學術(shù)散文之七

荷論

楊英銳

本文試圖用散文的筆法做科普。全文只圍繞一個科學概念: 荷齐莲。

(一)物荷心荷

1990年秋季放祟，我從哲學系轉(zhuǎn)入心理系做博士生。在我新辦公室的門上串结，看到貼著一張小紙哑子，上有別人留下的兩句英文:“What is mind, no matter. What is matter, never mind.” 這兩句話有二層意思，一正一諧肌割。正意是說精神非物質(zhì)卧蜓，物質(zhì)非精神。諧意是說把敞，什么是精神烦却，不必當事; 什么是物質(zhì)，沒人在乎先巴。

我人還沒踏進心理系辦公室的門其爵，這就又勾起我哲學思辯的痛癢∩祢牵看來心理系還真是哲學系的學術(shù)近鄰摩渺，當年清華心理系被并成北大哲學系的一個教硏室，看來不是沒有說 法的剂邮。記得小時候家住北大中關(guān)園一公寓摇幻，旁邊門洞一樓就住著邵郊先生，他們家養(yǎng)了各種鳥類挥萌，不知何為绰姻。后來上了大學才知道，邵先生是中國心理學界一方權(quán)威引瀑，養(yǎng)鳥兒和研究工作有關(guān)狂芋，可見他應該是巴甫洛夫的門徒，走的是斯金納行為主義心理學研究路徑憨栽。一公寓303早年住的是孫國華先生家帜矾。孫先生本來是清華心理系主任，并入北大后當了哲學系副主任屑柔。當年誰又會想到屡萤，后來心理學院越來越坐大，哲學系越來越勢微呢掸宛，那是學術(shù)界的另一番唏噓死陆。

我的一個朋友，清華子弟清華教員唧瘾，曾給中科院心理所老所長潘菽先生做過多年秘書措译。中國當年把心理所放在科學院而不是社會科學院迫像，是明智之舉，為心理學在中國??續(xù) 了一路理科血脈瞳遍。又聽說中科院新近成立了哲學研究所闻妓，其實文理兩科，脈脈相通;通與不通掠械，端視你愿不愿意持續(xù)學習思考長本事由缆。廿世紀講究的是跨學科，廿一世紀講究的是整合科學猾蒂。這正應了羅貫中的老話兒均唉，合久必分，分久必合肚菠。楊英銳近十五年來舔箭，做的就是整合科學的學問。

2012年蚊逢，在《經(jīng)濟力學現(xiàn)代原理》一書中层扶，我開篇引的就是前面那兩句英文，旨在整合認知科學烙荷，心理學镜会，理論物理和經(jīng)濟學。三十年來终抽，曾有幾次我試著將這兩句英文翻成中文戳表，想著一譯雙關(guān)，兼顧二層意思昼伴。曾經(jīng)自以為較為貼近的翻法是: 何為智心匾旭，言不及物; 何為質(zhì)物，行不走心圃郊。感覺還應有更好的妙翻才是价涝。

(二)荷之美學

北京西郊的燕園和清華園，兩園相鄰描沟，早前都是清末王府飒泻，是圓明園的別院鞭光，園子里都有水域吏廉。燕園里的水域以湖相稱，其中未名湖大些惰许，還有其他小湖席覆。相比之下，清華園里的水域就只能稱為塘了汹买，也就是《荷塘月色》里的水塘佩伤×木螅或湖或塘，季節(jié)合適的時 分生巡，都會生長出成片的荷花綠葉耙蔑，扶蓮踏藕，隱濕泥于水底孤荣，浮腰身于水上甸陌，最是下接地 氣，上延清麗盐股。

誰承想钱豁，清華園塘荷先自被人吟了去，做成散文名篇疯汁，也成就了清華朱自清先生當代中國散文圣手的名氣牲尺，還一起被收進了語文課本，由此坐穩(wěn)了散文江山幌蚊。不過谤碳，要不是 當年朱先生拒食夷粟走的早，熬到 1952 年高校院系調(diào)整的時候溢豆，應該也被移教北大估蹄。當 時北大中文系主政的可是楊晦先生，前挾五四運動的底氣沫换，后頒“北大中文系不培養(yǎng)作家”的教喻臭蚁，不知朱先生若漫步未名湖畔，可還有吟出“荷湖月色”的雅致心境讯赏】宥遥堪回首， 工程師漱挎，舊園卻在南翔搖籃處系枪。冥冥中似兩難進退，慚窺下遮散文生天磕谅。不過轉(zhuǎn)念想來私爷， 大師入世自當另有風度，不是我輩所能揣摸的膊夹。

上小學時衬浑，北大清華哪個樓里有乒乓球案子，沒有比我更門兒清的放刨。去打球的時候工秩，有時路過燕園湖荷或清華園塘荷，還真有過蒙蒙朧朧的欣賞。自十六歲去北大荒以 后助币，一路行色匆匆浪听，哪還有心思去嬌情那個。那時有個專有名詞眉菱，管這叫“小資”迹栓，也就是小資產(chǎn)階級思想意識的意思。后來這名詞漸漸失去了特指的群體形象俭缓，就慢慢地演化成形容詞了迈螟。湖荷也好，塘荷也罷尔崔，無論文人如何吟詠答毫，幾番入文入詩入畫，花葉蓮藕加在一塊兒季春，季來季往洗搂，既掩不住小家子氣，也不能當飯吃载弄。平民忙生活耘拇，文學中荷是別人家的荷，有空了私下羨慕羨慕就得嘞宇攻，哪能當真指望什么惫叛。

(三)物理荷苑

(3.1)電荷

自然界中，荷苑的真正王者是電荷逞刷，無處不在嘉涌，一身霸氣，不怒自威夸浅。量子電動力學只承諾一個荷仑最，就是電荷。這樣的動力學系統(tǒng)帆喇，叫做單荷動力學系統(tǒng)警医。動力學分析，講 究的是有源分析坯钦，這個源頭就是荷预皇。有荷才有動力學，動力學分析是關(guān)于荷之行為的分析婉刀。量子電動力學是原子層次的動力學吟温。

(3.2)色荷

在粒子物理標準模型中，另有一個亞原子層次的動力學系統(tǒng)路星，叫做量子色動力學溯街。 這是一個三荷動力學系統(tǒng)诱桂。在亞原子層次洋丐，物理學研究的是物質(zhì)的最微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)呈昔，涉及 的基本粒子叫做“夸克”∮丫夸克帶味堤尾，比如可分為上夸克和下夸克∏停夸克還分三代郭宝，一代 質(zhì)量大于一代。所以掷漱，上夸克往上還有粲夸克和頂夸克二代粘室，下夸克往上還有奇夸克和底夸克二代。單個夸克是不可直接觀測的卜范，在物理學里衔统，這叫做被“禁閉”的。能夠被觀測 到的是若干個夸克的束縛態(tài)海雪。比如锦爵，二個上夸克和一個下夸克組成的束縛態(tài)叫做質(zhì)子，二個下夸克和一個上夸克組成的束縛態(tài)叫做中子奥裸。粒子物理里有一個泡利原則险掀，說是在一個 束縛態(tài)里，不能有兩個或多個全同粒子湾宙。這樣樟氢，在質(zhì)子組合中就不能同時包含二個全同上夸克，在中子組合中也不能包含二個全同下夸克侠鳄。怎么解決這個邏輯矛盾呢?

美國物理學家蓋爾曼想出一個辦法嗡害，就是讓夸克帶荷，稱為“色荷”畦攘。色荷的引入 最初不是靠觀測霸妹，靠的是邏輯。由于束縛態(tài)對荷數(shù)的邏輯需求知押，色荷分為三種叹螟，以紅藍綠 名之。所以台盯，承載色荷的夸克具有一個三維的內(nèi)部空間罢绽。那么，從荷論角度說静盅，如何從亞 原子層次過渡到原子層次呢?比如良价，觀測告訴我們寝殴，質(zhì)子帶一個電荷，而質(zhì)子由二個上夸 克和一個下夸克組成明垢。這就要求從邏輯上引入“分數(shù)電荷”蚣常。上夸克帶正三分之二電荷，下夸克帶負三分之一電荷痊银，所以質(zhì)子帶一個電荷抵蚊。中子由二個下夸克和一個上夸克組成， 所以中子帶零電荷;也就是說中子是電中性的溯革。分數(shù)電荷亦可稱為虧荷贞绳。

(3.3)弱荷

在粒子物理標準模型中，還有一個理論致稀，叫做電弱模型冈闭。電弱理論不僅涉及電荷， 還要引入弱同位旋荷和弱超荷抖单。你看萎攒，前面介紹色荷時說的話比介紹電荷時說的話要多。 電弱模型是一個有趣而豐富的故事臭猜，講來要說多的多的話躺酒。所以，咱們另文介紹弱荷蔑歌。這 里羹应，您記住物理荷苑中有電荷，色荷和弱荷就好了次屠。要是還能記住园匹，荷是動力學分析的源 頭，你就算是比一般人有見識劫灶。

(四)心荷別院

科學是人創(chuàng)造的裸违。自然科學和社會科學原本是孿生兄弟，都是科學家的作品;只是 分離的時間長了本昏，變的有些生分供汛。科學家有把科學神化的傾向涌穆，不過是想提高點自己的社 會地位怔昨，或壯一下在未知世界中游走的膽氣;說白了，就是走夜路吹口哨的買賣宿稀。在科學活動中摻入宗教情感趁舀，可以理解，但實屬愚眛祝沸。過去多少科學大家矮烹，文理雙棲越庇，英雄兩界，不是神話卻勝似神話奉狈，那叫人類文明卤唉。科學分科越來越細嘹吨，是科學的進步搬味【城猓科學家分 科越來越細蟀拷，是一種返祖性心智退化。

物理荷苑自然是瑰麗金壁神工鬼斧萍聊，心荷別院卻另有一番廻廊九曲天功巧奪问芬。那確是天設(shè)地造，一對版圖匹配寿桨，也真真兒地難為了英銳這家伙匠心獨具此衅，左右縱橫。

(4.1)經(jīng)濟力學中的荷

在經(jīng)濟力學中亭螟，市場動力學是一個單荷動力學系統(tǒng)挡鞍。你大老遠地開車或打車或乘公 交或擠地鐵去購物中心，干嘛去呢?你有意向去買東西预烙。這個意向就承載著一種荷墨微，叫做 “市場荷”。市場荷是市場動力學分析的源頭扁掸。

經(jīng)濟力學中的三荷動力學系統(tǒng)是亞經(jīng)濟動力學翘县，其中“亞”字與亞原子一詞中的亞字同義同源。也就是說谴分，在物質(zhì)世界中最小的意味著在心智世界中最深的锈麸。市場動力學中的 市場荷承載的是買賣意向，對價格完全敏感牺蹄。亞經(jīng)濟動力學刻畫的是“想要”一個東西的 沖動, 對價格只是部分敏感忘伞。想要和想買是兩個不同的層次。自由市場的概念是新古典 經(jīng)濟學的理論基石之一沙兰。比如氓奈，經(jīng)濟學中的芝加哥學派是維護自由市玚理念的重鎮(zhèn)。自由 市場理論受到那么多的批判而至今不倒僧凰，有其人類學的概念支撐探颈。芝加哥學派深植于奧地 利學派的經(jīng)濟分析傳統(tǒng)。奧地利學派代表人物之一训措，米塞斯在《人類行為的經(jīng)濟分析》一書中辯護說伪节，自由市場的合理性是由自利性支撐的光羞，而自利性是第一性沖動。自利性是由 英文“self-regard”翻過來的怀大，這個詞我譯為“慮己性”纱兑，與“慮他性”(others- regards) 相對。

在米塞斯看來化借，慮他性是第二性沖動潜慎，這是他的失誤之處。在食物鏈中蓖康，強者捕食下游弱者是慮己性的表現(xiàn)铐炫，同時戒備被上游更強者捕食，是慮他性的表現(xiàn)蒜焊，兩者都是第一 性的倒信，是一枚硬幣的兩面。在金融市場上泳梆，即想從別人口袋掙錢鳖悠，又要防著別人從你口袋掙錢，說的就是這個道理优妙。米塞斯是我非常敬重的先賢乘综，還都跟紐約大學有淵源，他的書套硼，我認真通讀過卡辰，這么智慧的學者，不知怎么在這事上犯了糊塗熟菲。在社會心理學中看政，有兩種最基本的動機，成就(achieving) 動機和畏懼(fear-of-failure) 動機抄罕，其人類 學意義即可延伸為慮己沖動與慮他沖動允蚣。亞經(jīng)濟動力學以量子色動力學為模型，沖動為夸克所刻畫呆贿，慮己沖動為上夸克嚷兔，慮他沖動為下夸克。也就是說做入，沖動帶味冒晰，有的物理學書中，亦稱味為“味荷”竟块。前面說過壶运，夸克分為三代。根據(jù)楊英銳1998年發(fā)現(xiàn)的感知三分律(又見拙文浪秘，2015蒋情，2020)埠况，沖動亦有三代之別。比如棵癣，你餓了辕翰，有吃東西的沖動， 就可分為有點餓狈谊，中等餓和非常餓三代喜命。你需要去洗手間，可分為有點急河劝，中等急和特別急三代壁榕。你生氣，可分為有點氣丧裁，中等氣和氣壞了;等等护桦。這樣沖動就由二味升為六味含衔， 也就是至少有六種味荷(實際上是72種之多)煎娇。

沖動要有內(nèi)涵，你為了什么而沖動呢?一個嬰兒哭贪染，大人就要知道他她想要什么缓呛，餓了，要玩具杭隙，還是要大人抱哟绊。在弗洛依德人格理論看來，這些需求分屬三個范疇痰憎。第一 個范疇稱為本我(identification)票髓。人餓了要吃食物，自然環(huán)境中要有地方住铣耘，人類要生兒育女繁洐后代洽沟，這些是本我的基本生存需求。第二個范疇稱為自我 (self)蜗细。 人們想受到更好的教育裆操，找到更好的工作，掙更多的錢以使更好地養(yǎng)家糊口炉媒，有更多的朋 友以提高自己的社會地位踪区，等等。這些都是自我的社會需求吊骤。第三個范疇稱為超我 (super-ego)缎岗。人們有精神需求，有榮譽感有成就感白粉，希望被贊揚被肯定传泊。另外茅郎，人們還有靈魂需求，關(guān)懷死后世界或渤，追求宗教信仰系冗，等等。這些都屬于超我的范疇薪鹦。這三個人格范疇掌敬，就為沖動賦與了三種荷，與夸克攜帶的三種色荷同名池磁，并為其所刻畫奔害。

如同夸克攜帶分數(shù)電荷，亞經(jīng)濟沖動攜帶等量的分數(shù)市場荷地熄，即進取沖動攜帶正三分之二的市場荷华临，畏懼沖動攜帶負三分之一的市場荷。這樣端考，一個類似質(zhì)子的亞經(jīng)濟束縛 態(tài)由二個進取沖動和一個畏懼沖動組合雅潭，以進取為主，就攜帶一個市場荷却特。一個類似中子 的亞經(jīng)濟束縛態(tài)由二個畏懼沖動和一個進取沖動組合扶供，以保守為主，攜帶零個市場荷裂明，叫做市場中性椿浓。在金融市場上，質(zhì)子型帳戶叫做活躍(active) 帳戶, 中子型帳戶叫做待機(standing by) 帳戶闽晦。

(4.2) 心智力學中的荷

在心智力學中扳碍，推理動力學是一個單荷動力學系統(tǒng)。當你參與推理心理學實驗仙蛉，或 者在日常生活中做推理的時候笋敞，你有意向去解決一個推理任務。這個意向就承載著一種 荷捅儒，叫做“邏輯荷”液样。邏輯荷是推理動力學分析的源頭。這樣巧还，推理動力學鞭莽，市場動力學 和量子電動力學都是單荷動力學系統(tǒng)，后者為前兩者的模型邏輯麸祷，亦稱工程藍圖指引澎怒，前 兩者分別為后者的社會科學版，即其經(jīng)濟版和心智版。用規(guī)范場論語言說話喷面，三者共享一個對稱群星瘾，稱為 U(1) 對稱群。用高階規(guī)范場論語言說話惧辈，它們同屬一個對稱范疇琳状。

注意，按照維爾查克(諾貝爾物理學獎得主)的說法盒齿，牛頓力學預設(shè)一個第零定律念逞，即質(zhì)量是永恒的，即不被創(chuàng)生也不被消亡边翁。而在量子場論中翎承，一個粒子不是永生的。 它時時被創(chuàng)造符匾，又時時被湮滅叨咖。所以在量子場論中引入了創(chuàng)生算子和湮滅算子，粒子態(tài)都 是指在其生命周期內(nèi)的狀態(tài)啊胶。換句話說甸各，市場荷與邏輯荷的發(fā)生是有時有晌的事情，人要 吃飯睡覺创淡，做很多事情痴晦，并不是一天到晚做買賣或者做推理的。

心智力學中的三荷動力學系統(tǒng)稱為亞認知動力學琳彩，研究知識習得過程中的求知沖動。在知識論有一個柏拉圖傳統(tǒng)部凑。這個傳統(tǒng)對求知過程有三個條件要求: 求真露乏，求信和求 證(justifications)。三個條件同時滿足涂邀，你算是知道了一條知識瘟仿。但是在認知的過程中，這三件事在求知沖動的趨動下比勉，是交錯發(fā)生的劳较，以至在認知過種中會產(chǎn)生不同的 束縛態(tài)。這樣浩聋，求真观蜗、求信和求證，即為求知沖動所承載的三種荷衣洁，統(tǒng)稱為求知色荷。三 者同權(quán)，無分主次括堤。求知欲有強弱之別，求知沖動也有代際區(qū)分撤卢。求知沖動亦攜帶有味 荷，有對求知的進取沖動梧兼，也有對求知的畏懼沖動放吩。以推理知識習得為例，求知沖動同時攜帶分數(shù)邏輯荷羽杰。進取求知沖動攜帶正三分之二邏輯荷屎慢，畏懼求知沖動攜帶負三分之一邏輯荷。所以忽洛，質(zhì)子型求知束縛態(tài)承載一個邏輯荷腻惠，而中子型求知束縛態(tài)承載零個邏輯荷。

小結(jié)一下欲虚。亞經(jīng)濟動力學和亞認知動力學都是三色荷系統(tǒng)集灌，同以量子色動力學為模型化邏輯。在規(guī)范場論框架下复哆，三者共享 SU(3) 對稱群欣喧。在高階規(guī)范場論框架下，三者同屬一個對稱范疇梯找。如果你遠遠望去唆阿，這就是整合科學的大概輪廓模樣: 身材勻稱，體魄健美锈锤，心態(tài)包容驯鳖，卻目光如炬。另外久免，經(jīng)濟力學和心智力學都涉及外部性問題浅辙。經(jīng)濟外 部性動力學處理如經(jīng)濟政策，包括財政政策和貨幣政策對市場的影響阎姥。心智外部性處理各種外部壓力如考試记舆，包括各種標準教育考試，對知識習得的影響呼巴。外部性動力學以電弱理論為模型泽腮，涉及與弱荷，即弱同位旋與弱超荷的相互作用衣赶。因為這篇學術(shù)散文沒有介紹電弱理論诊赊，所以外部性動力學亦只能另篇介紹。

(五)認知磁荷

在電動力學中屑埋，歷來只承諾電荷豪筝，而不承認磁荷。在動力學分析里，電荷在運動中续崖。運動中的電荷會產(chǎn)生電流敲街，電流會伴隨性的生成磁場，這是一個磁力線的封閉包絡严望。 磁場的一個重要作用是極化; 將電子投入磁場多艇，就可觀測到南北極指向。運動中的市場荷 或邏輯荷會產(chǎn)生市場流或推理流像吻，從而生成伴隨性的認知場峻黍。認知場的作用也是極化，稱為決策拨匆。買與不買姆涩，選哪個答案，都需要做決策惭每。自然地骨饿，認知場為磁場所刻畫，磁場是認知場的模型台腥。

歷來在物理學中所用的數(shù)學都是“類點數(shù)學”宏赘，唯有弦論異軍突起，揚起了“類線數(shù) 學”的風帆黎侈。弦論被視為統(tǒng)一場論察署，包括引力的可選擇數(shù)學物理框架。經(jīng)濟力學包含了 關(guān)于經(jīng)濟引力的廣義相對論模型峻汉，所以對弦論有親近感贴汪。弦論還被視為更自然地解決標準模型中可重整化問題的備選擇數(shù)學理論【慵茫可重整化是量子場論中消去無窮大能量的方法嘶是， 這與經(jīng)濟力學和心智力學都有關(guān)聯(lián)。試想蛛碌，如果所有的經(jīng)濟壓力和心理壓力都集中在一個點或一個人身上，這個人不崩潰才怪辖源。弦論是類線數(shù)學蔚携，雖然弦的長度很小，但這個線狀體為分散壓力提供了可能性克饶。

弦理論中不僅承諾電荷酝蜒，并引入了磁荷，使得磁場終于升級到了荷的榮耀地位矾湃。正是一弦兩彈亡脑，雙荷平權(quán)。前面說到，認知場為磁場所刻畫霉咨，所以認知場在弦論框架下蛙紫，也 隨之獲得了“認知荷”的地位。一個科學理論的模型途戒，一般來說坑傅，都有些系統(tǒng)性的整體性 質(zhì)，又稱元性質(zhì)喷斋。邏輯系統(tǒng)有完全性和協(xié)調(diào)性唁毒，公理化決策論有表示定理，博弈論有納什 均衡和納什解決星爪。在牛頓力學框架下講究各種均衡性浆西，在量子場論框架下，講究各種對稱 性顽腾，等等近零。在弦論中，元性質(zhì)除了超對稱外崔泵，還增加了對偶性秒赤，比如強弱對偶和鏡像對偶。由于在弦論中憎瘸，磁場獲得了“荷證書”入篮，磁荷和電荷不僅開始平起平坐，還所以討價還價幌甘。強弱對偶是說給定電磁總強度潮售，磁荷強度和電荷強度有反比關(guān)系，磁荷越強則電荷越弱锅风，反之亦然∷址蹋現(xiàn)在，隨著磁荷的被認證皱埠，認知荷也與市場荷有強弱對偶的關(guān)系肮帐。直白的說就是，購買的意向越強边器，越少猶豫训枢， 想的越少。反之忘巧，想的越多恒界，越猶豫，說明購買意向越弱砚嘴。認知十酣，從認識論的層面出發(fā)涩拙，終于得到了本體論的承諾。在這個意義上說耸采， 弦理論是在數(shù)學物理中兴泥，潛在地對認知科學最友好的分支。前面說到洋幻，認知場為磁場所刻 畫郁轻，所以認知場在弦論框架下，也隨之獲得了“認知荷”的地位文留。也就是說好唯，認知，從認 識論的層面出發(fā)燥翅，終于得到了本體論的承諾骑篙。在這個意義上說，弦理論是在數(shù)學物理中森书， 潛在地對認知科學最友好的分支靶端。

(修改稿，2020-12-1)