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尺度影响随想

已有 4391 次阅读 2011-10-1 10:24 |个人分类:信息探索|系统分类:科研笔记| 尺度影响

“尺度”是什么?
尺度通常是我们考虑在时间或空间上的邻近关系的远近程度的单位衡量标准。
尺度有什么影响?
尺度决定的是我们考察和研究事物的时空范围的大小,也就是被考察区域的半径范围。
通常,所取尺度越小,被我们考察范围的半径就越小,反之,考察范围的半径就越大。
 
尺度会影响我们的“分辨率”、“精度”、“准确度”的概念。
显然,
尺度选得越小,我们可分辨事物之间的界限的能力就越强,当然,能否分辨,更主要取决于事物本身在那个尺度下是否存在彼此的分界。
 
要得到测量事物的较高的精度,当然也要具备能深入到更小尺度上去测量的能力,这个能力越强,可得到的精度就越高。
 
准确度听起来和精度关系很近,实际是几乎没有相互直接关联的概念,而只是他们都和尺度直接相关。
准确度是衡量测量结果和被测对象的实际所处的指标状况的吻合程度。
我们往往有一个误解:如果我们测量的精度越高,那么准确度也越高。
实际上,准确度更大程度取决于被测事物在某个尺度下所表现出来特性的稳定程度。
被测事物并不是在所有大小不一的尺度下都会表现同样的特性稳定性的,事实上,在大尺度上事物拥有的特性,可能在小尺度上根本就不存在,反之亦然。
所以,与其说测量精度影响准确度,不如说:我们采用的观测尺度和事物特性表现的尺度的适应性,决定了测量的准确度。
在大尺度表现稳定的特性,在更高的测量精度下测得的结果,可能表现出在相应精度下更差的数据稳定性,因为,事物的这个特性,本来就在小尺度下不稳定。
 
我们还不具备同时既在取非常小的尺度上,又在非常大的范围内进行观测的能力。
比如,极端地说,我们不能在原子尺度下观测整个宇宙。
有人可能会质疑:为什么要在原子尺度下观测整个宇宙?有这个必要吗?在原子尺度下观测整个宇宙也还是只能得到原子尺度上能看到的一切?难道不是吗?
有人也可能误把观测宇宙射线,粒子风暴这样的事就已经是在原子尺度下观测整个宇宙了。
这只是一个举例而已。只想说明“同时既在取非常小的尺度上,又在非常大的范围内进行观测的能力”是一种怎样的能力,这种能力为什么重要?也许不要极端到宇宙的范围,即便是在细胞范围来用原子尺度来观测,我们的这种能力都已经显现出一点点的提高都会带来很大程度的革命性的认识提高。
这或许就是全息观测的能力。类似Google地球,就显现的是一种“在较小尺度下,做较大范围的观测”的能力——但还不是同时,也就是时间尺度还放得比较大的成果,已经让我们比较惊叹了。如果我们还能更进一步的话,会是怎样的局面呢?我们的想像力得到了一个可以接受挑战的机会。
 
回来用物理的眼光来审视一下尺度的概念。当然,我们知道,近代物理一直在挑战“统一无穷大尺度下和无穷小尺度上的物理规律”的任务。当然,必定会有两种观点存在:可以统一和不可仪统一。微观宇宙说和宏观量子说都是值得尊敬的勇敢地正面挑战的假说。
我想,是否可以换一个角度来看待这个问题。
就是在物理规律中,是否可以把尺度本身作为一个参变量来考虑?
这与我们相对性地建立不同尺度上的物理规律的想法其实是尊重同样的事实的,但所采取的态度和方法是有所不同的。
在考虑可不可能和如何能够“把尺度本身作为一个参变量来考虑”的问题之前,我们至少可以先想像一下,如果我们能了,会有什么好处,如果有好处的话,我们就肯定会能做到的。
对了,如果我们能了,我们就真正做到了“统一无穷大尺度下和无穷小尺度上的物理规律”,不是吗?真的是的啊!
 
怎么样才能做到?似乎和要发展全息观测能力有关哦。
做到了的话,会是什么样子?
假想物理规律本身是一个“空间”,就叫“物理规律空间”好了,注意,这是一个概念空间(数学空间),不是物理空间。
而“尺度”是物理规律的参变量的意思,就是说:尺度是物理规律空间的一个维度。
 
物理规律空间是用来刻画真实的物理空间的,或者说,我们探索统一的物理规律的任务,本身就是想在物理规律空间中,找到物理空间的“投影轨迹”。这么说来,物理空间只是物理规律空间中的子空间,物理空间的维度,同时也是物理规律空间的纬度,只是,我们把物理空间的维度理解为是一种特殊的数学维度就可以了。
 
于是,我们至少就可以将“尺度”维与时空维在物理规律空间中进行正交来研究了。
这意味着,我们正在试图建立一个“全息物理空间”。
物理空间同时既是小尺度的,又是大尺度的。
当我们选择在小尺度的刻度上来研究物理空间,并不意味着我们只关注局部小范围,我们依然关注整个物理空间;
当我们选择在大尺度的刻度上来研究物理空间,并不意味着我们只取粗的精度等级,我们依然关注到最小可能的精度等级;
想像这个一个全息物理空间。
我想到一个问题:在这个全息物理空间中,“物理规律”也许是连续的,也许是不连续的;也许是线性的,也许是非线性的;我们是否能在“尺度”维上的某些点,我们会发现物理规律的“奇点”,甚至“奇洞”?


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