造，并將參加物理數(shù)據(jù)的獲取、分析和研究。）希格斯玻色子和標(biāo)準(zhǔn)模型為什么如此重要呢？這跟它在標(biāo)準(zhǔn)模型中的地位、以及標(biāo)準(zhǔn)模型在粒子物理中的意義和地位有關(guān)。概括

10、地講，粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型是統(tǒng)一描述所有基本粒子、及其相互之間的強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力和電磁力的理論。就具體理論而言，粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型包括電弱統(tǒng)一理論和量子色動力學(xué)，它們都是規(guī)范場論。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，所有基本粒子分成費(fèi)米子和玻色子，費(fèi)米子自旋為半整數(shù)并且遵守泡利不相容原理，玻色子自旋為整數(shù)并且不遵守泡利不相容原理，而費(fèi)米子之間的相互作用力是通過中介玻色子來傳遞的，由于每組中介玻色子的拉格朗日函數(shù)在規(guī)范變換中不變，所以這些中介玻色子就被稱為規(guī)范玻色子。標(biāo)準(zhǔn)模型中規(guī)范玻色子包括：8種傳遞強(qiáng)相互作用的膠子、1種傳遞電磁相互作用的光子、3種傳遞弱相互作用的W+、W-和Z0玻色子，這些規(guī)范玻色子自旋為

11、1，另外還有玻色子自旋為零的希格斯玻色子，正是它形成的希格斯場，使得在其中運(yùn)動的夸克和輕子以及傳遞弱相互作用的W+、W-和Z0玻色子獲得質(zhì)量，可以說希格斯玻色子是質(zhì)量之源。也正是在此意義上可以說希格斯玻色子是標(biāo)準(zhǔn)模型的拱心石。另外，標(biāo)準(zhǔn)模型所預(yù)言的62種基本粒子中，除了13種規(guī)范玻色子和希格斯玻色子外的48種費(fèi)米子，又分成發(fā)生強(qiáng)、電弱作用的夸克和只發(fā)生電弱作用的輕子。輕子分成6類，分別是電子和電子中微子、子和子中微子、子和子中微子，夸克又分成6味：上和下（u、d）、粲夸克和奇異夸克（c、s）、頂夸克和底夸克（t、b），每味再分成三色共18種夸克，這些輕子和夸克還有其對應(yīng)的反粒子，總共48種。除

12、了引力子因質(zhì)量太弱沒有觀察到外，希格斯玻色子是唯一一個在實(shí)驗(yàn)室中還沒有找到的基本粒子，而粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型重點(diǎn)是引力之外的三種基本相互作用力，所以希格斯玻色子的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證就更加重要，這也正是LHC的首要目標(biāo)，對標(biāo)準(zhǔn)模型具有舉足輕重的意義。就標(biāo)準(zhǔn)模型對粒子物理的意義而言，自從1932年發(fā)現(xiàn)中子之后，新發(fā)現(xiàn)的粒子越來越多，在標(biāo)準(zhǔn)模型之前一直無法對它們進(jìn)行統(tǒng)一描述，相反，自從20世紀(jì)60-70年代有標(biāo)準(zhǔn)模型后，粒子物理學(xué)從找不到一個理論框架來理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的局面，轉(zhuǎn)變成如果物理學(xué)家提出的理論比標(biāo)準(zhǔn)模型還新，那么就會超出當(dāng)時的實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平而得不到檢驗(yàn)的局面。在實(shí)際運(yùn)用中以及就理論和經(jīng)驗(yàn)的符合角度而言，標(biāo)準(zhǔn)

13、模型可謂名副其實(shí)。按照科學(xué)哲學(xué)研究的慣例，往往選擇成熟理論進(jìn)行考察，所以粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型本身就是一個很好的案例。三 基本粒子在當(dāng)代規(guī)范理論的語境下來考察粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型，是想通過回答基本粒子到底是什么的問題，最終為科學(xué)實(shí)在論辯護(hù)。如果基本粒子是些理論實(shí)體（entity），那么到底是粒子、場還是弦？如果是些數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)實(shí)在論等結(jié)構(gòu)主義的觀點(diǎn)），那么是些什么樣的表象（representations）?它們跟經(jīng)驗(yàn)證據(jù)有什么樣的關(guān)系？在回答這些問題的基礎(chǔ)上才能為科學(xué)實(shí)在論進(jìn)行論證。 1.理論實(shí)體的問題 這是一個典型的物理學(xué)中的哲學(xué)問題，甚至是一個讓物理學(xué)家也無可適從的問題。正如因電弱統(tǒng)一理論獲得諾

14、貝爾獎的S.溫伯格（Steven Weinberg）在其三卷本場的量子理論中所講的，物理學(xué)家并沒有把握說場和粒子哪個更基本，甚至認(rèn)為“新的理論可能不是場或粒子的理論，或是很不一樣的東西，比如弦”（2000）。值得一提的是，正如描述引力的廣義相對論是一種不同于楊-Mills理論的規(guī)范理論一樣（后者比前者容易量子化），超弦理論也是一種規(guī)范理論，只不過是一種不同于場論的新的規(guī)范理論。要看清粒子、場和弦（膜）哪個更基本，就要厘清各種量子場理論中的相對論、量子力學(xué)、經(jīng)典量子場論、規(guī)范場論、量子引力以及超弦理論之間的關(guān)系，尤其是要看各種量子場論中哪一個把相對論和量子力學(xué)結(jié)合得更好（理論上和實(shí)驗(yàn)上）。比如，

15、如果認(rèn)為場比粒子更基本，就是認(rèn)為規(guī)范場論已把相對論和量子力學(xué)結(jié)合得夠好，隨后就要為量子規(guī)范場論中的重整化問題辯護(hù)，因?yàn)槿绻卣皇菃渭冇?jì)算上的約定，跟規(guī)范場論內(nèi)部沒有邏輯必然性的話，就不能認(rèn)為場是最基本的。各種量子場理論之間和每一種量子場論內(nèi)部都有這種問題，比如，真空的本質(zhì)、內(nèi)部空間和現(xiàn)實(shí)時空之間的關(guān)系問題、規(guī)范論證、引力是否必須量子化、弦論中的對偶性問題等等。只有在統(tǒng)一的框架下厘清這些問題，才能回答粒子、場以及弦之間的關(guān)系問題以及哪個更基本的問題。從理論和實(shí)驗(yàn)綜合起來看，目前量子規(guī)范場論及其體現(xiàn)在粒子物理中的標(biāo)準(zhǔn)模型，不僅理論上把相對論和量子力學(xué)很好地結(jié)合起來，而且實(shí)驗(yàn)上得到了空前的驗(yàn)證。

16、就相對論的量子力學(xué)而言，物質(zhì)都是以物質(zhì)場和規(guī)范場這兩種方式存在的，在粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型中，不管是物質(zhì)場還是規(guī)范場都是量子場。對于量子場的實(shí)質(zhì)問題，如前所述，泰勒的量子場論的詮釋和歐陽的量子場論是如何可能的？,分別提出了兩個相競爭的基本實(shí)體：場量子(field quanta)和場事件(field events)。引起不少討論，如有人認(rèn)為場量子還不夠基本，場事件也應(yīng)當(dāng)理解為戴維森式事件(Andreas Bartels，1999)。我們認(rèn)為在標(biāo)準(zhǔn)模型中，理論實(shí)體實(shí)際上是量子場中的場量子。關(guān)于量子場的物理實(shí)在性，曹天予曾經(jīng)把它總結(jié)為4：“量子場是一種動力學(xué)的整體性基質(zhì)，它是振蕩的、局域可激發(fā)的以及在本

17、質(zhì)上是量子的。不過，這種基質(zhì)本身又取決于（或者說在本體論上有賴于）已經(jīng)存在的背景時空，即具有固定的經(jīng)典時間幾何學(xué)結(jié)構(gòu)的四維閔科夫斯基流形。而且就是這種整體性的、有結(jié)構(gòu)的背景時空決定了各種物理性質(zhì)?！边@就涉及數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)問題。 2.數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的問題 這既是一個數(shù)學(xué)問題，也是一個哲學(xué)問題。當(dāng)代規(guī)范理論有一個統(tǒng)一的數(shù)學(xué)框架是纖維叢理論，簡單地說纖維叢由一個底流形及其上每一點(diǎn)的纖維組成，如果每根纖維是一個矢量空間就形成一個矢量叢，如果每根纖維是一個群那么就形成群叢，等等。按照纖維叢理論，標(biāo)準(zhǔn)模型中的基本粒子是作為一些數(shù)學(xué)對象來表示的，在規(guī)范場論中又分為物質(zhì)場、規(guī)范場和相互作用場來表示，物質(zhì)場可以用時空流形上

18、矢量叢的切面表示，規(guī)范力場可以用主叢上的聯(lián)絡(luò)表示，物質(zhì)場和規(guī)范場之間的相互作用可以通過相互作用叢和相應(yīng)的相互作用粒子叢進(jìn)行研究。在粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型中，一個基本粒子只能表示成如此這般的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。比如，一個自由粒子對應(yīng)于局域時空對稱群的一個不可約表示，而著名的標(biāo)準(zhǔn)模型中的規(guī)范群SU(3)×SU(2)×U(1)，其有限維不可約表示決定了基本粒子的多重態(tài)。問題在于這些數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和物理內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系如何？這些能通過規(guī)范變換相互聯(lián)系的數(shù)學(xué)表象有唯一性嗎？也就是說存在一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是否超出物理內(nèi)容的問題。事實(shí)上，的確有些規(guī)范對稱只具有形式上意義，在自然界中是沒有對應(yīng)物的，所以規(guī)范變換也不是

19、唯一的。也就是說存在一個數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是否超出物理內(nèi)容的問題。按照結(jié)構(gòu)實(shí)在論的觀點(diǎn)，表示物質(zhì)場、規(guī)范場及其相應(yīng)粒子的這些數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，主要是些纖維叢截面，并且這些纖維叢截面可以視為一些超出經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)。一方面，這些結(jié)構(gòu)可以表示物質(zhì)粒子，另一方面，它們又不直接是諸如能量、動量和電荷之類的經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)，也就是說它們不是直接可觀察的。當(dāng)然，數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和物理內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系，這個問題還是整個粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型內(nèi)部的理論問題。就理論跟經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系而言，就會涉及標(biāo)準(zhǔn)模型的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)問題。3.經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的問題 這是一個關(guān)系到我們支持實(shí)在論還是經(jīng)驗(yàn)主義的問題。在理論實(shí)體數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)物理內(nèi)容經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的關(guān)系鏈中，理論實(shí)體對應(yīng)于相應(yīng)的理論框架

20、，理論框架中的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和物理內(nèi)容又不完全一一對應(yīng)，只有物理內(nèi)容才能用經(jīng)驗(yàn)檢驗(yàn)。如果強(qiáng)調(diào)理論實(shí)體和數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的根本性，就容易支持實(shí)在論，如果強(qiáng)調(diào)物理內(nèi)容和經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的優(yōu)先地位，就容易支持經(jīng)驗(yàn)主義。而經(jīng)驗(yàn)證據(jù)是不可能在科學(xué)理論內(nèi)部得到解決的。所以，基本粒子的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)問題，實(shí)際上就是粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證問題。其實(shí)，標(biāo)準(zhǔn)模型跟經(jīng)驗(yàn)之間的關(guān)系有兩方面，一方面是標(biāo)準(zhǔn)模型中有20個參數(shù)，包括9個費(fèi)米子的質(zhì)量、3個耦合常數(shù)、1個CP角及與之混合的3個角、2個玻色子質(zhì)量、1個希格斯玻色子質(zhì)量和1個QCD的角,是無法從規(guī)范原理這種一般性原理直接推導(dǎo)出來，只能通過實(shí)驗(yàn)確定,另一方面，如前所述，標(biāo)準(zhǔn)模型所預(yù)言的62

21、種基本粒子幾乎全部為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)(除了引力子因質(zhì)量太弱沒有觀察到外)，只剩下1個使這些基本粒子產(chǎn)生質(zhì)量的希格斯玻色子。事實(shí)上，希格斯粒子的尋找是LHC建造的最重要動力，LHC上計(jì)劃開展的四個主要實(shí)驗(yàn)就有兩個（ATLAS和CMS）是為了探索希格斯機(jī)制。比如ATLAS探測器（A Toroidal LHC Apparatus）的直接探測對象主要是光子、輕子和強(qiáng)子，包括對它們的識別以及對它們的能量動量等進(jìn)行測量，最后通過計(jì)算得到希格斯粒子的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室中證明其存在。事實(shí)上，有了標(biāo)準(zhǔn)模型后，所有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都可以得到解釋。在理論實(shí)體數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)物理內(nèi)容經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的關(guān)系鏈中，如果強(qiáng)調(diào)理論實(shí)體和數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性

22、，就容易支持實(shí)在論，如果強(qiáng)調(diào)物理內(nèi)容和經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的優(yōu)先地位，就容易支持經(jīng)驗(yàn)主義。但是，粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型不是在所有的基本粒子發(fā)現(xiàn)之后歸納總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停喾?，許多粒子都是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言發(fā)現(xiàn)的。所以，就理論跟經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系來說，我們認(rèn)為粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型這個物理理論優(yōu)先于其物理經(jīng)驗(yàn)，也就是說我們更強(qiáng)調(diào)量子場及其數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)先地位，更傾向于結(jié)構(gòu)實(shí)在論。四 科學(xué)實(shí)在論的論證這是一個真正的哲學(xué)論證。目前對反實(shí)在論最有利的論據(jù)要數(shù)“本體論不連續(xù)性”、“不充分決定論據(jù)”，以及這些證據(jù)改進(jìn)之后的新一輪“組合拳”。2006年斯坦福（P.Kyle Stanford）的超出我們的理解力：科學(xué)、歷史和沒把握的選擇

23、問題5一書，根據(jù)生物遺傳學(xué)史的考察，提出一個“沒把握的選擇問題”，認(rèn)為科學(xué)家們總是無法對當(dāng)時的理論做出有把握的選擇，即使當(dāng)時這些選擇已經(jīng)有確定證據(jù)，并且這些理論已經(jīng)進(jìn)入下一步的科學(xué)研究之中?！皼]把握的選擇問題”試圖說明科學(xué)理論沒有能力理解世界的深層結(jié)構(gòu)，引起科學(xué)實(shí)在論和反實(shí)在論新一輪論戰(zhàn)。就科學(xué)實(shí)在論來說，目前要做的事情是找到更有力的證據(jù)為科學(xué)實(shí)在論辯護(hù)，以便回應(yīng)反科學(xué)實(shí)在論的新的反駁證據(jù)。在規(guī)范理論的語境中考察粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型，在搞清楚基本粒子到底是什么及其跟經(jīng)驗(yàn)證據(jù)的關(guān)系問題基礎(chǔ)上，通過回應(yīng)一些著名的反實(shí)在論的論題，來很好地論證科學(xué)實(shí)在論，提出新的科學(xué)實(shí)在論證據(jù)。理論實(shí)體問題所講的粒子和

24、場可以構(gòu)成對本體論不連續(xù)性論據(jù)的反駁，因?yàn)橐?guī)范場中的場實(shí)際上指的是場量子，從粒子到場量子是有一定的本體論上的連續(xù)性的。甚至從結(jié)構(gòu)主義出發(fā)可以提出一種“指向?qū)嵲谡摗保ú煌谑諗繉?shí)在論和指稱實(shí)在論），因?yàn)樵谝欢ǖ恼Z境中，各種理論框架和科學(xué)實(shí)踐都指向一定的對象，理論實(shí)體中粒子和場哪個更基本的問題具有很強(qiáng)的時代性（語境依賴），經(jīng)典物理中的粒子和場跟量子力學(xué)中的粒子和場就有所不同，量子力學(xué)中的粒子和場跟量子場論中的又有所不同，各種量子場論中的也有所不同，但是它們都指向同一個研究對象。也正因如此我們認(rèn)為量子化的場（場量子）比“粒子”更基本。 搞清楚基本粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型中的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和物理內(nèi)容跟經(jīng)驗(yàn)證據(jù)之間的

25、關(guān)系，是足以回應(yīng)不充分決定論據(jù)的，雖然在某些科學(xué)領(lǐng)域，經(jīng)驗(yàn)證據(jù)看上去不能決定唯一理論模型，但是在粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型這種理論中，這些理論模型在結(jié)構(gòu)上具有很好的一致性。而且，通過把理論實(shí)體、數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)、物理內(nèi)容和經(jīng)驗(yàn)證據(jù)結(jié)合起來發(fā)展結(jié)構(gòu)實(shí)在論，以回?fù)舴磳?shí)在論“沒把握的選擇問題”這種新的“組合拳”。一方面，從科學(xué)史來看，粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型不僅不是從經(jīng)驗(yàn)事實(shí)歸納總結(jié)出來的，而且許多基本粒子及其性質(zhì)都是由同一個標(biāo)準(zhǔn)模型所預(yù)測的，甚至每種基本粒子的經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)都由同樣的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)來描述，也就是說，不僅不是同一個經(jīng)驗(yàn)事實(shí)對應(yīng)著多個理論模型，而且是多個經(jīng)驗(yàn)事實(shí)對應(yīng)著同一個理論模型，這就直接反擊了不充分決定論據(jù)。另一方

26、面，如前所述，就粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型這一具體理論而言，物理學(xué)家們花費(fèi)巨資建造大型強(qiáng)子對撞機(jī)LHC, 這一事實(shí)本身說明，科學(xué)家們在很大程度上是選擇了粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型，而且是在無數(shù)次實(shí)驗(yàn)中實(shí)際選擇了標(biāo)準(zhǔn)模型。當(dāng)然，在多大程度上進(jìn)行“有把握地”選擇，還有待深入研究。另外，規(guī)范場論比之前的經(jīng)典量子場論和之后的弦論有更多的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)，這一點(diǎn)更有利于發(fā)展“最佳說明推論”和“樂觀的元?dú)w納證據(jù)”。各種粒子和相互作用都優(yōu)美地滿足同樣的理論模型，這不可能僅僅是一種“奇跡”，有利于“奇跡論證”。諸如此類，可以說粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型是檢驗(yàn)科學(xué)實(shí)在論和反實(shí)在論的試金石。結(jié) 語當(dāng)代規(guī)范理論語境中的科學(xué)實(shí)在論問題研究，敢于直面基本粒子到底是否存在這個科學(xué)實(shí)在論和反實(shí)在論爭論的焦點(diǎn)，通過對粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的考察，為曠日持久的科學(xué)實(shí)在論和反實(shí)在論之爭，提供了一個不能回避的案例，并且是一個具有普適性的很好例證，有利于對科學(xué)實(shí)在論進(jìn)行系統(tǒng)的直接論證。把各種量子場論（包括弦論）看做是相對論和量子力學(xué)的各種結(jié)合，用科學(xué)的形而上學(xué)方法，把各種量子場論中的理論實(shí)體納入統(tǒng)一的框架來考察。通過