数学的游戏规则和物理学的游戏规则
首先,请大家不要再从数学上攻击相对论。因为历史上这方面的争论已经非常充分,并且留有大量专著,如 Dingle 的专著“Science in Cross ”,马青平的《相对论逻辑自恰性分析》,等等。相对论有明显的数学错误,但是从数学上攻击相对论确实是最没有效果的。远的不说,就近期这里的 Lorentz 变换推导过程有没有数学问题的争论。我指出正和的推导中出现这么多的中间假设,他说这是前提问题,是啊,是大小前提问题。事实上早就有人指出,相对论 Lorentz 变换推导过程除了相对性原理和光速不变还有四个小前提。推导错误本来就是大前提问题和小前提问题,除了这些问题,剩下的就是加加减减乘乘除除的问题,我就在梦里也相信 Einstein 不会把加加减减乘乘除除的问题搞错。但是推导过程中出现的小前提问题是不是数学推导过程的问题呢?正和认为不是,我们的观点认为正和是在诡辩,但是由于事先大家没有约定标准,这个事情也就没有结果。如果正和认为数学错误就是数学过程中加加减减乘乘除除那些问题,不要说科学科学家,一个合格的教授也能做到这一点,正和的观点自然就是正确的。但是如果说一个数学过程中间出现的小前提没有充分根据,能够算作数学错误,正和的争论是失败的。但是物理学上的物理理论从来没有因为数学的问题而作为物理问题被驳倒。Ptolemy 的理论也不是被 Corpernius 的新数学过程驳倒的,而是被望远镜和新的椭圆数学模型驳倒的。Mach 对于 Newton 的逻辑问题作了全面地分析批判,但是这本畅销书并没有驳倒 Newton的机械学。物理学的历史上以一个科学理论的内部逻辑矛盾驳斥一个物理理论,总是失败的。
为什么会是这样的呢?这是由于很多学者不懂物理和数学的区别,数学的问题主要是逻辑问题,而物理的问题主要不是逻辑问题。近代科学的基本方法是数学结合实验,数学以外的科学既是数学问题也是实验问题,而且主要是实验问题,而不是数学问题,数学对于其它科学而言,只是作为定量描述的工具而已,能用则用,不能用就放在一边,或者作为门面工具。数学是逻辑科学,要求每一个数学理论逻辑自恰,如果数学不讲逻辑,这个数学还有什么用啊。数学只求逻辑的严谨,甚至到了排斥实验验证的地步。千万次的勾股定理验证不足以让数学家相信勾股定理的正确。但是物理学能采用这样的数学方法来进行物理研究吗?Descartes 曾经尝试过纯演绎方法研究物理学的思路,找了几条类似 Euclid 几何公里的几条物理学公理,但是除了得到一个模糊的运动守恒结论以外,没有得到什么更有用的结果。所以物理学采用的是数学结合实验的办法,数学只是作为物理学一个定量研究的工具而被采用。物理学首先需要考虑的是观测事实和实验事实,需要急于解决的问题是如何用数学描述这些观测事实和实验事实。至于描述得是否符合逻辑,是否自相矛盾,这是下一步解决的事情。
Newton 的数学也许也是自相矛盾的,比如恒力可以将一个物体推向无限高速的运动,这本身就是一个问题的结论。但是修正这一有问题的结论,除了矛盾的办法还是想不出别的办法。比如一种修正办法,认为运动物体荷质比减少,质量增加,力是动量变化率 F = dP/dt,但是人吃饭,质量增加了,跟着地球转动的动量也增加了,那么人受到了重力作用以外的力作用没有呢?没有,那么人的动量增加是不是重力作用的结果呢?显然不是!动量变化率作为力的定义是不符合德力的本意的。但是除此以外又好像没有力的更好定义。物理学的道理也许被上帝深深隐藏,地球人用数学描述物象规律,也许根本不是什么物理原理,更谈不上逻辑上的融洽。
数学上,数学家告诉人们一个证明一个命题错误的方法-反正法,但是用反证法来证明物理理论是行不通的。如果能够用这样的逻辑证明一个物理理论的问题,那么相对论也就无法产生了,更用不着后人费力去推翻它。因为相对论自始至终有一个著名的矛盾结论,矛盾时钟。数学定理 2000 年前就可以做到没有错误,可是物理理论就是 2000 年以后也不能保证物理定律没有错误。以数学的标准,物理学远远达不到数学这样的苛刻标准,除非我们能够请到上帝自己来研究这个物理学。物理学本来就是一个实验科学,而不是逻辑科学,允许矛盾的存在。也根本用不着蹩脚的物理教授把矛盾说成是什么佯谬。但是物理学家又不能明着说这个后半句话,遮遮掩掩,吞吞吐吐,让很多没有领悟科学事体的人误入各种各样的迷途,陷入各种无谓的争论。
其实物理学本来就是一个将就的理论格局结构,Newton 理论也是如此。不是科学家不想作出更好的物理学理论,是我们尽了我们最大的努力,我们还做不到这一点,即统一科学思想基础的伟大任务。事情很像我们为共产主义的伟大目标而努力,但是我们现在需要做好的工作是做好初级社会主义的工作。行星在真空中运动,既然是真空,本就不该有受力作用,可是为了解释行星绕着太阳旋转,只有假定真空中的行星们受到太阳的力作用。真空中的受力就是一个矛盾,但是有更好的办法吗?没有。物理学的每一个理论都是建立在这样的矛盾逻辑之上,相对论也是这样一个矛盾的逻辑体系。只是很多人们在发现相对论的数学矛盾以后,却没有发现 Newton 机械学中有着类似的问题。人们只知道责备相对论的逻辑问题,却不知道如何去发现机械学中的逻辑矛盾问题。真空中的受力,我们真真切切的感觉到,所以没有感觉其中的矛盾。同样,物理学家曾经真切地感觉到光的各向同性,所以有光速不变说法。受力是真的,真空意识却是一种错觉,同样光速不变也是真的,但是只是在你的身边是这样。真理放弃了成立的条件,于是就成了逻辑错误。
科学的问题其实很清楚,困难的问题就是造不出更好的物理理论。造不出更好的理论,就只有用着不好的理论,哪怕是逻辑明显错误的理论。我们都希望有个好家,但是如果只有破草房,我们也只能在破草房里暂时住着。如果用数学的逻辑来衡量物理理论,物理学没有一个理论能够合格,包括 Newton 那个理论。我们是否想把所有的物理理论推翻?我们把所有的物理理论推翻,老师拿什么教学生,我们遇到实际问题拿什么理论来处理?物理学就是逻辑矛盾的理论组成的理论体系。没有哪一个物理学的理论格局不是如此。科学如同非洲这个大陆,穷困的处境一时之间无法克服,没有钱没有东西造好房子,孩子多了需要房子住,怎么办?于是大量的破草房被制造出来,什么弦理论、膜理论、大爆炸,就是科学家们没有办法的时候,暂时造些破草房子住住。
说了很多,不知大家理解了我的意思没有?