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丁小平的学术思想及其启示:物理学

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控制论之父维纳警示科学界时指出:“在上一世纪,也许没有莱布尼兹这样的人,但还有高斯、法拉地、达尔文。今天没有几个学者可以不加任何限制而自称为数学家、物理学家、生物学家。一个人可以是拓扑学家、声学家、甲虫学家。他满嘴是他那个领域的行话,知道那个领域的全部文献、那个领域的全部分支,但是,他往往会把邻近的科学问题看作与己无关的事情,而且认为如果自己对这种问题发生任何兴趣,那是不能允许的侵犯人家地盘的行为。”这样的现实的后果是科学发展因没有帅才的战略规划而误入歧途。丁小平不仅为此痛心不已,而且,致力于扭转这种局面。

丁小平指出,对理论物理,从战略上说至少有三项工作要做:第一,重新梳理物理学实验史,纠正错解,吸收漏解,从而,优化物理学结构和充实物理学内容;第二,纠正对数学演绎的错解,避免物理学误入歧途;第三,实现实验定律的普遍升级。对于错解数学演绎问题,他强调指出,自然界从来都是必然性的自然界,所谓“或然”是思维的东西,是统计性认知方式的结果。混沌是物理模型的失真性和数学理论的欠完备性导致的,不可以把主观误解强加给客观现实。对于实验定律的升级,他举例说明:比如现行库仑定律只是该规律的函数表达式的级数展开式的第一项,应该通过更精确的实验和数学手段,找出对应该级数的函数。

在战役上,纠正错误,揭示规律。比如,一切量变在微化到度的水平上之后都呈现出量子化,这就好比水流的减小,当小到分子级时就是量子化的,不必对量子化现象大惊小怪。量子化也并不导致突变,因为任何量子发生作用都是有过程的,作用过程迟滞了“突变”。不确定原理也是如此,它是误解和误解放大的产物。测不准关系的逻辑基础是光学仪器的分辨率公式,也就是说测不准与分辨不清都是观测手段的产物,因为衍射现象会使分辨发生困难。就像物体绝不因显微镜分辨不清而仍然有自己的确定样子一样,微观客体的具体状况也绝不因测不准而不确定。把所谓的测不准原理改称不确定原理是误解的又一次放大。

描述一场篮球比赛,可以用统计的方式,比如波函数,也可以用动力学方式,比如动力系统函数。每一次篮球投掷的轨道都是确定的,都可以通过微分方程准确地加以描述。如果改用波函数描述,再通过施瓦茨不等式演绎,得出的结果就变为不确定了,这是选用不恰当的描述方式的结果,而不是篮球比赛的每一具体过程不确定。以David J。Griffiths为代表的物理学教育家正在推广的量子力学,就是从波函数出发,通过施瓦茨不等式得出所谓的不确定原理,以使人们相信微观客体的运动是不确定的。Griffiths的推导方式有两个原则性问题:第一,人为规避等式而采用不等式推导,在数学上使确定的关系表现为不确定;第二,波函数中本身就包含衍射信息,这种推导与传统推导等价。解决介入性干扰的出路在于改用灰箱(或者黑箱)方法研究微观客体。

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