這是為一本新著撰寫的前言，一孔之見，就教方家。

在筆者此前出版的三部著作即總書名為《探索自然之謎》之上冊《天地自然》，中冊《生命起源》，下冊《地震成因》中，對許多重要自然現象做出了不同于教科書的解讀。在這個過程中，筆者已經隐約感覺到了，主流觀點之所以在許多重大問題上并沒有找到正确答案，根本原因還在于作為基礎學科的物理學、化學理論仍不完備，甚至存在緻命問題。

毫無疑問，自然界的諸多奧秘都深深地隐藏在微觀世界中。要破解大自然的深層奧秘，微觀世界是一個繞不過去的坎。因為宏觀自然現象最終還是要體現在微觀物理過程中。

我當然知道，現今微觀領域的研究已經是理論高大上，儀器高精尖，門檻極高，高不可攀。非普通人所能染指。何況由于個人經曆的限制，我對數學工具的掌握使用完全無能為力，故對物理學、化學一直心存敬畏，不敢問津。然而，直覺告訴我，必定存在能夠解釋複雜自然現象的物理、化學理論，隻是人們還沒有找到而已。我何不順着自己的思路，去做一下嘗試呢。

後來看到一本加拿大人馬克·麥卡琴寫的《終極理論》一書，其中披露了現今物理學中存在的一些顯而易見的錯謬問題，才鼓起勇氣到微觀世界中去探頭探腦。

真正深入進去也發現，這些微觀領域裡的高精尖理論遠非那麼完美無缺，令人隻有敬仰的份兒。即使一個普通人也能看出其中不乏罅漏。

摸索數年，自覺獲益頗多。也收獲了一些新認識，新觀點。由于視角不同，路徑選擇不同，得到了一些不同于教科書的結果，看到了一幅全新的物理圖景。因此就有了這樣一部探讨微觀世界奧秘的著述。

實際上，科學發展的道路可以有多條，不同的道路可以看到不同的風景。主流科學隻是選擇了其中之一而已。

自從牛頓運動定律和萬有引力定律取得巨大成功以來，“定量描述才是科學”成了一條不成文的規矩，數學描述成了物理學追求的首要目标，被放在了最核心的位置。物理學研究唯數學的馬頭是瞻，對自然真相的探究都被一些高度抽象的方程式壟斷了，物理機制研究反倒退居從屬的地位。

物理學研究仿佛就是“一切為了計算”。非數學，不物理。一切有關物理問題的研究，如果不用數學語言加以定量描述都是不被接受的。數學俨然成了人們尋求物理真理的唯一源泉。把物理學研究變成了“透過數學看本質”而不是“透過現象看本質”，使人們忽視對現象本身的深入分析，轉而在數學描述上下功夫，使許多本可以通過對現象的深入分析而得出的正确認識無從形成。緻使物理學研究中數學描述有餘而機理探讨不足。如此本末倒置的結果就導緻了物理學的畸形發展。在基本事實、基本原理尚未厘清，基本方向尚不明确，基本條件尚不具備的情況下就急于追求定量描述，往往會使其物理本質得不到正确反映。也導緻了對物理學研究的戰略性評估的缺位。比如，當人們對加速器中粒子對撞産生的大量碎片運用标準模型進行了定量描述時，就妨礙了判定這些撞擊物其實都是粒子碎片而不是粒子的正确認識的建立。

有所專精就往往有所偏廢。把抽象的數學概念當成物理真實，把工具和手段當成目的。本應該是“機理為王”的物理學卻變成了“數學為王”的“數理學”。本應該“向大自然要真理”卻變成了“向數學要真理”。

這是一條唯一正确的路徑嗎？其實未必。甚至也不是最佳的方式。并不存在“唯一正确的科學研究方法”。能夠深刻揭示自然真理的科學研究方法才是正确的可取的方法。科學研究應該不拘一格，廣開言路。

數學隻是一種描述工具，由于數學本身的不确定性，既可以為正确理論提供描述工具，也可以為錯誤理論提供華麗的包裝。數學公式究竟是反映了真理還是謬誤取決于人們對它的使用。用對了就反映真理，用錯了就反映謬誤。在現實中，不顧及事物自身的特性，随意地、不适當地使用數學工具的現象時有發生。如在廣義相對論中，采用黎曼幾何作為研究引力的數學工具，然而幾何學隻适合描述宏觀物體的形狀，不适合描述微觀粒子的作用機制。而萬有引力明顯屬于微觀粒子的作用，不屬于宏觀物體的幾何問題。所以用黎曼幾何來描述引力是用錯了工具，張冠李戴，驢唇不對馬嘴。就像用一把尺子去測量一個物體的溫度，是不明事理的蠻幹。而愛因斯坦對此并無知覺。（這說明，科學研究也需要明白人。）

由于黎曼幾何是一個高難的數學工具，世人在這樣的難比天書的知識盲點面前隻能噤若寒蟬，将其奉若神明。用錯了工具的愛因斯坦又依據這種錯誤工具将引力解讀為“時空彎曲”，從而使引力本質的研究偏離了正确軌道，誤入迷途。

唯數學化這種人為編織出來的藩籬，把人們圈在了一個狹小的天地裡，跳不出這樣的藩籬，就發現不了大自然的深層奧秘。人類不可自廢武功，對那些暫時無法用數學語言描述的複雜自然現象，允許先以語言描述、邏輯推導突破。

科學研究猶如攻克堡壘，什麼武器得心應手就使用什麼武器，唯數學化傾向卻規定人們隻能使用一種武器，使物理學研究成了單腿走路的瘸子。

數學符号與現實世界中的微觀粒子或宏觀事物并無直接的對應性，因此數學公式并不直接反映事物的本質和機理。即便獲得了經過實驗驗證的數學公式，物理機制仍然需要人為猜測、推導。比如我們可以利用數學運算精确地計算某個物體以某個固定的速度在某個時間内移動了多少距離，但我們并不能根據這個計算判斷出是什麼動力推動了這個物體，要想知道是什麼動力推動了這個物體，必須借助觀察或分析推理，舍此無二。

所以即便有了方程，能定量計算，也未必能揭示事物本質。數學方程中的字母或符号究竟代表了什麼，是完全不确定的，本身沒有明确的物理含義，說它是什麼它就是什麼。同一個字母或符号，在此方程中代表的是此事物，在另一個方程中代表的就是另一種事物。這與周易用8個或64個卦象來指代事物沒有什麼兩樣。

在數學方程基礎上建立起來的物理學是“非本質物理學”，這樣的物理學中的許多理論也都是近似理論。如著名的固體導電理論“能帶理論”就是一種近似理論。而要揭示事物本質，就必須采用非數學的邏輯思考。

其實一切物理、化學理論都不過是人類對自然界的物質結構、運動、變化狀态等現象的某種理解。而一切物理問題都要從數學這架獨木橋上通過，也隻是人們的一種選擇，一種立場。

唯數學化的研究方式總是試圖先推導出數學公式，再根據數學公式去猜度物理機制。由于對現象本身進行透徹分析的基礎工作沒做紮實，常常導緻對實驗事實或自然現象做出錯誤解讀。

唯數學化傾向不是從自然現實出發而是從數學模型出發，試圖讓自然真實從屬于數學模型。而且隻關注實驗現象，卻對許多難以用實驗模拟的自然現象視而不見。以緻現有的物理學還缺乏對複雜自然現象物理機制的領悟、理解。雖然描述微觀世界的物理學已經抽象、複雜到令人咋舌的地步，但對許多自然界的複雜物理現象的認識卻未入其門。未能把握住自然界那些根本性的東西，不能合理解釋諸如雷電的起因、狂風暴雨、冰雹、火山、地震、海嘯等等司空見慣的自然現象，更不能解釋雨土、雨沙、雨石、雨（下）各種動物這些奇異自然現象。元素起源理論不能解釋礦物的産狀，地學理論的蒼白更是慘不忍睹。理論嚴重脫離實際。物理學研究之路再這樣走下去，一萬年也破解不了這些自然奧秘。

畸形的研究方式，導緻了大量碎片化的非系統性理論出現，不能對自然現象的因果關系進行系統性、邏輯性的深度分析，而深度分析對發現和認識事物本質是至關重要的。

極端的數學化也使科學家們把大量的時間精力用于構造、求解數學方程，而沒有用于思考物質、能量運行的機理、機制。導緻現今的物理學基本上是從數學角度看世界的，數學以外的領域或數學尚未覆蓋的領域幾乎是看不到的，是空白區。但可能恰恰在這些空白區中隐藏了大自然的重大奧秘。

有些物理問題雖然數學描述是精确的，機理猜測卻是錯誤的。或隻知其然不知其所以然。展示給人們的仍是一幅模糊的、懵懂的物理圖像。無論是宏觀世界、微觀世界還是宇觀世界，真正能夠說得清、講得明的事物，沒有幾件。比如人類對電磁學的研究應用已經得心應手、登峰造極，但對于發電、導電的原理等仍然說不清道不明：諸如發電機發電究竟有沒有電荷産生？導體中的電流究竟是外來電荷還是自帶電荷？等等。渾渾噩噩，語焉不詳，如讀天書。以緻到了後來的量子力學、相對論，已經不可理解、無法講說了。科學真的如此怪異嗎？或許這并非科學的本來面目，隻是人們構建的科學理論走了形、變了樣而已。

許多極端複雜的事物，是極難求得數學模型的，因為數學模型并不是萬能的，有其自身的局限性。适于用數學工具描述的自然現象可能隻占一小部分，數學描述并不具有普适性。比如數學尚不能解決三體問題，那麼是不是世界上就不存在三體運動了呢？顯然不是。必須正視數學的這種局限性。數學不是一切。對複雜自然現象隻要通過邏輯推導，率先弄清了物理機制，即使數學描述缺位，同樣可以解決問題。

許多物理問題和自然現象是不可數學化的。比如元素起源問題，不可能有一個現成的數學公式存在那裡等待我們去發現它，隻要找到這樣的數學公式，元素起源問題就不解自破，這是不可能的。要解決元素起源問題隻有通過理性分析、推導，才有可能闡明它的物理、化學機制。

物理學研究采用數學描述是必要的，但把數學描述絕對化、極端化，數學至上，排斥一切非數學描述的讨論，則是狹隘的、偏激的，有害的，是典型的作繭自縛，自斷言路，搞“閉關鎖國”，嚴重阻礙、延誤物理學的發展。已經有為數衆多的學人意識到了這種傾向所産生的嚴重弊端。

物理物理，求物之理。不求其理，言何物理？物理學應該是“機理物理學”，應該把探求機理放在首位。物理機制應該是第一性的，數學描述應該是第二性的。物理機制是主幹，數學工具是從屬。

有人說：“物理學隻有找到了物理現象背後内在的物質作用機理，才算真正揭示出了物理現象的内在本質。”（黃德民語）

物理學要擺脫停滞不前的局面，必須開拓一條新的研究之路，必須建立一門新的“分析物理學”或“邏輯物理學”，即通過對事物全部現象進行深入細緻分析以推求其機理為主的物理學，才有可能揭示這些複雜自然現象的本質。

物理學研究應該回歸到“以物理機制為本”的本位上來。研究方法應該回歸到以邏輯分析為主，數學推導為輔的本位上來。數學推導應該從屬于邏輯分析，為邏輯分析服務，而不是淩駕于邏輯分析之上。

本書以及《探索自然之謎》三部曲就是對複雜自然現象作出邏輯解讀的一種嘗試。

實踐表明，唯數學化的研究方式尤其不适用于複雜自然現象。如果不改弦更張，就永無可能揭示大自然深層的奧秘。如地震、火山成因，台風、龍卷風成因，乃至普通的風暴、降雨、降雪、雷電的成因，天雨土、雨沙、雨石、雨各種動植物……的成因；山的起源，湖海的起源，沙漠起源，土壤起源，空氣起源，天體起源，恒星能源等等，以及所謂神秘現象，“超自然現象”等等，現有的科學研究模式“數學建模 實驗”是基本無效的。既不可能建立一個複雜得無與倫比，包含大量參數的模型，也難以做出規模巨大又極端複雜的科學實驗。而要想認識一種自然現象，首先應當充分、全面地搜集、了解、掌握各種現象以及與之相關聯的各種現象，并通過對這些現象進行歸納、演繹、分析、推理，把這些現象的方方面面、細枝末節充分地“吃透”，對它有一個全面的、細緻的、深入的了解，抓住主要問題，透過現象看本質，推演出現象的物理機制，然後再去尋找描述這種物理機制的數學工具，這樣就不會迷失方向，事半而功倍。

同時，也要對人類已經掌握的相關的科學知識有一個相對全面的掌握，這是破譯自然奧秘的必不可少的基本功。

本書運用這種以分析推理為主的新的研究方式，對微觀世界的一些重要現象進行了深入分析推導，成功地建立起了物體導電的大統一理論，探讨了常溫超導材料的制造方法；追溯了引力之源，在一定意義上實現了基本作用力的大統一。雖然這樣的邏輯推理，可能并不全然合于科學研究的規範，但它仍然是走向基本作用力大統一的必由之路。并嘗試對許多根本性的問題做出回答。可見這樣的探索，豈徒然哉！​

大自然崇尚簡單，用最樸實的語言，最簡單的原理，未必不能揭示大自然最深刻的真理。自然界的法則都是極簡法則。象則甚繁，理則甚簡。真正的物理學應該是能用大白話說得清道得明，人人都能看得懂的。

科學将向何處去？科學需不需要向更高的層級發展、躍升？是循規蹈矩、抱殘守缺、裹足不前，循着目前的正統的、規範的科學範式四平八穩、按部就班地繼續走下去，還是師法自然、發揚蹈厲、革故鼎新、涅槃重生，深究自然現象的本質面目，在未被破解的自然奧秘中尋出一條嶄新的道路，開辟出一片嶄新的天地，進入無所不知、無所不能的科技新境界呢？這就是我們将要面臨的抉擇。

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