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留给个人的现代物理科学中的挑战与机会

已有 3000 次阅读 2008-12-15 09:29 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

 

       在科学技术上,我国的总体目标就目前而言还是“赶超”战略。对个人而言,如何学好用好现代物理科学就是一个做出创新性工作的关键所在。这是因为,就目前国际现状而言,很多学科都出现物理基础方面的危机。

       这种危机主要的表现形式是:1)大多数现代物理的论文和学术专著所使用的抽象数学工具对广大的使用物理学的应用性科学工作者而言是天书:只有符号性意义,而无使用的能力;2)在物理学内部,各种理论并存,即使物理学研究工作者也无法在此基础上达到完备的交流;为了发扬光大本分枝,各学派都四面出击,勉为其难的应用于各种实际问题,并力图得到大多数的支持。对广大的使用物理学的应用性科学工作者而言,信谁不信谁就成为大问题;3)数学背景下的应用性科学研究工作充斥着离开物理可实现性的各种近似和无法评价其可靠性的各种“数值模拟”图案;4)与上述现象相伴随的是,广大的使用物理学的应用性科学工作者普遍性的拒绝现代物理(内心),但又渴望用现代物理开掘本学科的理论基础。

       这种危机有人提纯为:物理决定数学?还是数学决定物理?

       在上世纪初,这一问题就已经提出。如:爱丁顿,维尔等人与爱因斯坦的论战,量子力学与爱因斯坦的论战,量子力学与牛顿学派的论战等等。当然,胜者是:爱因斯坦,量子力学学派。但是,量子力学学派内部又出现分裂。目前,量子力学是最充分的抽象数学化了。基础物理(经典物理)与现代物理的大沟形成了。

       为填平这一大沟,很多现代物理的论文和学术专著都力图证明或使读者相信:现代物理完全包含经典物理的内容。甚至有很多的声称:对物理学的应用性科学工作者而言,不必探讨其正确性,用就是了。

       然而,对物理学的应用性科学工作者而言,用不上去。

       对现代物理学而言,有两种出路:1)指责物理学的应用性科学工作者,要求他们先学好现代数学;2)把现代数学表达方式工程化,使物理科学回到“可测性”、“可实践经验性”、和“可读性”上来。后者为自降身份,很少物理学工作者在做。但,有人在做。

       在哲学上,在上世纪初,这一问题被哲学家列宁称为:物理学中的唯心主义抬头,并可能占据统治地位。此言不假,目前已成现实。

       回顾历史档案:主要问题是:

A)洛仑慈变换是局部变换还是全局坐标变换?对此,我国采用的是全局坐标变换。然而,国际上是:两派并存。现在,可以说,物理上,被证实的是局部变换。但是,全局坐标变换物理上尽管不存在,国际上,很多论文和专著是以全局坐标变换观写的。我国很多反相对论的观点反对的是全局坐标变换观写的相对论,而非爱因斯坦的相对论。爱因斯坦作为局部变换的提出者,思想上是局部变换派的(见他关于统一场论的研究工作),但采用的数学工具是全局坐标变换派的。他关于统一场论的研究工作被宣布为失败。

目前的工作还是部分的回到了爱丁顿,维尔等的路线。

B)最小作用量原理中的坐标系问题。现代物理中,普遍采用坐标增量表达方式,无法确定是沿何种几何图景(流形、弦)发展的。物理上,它们是因变量。然而在很多论文及专著中,它们被作为已知量(自变量),等同于直角坐标系,无非差个变换而已(有的说待定)。

这是局部变换还是全局变换?如为局部变换,则局部变换为物理量,还是要回到直角坐标系表达方式,则结果是很复杂化的,并且,可能不存在。如为全局变换,则没关系,形式上,使用广义坐标就可以了。

正是这一点,把物理学的应用性科学工作者赶出了现代物理学大门。也使物理学背离了她的原则立场:“可测性”、“可实践经验性”、和“可读性”。

很多的论辩都可归结为上述原因。

因而,物理学的革命正在悄然开始。

这种危机对我国而言是个机会:谁先克服缺点,谁先进步。对个人而言,这是:留给个人的现代物理科学中的挑战与机会。

 



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