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是科学碰到无奈问题，求助于数学风格的实验室算命术。 3.3. 现代科学浓重的数学风格 不同的学者对于一个时代的科学有不同的看法，不过我想，这个时代如果还有人们真地认为数学在物理学中的地位不够，那也太是冤枉这个时代啦。关于现代科学中浓重的数学风格，很多学者做过精彩的论述，比如引力几何化说法，数学游戏俱乐部戏称等等。本书很多地方也曾经论述到这个问题，只是没有专题展开讨论。 我可能过多地将 Einstein 比做以数学为算命工具的算命先生，当然在这里算命的对象不是人，而是实验结果。这可能不是一个很恰当的比喻，尽管物理理论多少程度上都是一种关于实验室的数学技术和解题技巧。Newton 的理论也是如此，一种数学解题方法，所以那个古老的朴素理论被作者称为‘自然哲学的数学原理’。相对论作为实验室的一项数学技术，有的尺度它的确算得很准确，不过也有很多算错了，比如粒子碰撞几率，引力红移，双星进动等等。Hawking 先生有一句话，我觉得说得非常正确，物理理论都是数学模型。相对论作为一种数学模型，肯定存在模型和实验结果不符合的地方，所以也有后来的学者试图尝试其它更加复杂的数学模型。量子引力，超弦理论就是进一步发展的复杂的数学模型。不过我觉得，超弦理论更像是无聊的数学游戏，想来不会是模型发展的正确思路。 有人们不是很理解，数学游戏般的理论也可以走上科学的流行舞台！有时候我们也问这样的问题，是英雄创造了科学的历史，还是重要的事情是人类需要有趣的物理学？与相对论相比，Newton 那个东西是乏味的理论。平淡的生活中，人们喜欢小说，杂技，神话故事，科幻故事，人的生活本来就需要很多假的东西，科学家的生活也是这样，科学需要半真半假的理论。不过事后想来天才的玄论还不如没有也许更好一些。科学不能解释的问题很多，比如火箭头高温问题，夸克问题，思维问题，……都象他这种做法，科学更是繁华的思想世界。Einstein 光大了纯数学的风格，扼杀了真正的物理方法，或者就某种意义上说也就某害了物理科学。历史可以重来，我是希望没有相对论。Einstein 作为学者的功过是非，后人必有公认，现在评论可能过早。 先做物质运动模型、物性模型和受力分析模型，然后数学描述，这是物理模型，否则是数学模型。比如 Ptolemy 、Copernicus 、Kepler 的工作被江晓原教授称为数学模型，因为只有物质运动模型，没有受力分析。电磁学是首先构筑电荷的电性，磁性，然后数学归纳总结，这是物性模型，物象模型。光学先是讨论光是粒子或者是波，然后讨论波的性质和规律。Einstein 有构造理论和原理理论之说，构造理论就是我说的物理模型，原理理论就是我说的数学模型。Einstein 自称自己的理论是原理性理论，先搞几条原理，然后逻辑推理。他是否说过自己的理论是数学模型，不知道。不过，Hawking 先生曾说过，现代物理理论都是数学模型。 现代科学给人的感觉，似乎什么样的数学模型都可以尝试，悲观的角度看问题可能会得出一个悲观的结论，这个时代职业科学似乎没有了明确的发展方向。以数学方法寻找物理量之间抽象的联系，有时候也会凑出点东西，但是更多的时候，总是合了这里合不了那里，不可能凑圆，这是纯数学模型的缺陷。不过面对困难的问题，学院派学者唯一的老办法也许依然只是数学凑着瞧！这一情形也许也能够为我们所理解和谅解。所谓学院派学者，通常就是指那些采用纯数学方法解决物象问题的学者。 科学的童年时代，能够很好的解决问题，内部自恰，外部和谐，又是理性的理论是搞不出来的。Descartes 的理论维理，所以解决问题的功能不如有点儿维象（天赋的引力是维象总结）的 Newton 理论。由于问题的艰难，维象的数学理论容易做出近期的成果，所以时空奇变的相对论先搞出来。关于相对论，我认为这是数学家以数学方式研究物理问题，用奇变的数学运动学方法解决物象动力学方面的问题。相对论两个前提都是数学要求，在数学家眼里，数学的广适性是最高原则，其次是物理规律，再次是物象事件的确定性。在物理定律中，电磁学定律又高于力学定律，数学复杂的定律高于数学简单的定律。但是我们认为物理学毕竟不是数学，企图以一种奇妙的坐标变换这种数学方法解决物理学的问题，不可能总是得到满意的结果。我们沿着这样一条思路走过了大约整整一个世纪，尽管有过辉煌的业绩，却并未让大多数的学者感到满意。Einstein 发现问题的能力令人敬佩，但是觉得这位老先生解决问题的方法象是数学游戏。缺乏对于物象世界的感性认识也许是理科学者和理科学者创造的理论的常见毛病。相对论的事情有时候实在没有心情来说它。 二十世纪，科学愈来愈远离构筑物质运动模型的方法-物理学的实体模型风格。诚然，没有新的物质运动模型，纯数学风格也许早已经走过了近日点，再走下去，只是离太阳越来越远。尽管数学直接联系实验的直通车-物理学的纯数理风格，在二十世纪整整一个世纪里有过许多辉煌的理论业绩，但是在以后的日子，本书作者认为，如果没有新的物质运动模型帮助，这种纯粹的数理风格其自身的创造力也许已经发挥竭尽，很难帮助我们进一步发现令人惊奇的实验结果。我想这是人们追求新的理论来自于实用方面的一些理由。 很多学者对于我们的观点有很多误解，所以我们也在此做点说明。对于数学风格的批评不是说科学不需要数学，我们只是强调工程师的做法，先做物象模型，后做数理描述。没有数学的理论不是物理理论，但是科学也不能全靠数学，物理学毕竟不是一门应用数学学科。工程师如果喜欢思考物理的问题，也许带着工程师的风格，也许我们正是需要这样一种贴近实际问题的风格思路。后来我知道我是把 Descartes 的以太模型提供了数学描述。 ※※※※※※ ‘形象的世界’讨论些什么东西？这是一个讨论自然哲学、基础物理的地方。 http://thales.bbs.xilu.com/ 。 |