之子於征

之子於征 有聞無聲 允矣君子 展也大成
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數學和物理學一定要分高下,有戰略戰術的差別嗎?

(2017-10-05 00:52:45) 下一個

答案顯而易見。本來就是關公戰秦瓊,蘋果和桔子的問題,但是總有人要出來說關公就是比秦瓊能打,桔子就是比蘋果好吃,那就有問題了。前兩天看了有人說數學好像是戰無不勝的蒙古騎兵,而物理學是後邊的成吉思汗,讓我覺得如骨鯁在喉,不吐不快。

物理學研究物質的本質,所以強調實證的重要。愛因斯坦之所以出名,並不是簡單地發表了狹義相對論和廣義相對論。真正讓愛因斯坦被學術界之外廣泛認可的,是1919年日全食的觀察,驗證了愛因斯坦的廣義相對論結果。但是直到現在,我相信普通人很少了解數學家黎曼,以及黎曼的理論對愛因斯坦的影響。所以物理學研究需要兩個支柱,一是完整的理論係統,二是實驗證明。如果現有的技術手段不能達到實驗要求,物理學家就會很大程度上依賴數學研究的手段,從而深入針對物質本質的了解。這也就是為什麽基本上在六十年代之前,如果新的物理理論沒有實驗支持,理論僅僅是理論。但是現在,如果物理理論有嚴謹的數學推理,即使沒有實驗證明,大家也開始引用。例如粒子糾纏,大爆炸,和玄論等。因為用現有的技術手段,證明這些理論顯然是不可能的。物理學家的首要任務當然是研究並理解物質本身的規律,而數學當然是一種研究工具。這就好比一群人在漆黑的森林中行走,不知道朝那個方向行進。數學就像是懸掛在空中的一盞明燈,人們不是本能地朝著燈光的方向前進,但是需要借助燈光的指引,找到正確的道路走出森林。

數學家研究的是數字的本質,這些數字可以有實際意義,但是沒有也未嚐不可。所以數學研究的內容相比物理學而言更加抽象,不容易為普通人理解。需要物理學家通過實際事務的解釋,給那些枯燥抽象的數學公式賦予更加豐富的實際意義。這就好像也是一群人在漆黑的森林中行走,數學是懸掛在空中的一盞明燈。人們本能地朝著燈光的方向前進,不管腳下是荊棘密布,還是亂石叢生。這也是為什麽很少會有人理解黎曼假說和質數分布的意義,但是很多人了解愛因斯坦在黎曼幾何學理論的基礎上,統一了牛頓力學和狹義相對論的理論的意義,也就是廣義相對論對現代物理學的意義。當然,現代物理學的研究,也為數學研究提供的研究方向的指引。

最讓我產生抵觸情緒的是作者下麵這段話:“廣義相對論則是“沒有愛因斯坦,再等一百年也未必有人能發現”。 --- 這句話大概是對的,我不僅學過廣義相對論,我還可以講授廣義相對論。 其奧妙絕對不是數學部分,而是物理思想。當然其數學推導出的結論,可以讓一般人立馬震撼,也就是讓普通學者震撼而已。 對我這種學者來說,廣義相對論的精妙之處是:每當夜深人靜,癡情地望著絢爛的銀河時,我就不禁地問,為啥上帝要將慣性質量和引力質量天衣無縫地合而為一?! (本人是無神論者) 數學極端重要,但在此刻,數學是蒼白的了。其實到現在我也不知道為啥 -- 真的沒啥道理,但就是這樣的。”

唉,怎麽說呢。廣義相對論則是“沒有愛因斯坦,再等一百年也未必有人能發現”。 --- 這句話大概是對的。但是,如果沒有黎曼,愛因斯坦有可能需要先成為一個黎曼,然後再發現廣義相對論。 --- 這句話大概也是對的。在現在這個宇宙裏,如何解釋為啥上帝要將慣性質量和引力質量天衣無縫地合二為一,數學可能變得蒼白了。但是,如果我們進入另外一個宇宙,這裏的物理學規律和物理常數和我們現在的這個宇宙不一樣的時候,上帝可能並不存在,但是你能夠所依賴的,還是我們手中的數學理論和工具。這就像是在地球上一加一等於二,而在火星上一加一也等於二的道理一樣。在現在的三維空間中一加一等於二,而在可能的高維度空間中,一加一還是等於二。

寫到這裏,讓我感到真正心情澎湃的,並不是數學和物理學孰高孰低,而是我們人類壯麗的科學史,是那一串光耀後世的偉大名字,他們是歐幾裏得,高斯,黎曼,羅摩奴詹,他們是牛頓,愛因斯坦,麥克斯維爾,霍金,等等等等。每當夜深人靜,癡情地望著絢爛的銀河時,我就不禁地問,造物主是多麽的神奇,能夠讓我們人類能夠用這平均一斤半重的大腦,理解所有這些宇宙創世之初以及之前,和之後的所有這些知識呢!這真是一部人類的壯麗史詩。

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