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[汇报] 为什么提出两类“实体实验”的建议

2024-11-9 22:49

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[汇报] 为什么提出两类“实体实验”的建议

电磁屏蔽： electro-magnetic shield

电磁干扰： electromagnetic interference, EMI

宇宙线： cosmic ray

温室气体： greenhouse gases

全球变化： global change

地球工程科学： The science of geoengineering

太阳系内的引力定律： law of gravitation in solar system

要点：

自然科学，归根到底是实验科学。

科学理论的起源，归根到底是科学实验。

近几年，主要精力集中在：

（1）“电磁学的实验再检验”：经典电磁学实验当代再检验；

（2）全球变暖。

其次，

（3）牛顿万有引力定律的太阳系天体运动再检验。

其主要原因如下。

一、哲学

本节抄袭自互联网。请您自行核对出处。感谢原作者和有关人员！

客观世界是无限复杂的，

（1）不仅从广度上看它是无限的，

（2）而且从深度上看它也是无限的。

这就决定着我们的具体的认识只能反映事物的某些方面的本质，而不可能穷尽其所有本质。

另一方面，整个客观世界又是无限发展的，

（1）而认识一旦形成又具有一定的稳定性，同时相对于客观事物而言也就具有了惰性。

（2）这就决定着我们的认识如果不发展，就不能正确反映客观世界。

实践 → 认识 → 再实践 → ……，以至无穷。

二、科学

自然科学，归根到底是实验科学。

科学理论的起源，归根到底是科学实验。

不仅如此，人类历史上数学家综合排行榜第四的希尔伯特总是说：

对物理学家来说，物理学太难了，需要客观公正、根基雄厚的数学帮助他。

2.1 高斯

当别人问高斯如何得到他定理，人类历史上数学家综合排行榜第二的高斯，毫不含糊地说：“…通过系统的、明显的实验。... through systematic, palpable experimentation. ... durch planmässiges Tattonieren.”：

https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Gauss/quotations/

伟大数学家高斯在1830年给贝塞尔的信中写道：

"We must admit with humility that, while number is purely a product of our minds, space has a reality outside our minds, so that we cannot completely prescribe its properties a priori. 我们必须谦虚地承认，虽然数字纯粹是我们头脑的产物，但空间在我们头脑之外有一个现实，因此我们不能完全先验地规定其性质。"

https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Gauss/quotations/

2.2 爱因斯坦

俺的偶像爱因斯坦（Albert Einstein）1933-06-10 在the Herbert Spencer lecture at Oxford 《On the Method of Theoretical Physics 关于理论物理学的方法》里说: “Pure logical thinking cannot yield us any knowledge of the empirical world; all knowledge of reality starts from experience and ends in it. Propositions arrived at purely by logical means are completely empty as regards reality. Because Galileo saw this, and particularly because he drummed it into the scientific world, he is the father of physics —— indeed of modern science altogether. 纯粹的逻辑思维不能给我们任何关于经验世界的知识；一切关于实在的知识，都是从经验开始，又终结于经验。就现实而言，纯粹通过逻辑手段得出的主张是完全空白的。由于伽利略看到了这一点，特别是因为他将其强力引入了科学界，因此他是物理学的父亲 —— 完全代表了现代科学。”

2.3 庞加莱

人类历史上数学家综合排行榜第三的庞加莱：

（美）玛莎·葛森著. 完美的证明一位天才和世纪数学的突破.png

图3 （美）玛莎·葛森著. 完美的证明一位天才和世纪数学的突破[M]. 2012 page 153 截图（全）

“数学科学的可能性本身似乎就是一个无法解决的矛盾。”早在一个多世纪以前，亨利•庞加莱这位被称为“最后的通才”的数学家就如是写道。庞加莱取得这个称号源于他对数学所有领域的精通。如果研究的对象仅限于想象，“那么从何衍生出这一无人能置疑的完美推断呢”？当形式逻辑的法则取代了实验的证明，“数学如何没有沦为一种巨大的同义反复”？最后，“是否我们得承认……所有这些连篇累牍中出现的各种定理仅仅只是关于A即是A的间接表达”？

庞加莱继续解释说，数学之所以是一门科学是因为它的推理过程是从特殊到一般。一位运用足够的严谨来进行思维实验的数学家，所推导出的法则可以统领他与其他数学家共享的其他想象领域。换言之，它不仅证明了A即是A，而且还解释了是什么使A在本质上是一个A，在哪可以发现其他的A或者如何建构其他的A。

三、演绎逻辑

一个现存的解释是，演绎推理的结论早已包含在前提之中了，实际上是已知的，推理过程只不过是把前提中隐含的信息明朗化，是对前提中已有内容的某种重复。因此，演绎推理推不出新知识。

吴炜，程本学，李珍编著. 自然辩证法概论[M]. 2019，第 122-123 页

通俗些：

采用演绎推理，您的“前提”假定了什么，经过“严格”推理（以及符号公式推导）之后，就会得到“您假定的结果”。

严格说，演绎证明差不多几乎就是“同义反复”。

综上，

目前主要是提出实体实验的目的、原理。

逐步进入更具体的实验方案的设计。

参考资料：

[1] 2022-06-04，库仑定律/Coulomb's law/陈熙谋，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=31176&Type=bkzyb&SubID=61925

电磁场理论的麦克斯韦方程组是在一些电磁学实验定律的基础上建立起来的，这些实验定律的精度和适用范围都难以言明，而在一定条件下，由库仑定律和洛伦兹变换可导出麦克斯韦方程组，这不仅表明电磁现象的内在联系和统一性，而且也在一定程度上确定了麦克斯韦方程组的精度和适用范围。再次，δ是否严格为零还与光子的静止质量是否严格为零密切相关，如果光子静止质量不为零，哪怕非常小，将导致电荷不守恒，出现真空色散，破坏光速不变等一系列原则性问题。因此，电力平方反比律的精确验证实验还将长盛不衰地做下去。

[2] 2022-08-18，温室气体/greenhouse gases/郑景云，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=72049&Type=bkzyb&SubID=147265

地球大气中的温室气体包括水汽（H₂O）、二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、臭氧（O₃）、氟氯烃碳化物类（CFCs、HFCs、HCFCs）、全氟碳化物（PFCs）、六氟化硫（SF₆）等。

由于H₂O和O₃时空分布变化大，且难以人为进行控制，因此在规划减量措施时往往不予考虑。

[3] 《中国大百科全书（天文学）》里词条“太阳系内的引力定律 law of gravitation in solar system”

人们对平方反比定律提出了疑问：引力定律中的 n 是否正好等于2？勃特兰首先认为 n 应大于2。 A. 霍尔支持这种思想，他根据对水星的研究具体地定出 n = 2 + 1.6×10^-7。 S. 纽康根据对四颗内行星的研究，得出 n = 2 + 1.574×10^-7。纽康的这一结论尽管未给出任何物理解释，但仍在许多天文年历中使用。可是，当人们用这一结论来研究月球的运动时，又出现了矛盾。 E.W.布朗根据多年的研究指出：牛顿万有引力定律完全符合月球的运动情况；如果 n 大于2的话，那最多也不会超过 4×10^-8。

推荐阅读：

[1] 王鑫, 张慧琴, 孙昌璞. 用科学精神抵御学术滑向灰色地带[J]. 科学与社会, 2023, 13(01): 1-15.

doi: 10.19524/j.cnki.10-1009/g3.2023.01.001

http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=7109351460&from=Qikan_Search_Index

https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMxMjI2EhFreGRzaGR5eDIwMjMwMTAwMRoIYXExNWdlODU%3D

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=s8areCsbC9C-qok7lSNCRWdG-WzaGIe3bH2mjvHaxCQbsjU0jfxOkjtYl89XeputaxnYy7Rt-1fbcYCqOQ17vyfeMEkWvuvnIWt6OtUIXAxuplSwJo_N8jfGWwjuDwda_zwxX_De7oi9gWYNixbAEQ==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

在物理学中，当实验物理学家知道了“理论”的预言结果，在某些情况下，他们处理实验数据时会产生主观倾向，导致实验以一种不那么令人信服的方式“验证”了理论。1956 年，李政道、杨振宁发现宇称不守恒并建立中微子二分量理论，预言μ 子到正负电子衰变的实验分支比是3/4。此前相关实验发现的分支比在一定范围内几乎是随机的。此后10 年，不同研究组的多次实验测量结果显示分支比稳定到3/4，而每一次实验的误差都落在前一个实验的误差范围内。这个事例告诉大家，单次实验观察不一定能完全独立于理论去无偏地验证理论预言，仅凭一次和少数几次实验检验理论的正确性是不可靠的，只有多次重复实验才能逼近理论描述的“客观实在”。

上述问题出现的深层次原因在于一些人不能正确地理解和处理理论与实验之间的关系，他们有意无意地忽略理论预言成立的条件，将理想模型当实际系统来处理。同时，他们不能客观地分析和使用实验数据，而是为了迎合严格的或不严格的“理论”，人为地处理实验数据。为了拟合已有的理论，置反证的实验数据于不顾。这些做法很有可能导致科学研究滑向灰色地带甚至堕入学术不端。正如本文作者之一孙昌璞在《物理学报》上发表文章[13] 所说：“一个好的理论-实验的结合工作，必须是双盲的、背靠背的，否则的话就会出现互相人为拟合趋同的科学诚信问题”。

[2] 中国科学院，2024-07-09，【中国科学报】孙昌璞院士：保护“有品味”的科学家，勿让劣币驱逐良币

http://www.ad.cas.cn/mtbd2022/202407/t20240711_5025075.html

孙昌璞指出，拥有良好科学品味的科研人员，如果坚持发表精品、不唯“帽子”，可能会遭遇一定的现实阻力，因为他们的研究方向和方法可能不符合潮流。他呼吁采取措施，通过新的科技治理体系优化科研软环境，避免“劣币驱逐良币”。

现实中，一个拥有良好科学品味的科研人员坚持发表精品、不唯“帽子”，可能会遇到一定阻力，因为他们的研究方向和方法可能不符合潮流。

我们希望能大力支持那些有品味的科研人员，让他们尽可能不参与内卷，同时有机会凭借独特视角做出革命性的创新成果，从而得到更多关注和支持。因此，优化学术环境、营造鼓励创新和长远研究的氛围显得尤为重要。