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物理上的推导是什么,理论层次关系以及文克玲和张操和起哄的

已有 3651 次阅读 2017-7-21 09:02 |系统分类:科普集锦

本来以为关于理论间的层次关系和导出是个很基本的东西。我这里就拿一个最简单的例子来说,牛顿定律能不能导出理想气体的基本定律?

要按照老文的说法就是,牛顿定律只研究质点,它根本没有PVT的概念定义,所以理想气体定律是无法从牛顿定律导出的,最多可以说理想气体不能违反牛顿定律,理想气体定律是个公设。

要按照张操的说法就是,理想气体方程涉及到分子之间的相互作用,而这个作用是量子力学的,所以理想气体定律不可能从牛顿定律导出,相反理想气体行为可能会违反牛顿定律,比如说作用不等于反作用,或者不受力就能加速之类。

至于Therr等等我就不细说了,那是纯粹起哄的。


好吧,我们的教科书上, 是这么讨论问题的:将理想气体建模为一堆质点集合,然后假设速度分布函数和分子混沌性假设,再定义P等于单位时间内撞击到壁面上的分子的转移动量,温度为分布函数的指数乘子,然后时间平均就给出理想气体定律。嗯,我认为,这就是理想气体定律的推导过程。


这个是不是推导?在物理上推导结论从来都是这么做的,当然,老文限定说只承认欧几里得几何式的推导是推导,然而在物理上谁会这么使用推导这个词呢?老文这种说法在我看来是雄辩症,随便拿一个背离上下文的字典翻译来讨论问题。雄辩症没有太多实际的价值,这类似于用火星文字典来讨论“xx是个坏蛋”的问题。


为什么我要强调这种从牛顿定律到PV的理论建造过程是推导?因为这个过程告诉你PV=nRT如果不对,它可能错在什么地方,或者,PV=nRT的不适用,精度降低,。。种种问题是从哪里继承来的。基本理论派生出应用算法是个适用区间逐步减小偏差逐步增加的过程,逻辑上理想气体的PV=nRT确实来源于牛顿运动定律,但又小于牛顿运动定律,因此如果有了一个比较奇葩的气体,它不具有分子混沌性假设,那你可以从牛顿运动定律重新推导出它的基本方程。如果按照老文的想法,那你就只能表示理论对这个东西无能为力,而这就是我要反对的。


回到他们争论的问题,我重申,电路理论是麦克斯韦理论的导出理论,或者你可以称为特化理论,“所有的天鹅都有两条腿”是“有一类生物有固定数目的肢体”的特化理论,后者不知道什么是天鹅,但这不妨碍前者是后者导出的。你首先描述电路是什么东西,然后器件都是什么构型,最后加上介质本构关系以及趋衡假设,麦克斯韦方程组会表现为一些等式,其中回路积分表示看起来比较类似,如果你喜欢一个助记符形式,就可以定义助记符U,I,L,R,然后再做一系列近似,扔掉一些项,假设一些平均值关系,然后得到张操那个表达式。你说这不是推导?好吧你雄辩你赢了。


因为是推导出来的,所以下一个问题就是,电路理论的结果有没有可能违反麦克斯韦理论的结果?这当然是可能的,因为电路理论是麦克斯韦理论的近似简化(推导),既然是近似就有误差,误差大到一定程度就是违背了。这有什么问题?问题只是这种情况下电路理论是错误的而已。(一个简单的例子,我们有个准确的理论说A+B=C,但是为了给幼儿园小盆友分糖果,我们不喜欢小数,所以直接取整给出[A]+[B]=[C],这个分糖果理论在大部分情况下和A+B=C得出不同的C,这就是违反。)


最后一个问题是张操和樊京提的,他们认为j=sigma E是量子力学的,所以可能得出超相对论超牛顿的东西。但首先必须知道的是,j=sigma E不是一个准确公式,无论在理论上还是实验上:一旦你用它来讨论这种超超超的东西,那么它已经是错误的了,它的精度不足以讨论超超超的问题。这就像在电梯里面写着13人1000公斤,这并不能当成地球人的体重恒等于1000/13的论据。












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