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主题:【原创】科学=2 -- wild007

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家园 【原创】科学=2

科学在今天是一个神圣的词,他寄托了太多人的理想与信念,而同时,科学又是那么高不可攀,让多数人都在他面前抬不起头来。与欧洲历史上层出不穷的科技巨匠比,我们似乎总有些不自信,甚至今天仍然为诺贝尔没有降临到本国的头上而耿耿于怀。难道是我们中国人天生愚笨?还是“不是国军无能,只怪共军太狡猾” ?也许我们对待科学太谦卑了,不如戏言一二(备注:本文观点仅为个人观点,有无谬误不清楚)。

相信大家在读书时都有被公式搅得头晕目眩的时候,各种各样的公式尤其是物理学里那种极其繁复而又根本不知所云的公式更是让人望而却步。被这些该死的公式摧残了这么久,我们是否也该“反击”一下了。时下很流行“2”,我们也让这些公式2一下,比如很简单的Y=X-2,我们把XY扔到一边去,公式变成2=X-Y,这不就“2”了嘛。我们再来看看那个牛逼轰轰的牛顿第二定律F=ma,赶一边去2=ma-F+2,这不又2了嘛。无论你是何种“名牌”公式,只要你敢用=号,我就能用2来收编你。那么这么做有什么意义呢?慢慢说。

现代科学的精髓在于物理,物理是研究事物内在规律的学科,而这个“规律”二字其实道尽了现代科学的奥秘,亦即科学就是找规律,而如果事物没有规律怎么办?没有规律创造规律也要上,现代科学不允许没有规律。因此现实世界在现代科学面前就分成了两大块:规律领域和“待”规律领域。这就引出了那个著名的论断:世界究竟是可知的还是不可知的,亦即规律世界是否能最终完成对“待”规律世界的收编。在现代科学的耀眼光辉下,我们习惯于认为我们是生活在一个规律主宰的世界里,但是实际上即便是在我们身边,无规律的事物也是比比皆是的,我们往往都认为“专家”和“科学家”能解决我们身边的一切,恰如我们进了医院就以为医生应该明白自己身体的一切,但是这其实是个很大的误解,比如任何流体其实都是难题,科学对“活”的事物往往力不从心。这又是为什么呢?

根据我的独家分类法,物理学大致可以分为三大块:实验物理、循证物理和逻辑物理。循证物理根据实验物理得出的数据进行归纳后“创造”出一套物理学理论,比如经典力学的牛顿三定律。然后逻辑物理根据循证物理的设定结合数学等逻辑科学进行推演,找出一些条件特殊的“特异现象”,并以此指导实验物理设计实验进行验证,如果实验结果符合推导,则该部分逻辑物理自动转为循证物理。三者于是形成一种循环论证,让物理的车轮在规律世界里任意驰骋。但是由于物理学理论是“创造”出来的,比如牛顿的力学三定律就是“苹果”砸出来的,故而它并不是这个世界真实存在的规律,而是一种近似。实验测得的结果并不一定都完美地落在公式曲线上,我们只能进行归纳来使之“完美”化,否则就没有规律了,科学在这里只能管辖曲线而不能管辖曲线外的世界。因此本文开头那种调侃公式的行为也就意有所指了。那么那些不肯落在曲线上的数据点究竟意味着什么呢?那就让我们进入另一个令很多人摸不着头脑的“维度”的世界吧。

要理解4维以上的空间是很困难的,事实上四维图怎么画估计都很成问题,那么这个维度究竟是怎么回事呢?其实我们可以换个角度来重新定义一下“维”。以牛顿第二定律为例F=ma,里面牵涉到2个独立变量m和a,那么这个公式其实就代表一个二维世界,这个二维世界受m和a的主导。但是实验证明,点并不都归m和a管,于是我们知道其实真实世界里,很可能还存在其他的变量,于是每多一个独立变量,就多了一维。循证物理和逻辑物理里,独立变量已经很多了,但依然不能顾及所有的点,这是“误差”的缘故,但是谁也不敢保证误差里面没有新的独立变量。于是当逻辑物理推导得越细,就需要越来越多的“校正”,那些繁复得无以复加的公式也就诞生了,它们有时唯一的目的就是避免一个新变量的引入。只是既然是创造的理论,终究有一天会走到尽头,于是某一天很多人哀叹物理学已经死了。

量子力学冒了出来,它沿用了很多经典物理的变量,却改变了定义。一个显著的变化是经典物理里恒定的质量长度等都不再恒定,也就意味着经典物理里很多一维的事物变成多维的了,光这一点量子物理就“收编”了大量的独立变量,臃肿的物理学一下子减肥成功。整个物理学的研究方式没有大的变化,但是却大体分成了微观、现实和宏观世界。以往的经典物理在现实和宏观世界还能正常运转,但在微观领域却处处碰壁,而量子物理却在微观世界独树一帜,不过今天人很熟悉的量子跃迁其实也是一种“创造”,而且这种创造远不同于苹果砸的那个,因为肉眼无法证实,它是“黑箱”对“黑箱”,你认为它是完全臆造也没问题。只不过这个黑箱目前看在对待规律世界的“征伐”还比较有效,故而权且用之。只是微观世界的有一种现象却对物理学提出了严酷的挑战,那就是“布朗运动”。

物理存在的意义就是规律,而布朗运动却是没有规律,这几乎就是对科学的蔑视。经由对布朗运动的分析,物理面临一个非常尴尬的问题,即当独立变量趋向无穷大时,规律也就不存在了,甚至变量根本不用达到无穷大,只需要突破当前实验或计算的极限,也就等同于规律丧失。科学的十字军于是撞上了铁板。物理学面临一个重大的关口,是和待规律世界停战还是另辟蹊径呢?显然物理学家是无畏的,他们有两种途径,其一就是消灭布朗运动,牛逼轰轰的纳米科技于是诞生;其二则是——绕过。其实现实世界与微观世界之所以不同,就在于量变引起质变,微观里变量累计到一定程度时,总体又会表现出规律性,我们可以定义其为“变量收敛”,按时髦的讲法就是“降维”了,无穷维变回了有限维。只是变量既然会收敛,那么是不是还会重新发散呢?现实世界之上还有个宏观世界,而且是否现实世界本身还需要再分一分呢?这个,都说好了绕过了嘛。

相对论说的是不管你怎么变,只要你归规律管,那么我就能搞定你,故而所有的事物只要“相对”可测就OK。可是规律与规律的结合是否会导向无规律呢?这个答案其实已经基本有了,但是物理学家是打死也不承认,因为那就意味着科学是有边界的,十字军的目标是整个世界,当然不可能接受这种局面。科学其实挺象一神论,其“上帝”OR“真主”就叫规律,只是规律神远比前2位慷慨,移山填海,放个大炮仗之类神迹随手就来。但是规律神也有一样的臭毛病,那就是坚决维护自己的万能地位,并且对不敬神的“异教徒”们绝不手软。这样再来想想太极图,也许就别有洞天了,阴阳不一定非得调成同色,给未知一个顺其自然其实也并不见得完全无法接受。

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