为何现实中理论和实际几乎相等?

 2024-01-25 06:06:48 西瓜影视

这是一个非常好的问题。直切物理学的核心:实验物理。实验物理的观测数据只是近似测量对象,始终没有得到有效的解决,这对之后理论物理的发展埋下了深深的隐患。量子力学和宏观物理不可协调的矛盾就是其中之一。很多物理人都试图回避或用统计学的办法绕过这个问题,美其名曰“随机误差”。其实这个问题的答案很简单。一个方块的边界是不清晰,所以测出来的长度也是不清晰的。我在这里省略一系列推断的过程,直接给出这一现象的核心解释:用离散的方法观测连续物体会出现误差。连续物体的基本单位是微元,它不允许点出现在连续物体上,这表示物体不会有明确的分界线。而测量恰恰是根据这些实际不存在的分界线进行的,这就是物理实验中“随机误差”的本质来源。物理学家试图用统计学来弥补,结果导致了像波粒二象性、量子不可测原理这些物理理论。对于连续性变量,控制变量法是无效的。原理同上,想要控制一个连续变量为一个离散数是不可能的。有人说控制连续变量为零可不可以?很抱歉,零也是离散的,不可能做到。物理实验中经常会让一个物体沿一轴运动,实际上物体在运动时总是三轴联动,根本做不到其他两轴的位移为零。以前归结于实验设备限制。但其实这个在理论上就无法做到。因为位移在三个维度上都是连续变量,物体运动时会在所有连续维度上产生”联动”,“联动”至少会有一个微元的单位。时间变量。第一,以时刻标注的时间是不准确的。道理同第一条,时刻是离散的,而时间是连续的。离散方法不能准确测量连续体。第二,时间变量不可控。道理同第二条,物体运动时,时间不可能为零,而且时间量度会随对象的速度相对光速发生变化,这导致时间量度在每次实验都会不同。

理论,是人类认识世界万物的过程经过无数实践经验总结、抽象出来的最本质的规律,至少在人类现有的认识水平上来看。模型,是科学家根据现有理论,在应对具体问题时结合数学演算规律,推演出的具体描述工具。再举个栗子:里德伯公式:,最初用来经验描述氢原子发射光谱的公式,这叫模型。这个模型最初是根据实验数据“猜”出来的,后来经过了量子力学(上面所写的薛定谔方程)在氢原子具体情况下的推演,验证其有效性。我还是真诚而又天真的相信,理论——至少在目前人类的认知水平上,在其适用范围内,应该不会错。但是——模型针对了具体情况,会进行近似处理,甚至从根本上出错。

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