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现代基础科学理论的哲学特征(1)

已有 3411 次阅读 2017-1-12 10:55 |个人分类:生活点滴|系统分类:科研笔记

 

       假期即将到来,作为大脑的休闲。

要谈现代基础科学理论的哲学特征,就要谈20世纪初科学哲学上达成的重要结论:1)一切具体的运动最终都可以抽象为平移和转动;2)在时间中的运动和在空间中的运动是不可分割的;3)物质存在与物质运动是不可分割的。

       科学哲学对自然科学基础理论的介入,以及基础科学进展对科学哲学的依赖性在20世纪后期表现的很突出。20世纪后期的重要科学文献,充满了哲学味。但是,与文科的哲学不同,禀存了牛顿的自然哲学的数学原理,是用数学语言来写作的。

       有不少学者感慨,现代基础科学理论就象是符号(数学)哲学。所以,经常性的也称为数学哲学(不要理解为是关于数学的哲学,而是指用数学语言表达的哲学)。

       针对结论1),“一切具体的运动最终都可以抽象为平移和转动”主要是抽象代数几何理论(取坐标增量为矢量,物理量为数值量)和几何代数理论(取物理量为基本矢量,坐标增量为数值量)。这就形成特色分明的两大数学学派。

       在用抽象代数几何理论表达电磁场和作用量原理方面,Yang-Mills(杨振宁-米尔斯)方程,和Chern-Simons(陈省身-西蒙斯)理论是有典型意义的。

       简单而言,平移是长度的变化(如电场),转动是曲率的变化(如磁场)。两者的内在联系就是:长度的变化与曲率的变化是可以相互转换的,从而导出麦克斯韦方程组。

       针对结论2),“在时间中的运动和在空间中的运动是不可分割的”,定义两类矢量,一类是平方值大于0的矢量,归一化为1;一类是平方值小于0的矢量,归一化为-1。由此,在逻辑上引入(p,q)空间。从而,逻辑演绎给出的结论就是:理想电磁波是这样的非零矢量,其平方值(电场能量与磁场能量数值相等,但符号相反)为0

       简单而言,把平方值大于0的矢量归类为空间(或时间),把平方值小于0的矢量归类为时间(或空间)。这样,在广义上,时间和空间都是高维空间。时间和空间的不可分割性就表现为把一般的空间定义为U(m)xU(n)。(这里x是表空间积)。从而,空间维数是m+n。取3+1就是广义相对论空间,取3+3就是哈密顿空间,取3+0就是经典的欧几里德空间。等等,理论是有多个的。

       针对结论3),“物质存在与物质运动是不可分割的”,由物质存在(用数值标量函数表达),借用质点运动矢量(如速度)来导出相应的物理变化量(物质运动)。再把质点运动矢量看成是坐标增量,把物理变化量看成是函数关于坐标的偏导数。从而,这样的坐标是物理化的(拖带的)。虽然用了坐标这个词,但是其含义是物理运动。例如,对梯度矢量,就作这种解释。

       大多数的现代基础科学理论专著,一般是强调某个方面。从而,在形式表现上,有多个体系,它们本质上是等价的,但是对概念系统的解释(或采用的数学表达方式)很不相同。

       由于抽象理论专著一般的是终结于导出经典理论的相应形式或结果,而其自身导出的一大堆推论是等待进一步的研究或实验证实的,所以,从实用主义的眼光来看的话,几乎没有实用价值。

       所以,在实用主义群体中,此类理论基本是没人研究学习的。表现为群体性的科学哲学上的落后。从而,是基础科学上的落后。

       而有兴趣学习研究者,在没有相当的经典科学理论或哲学基本素质下,几乎是必定迷失的。

       因此,在基础科学理论方面,拥有一大批基础科学理论研究者的国家就获得了科学上的“话语权”。这种“话语权”目前集中在欧美手中。

       搞研究的人,对“话语权”的重要性是多少有点体会的。

       

 



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