【“拉索”七年:向着宇宙线研究的最前沿!】在青藏高原最大的古冰体遗迹——海子山上,位于海拔4410米的高处,有一个占地面积达1.36平方公里的巨大“圆盘”。它的任务是接住从外太空洒向地面的带电粒子。

当这些粒子穿过稀薄的大气落到“圆盘”上时,科学家们可以通过与“圆盘”相连的计算机,挖掘出粒子带来的信息,并由此触及宇宙的奥秘。

图:“拉索”鸟瞰图(来源:中科院高能物理研究所)

这个“圆盘”名叫“拉索”,全称是“高海拔宇宙线观测站”(LHAASO),由国家发展改革委立项支持建设。中国科学家用了7年时间方才将它建成。这个全球独一无二的观测站,把人类与宇宙连在了一起。

“我们能不能达到国际领先?”

看似空空荡荡的星际空间里,有许多肉眼无法看见的粒子在以接近光速的速度飞行,其中不少粒子会“撞上”地球。1912年,奥地利物理学家赫斯乘坐气球飞到5000米高空时,确证了这些来自宇宙的不速之客,从此,人类有了一条探索宇宙奥秘的新线索——宇宙线。

中国的宇宙线研究几乎与新中国同龄。建国初期,王淦昌、张文裕、何泽慧、肖健等科学家回国,开启了中国宇宙线观测研究。他们曾在昆明东川一座3200米的山峰上建设了中国第一个宇宙线实验室——落雪站。

改革开放后,中国科学院高能物理研究所研究员谭有恒到日本留学。日本先进的综合性空气簇射阵列让他产生了在中国做类似实验的想法。回国后,他积极申请经费,希望在中国建设世界级宇宙线观测基地。

“要使中国的生产和技术具有持续发展的活力,必须有自己的基础科研作背景。”在一份材料中,谭有恒如是写道。

1989年,谭有恒等人提出在西藏建立第一代伽马天文探测器——羊八井宇宙线国际观测站。1992年,作为谭有恒的学生,曹臻成为羊八井宇宙线国际观测站的第一个值班人员。

“在那之后,我们已经基本上在国际上处于第一梯队,但仍不算领先,所以我们就在思考,如果说国家再给一次比较大的支持,我们能不能达到国际领先?”曹臻回忆。

这次思考的结果就是“拉索”的诞生。作为中国第三代宇宙线研究者,如今已是“拉索”首席科学家的曹臻记得,“拉索”方案形成过程中,他们在科学目标和工程技术实现能力之间反复平衡与取舍。2015年12月31日,“拉索”方案在经历中科院和国家层面的层层选拔后脱颖而出,获得国家发改委批准立项。

“边建设,边运行”

把“拉索”建在海子山上,是曹臻和选址团队在立项之前历时5年才决定的。

宇宙线容易受到大气层的影响,因此,宇宙线观测站需要建在空气稀薄的高海拔地域。5年里,为了给“拉索”找个合适的地方,曹臻等人跑遍了西藏、青海、云南、四川等所有具备高海拔特征的区域,最后发现,只有海子山能满足“天时地利人和”的所有条件。

选址团队成员、“拉索”建安分总体主任吴超勇记得,“拉索”所在的场地里河道遍布,稍有不慎就会一脚踏进沼泽,大家只能在一块块石头上跳着往前走。

这里的气候条件对施工来说也是挑战。“太冷的时候,这里无法进行混凝土施工,施工建设的时间大概是从每年5月到10月底,一共不到6个月。”吴超勇说。

即便如此,在曹臻眼中,这里仍是块“宝地”:“海子山海拔高,可以减少大气对宇宙线粒子的影响;地势平坦,有充足的水资源,可以满足交通、通信和探测器需要大量超纯净水的条件;各级地方政府也高度重视,大力支持。”

2017年,“拉索”主体工程动工。为克服环境对工程的影响,曹臻等人提出了“边建设,边运行”的思路。

按照设计,“拉索”工程包括1平方公里电磁粒子探测器阵列和有效面积达42000平方米的缪子探测器阵列;以测量簇射粒子在水中产生的切伦科夫光为探测技术的78000平方米探测器阵列;18台广角切伦科夫望远镜阵列。“第一年,我们先建四分之一,运行半年,然后再建四分之一,凑成二分之一,再运行半年……”曹臻说。

“真正的突破”

2020年1月,就在他们刚刚建成一半阵列的时候,“超出人们想象”的高能粒子和“幸运”一起降临在这个尚未完全成型的“圆盘”上。

科研人员通过“拉索”发现,银河系内普遍存在能够将粒子能量加速超过1拍电子伏特的超高能宇宙线加速器,这一发现超出了天体物理学家的预期。5月17日,成果发表于《自然》杂志,被杂志社专业副主编评价为“真正的突破”和“新时代的开始”。

在一个多月后,7月9日,《科学》杂志上又出现了来自“拉索”的研究成果:科研人员利用“拉索”,精确测量了高能天文学标准烛光——蟹状星云的亮度,在更广的能量范围内为超高能伽马光源测定了新标准,并由此确定在大约仅为太阳系十分之一大小的星云核心区内,存在能力超强的粒子加速器,直逼经典电动力学和理想磁流体力学理论所允许的加速极限。

“这是我们的幸运!这些观测成果已经展现出‘拉索’强大的科学发现威力。”由于兴奋,曹臻的脸微微有些泛红。

“照着这个路子走下去”

让曹臻如此兴奋的,不只是“拉索”出了两个成果,更在于这两项成果证明“‘拉索’的方向是对的”。“未来十年,我们的研究内容、研究方向都由此明确了。照着这个路子走下去,一定是会有更加重大的科技成果。”曹臻说。

10月17日,“拉索”通过工艺验收,进入科学运行阶段。“国际科学家已经把目光投向了‘拉索’,不少国际科研团队提出希望加入我们的科研合作组。”曹臻说。

最近,美国国家科学院、工程院和医学院发布了其最新的十年调查结果,概述了未来10 年天文学界的科学目标,其中多次提及“拉索”作为该领域领先的项目,将决定本领域的未来发展方向。由于该报告提到的三个这种级别项目中,只有“拉索”已进入工作状态,因此,“拉索”也被天体物理学家Felix Aharonian称为“正在运行的‘未来探测器’”。

“拉索”已经建成运行,但曹臻和他的团队并没有因此止步。面向未来,“拉索”团队还有提升空间分辨能力的新设想。“我们计划在‘拉索’上再建一个由32台望远镜组成的阵列,这个阵列建好之后,‘拉索’相当于又增加了一副‘火眼金睛’,将具有识别出真正发出超高能宇宙线位置的能力,进一步逼近最终的答案。”曹臻说。

每每谈到宇宙线探测的科学目标,曹臻总有说不完的话。如今,在依托“拉索”开展宇宙线研究的同时,他还在带着中国第四代和第五代宇宙线研究者走向国际,参与南部广域伽玛射线天文台(SWGO)的酝酿工作。

“我们还有很多很多想法,未来可能会通过这项国际合作去实现。”曹臻说。而这一国际合作被认为“有望帮助世界各地的科学家继续探索宇宙射线的起源,并进一步了解银河系本身”。https://t.cn/A6xUp0eF

《浅读第一性原理⑨》
——辩证法与辩证逻辑不是一回事…之④
——【概念到底有多重要?】②
链接:徐贲:为什么我们会对谎言深信不疑?

【概念到底有多重要?】②

——【唯实论】(名实相符)
把抽象概念从人的头脑中“拿”出来,把它变成“实在化”的东西,使之成为万物的『本质和存在的依据』,这样的哲学就叫做“唯实论”。

柏拉图和亚里士多德都是唯实论者,柏拉图的唯实论是“理念”——『理念脱离具体事物而存在』;亚里士多德的唯实论是“形式”——『形式存在于事物之中』。

柏拉图和亚里士多德的“本体论哲学体系”影响十分深远,整个西方古代的形而上学体系基本上不脱离把“理念”作为万物本原的窠臼,都采取这样一种将【理性概念实在化】的思路。

当然,还有些人认为,一般概念仅仅是一类个别事物的名称,不先于事物,也不在事物之中,它“只存在于人的头脑中”。这样的哲学叫做“唯名论”。(即有名无实)

请注意,唯实论的“理念”是永存不息,且永无变化的东西。柏拉图的最高理念是“善的理念”,这更是一个贯穿古今,通透万物且丝毫没有变化的东西,因此最理想的道德观念和政治制度也是亘古恒定的,不可更改的。

——【唯实论】世界可以永不停息地变,但其『本质却永远不变』。不变的理念是世界的本原,支配着世界万物的运动和变化。
(“不忘初心”,是不是很唯心?)

在前人不变“理念”的基础上,黑格尔发明了他的变的“理念”。和柏拉图一样,黑格尔认为:——“概念是作为独立存在着的、实体性的力量的自由东西。”【概念,概念,概念】

万事万物,包括一切自然现象和精神现象之本质或根底是概念,概念是万事万物都具有的“最一般的、最基本的规定、范畴”,如有、无、变、一、多、质、量、度、本质、现象、原因、结果、相互作用等等,它们是一切具体事物之所以可能的“逻辑前提或理由”,是“逻辑上在先的”。【概念,概念,概念】

这样,黑格尔就把我们心灵中的抽象概念外在化、实在化了,并命名为『“纯粹概念”』(也叫“纯粹理念”,简称“理念”)。之所以是“纯粹”的概念,乃是为了有别于一些适用范围受到限制的、仅仅为了对某一类事物进行命名的抽象概念。
比如,“质”和“量”是一纯粹概念,因为所有事物都有一个叫做“质”和“量”的属性;但“人”和“桌子”就不是纯粹概念了,因为“人”和“桌子”不是一个可以加诸所有事物身上的概念。

在这一点上,黑格尔的纯粹概念与柏拉图的“理念”有不同。与柏拉图的理念一样,黑格尔的纯粹概念也是有目的性的,是一种精神的,或者说理性的存在。

『纯粹概念』脱离了人类的心灵,并且“注入”了万物之中,成为了实在化的“精灵”,而且正是这一精灵主宰了万物的存在和演化,是万物存在和演化的唯一根据。

——因此,【存在即合理——凡是现实的必定是合理(即“合乎理性”)的,凡是合理的,都是现实的。】

但比柏拉图更进一步,黑格尔甚至还试图用这个“纯粹概念”来解释万物运动和演化的原因和规律。

黑格尔的“纯粹概念”是可变的。而且是永恒变化着的,“纯粹概念”内在地存在矛盾,矛盾的双方就是“本我”和“非我”。

比如,这里有一只活的猫,“活的”这一理念内在地根植于这只猫,并且内在地含有“死的”这一倾向,所以这只猫其实是“活猫”和“死猫”的复合体。“活”与“死”是对立的,矛盾着的,但统一于“这只猫”,这叫做【对立统一】。

当“活的”这一理念占优势的时候,这是一只活猫,但同时“死的”这一理念已经潜伏于其中,有朝一日,“死的”这一理念处于优势支配地位的时候,它就变成了一只“死猫”。在这里,“活的”理念与“死的”理念构成为一对矛盾,矛盾双方的斗争结果导致了猫的生死变化。

黑格尔认为:『矛盾是一切运动和演化的根源』,一切事物都是矛盾的统一体,矛盾的法则统治世界,是矛盾导致了事物的演化。

在演化的过程中,高级阶段是低级阶段的实现,是低级阶段的真理、目的和意义。潜存于低级形式中的矛盾的一方,向着其对立面转化,并在高级阶段将变得明晰起来,最终得以显现,因此高级阶段包含低级阶段的性质。
(人的认识从低级→高级→真理发展)

与此同时,高级阶段又产生了向其对立面转化的趋势,预示着更高一级阶段的到来。这种事物向对立面转化的过程叫做“扬弃”,也叫做【“否定之否定”】。

而且,这个转化的过程是逐步连续发生的,表现为一个【量变到质变】的过程。

【理解】
对立即矛盾,统一即整体,对立从量变开始即低级运动,向质变即高级变化发展,否定即抛弃低级,再否定即向更高级转化——辩证法的三大规律的开山鼻祖是伟大的黑格尔,而不是那位姓马恩的骗子同学!

仍用上面猫的例子来说明:这是一只活猫,它存在着“活”与“死”的矛盾,矛盾的双方共存于这只猫。在其存活期间,“活”的理念占上风,但“死”的理念也已经根植其中了。

“活”的理念一直在不断向着其对立面——“死”的理念转化,随着年龄的增长,通过量变到质变,“死”的理念最终被显现,活猫变成了死猫。

但这只死猫却又内在地含有了“活”的理念,这个“活”的理念则体现在其下一代之中,其下一代“活”的理念又克服了“死”的理念,重新生气勃勃。

这样,从一只活猫到另一支活猫,事物实现了一个“否定之否定”的过程。这种“概念”的自我矛盾运动过程,就称为“辩证的过程”。

黑格尔断言,一切事物的运动和变化过程都是一种辩证过程。黑格尔也致力于解决物质与意识的二元性难题,他【让物质世界从属于精神世界】。

他的纯粹概念(或理念)是一种有自主性、目的性的东西,带有精神的性质,但它在自然界表现为无意识的“冥顽”状态,还不是真正的“精神”。

——【真正的精神】,特点是自由,是精神自己依赖自己,自己规定自己。

他认为,整个自然界的发展,将趋向于一种融合了主体和客体,达到自由境界的精神状态。也就是说,“纯粹概念”在不断的自我运动变化中,通过“扬弃”,从量变到质变,能逐步克服其在自然阶段的无意识的、“冥顽化”的状态,从而达到有意识的状态,这就产生了人类精神和人类意识。

所以,自然状态和有意识的状态不过是“纯粹概念”在不同阶段的表现形式,于是物质与意识就统一于“纯粹概念”。当“纯粹概念”发展到最高的阶段,就是“绝对理念”,就是绝对自由的人类精神。

这种绝对自由的精神一般人那里没有,或者不完全,只有黑格尔的精神达到了这一人类意识的最高阶段——他就是这么认为的。

黑格尔的辩证过程是典型的【唯实论形而上学体系】。

区别在于,黑格尔之前,几乎所有的形而上学体系都以不变的“理念”或其它类似的永恒物作为世界的本原,只有黑格尔,以他永远变化的“纯粹概念”作为世界本原。

【小结】
柏拉图→理念→先于,脱离,独立实体→永恒不变→善的理念
亚里士多德→形式→存在于实体中→围绕形式的变化
黑格尔→纯粹概念→永远变化→真正的精神

这样,黑格尔的辩证过程就与一切前人的形而上学体系相对立,以至于形而上学后来在我国竟直接被定义为“以静止的、孤立的观点看待事物”,而辩证法则被定义为“以发展的、普遍联系的观点看待事物”。

——这有些【令人吃惊】,毕竟黑格尔的辩证法体系本身就是一个典型的形而上学体系,将辩证法与形而上学对立,无异于自己与自己对立。

其实,赫拉克利特说“我们踏进又踏不进同一条河”,强调了事物的运动和变化,这种运动和变化使得概念与现实不能同一。

而他的弟子则阐释了运动和变化的连续性,强调事物在每一瞬间都有变化,无论这个瞬间有多么短。由此正可以推出赫拉克利特的下一句名言:【“我们存在又不存在”。】

所以,他们两个人的观点其实是一致的,都说明了事物永恒运动和变化的性质,也说明了概念的抽象和静止与事物永恒变化的矛盾性,而赫拉克利特学生的观点甚至更为精确。

黑格尔认为,我们根本不能用抽象的概念详尽地阐明实在,实在是一个动态的过程,辩证的过程,抽象的概念只能阐明过程的一部分、一小部分。日常的抽象思维孤立地、静止地理解存在的事物,只单独思考它们特殊的阶段,并不能揭示事物的全部真理。

黑格尔因此要求对我们头脑中的概念进行“辩证”,以便概念能够正确地对待运动的、活动的有机的存在,完全彻底地揭示实在的真相。

他采取的方法与他的“辩证过程”是一脉相承的,正因为万物的运动过程是“纯粹概念”内在的辩证过程,因此我们也必须按照这样的过程来对我们头脑中的概念进行“辩证”,使之与“辩证过程”保持一致。

而且,除了“纯粹概念”之外,黑格尔要求我们头脑中的所有其它抽象概念都应该被辩证。辩证的方式是一种称为“对立面的统一”的办法。这个办法对日常的抽象概念进行辩证之后,使之成为了一个矛盾的统一体。

黑格尔的辩证法表现为
——【正、反、合】的过程,首先是正题,由正题引出反题,最后将正题和反题合而为一,成为整体。

例如,这是一只猫,但作为日常抽象概念的“猫”是不准确的,因为这只猫时时刻刻都在变动不休,而经过辩证之后的“猫”的概念就不同了,经过辩证了的“猫”的概念内在地含有“不是猫”这一内容,“是猫”和“不是猫”结合在一起,共同组成了“这只猫”。(精辟!)

同样,张三是个人,这个“人”的概念也必须内在地含有“非人”的内容;张三是个正直的人,“正直”必定内在地含有“邪恶”的性质;姚明是高个子,“高个子”则内在地含有“矮个子”的倾向,如此等等。

所有抽象概念都必须被看成“我”与“非我”、“是”与“不是”的矛盾统一体,这就是黑格尔的辩证方法。

这样一来,经过辩证了的概念和日常的抽象概念就变得完全不一样了,经过辩证了的概念是一个『有差异的有机的统一』,是一个统一而又有区分的整体,是『对立面的综合』。

日常的抽象概念提供的是“知性思维”,它不能把握实在,它只能对实在作惊鸿一瞥,把实在割裂成碎片,而忽略其有机整体的性质,只有经过辩证了的概念才能做出对具体事物的正确描述,黑格尔是这么认为的。

【结论】
——古希腊辩证法的目的是【要使概念变得明晰起来】,着力防止概念的含糊不清。

——但黑格尔的辩证法却要求我们『把清晰的“概念”变得更“含糊”一些』。

—未完待续—

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