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相对论的数学风格很浓
[楼主] 作者:youngler  发表时间:2005/08/27 17:29
点击:350次


  同一个人,有人说他是好人,有人说他是坏人,不同的角度看问题,总是会得到不同的结果。Newton 的理论是讨论惯性物质的,但是 Newton 把他的著作叫做‘自然哲学的数学原理’。我在杭州的书店看到过这本书,确实完全像是数学书。惯性最初是 Galileo 提出,如果把这一思想回归于 Galileo ,Newton 确实只是用数学完成了行星运动这个作业。
  狭义相对论的数学过程是 Lorentz 先生完成的,这个工作在 Einstein 之前。那么 Einstein 做了什么,导致相对论归功于他?Einstein 完成了这一数学的思想主线。不管哪一根历史思路,这个相对论起源于 Maxwell 电磁场方程。这一方程的数学味很浓。而且没有说明方程的参考系问题。
  相对论的数学风格很浓,Hawking 也说这是一个数学模型,当然 Hawking 自己清楚他的膜理论更是一种数学模型。当然,很多人有他们看问题的角度,百万富翁跟千万富翁比,他们总觉得自己还很穷。不说废话,那么相对论的数学味表现在什么地方?先说说相对论的几个主导思想,1、物理规律重于物理实在,2、参照系平权。什么是物理规律?什么是物理规律的不变性?科学家们提出一个问题,一个物理规律的数学算式经坐标变换,如果不能保持确定的形式(比如功能原理、动能定理),它是不是物理规律?所以,什么是物理规律,什么是物理规律的不变性,这些问题,科学家主要是从数学算式角度理解问题。
  物理规律数学形式经坐标变换形式上的不变问题,这个问题比较专业,比如 Doppler 效应的算式经坐标变换不能保持确定的形式。演算过的人可能有这方面的直觉认识。不过我也会把这个问题解释清楚,很多物象规律是在特定的坐标系下能够成立,比如计算飞机的阻力,你必须在局部空气坐标系下计算,这个阻力是飞机速度的函数,速度为零的时候阻力也为零。但是在飞机自身参考系上速度总是零,阻力是零肯定不对。所以飞机阻力规律不是物理规律,而是物象规律,这种经验算式也罢,理论算式也罢,有适用的条件。或者说,无条件适用的规律是物理规律,有条件适用的规律是物象规律。
  科学是通过数学来操作物理意义,物理规律的本质就是物体对象数量之间的联系。这些认识本身并没有什么错。但是科学现在是强调数量之间的关系,而忽略数量本身的客观性。只有选泽了坐标系以后才能讨论数量问题,比如地球质量是 5 .9E24 kg,本来是有意义的,但是在相对论里,这一陈述变得毫无意义,在飞机上看就不是这么多质量。我们认为,强调数量之间的确定关系,而忽略数量本身的客观性和确定性,就是强调数学形式,忽视物质存在,这是相对论数学味的一个地方。
  再说参照系平权,这个问题的生活原型是参照物不平权。太阳和地球是不平权的,让太阳绕地球转,这个向心力离心力计算无法计算。只有在太阳系下,Newton 才总结出万有引力定律。小子和老子一块赶路,走的里程是一样的,疲劳的程度却不同。自然界是参照物的处处不同,物理学却讨论坐标系的平等。数学坐标系当然是平等的,可是这是数学意识,不是物理意识,物理意识应该是参照物不平等。我曾经把参照物和坐标系的关系比喻为老板和秘书的关系。相对论总是拿数学秘书当作物理客体,拉着秘书当老板。这是相对论的另一点数学味。
  相对论的数学味,当然不会仅只于此。加速器中的粒子为什么质量增加,寿命延长?相对论说这是一种运动观测效果!当然有人也会说这是一种时空效应!反正说来说去,人的体重增加不是因为吃饭的结果,人的寿命增加也不是因为生活条件好了的缘故。什么是观测结果?这是一个模糊字眼,观测结果有可能是真像也可能是表象。什么是时空效应?时间和空间,这两个问题数学里也可以讨论,总之,动力学的问题我们将它转化为运动学的问题,物理问题我们用数学的方法解决。加速器中的粒子为什么质量增加,寿命延长?反正这里没有物质原因,全是位置变化这个数学原因。你在飞机上生了病,肯定是航空公司的责任,这不会有错。

 



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 [2楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2005/08/27 20:35 

相对论里有很多似是而非的东西
相对论的数学基础并不牢固,因为它用了很多被自己否定了的东西,作为自己的理论体系中的一部分.
 [3楼]  作者:刘岳泉  发表时间: 2005/08/29 19:27 

相对论的百年发展史就是为了拟合数学公式


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相对论一派胡言 物理界黑白颠倒 时空物绝对独立 “倒相者”返璞归真

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