Page 238 - 万物皆模式
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万物皆模式 Everything is Pattern
曾故弄玄虚,声称引力公式是纯数学推导出来的,但一直没有公开推导过程的手稿。
牛顿死后,拥戴牛顿的学者则声称手稿失传了。
现在才知道,牛顿万有引力公式纯粹是经验公式,而且存在巨大的逻辑漏洞,所
以爱因斯坦才需要将它做一个修正,升级为爱因斯坦的广义相对论。漏洞在哪里?在
质量项。
质量随运动速度的改变而改变,但牛顿万有引力定律并无与运动的直接相关性,
这就是问题所在。当然,你可以狡辩说万有引力与运动的相关性包含在质量项里面,
但这样一来,牛顿万有引力就成了纯粹的经验公式,万有引力这个因变量取决于质量
这个自变量,而这个自变量却又取决于另一个自变量,那么该定律反映的就不是最终
物理量之间的关系,这正是经验公式的特征。在爱因斯坦的广义相对论场方程(R_uv-
1/2×R×g_uv=κ×T_uv)中,用“能动张量”代替质量,这样能更好地反映出引力的
本质,也就能与运动速度直接关联起来了,但爱因斯坦场方程显然没能描述旋转对场
的影响,旋转对场的影响包含在能动张量之内,因此爱因斯坦场方程与牛顿万有引力
方程一样,还是一个经验公式。
人类在探索未知的征途上,一般不是先有理论,再有数学描述,往往是倒过来,
先有数学描述,后有理论。一个与现实数据符合得很好的经验公式,往往能开创出一
整套全新的有说服力的理论体系。
经验公式的推演,在引发量子力学革命的黑体辐射研究过程中,表现得最为典型
与离奇。最初维恩找到了一个经验公式在高频区域极为吻合,后来瑞利和金斯找到了
一个经验公式在低频区域吻合得很好。之所以说这些公式是经验公式,是因为这些公
式是维恩、瑞利、金斯三人从黑体辐射的测量数据总结出来的,并非基于某种理论推
断,所以他们的经验公式是归纳式的。普朗克既在黑体辐射数据中归纳总结,又对已
有的经验公式进行数字处理,意外地找到了另一个既能适应高频又能适应低频的黑体
辐射公式,所以普朗克的经验公式算是推断性的,因为他运用了数学技巧。
普朗克黑体辐射公式在被他发现之后,大家只知道这个公式与黑体辐射谱符合
得很好,在随后的一段时间内,连普朗克本人对这个数学公式的物理意义也是一头
雾水。
物理系学生对基本物理定律的推导过程往往很头疼,其实完全没有必要去理解这
些推导过程,也可以说这些经验公式的推导过程毫无意义。推导过程全部都是先射
箭、后画靶,有的属于歪打正着,有的虽然定律是对的,但推导过程却完全是错的,
还有的纯属故弄玄虚。
哥德尔不完备定理告诉我们,对一个较为基础的物理定律的理解,用直觉经验去
把握更为直观,如果想通过其他经验公式来推导,也许是可行的,但往往是画蛇添
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