研究假设和理论假设的关系 假说与实际理论与假说

物理理论方法的变化

物理大约在百年前,在应用的数学方法上出现了巨大的变化。

一、基于统计分析方法产生物理理论

百年前的之前,物理通常是通过试验数据、观察数据的统计分析方法得到结论,得出一种简单的公式或者数理表达方式来描述一类现象。这种经典的建立物理理论、发现物理规律的方法,至今依然在使用。

例如中国西汉就定版的农历,西方古代使用的地心说,基本的力学规则等等,都是采用这种方法建立的理论。

地心说,并不是因为它数学方法上的错误,它仅仅是用了一种复杂的模型来表述太阳系部分系统运行的现象,虽然复杂,但也能基本、复杂地解释观察到的数据。这种方法基于地球为观察点、参照点,而日心说基于假设的太阳为中心参照点;日心说在数学模型上比地心说在数学方法上要简单。当然,现在我们知道,日心说也是片面的。

地心说的覆灭,不仅仅是因为它的建模复杂,更重要的是因为它不务正业,掺和了古代哲学、宗教、政治导致的问题,阻挡了哲学的发展。古代的数理文化经常喜欢这种不务正业。

研究假设和理论假设的关系 假说与实际理论与假说(1)

二、基于数学逻辑产生物理理论

从大约百年前开始,物理学得出结论、建立理论的方式发生了根本性的变化。由于物理理论、数学方法本身发展较快,越来越多的数学结果、数学模型、数学逻辑已经无法得到及时的验证。这样就产生了另外一种物理理论建立的方法--理论物理假说。先基于数学逻辑、思考逻辑建模,之后等待验证。这种理论建立方式最典型的例子就是相对论。

相对论是基于闵氏四维数学方法发展出来的理论构想,发表之初,就是一个假说。其理论优势比牛顿的方法,在验证水星动进问题上,相对论更精确一些。直到理论发表之后的十年,利用日食的机会,验证了光线的弯曲。在之后几十年,哈勃上天,又验证了引力透镜效应等。在几年前,才利用对两个黑洞合并过程的观察验证了引力波效应的存在。

研究假设和理论假设的关系 假说与实际理论与假说(2)

随着相对论的理论预测的现象在不断地被证实,百年来,相对论才真正地被作为物理理论,得到物理家界的接受。

而基于基本粒子研究方向的“引力子”至今并未发现,这导致引力的物理本质依然不能确定。就像声波理论中并不存在”声波子“这个东西一样,我们解释声音的物理本质要通过声源的震动来解释,而不是通过声波的性质来解释。声波这种数学拟合方法是用来解释声波传播性质和计算用的。而引力的本质由于至今没有发现引力子,一样存在这样的理论本质问题。

另一方面,在超低温(逼近绝对零度)存在的爱因斯坦-玻色凝聚态,以及微观量子层面存在的量子理论,与相对论并不能兼容。近百年来,相对论与量子理论在理论磨合中,相互斗争、也在相互兼容。但是无法一统。也就是说相对论并非什么普适真理。“普适”这个词在古代通常是宗教才使用的词。

由于之前的数学家欧拉证实了圆周率的小数点后无限不循环特性,这导致西方古代数理大一统思想的数学基石出现了理论裂缝。但数理大一统思想依然在产生影响,西方此时再次降低范畴,提出来物理大一统的想法。

据说特斯拉基于以太为基础,完成了物理大一统学说,但是,这个学说谁也没见过。而且,物理随后就理论性地推翻了”以太“这个概念。另外,基于数学逻辑方式,又产生了弦理论、膜理论假说。这个理论更奇妙之处在于:至今物理学家们还未想出验证这个理论的方法来。

中国古代的数理大一统文化虽然在祖冲之的时代就发现圆周率有”猫腻“,但是根本没在乎,基于差不多(四舍五入)直接应用就行了,圆方就这样一直被当作前提条件一统使用。就算用百年前的傅立叶函数分解的方式来用波表达方,你也会发现古人这个数理应用策略是高明的。

同时,这也产生了另外一个物理理论建立的方法,和古代数理玄学同样的数学逻辑方法。

三、基于数理逻辑产生物理理论

数学和数理这两个词在西方现在通常依然是混用、混同的,但在中国,数学就是数学,数理通常被特指中国古代哲学的一种思维方式。数理,顾名思义,用数讲理。

近几十年,基于数理方式产生的理论物理假说越来越多。由于缺乏验证基础,甚至不能验证,这也就产生了互相矛盾、众说纷纭的各种号称理论物理假说的各种假说,其中包括现代的数理玄学。

至今人类的目光观测的极限也就是100多亿光年,这实际是现在可观察的时空范围,但基于观察现象却产生了各种五花八门、一堆假说,也就是所谓的宇宙学理论假说。这种假说古代就有啊,老子说的玄、无极就是了。

这也同时产生了与古代数理同样的一个问题--我说天上有鬼,用虚数表达,这假设是一个西式的理论物理假说,你如何否定?这个鬼的门牌号码是63258462i,数学居然能说得通,i本来就不存在,物理却快疯掉了。

是理论物理假向数理玄学抛媚眼,还是数理玄学在搅和理论物理假说,很难分清,很难说清。以致个别物理学家也蹦出来谈物理的尽头是玄学、佛祖之类的言论。没学过哲学的物理学家也真干不好物理,真耽误事,蒙了一些人。

研究假设和理论假设的关系 假说与实际理论与假说(3)

这也导致近十年出现了,一些物理杂志坚决干掉含有谈及”上帝之手“(宗教论)、大自然的神秘力量、无形的力量(泛神论)之类言论的物理理论。个别物理杂志这么干了,网络文化可不这么干。因为有能力审核这种稿件的人并不多,相对论也曾在垃圾箱里待了几个月的。

那么基于数理逻辑产生的物理理论为何会有这种问题?原因在于:暂时的不能验证或者这个理论本身根本就无法验证,再或者这个假说玩的就是现代数学式的数理玄学。但你要想分清这三种可能性,你需要首先同时是一个物理学家、数学家、唯物的哲学家。

就像百年来玩得很欢的一个数学概念四维超体空间,物理只说了四维时空,验证了四维时空的一些效应,但是从未证实过数学的四维超体空间存在过。物理还是唯物一些的,理论物理假说却可以唯心、唯数,这是一些人没想到的。不要看有物理两字说的就一定是唯物的事情,加上假说,加上理论就可以玩数学、玩玄学,甚至可以跟物理一毛钱关系都没有,可以”正正经经地“打着物理的幌子在玩现代的数理玄学。

理论与现实

一些已经验证了部分内容的物理假说或者理论,通常会被不懂、并不理解的人神圣化、普适化、甚至扩展范围使用。

例如热力学的熵增理论,被扩展出热力学,甚至被扩展到唯心哲学范畴。而太阳系能够形成现在的相对稳定的样子,明显是熵减,从无序变得相对有序了。

达尔文的生物学的进化论理论也被扩展到唯心哲学范畴中,物竞天择、优胜劣汰等等,也就是唯心的狼道哲学。

而量子理论介入唯心哲学,就会产生万物皆波、皆不存在的谬论。那踢一脚石头,看看脚疼不疼,不疼赶紧去看医生,有病。

作为科学的物理理论,随着理论的发展,有些变化是正常的,更新、甚至换代是正常的,只要是基于应用和验证的有效性。

研究假设和理论假设的关系 假说与实际理论与假说(4)

同时,对于未验证的理论部分,需要保持必要的理论怀疑态度。

就像石油成因学说,现在主要有两种:一种是古代生物形成的;另外一种是地心热运动、物理化学反应形成的。笔者更倾向于后者,但这对于理论是否正确毫无意义。在未被确切证实之前,都仅仅是一种参考的说法或者假说而已。

就像所谓的现代宇宙学,先当陪古人开玩笑吧,还是先把可见、可观测的时空搞明白再吹牛吧。先把暗物质或暗能量假说证实或者证伪再说吧。可惜人造卫星至今还未跳出太阳系。飞过冥王星,却也还在太阳系里面逛荡。

无聊的时候,利用数学、数理逻辑,这种宇宙学相关的假说,一天弄不三种,就不是合格的中国式民科,因为太不了解中国古代这方面的数理玄学了,无非古人玩剩下的东西。

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这一篇没有发在笔者的专栏《象数理文化方式的历史发展》中,是因为笔者并不确定自己的思考就一定正确,仅仅是提供了一种基于数学逻辑方式的想法。那么,又有多少理论物理假说仅仅是一种基于数学、数理的想法呢?等待物理的验证了。

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