对于现代科技的看法 读创今日荐书 为何说当代人的“健康”是一种迷思?

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读创今日荐书 为何说当代人的“健康”是一种迷思?

深圳商报•读创客户端首席记者 魏沛娜

当代人面临着怎样的健康挑战?

为何医学越来越发达,慢性病与心理危机却越发普遍?

在《健康的迷思》这本书中,加拿大医生、作家加博尔·马泰及其儿子、词曲作者丹尼尔·马泰从跨学科视角出发,深入剖析了当代人的心理创伤、情感压抑和慢性压力,提出疾病并非偶然的个体悲剧,而是压力文化通过心理创伤催生的必然产物,强调了情绪、人际关系与文化环境对健康的影响,并分享了他们对健康生活与疗愈之道的见解。

对于现代科技的看法 读创今日荐书  为何说当代人的“健康”是一种迷思?

资料介绍,加博尔·马泰长期关注慢性疾病、幼童发展、亲子关系、成瘾和注意缺陷等领域,对于心理创伤对生理和心理状态的影响有着深刻的洞见。他认为,就其本质而言,我们的社会与经济文化会带来长期的压力,这些压力给人们的健康造成了极其严重的损害,这种情况在过去的几十年里已经变得越来越严重。我们已经习惯了(更确切地说,是我们已经适应了)许多困扰着我们的事情。这些事情已经变成了“正常”的。而这种“正常”即是本书所要批判的——一种更隐蔽、更有害的“正常”——非但不能帮助我们迈向更健康的未来,反而扼杀了我们追求健康的努力。

对于现代科技的看法 读创今日荐书  为何说当代人的“健康”是一种迷思?

《健康的迷思》

[加]加博尔·马泰 丹尼尔·马泰 著

姜帆 译

机械工业出版社

2025年4月

加博尔·马泰指出,在我们的社会中,许多被认为是正常的东西既不健康也不自然,要满足现代社会对于“正常”的标准,在很多方面来看,就是要服从那些极其不正常的要求——从我们天然需求的角度来说是这样的。也就是说,这种要求在生理、心理甚至精神层面上都是不健康和有害的。如果我们能开始看清,许多疾病本身并不是残酷的命运,也不是某种邪恶的谜团,而是一种意料之外的结果,是不正常、不自然的环境所造成的正常结果,那么将对我们如何处理与健康有关的一切事情产生革命性的影响。我们当中那些患病的身体与心灵将不再被视为个人的病理表现,而是一种活生生的警告,让我们将注意力放在我们社会的错误上,并认识到,我们对于健康的普遍信念与假设,事实上都是虚假的。如果我们能清晰看待这些病症,它们也可能为我们提供一些线索,让我们看到如何才能扭转这种趋势,建立一个更健康的世界。

“当然,我们有理由庆祝过去两个世纪以来惊人的医学进步,以及在人类健康的许多不同领域内取得的巨大进步,并赞颂那些先行者不知疲倦的毅力和超群的智慧。”加博尔·马泰说,虽然人类在现代科学与医学取得许多胜利,但“这些好消息(它们的确是很好的消息)的问题在于,它们助长了一种令人安心的信念,让人以为我们总体上在朝着更健康的生活水平迈进,这让我们陷入了一种虚假的被动。实际情况并不是这样的。我们还远不能遏制我们当代面临的健康挑战,我们只是勉强跟上了其中大多数挑战的步伐。通常我们最多能做的是减轻症状,无论是通过手术还是药物,或者双管齐下。尽管医学上的突破很受欢迎,尽管研究的成果也很丰硕,但问题的关键不在于缺乏事实性知识,也不在于缺乏技术或手段,而在于我们肤浅、过时的观念无法解释我们所看到的现象。我在这里的目标是提出一种新的观念,我相信这种观念能为更健康的新思维范式带来巨大的可能性:一种对于‘正常’的新看法,这种看法能够培养出我们最好的自己”。

“本书内容围绕着影响我们健康的原因、相关因素和后果展开。我们从人类生物学的内部层面开始,然后考察我们的身体、大脑和人格发展的密切关系,之后我们将向外探讨我们集体生存的最宏观的维度。沿着这条路,我将阐释我们的身心健康与我们的感受、我们对自己和世界的看法或信念,以及生活是否满足了我们人类必要的需求等因素之间错综复杂的关系。创伤是现代生活经历的一个基本层面,但它在很大程度上受到了忽视或误解,所以我会先给出一个基本定义,为接下来的一切奠定基础。”加博尔·马泰强调,如果我们能清醒地看待我们的文化对健康与疾病的“常态化”观念,意识到这其实并不是事情本来的样子,也不是命中注定的样子,我们才有可能回到大自然为我们设计的道路上来。“因此,本书的副书名中有‘疗愈’(healing)一词:一旦我们下定决心看清事实真相,疗愈(从根源上讲,这个词的意思是‘恢复健全’)的过程就可以开始了。这并没有承诺会有奇迹般的治疗方法,只是承认了我们每个人都有超乎想象的、恢复健康的可能性,只有当我们面对并揭穿那些有关‘正常’的误导性迷思,那些我们在不知不觉间习以为常的迷思,这种可能性才会显现出来。如果疗愈对于我们个人来说是可能的,那么对于我们整个物种来说也一定是可能的。”

从发散到洞察:重整化的现代科学视角

重整化,这一诞生于量子场论的概念,最初被视为处理理论中无穷大发散的技术手段。然而,随着物理学的深入发展,特别是有效场论和重重整化群理论的兴起,重整化的现代观点已远远超越了单纯的数学修正。它不仅是一种解决发散问题的工具,更成为揭示物理定律在不同尺度下演化规律的深刻方法。这一转变赋予了重整化新的意义,使其在粒子物理、凝聚态物理乃至宇宙学中发挥着不可替代的作用。本文将从重整化的基本思想出发,系统探讨其在现代物理中的核心机制、应用场景以及未来潜力,通过具体分析和实例展现其作为科学艺术的独特魅力,力求为读者提供一个全面而深入的理解。

1. 重整化的起源与基本思想

重整化的概念源于20世纪中叶,当时物理学家试图将量子力学与狭义相对论相结合,构建量子电动力学(QED)等理论。然而,在计算中,他们遇到了一个棘手的问题:某些物理量的修正项出现了无穷大,即所谓的紫外发散。以电子自能为例,在微扰论中,电子与自身发射的虚拟光子相互作用,导致质量和电荷的修正项发散。这种发散源于动量积分在高能(短距离)区域的无穷行为,使得理论预测无法直接与实验结果对应。

为了解决这一问题,物理学家引入了重整化的思想。其基本策略是通过重新定义理论中的参数,将发散部分吸收到这些参数中,从而得到有限的、可观测的物理量。以 QED 为例,裸质量 m_0 和裸电荷 e_0 在圈图修正后变为无穷大,但通过引入抵消项 δm 和 δe,物理参数被定义为:

m = m_0 + δm

e = e_0 + δe

这里,δm 和 δe 被选择为发散量,以抵消圈图中的无穷大,使得 m 和 e 成为有限的物理质量和电荷。例如,在单圈自能图中,δm ~ ln(Λ),其中 Λ 是动量截断参数。通过调整 δm,质量修正被控制为有限值,散射振幅等可观测量得以计算。这种方法在当时看似是一种“权宜之计”,但其成功验证了 QED 的高精度预言,例如电子反常磁矩的计算与实验吻合至 10^-12 量级。

然而,重整化的意义远不止于此。随着研究的深入,物理学家发现,发散的出现并非理论的缺陷,而是反映了物理系统在不同能量尺度下的复杂性。例如,在电子自能计算中,发散项的出现提示我们在极短距离(高能量)下可能存在未知物理,而重整化通过重新定义参数,实际上隐含了对这些高能效应的“忽略”。这种洞察催生了现代观点的萌芽:重整化不仅处理发散,还为理解物理定律的多尺度行为提供了框架。

在历史演变中,20世纪70年代 Kenneth Wilson 的重整化群(RG)理论标志着这一思想的飞跃。Wilson 提出,物理参数并非固定不变,而是随观测尺度“跑动”。例如,在 QED 中,电荷 e 在高能下会因真空极化效应而增强。这种跑动行为通过 RG 方程量化,揭示了重整化的深层含义:它是一种从高能到低能的多尺度分析工具。这种观点不仅在粒子物理中得到验证,还在统计物理和凝聚态物理中找到了广泛应用,例如解释相变和临界现象。

以一个简单的例子说明,在一维 Ising 模型中,磁化强度随温度变化表现出临界行为。通过 RG 分析,系统的相关长度 ξ 在临界点附近发散,而重整化揭示了参数如何随尺度变化,最终确定了临界指数。这种方法展示了重整化从技术手段向科学方法的转变,为现代物理奠定了基础。

2. 有效场论与重整化的现代诠释

在现代物理中,有效场论(Effective Field Theory, EFT)为重整化赋予了新的诠释。它将重整化从单纯的发散处理工具提升为构建多尺度理论的基石。EFT 的核心思想是,物理理论是特定能量尺度下的有效描述,高能效应通过参数化被纳入低能理论,而重整化则确保这种描述的有限性和一致性。

以标准模型为例,它被视为一个在电弱尺度(约 100 GeV)下有效的理论。在这一尺度下,粒子的质量和相互作用通过有限参数(如希格斯质量和规范耦合常数)描述。然而,当能量接近普朗克尺度(10^19 GeV)时,标准模型可能失效,引力效应变得显著。EFT 通过重整化,将高能效应参数化为低能理论中的高阶算符。例如,在标准模型中,高能修正可能以形式出现:

L_eff = L_SM + c_1 / Λ² * O_6 + ...

其中,L_SM 是标准模型拉格朗日量,O_6 是六阶算符,Λ 是高能截断尺度,c_1 是无量纲系数。重整化的作用是将发散吸收到 c_1 中,使得低能预测有限。这种方法允许物理学家在无需了解高能全貌的情况下,精确描述低能现象。

在量子色动力学(QCD)中,EFT 和重整化的结合尤为显著。QCD 的耦合常数 α_s 在高能下减小(渐近自由),而在低能下增强(夸克禁闭)。这种尺度依赖性由重整化群方程描述:

μ * dα_s / dμ = -β_0 α_s² / (2π) + O(α_s³)

其中,β_0 是 β 函数的系数,μ 是能量尺度。在高能(大 μ)时,α_s 减小,微扰计算可行;而在低能(小 μ)时,α_s 增大,非微扰效应主导。这种跑动行为通过重整化揭示,展示了物理定律如何随尺度演化。例如,在强子物理中,低能 EFT(如手征微扰理论)通过重整化描述 π 介子相互作用,与实验数据高度吻合。

EFT 的另一个应用是在核物理中。核力的有效场论将核子间的相互作用建模为接触相互作用和高阶导数项。例如,核子-核子散射的振幅可以通过拉格朗日量:

L = N^† (i ∂_t + ∇² / (2M)) N - C_0 (N^† N)²

描述,其中 N 是核子场,C_0 是低能耦合常数。通过重整化,C_0 被调整以匹配散射长度等实验数据。这种方法不仅简化了核力模型,还系统性地揭示了核子间相互作用的多尺度特性。例如,在氘核的计算中,重整化确保振幅有限,与实验结合能(约 2.2 MeV)一致。

EFT 的现代诠释表明,重整化不再仅是抵消发散的技术,而是探索物理层次结构的工具。它允许物理学家在有限知识下构建有效理论,同时通过跑动参数连接不同尺度的物理现象。这种思想的广泛适用性,使重整化成为现代物理的核心支柱。

3. 重整化群与尺度演化的规律

重整化群(RG)是重整化现代观点的巅峰体现,它通过分析物理参数随尺度的变化,揭示了自然定律的动态演化。RG 的核心思想是,物理可观测量的独立性要求理论参数随人为选择的能量尺度 μ 调整,而这种调整遵循特定的数学规律。

以 QED 为例,电荷 e 的跑动由 RG 方程描述:

μ * de / dμ = β(e)

其中,β(e) = e³ / (12π²) + O(e⁵)。这表明在高能下,e 随 μ 增加而增强,称为“红外自由”,与 QCD 的渐近自由相反。这种跑动源于真空极化效应:高能下虚拟电子-正电子对屏蔽裸电荷,使有效电荷增大。例如,在电子-正电子散射中,低能下电荷接近 1/137,而在高能(接近 Z 玻色子质量,91 GeV)下,电荷增至约 1/128。这种变化通过重整化精确计算,与实验数据吻合。

RG 的应用不仅限于粒子物理,在凝聚态物理中同样强大。以二维电子气为例,其电阻率随温度变化表现出临界行为。RG 分析揭示,耦合常数随长度尺度 L 的流动由 β 函数控制。在低温下,系统可能趋向强耦合态,形成量子霍尔效应。这种尺度演化通过重整化量化,解释了拓扑态的稳定性。例如,在霍尔电导的平台区,电导值为 e² / h 的整数倍,RG 流动的不动点决定了这一量子化特性。

在宇宙学中,RG 也提供了独特视角。在暴胀理论中,暴胀场的势能 V(φ) 通过 RG 分析其稳定性。例如,势能形式 V = λ φ⁴ 的跑动耦合 λ 满足:

μ * dλ / dμ = β(λ)

若 β(λ) > 0,λ 在高能下增强,可能破坏暴胀的平坦性。重整化通过调整 λ,确保势能在暴胀尺度下满足观测约束(如宇宙微波背景的扰动谱)。这表明,RG 不仅揭示微观行为,还连接宏观宇宙的起源。

RG 的实际应用还体现在大统一理论(GUT)中。标准模型的三个规范耦合常数 α_1、α_2、α_3 在高能下可能统一。通过 RG 方程计算,它们在 10^15 GeV 附近交汇。例如,在 SU(5) GUT 中,α_3 的渐近自由特性与 α_1、α_2 的增强趋势相匹配,预测了质子衰变的可能。这种尺度演化通过重整化揭示,为新物理的探索提供了线索。

RG 的强大之处在于其普适性。无论是微观粒子的相互作用,还是宏观系统的相变,重整化群都提供了一个统一的分析框架。它将重整化从技术工具升华为探索自然规律的科学方法,深刻影响了现代物理的思维方式。

4. 重整化在现代物理中的应用与挑战

重整化的现代观点在物理学的多个分支中展现了其广泛适用性和预测能力,同时也面临着新的挑战和未解之谜。从粒子物理到凝聚态物理,重整化的应用推动了科学的进步,但其局限性也提示我们未来的研究方向。

在粒子物理中,重整化是标准模型成功的基石。以希格斯机制为例,希格斯场的质量通过重整化定义,确保电弱对称破缺的预测有限。实验上,希格斯粒子在 125 GeV 处的发现,与重整化计算高度一致。这种成功依赖于抵消发散的精确性,例如在单圈水平,质量修正 δm_h ~ Λ²,通过重整化吸收,确保 m_h 有限。这种高精度预言展示了重整化在高能物理中的威力。

然而,在量子引力中,重整化遇到了瓶颈。广义相对论的量子化导致不可重整化的发散,例如在圈图中,发散阶数随圈数增加。这种挑战促使物理学家探索新方法,如渐近安全理论。渐近安全假设引力耦合 G 在高能下趋于不动点:

μ * dG / dμ = β(G)

若 β(G) 在紫外区域为零,理论可能自洽。这种方法仍需实验验证,但重整化的思想为其提供了启发。

在凝聚态物理中,重整化解释了强关联系统的行为。以高温超导为例,RG 分析揭示了电子相互作用在低能下的有效理论。例如,在铜氧化物中,耦合常数随尺度的流动可能趋向强耦合态,形成 d 波配对。通过重整化,这种行为被量化,与实验观测的超导转变温度(约 90 K)一致。这种应用展示了重整化在复杂系统中的灵活性。

重整化的挑战还包括强耦合系统。在 QCD 的低能区域,微扰重整化失效,需借助格点场论。例如,在夸克禁闭的研究中,格点模拟通过重整化计算强子质量,与实验值(如质子质量 938 MeV)吻合。这种方法计算成本高昂,但揭示了非微扰物理的奥秘。

以一个具体例子说明,在量子点系统中,重整化用于分析电导随温度的变化。在低温下,电导可能从零跃升至 e² / h,反映 Kondo 效应。RG 流动显示,耦合常数从弱耦合趋向强耦合,与实验曲线吻合。这种实例表明,重整化在微观器件研究中同样重要。

面对挑战,跨学科方法为重整化开辟了新路径。例如,结合机器学习,物理学家优化了 RG 流动的数值模拟,在强关联系统中提高了预测精度。这种融合不仅丰富了重整化的内涵,还为解决复杂问题提供了新工具。

结语

重整化的现代观点将这一概念从发散处理的实用技术升华为揭示自然规律的科学艺术。通过有效场论,它构建了多尺度理论的框架;通过重整化群,它量化了物理定律的尺度演化。从标准模型的精确预言到凝聚态系统的复杂行为,重整化展示了其普适性和深刻性。尽管在引力和强耦合领域仍面临挑战,但其思想已渗透到物理学的每个角落。随着技术与理论的进步,重整化将继续引领我们探索自然界的深层结构,为科学的未来注入无限可能。这一从无穷到有限的旅程,不仅是物理学的胜利,更是人类智慧的结晶。

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