|
% r- A4 a/ I3 D& a/ M 原标题:物理学理论的本质是什么?
' Q' o2 \+ g, I. ?, c- ?
3 h. a+ b) D+ s+ N  % D1 g1 U' e; i& `
当科学家说有东西存在时,他们是什么意思?一直以来,总有人不相信科学发现,他们固执地认为,黑洞不存在,夸克不存在,引力波不存在,希格斯玻色子不存在,或者时间不存在。 `0 y0 t4 r+ {5 W# T8 y. j. y
科学家并非对宇宙中的一切做出无端的臆想,他们会根据实际做出合理的假设,并通过实验加以证实。科学是关于事实,而非关于信不信存在的问题。
/ t0 j3 f, X! D$ A. l: n( N9 Q- t 物理学理论的本质是数学框架
- E& q, i/ Q: o9 y% Q  0 Q S6 _ r$ F9 X
迄今为止,爱因斯坦提出的广义相对论是最为成功的引力理论。从本质上来说,广义相对论是一个数学框架,物理学家可以从这个框架中得出与观测结果非常一致的预测。物理学家给这个理论中的数学结构起了各种名字,其中一个叫做引力波,另一个叫做黑洞。这些都是物理学家可以计算观测结果的数学结构,现在已经被激光干涉引力波天文台(LIGO)和事件视界望远镜(EHT)所证实。 , ?: a9 Y9 B3 a8 \; l6 B g: K. u& {0 d
当物理学家说这些实验测量了“黑洞合并辐射出引力波”之时,其本质含义是,特定的方程导致了正确的预测。
3 _" p- O4 H( b& R# D4 ^5 M 
* O/ A! _6 l* V 希格斯玻色子和夸克的情况也类似,它们都是源自于粒子物理模型模型,都是物理学家给相应的数学结构取的名字。物理科学利用标准模型的数学框架来做预测,并且预测与测量结果一致。这就是物理学家说“希格斯玻色子和夸克存在”的意思,因为用理论做出的预测与观测结果一致。 ! o# G% e6 J. u, v( l1 p2 N
同样地,时间也是如此。在广义相对论中,时间是一个坐标,很像空间。时间是数学框架的一部分,物理学家用它来做预测。这些预测与观测相符,那时间就是存在的了。
4 O- d9 q" j% @% g$ |% ?  $ G% S# X0 Y' B4 A( G% ]
说到这里,反对者可能又会质疑这不是“存在”,反对者坚持想知道它是“真实的”还是“正确的”。“真实的”或者“正确的”含义是什么,这可能需要请教哲学家。哲学家会提供各种各样的选择,有些可能让人觉得合理,也可能觉得不合理。 : e1 t4 k3 J6 }$ c& G9 T# f% \
实在论
. V L& @- a/ }0 M+ g* O/ F: H 许多科学家有意或无意地赞同一种叫做“实在论”的哲学,这意味着他们相信,一个成功的理论不仅是一个能够做出预测的工具,并且它还有一个额外的属性,可以称之为“真实的”或者“正确的”。
) ^9 Y2 [+ P) o) A8 g6 D/ z6 b6 b 例如,物理学家戴维·玻姆为了支持爱因斯坦反对量子力学,他认为量子力学并没有真正描述了物理本质,终极物理学理论应该是完全可预测的,而非像量子力学中的波函数那样是基于概率的。实在论有几种变体,但它们的共同点是,理论的要素不仅仅是工具。 * l/ u$ x( p# v
 2 d) v& T8 m% e' J2 m5 F* C
虽然这些看似都很好,但实在论是一种哲学。这是一种有关信不信的体系,科学无法告诉我们它是否正确。 8 t" H9 [* w" J$ w/ W/ s: u% |2 o
因此,如果有人想声称希格斯玻色子、夸克、引力波、黑洞或者时间不存在,他必须证明包含被称为“希格斯玻色子、夸克、引力波、黑洞或者时间”数学结构的理论预测与观测数据不符。返回搜狐,查看更多
) O, @) [! P) E& X! k7 ~' p4 M# ]+ B
8 }! w: U7 f# T 责任编辑:
/ n2 {/ u8 S& x, K
5 c+ b* X& m1 T) S& K
9 B8 l8 N! B+ r1 R
7 a3 x6 R& O* P, r/ V
! q, H/ I; e) U1 C6 I" c |