学术散文之七

荷论

杨英锐

本文试图用散文的笔法做科普。全文只围绕一个科学概念: 荷。

(一)物荷心荷

1990年秋季，我从哲学系转入心理系做博士生。在我新办公室的门上，看到贴着一张小纸，上有别人留下的两句英文:“What is mind, no matter. What is matter, never mind.” 这两句话有二层意思，一正一谐。正意是说精神非物质，物质非精神。谐意是说，什么是精神，不必当事; 什么是物质，没人在乎。

我人还没踏进心理系办公室的门，这就又勾起我哲学思辩的痛痒。看来心理系还真是哲学系的学术近邻，当年清华心理系被并成北大哲学系的一个教硏室，看来不是没有说 法的。记得小时候家住北大中关园一公寓，旁边门洞一楼就住着邵郊先生，他们家养了各种鸟类，不知何为。后来上了大学才知道，邵先生是中国心理学界一方权威，养鸟儿和研究工作有关，可见他应该是巴甫洛夫的门徒，走的是斯金纳行为主义心理学研究路径。一公寓303早年住的是孙国华先生家。孙先生本来是清华心理系主任，并入北大后当了哲学系副主任。当年谁又会想到，后来心理学院越来越坐大，哲学系越来越势微呢，那是学术界的另一番唏嘘。

我的一个朋友，清华子弟清华教员，曾给中科院心理所老所长潘菽先生做过多年秘书。中国当年把心理所放在科学院而不是社会科学院，是明智之举，为心理学在中国𨒂续 了一路理科血脉。又听说中科院新近成立了哲学研究所，其实文理两科，脉脉相通;通与不通，端视你愿不愿意持续学习思考长本事。廿世纪讲究的是跨学科，廿一世纪讲究的是整合科学。这正应了罗贯中的老话儿，合久必分，分久必合。杨英锐近十五年来，做的就是整合科学的学问。

2012年，在《经济力学现代原理》一书中，我开篇引的就是前面那两句英文，旨在整合认知科学，心理学，理论物理和经济学。三十年来，曾有几次我试着将这两句英文翻成中文，想着一译双关，兼顾二层意思。曾经自以为较为贴近的翻法是: 何为智心，言不及物; 何为质物，行不走心。感觉还应有更好的妙翻才是。

(二)荷之美学

北京西郊的燕园和清华园，两园相邻，早前都是清末王府，是圆明园的别院，园子里都有水域。燕园里的水域以湖相称，其中未名湖大些，还有其他小湖。相比之下，清华园里的水域就只能称为塘了，也就是《荷塘月色》里的水塘。或湖或塘，季节合适的时 分，都会生长出成片的荷花绿叶，扶莲踏藕，隐湿泥于水底，浮腰身于水上，最是下接地 气，上延清丽。

谁承想，清华园塘荷先自被人吟了去，做成散文名篇，也成就了清华朱自清先生当代中国散文圣手的名气，还一起被收进了语文课本，由此坐稳了散文江山。不过，要不是 当年朱先生拒食夷粟走的早，熬到 1952 年高校院系调整的时候，应该也被移教北大。当 时北大中文系主政的可是杨晦先生，前挟五四运动的底气，后颁“北大中文系不培养作家”的教喻，不知朱先生若漫步未名湖畔，可还有吟出“荷湖月色”的雅致心境。堪回首， 工程师，旧园却在南翔摇篮处。冥冥中似两难进退，惭窥下遮散文生天。不过转念想来， 大师入世自当另有风度，不是我辈所能揣摸的。

上小学时，北大清华哪个楼里有乒乓球案子，没有比我更门儿清的。去打球的时候，有时路过燕园湖荷或清华园塘荷，还真有过蒙蒙胧胧的欣赏。自十六岁去北大荒以 后，一路行色匆匆，哪还有心思去娇情那个。那时有个专有名词，管这叫“小资”，也就是小资产阶级思想意识的意思。后来这名词渐渐失去了特指的群体形象，就慢慢地演化成形容词了。湖荷也好，塘荷也罢，无论文人如何吟咏，几番入文入诗入画，花叶莲藕加在一块儿，季来季往，既掩不住小家子气，也不能当饭吃。平民忙生活，文学中荷是别人家的荷，有空了私下羡慕羡慕就得嘞，哪能当真指望什么。

(三)物理荷苑

(3.1)电荷

自然界中，荷苑的真正王者是电荷，无处不在，一身霸气，不怒自威。量子电动力学只承诺一个荷，就是电荷。这样的动力学系统，叫做单荷动力学系统。动力学分析，讲 究的是有源分析，这个源头就是荷。有荷才有动力学，动力学分析是关于荷之行为的分析。量子电动力学是原子层次的动力学。

(3.2)色荷

在粒子物理标准模型中，另有一个亚原子层次的动力学系统，叫做量子色动力学。 这是一个三荷动力学系统。在亚原子层次，物理学研究的是物质的最微观物质结构，涉及 的基本粒子叫做“夸克”。夸克带味，比如可分为上夸克和下夸克。夸克还分三代，一代 质量大于一代。所以，上夸克往上还有粲夸克和顶夸克二代，下夸克往上还有奇夸克和底夸克二代。单个夸克是不可直接观测的，在物理学里，这叫做被“禁闭”的。能够被观测 到的是若干个夸克的束缚态。比如，二个上夸克和一个下夸克组成的束缚态叫做质子，二个下夸克和一个上夸克组成的束缚态叫做中子。粒子物理里有一个泡利原则，说是在一个 束缚态里，不能有两个或多个全同粒子。这样，在质子组合中就不能同时包含二个全同上夸克，在中子组合中也不能包含二个全同下夸克。怎么解决这个逻辑矛盾呢?

美国物理学家盖尔曼想出一个办法，就是让夸克带荷，称为“色荷”。色荷的引入 最初不是靠观测，靠的是逻辑。由于束缚态对荷数的逻辑需求，色荷分为三种，以红蓝绿 名之。所以，承载色荷的夸克具有一个三维的内部空间。那么，从荷论角度说，如何从亚 原子层次过渡到原子层次呢?比如，观测告诉我们，质子带一个电荷，而质子由二个上夸 克和一个下夸克组成。这就要求从逻辑上引入“分数电荷”。上夸克带正三分之二电荷，下夸克带负三分之一电荷，所以质子带一个电荷。中子由二个下夸克和一个上夸克组成， 所以中子带零电荷;也就是说中子是电中性的。分数电荷亦可称为亏荷。

(3.3)弱荷

在粒子物理标准模型中，还有一个理论，叫做电弱模型。电弱理论不仅涉及电荷， 还要引入弱同位旋荷和弱超荷。你看，前面介绍色荷时说的话比介绍电荷时说的话要多。 电弱模型是一个有趣而丰富的故事，讲来要说多的多的话。所以，咱们另文介绍弱荷。这 里，您记住物理荷苑中有电荷，色荷和弱荷就好了。要是还能记住，荷是动力学分析的源 头，你就算是比一般人有见识。

(四)心荷别院

科学是人创造的。自然科学和社会科学原本是孪生兄弟，都是科学家的作品;只是 分离的时间长了，变的有些生分。科学家有把科学神化的倾向，不过是想提高点自己的社 会地位，或壮一下在未知世界中游走的胆气;说白了，就是走夜路吹口哨的买卖。在科学活动中掺入宗教情感，可以理解，但实属愚眛。过去多少科学大家，文理双栖，英雄两界，不是神话却胜似神话，那叫人类文明。科学分科越来越细，是科学的进步。科学家分 科越来越细，是一种返祖性心智退化。

物理荷苑自然是瑰丽金壁神工鬼斧，心荷别院却另有一番廻廊九曲天功巧夺。那确是天设地造，一对版图匹配，也真真儿地难为了英锐这家伙匠心独具，左右纵横。

(4.1)经济力学中的荷

在经济力学中，市场动力学是一个单荷动力学系统。你大老远地开车或打车或乘公 交或挤地铁去购物中心，干嘛去呢?你有意向去买东西。这个意向就承载着一种荷，叫做 “市场荷”。市场荷是市场动力学分析的源头。

经济力学中的三荷动力学系统是亚经济动力学，其中“亚”字与亚原子一词中的亚字同义同源。也就是说，在物质世界中最小的意味着在心智世界中最深的。市场动力学中的 市场荷承载的是买卖意向，对价格完全敏感。亚经济动力学刻画的是“想要”一个东西的 冲动, 对价格只是部分敏感。想要和想买是两个不同的层次。自由市场的概念是新古典 经济学的理论基石之一。比如，经济学中的芝加哥学派是维护自由市玚理念的重镇。自由 市场理论受到那么多的批判而至今不倒，有其人类学的概念支撑。芝加哥学派深植于奥地 利学派的经济分析传统。奥地利学派代表人物之一，米塞斯在《人类行为的经济分析》一书中辯护说，自由市场的合理性是由自利性支撑的，而自利性是第一性冲动。自利性是由 英文“self-regard”翻过来的，这个词我译为“虑己性”，与“虑他性”(others- regards) 相对。

在米塞斯看来，虑他性是第二性冲动，这是他的失误之处。在食物链中，强者捕食下游弱者是虑己性的表现，同时戒备被上游更强者捕食，是虑他性的表现，两者都是第一 性的，是一枚硬币的两面。在金融市场上，即想从别人口袋挣钱，又要防着别人从你口袋挣钱，说的就是这个道理。米塞斯是我非常敬重的先贤，还都跟纽约大学有渊源，他的书，我认真通读过，这么智慧的学者，不知怎么在这事上犯了糊塗。在社会心理学中，有两种最基本的动机，成就(achieving) 动机和畏惧(fear-of-failure) 动机，其人类 学意义即可延伸为虑己冲动与虑他冲动。亚经济动力学以量子色动力学为模型，冲动为夸克所刻画，虑己冲动为上夸克，虑他冲动为下夸克。也就是说，冲动带味，有的物理学书中，亦称味为“味荷”。前面说过，夸克分为三代。根据杨英锐1998年发现的感知三分律(又见拙文，2015，2020)，冲动亦有三代之别。比如，你饿了，有吃东西的冲动， 就可分为有点饿，中等饿和非常饿三代。你需要去洗手间，可分为有点急，中等急和特别急三代。你生气，可分为有点气，中等气和气坏了;等等。这样冲动就由二味升为六味， 也就是至少有六种味荷(实际上是72种之多)。

冲动要有内涵，你为了什么而冲动呢?一个婴儿哭，大人就要知道他她想要什么，饿了，要玩具，还是要大人抱。在弗洛依德人格理论看来，这些需求分属三个范畴。第一 个范畴称为本我(identification)。人饿了要吃食物，自然环境中要有地方住，人类要生儿育女繁洐后代，这些是本我的基本生存需求。第二个范畴称为自我 (self)。 人们想受到更好的教育，找到更好的工作，掙更多的钱以使更好地养家糊口，有更多的朋 友以提高自己的社会地位，等等。这些都是自我的社会需求。第三个范畴称为超我 (super-ego)。人们有精神需求，有荣誉感有成就感，希望被赞扬被肯定。另外，人们还有灵魂需求，关怀死后世界，追求宗教信仰，等等。这些都属于超我的范畴。这三个人格范畴，就为冲动赋与了三种荷，与夸克携带的三种色荷同名，并为其所刻画。

如同夸克携带分数电荷，亚经济冲动携带等量的分数市场荷，即进取冲动携带正三分之二的市场荷，畏惧冲动携带负三分之一的市场荷。这样，一个类似质子的亚经济束缚 态由二个进取冲动和一个畏惧冲动组合，以进取为主，就携带一个市场荷。一个类似中子 的亚经济束缚态由二个畏惧冲动和一个进取冲动组合，以保守为主，携带零个市场荷，叫做市场中性。在金融市场上，质子型帐户叫做活跃(active) 帐户, 中子型帐户叫做待机(standing by) 帐户。

(4.2) 心智力学中的荷

在心智力学中，推理动力学是一个单荷动力学系统。当你参与推理心理学实验，或 者在日常生活中做推理的时候，你有意向去解决一个推理任务。这个意向就承载着一种 荷，叫做“逻辑荷”。逻辑荷是推理动力学分析的源头。这样，推理动力学，市场动力学 和量子电动力学都是单荷动力学系统，后者为前两者的模型逻辑，亦称工程蓝图指引，前 两者分别为后者的社会科学版，即其经济版和心智版。用规范场论语言说话，三者共享一个对称群，称为 U(1) 对称群。用高阶规范场论语言说话，它们同属一个对称范畴。

注意，按照维尔查克(诺贝尔物理学奖得主)的说法，牛顿力学预设一个第零定律，即质量是永恒的，即不被创生也不被消亡。而在量子场论中，一个粒子不是永生的。 它时时被创造，又时时被湮灭。所以在量子场论中引入了创生算子和湮灭算子，粒子态都 是指在其生命周期内的状态。换句话说，市场荷与逻辑荷的发生是有时有晌的事情，人要 吃饭睡觉，做很多事情，并不是一天到晚做买卖或者做推理的。

心智力学中的三荷动力学系统称为亚认知动力学，研究知识习得过程中的求知冲动。在知识论有一个柏拉图传统。这个传统对求知过程有三个条件要求: 求真，求信和求 证(justifications)。三个条件同时满足，你算是知道了一条知识。但是在认知的过程中，这三件事在求知冲动的趋动下，是交错发生的，以至在认知过种中会产生不同的 束缚态。这样，求真、求信和求证，即为求知冲动所承载的三种荷，统称为求知色荷。三 者同权，无分主次。求知欲有强弱之别，求知冲动也有代际区分。求知冲动亦携带有味 荷，有对求知的进取冲动，也有对求知的畏惧冲动。以推理知识习得为例，求知冲动同时携带分数逻辑荷。进取求知冲动携带正三分之二逻辑荷，畏惧求知冲动携带负三分之一逻辑荷。所以，质子型求知束缚态承载一个逻辑荷，而中子型求知束缚态承载零个逻辑荷。

小结一下。亚经济动力学和亚认知动力学都是三色荷系统，同以量子色动力学为模型化逻辑。在规范场论框架下，三者共享 SU(3) 对称群。在高阶规范场论框架下，三者同属一个对称范畴。如果你远远望去，这就是整合科学的大概轮廓模样: 身材匀称，体魄健美，心态包容，却目光如炬。另外，经济力学和心智力学都涉及外部性问题。经济外 部性动力学处理如经济政策，包括财政政策和货币政策对市场的影响。心智外部性处理各种外部压力如考试，包括各种标准教育考试，对知识习得的影响。外部性动力学以电弱理论为模型，涉及与弱荷，即弱同位旋与弱超荷的相互作用。因为这篇学术散文没有介绍电弱理论，所以外部性动力学亦只能另篇介绍。

(五)认知磁荷

在电动力学中，历来只承诺电荷，而不承认磁荷。在动力学分析里，电荷在运动中。运动中的电荷会产生电流，电流会伴随性的生成磁场，这是一个磁力线的封闭包络。 磁场的一个重要作用是极化; 将电子投入磁场，就可观测到南北极指向。运动中的市场荷 或逻辑荷会产生市场流或推理流，从而生成伴随性的认知场。认知场的作用也是极化，称为决策。买与不买，选哪个答案，都需要做决策。自然地，认知场为磁场所刻画，磁场是认知场的模型。

历来在物理学中所用的数学都是“类点数学”，唯有弦论异军突起，扬起了“类线数 学”的风帆。弦论被视为统一场论，包括引力的可选择数学物理框架。经济力学包含了 关于经济引力的广义相对论模型，所以对弦论有亲近感。弦论还被视为更自然地解决标准模型中可重整化问题的备选择数学理论。可重整化是量子场论中消去无穷大能量的方法， 这与经济力学和心智力学都有关联。试想，如果所有的经济压力和心理压力都集中在一个点或一个人身上，这个人不崩溃才怪。弦论是类线数学，虽然弦的长度很小，但这个线状体为分散压力提供了可能性。

弦理论中不仅承诺电荷，并引入了磁荷，使得磁场终于升级到了荷的荣耀地位。正是一弦两弹，双荷平权。前面说到，认知场为磁场所刻画，所以认知场在弦论框架下，也 随之获得了“认知荷”的地位。一个科学理论的模型，一般来说，都有些系统性的整体性 质，又称元性质。逻辑系统有完全性和协调性，公理化决策论有表示定理，博弈论有纳什 均衡和纳什解决。在牛顿力学框架下讲究各种均衡性，在量子场论框架下，讲究各种对称 性，等等。在弦论中，元性质除了超对称外，还增加了对偶性，比如强弱对偶和镜像对偶。由于在弦论中，磁场获得了“荷证书”，磁荷和电荷不仅开始平起平坐，还所以讨价还价。强弱对偶是说给定电磁总强度，磁荷强度和电荷强度有反比关系，磁荷越强则电荷越弱，反之亦然。现在，随着磁荷的被认证，认知荷也与市场荷有强弱对偶的关系。直白的说就是，购买的意向越强，越少犹豫， 想的越少。反之，想的越多，越犹豫，说明购买意向越弱。认知，从认识论的层面出发，终于得到了本体论的承诺。在这个意义上说， 弦理论是在数学物理中，潜在地对认知科学最友好的分支。前面说到，认知场为磁场所刻 画，所以认知场在弦论框架下，也随之获得了“认知荷”的地位。也就是说，认知，从认 识论的层面出发，终于得到了本体论的承诺。在这个意义上说，弦理论是在数学物理中， 潜在地对认知科学最友好的分支。

(修改稿，2020-12-1)