物理學定律都是在有限次實驗中得到驗證的,那麼如何肯定在無限次情況下成立呢

時間 2021-05-08 09:27:37

1樓:李虹

物理學是等待證偽的,不是等待證實。有限次的驗證,再加上具體應用中未出現矛盾,就可以作為定律繼續使用。但是一旦遇見否定的證據,就得好好重新研究了。

物理學不同於數學,不需要精確,要的是理想化思維,所以,無法徹底消除阻力的時候伽利略就能說出:沒有阻力物質將永遠保持勻速運動狀態。

理想化基礎上,再逐步引入影響因素,完善理論。

同樣,有限次的實驗,也可以假設無限次可用,但是持續地驗證,等候新的實驗事實。

2樓:Aries

物理學所涉及的就是我們對於自然界所能說的東西尼爾斯·玻爾

這個問題非常有意思。物理學首先是一門科學,科學的乙個重要性質就是可證偽。也就是說,你在物理上提出來了乙個命題,你說它在無限次條件下都成立是永遠無法被保證的。

物理不是數學,數學是思維的體操,其構建基於邏輯和自洽,但是物理是對現實世界的一種摹畫。然而你置身事內,無法一覽全貌,只能通過管中窺豹的途徑通過觀察/實驗提出假說模型去解釋它,然後為了進一步證明這種模型的「正確性」,你又提出了一些推論讓後人證明。然而事實上模型都是對現實的近似。

舉個例子,正如牛頓的經典物理經過了上百年的驗證已經非常成熟了,但是在著名的「兩朵烏雲」(指黑體輻射/光電效應)面前它也只能黯然離席。在量子世界或強引力高速環境下分別被被量子力學和相對論所取代。以後必然還會出現新的能解釋更多自然現象的物理規律被發現。

或許這就是物理的迷人之處吧。

在漫長的科學生涯中我所懂得的最重要的一件事就是:我們所有的科學發現與真實的物質世界相比,還是相當原始和幼稚的,——但它仍然是我們所擁有的最為珍貴的東西。

阿爾伯特·愛因斯坦

3樓:吳牛喘月

說乙個老笑話吧。

奶奶讓小明去買火柴,告訴小明一定要試試是不是好用,等小明回來,交給奶奶一盒劃過的火柴,奶奶問怎麼回事。

小明說你不是讓我看看是不是好用啊,我都劃了一遍,都好用。

4樓:蛋蛋

因為沒有必要。

題主的問題其實很好,你如果有興趣,可以去了解一下人擇原理。

我們目前掌握的理論並不是終極物理理論,所以我們總結出來的理論,在當下當時能起作用,就足夠了。沒有物理學家會說目前哪個理論是絕對正確的,未來這所有理論的根源都很可能重新被推翻重來。

5樓:彪大人

那好吧,打過撞球嗎?"丁儀走到了撞球桌前。

"上學時隨便玩過幾下。"

"我和她很喜歡打,因為這讓我們想到了加速器中的粒子碰撞。"丁儀說著拿起黑白兩個球,將黑球放到洞旁,將白球放到距黑球僅十厘公尺左右的位置,問汪淼,"能把黑球打進去嗎?" "這麼近誰都能。

" "試試。"汪淼拿球桿,輕擊白球,將黑球撞人洞內。

"很好,來,我們把球桌換個位置。"丁儀招呼一臉迷惑的汪淼,兩人抬起沉重的球桌,將它搬到客廳靠窗的一角。放穩後,丁儀從球袋內掏出剛才打進去的黑球,將它放到洞邊,又拾起那個白球,再次放到距黑球十厘公尺左右的地方,"這次還能打進去嗎?

" "當然。" "打吧。"汪淼再次輕而易舉地將黑球打人洞內。

"搬。"丁儀揮手示意,兩人再次抬起球桌,搬到客廳的第三個角,丁儀又將黑白兩個球擺放到同樣的位置,"打吧。"

"我說,我們……" "打吧。"汪淼無奈地笑笑,第三次將黑球擊人洞內。

他們又搬了兩次撞球桌,一次搬到了客廳靠門的一角,最後一次搬回了原位。丁儀又兩次將黑白球擺到洞前的位置,汪淼又兩次將黑球擊人洞內。這時兩人都有些出汗了。

"好了,實驗結束,讓我們來分析一下結果。"丁儀點上一枝菸說,"我們總共進行了五次試驗,其中四次在不同的空間位置和不同的時間,兩次在同一空間位置但時間不同。您不對結果震驚嗎?

"他誇張地張開雙臂,"五次,撞擊試驗的結果居然都一樣!" "你到底想表達什麼?"汪淼喘著氣問。

"你現在對這令人難以置信的結果做出解釋,用物理學語言。"

"這……在五次試驗中,兩個球的質量是沒有變化的;所處位置,當然是以球桌面為參照系來說,也沒有變化;白球撞擊黑球的速度向量也基本沒有變化,因而兩球之間的動量交換也沒有變化,所以五次試驗中黑球當然都被擊人洞中。"

丁儀拿起撂在地板上的一瓶白蘭地,把兩個髒兮兮的杯子分別倒滿,遞給汪淼一杯,後者謝絕了。

"應該慶祝一下,我們發現了乙個偉大的定律:物理規律在時間和空間上是均勻的。

人類歷史上的所有物理定律從阿基公尺德原理到弦論,以至人類迄今為止的一切科學發現和思想成果,都是這個偉大定律的副產品,與我們相比,愛因斯坦和霍金才真是搞應用的俗人。"

所以,我們認為物理規律在時間和空間上是均勻的,也就是說,一次能做成,那麼無限次也能做成

6樓:

這是個純邏輯問題。

首先,對於任何乙個命題,人類都沒有能力去驗證無限次。

無限是個人類無法企及的概念。

其次,某些明顯的假命題,理論上也能無限次被驗證為真。

所以能被驗證無限次這個事情,其實也沒有那麼重要。

換個思路,問題就會變簡單。

比如你看哪個定律不順眼了,就去設法令它出錯,只要出一次錯,就能當場斃了它。

但若實在斃不掉,那麼也只能暫時先認了。這才是人類應有的行事邏輯。

7樓:

本來就不能肯定無限次成立,做一次實驗就只能驗證本次成立,所以有人賦予科學「一定可以被證偽」的屬性……況且物理定律經常都不是完全正確的,就像牛頓的經典力學,後來人民發現它不過是相對論的乙個特殊情況罷了,但經典力學足夠對生產生活提供理論指導,就先用著了……

8樓:破曉的餘暉

如果物理法則隨時間空間而變化,會發生能量不守恆現象,鑑於目前世界能源問題尚未得到解決,可以斷定物理法則不會隨時間空間發生變化,只要實驗條件一致,你做我做都是一樣的,如果某一次實驗資料和以前的對不上,就要考慮是否是實驗條件發生了變化

9樓:sof1911

這個問題根本就沒有答案,因為我們至今也沒有找到能夠描繪所有物理現象的終極真理,甚至即便有一天我們找到了某種理論可以描繪人們已知的的所有現象(統一四大基本力),但我們也無法確認它是否就是真正的的終極真理,因為人們根本無法窮盡所有的情況。現有的物理理論是不完善的,只不過是在一定範圍內,在人們已知的的實驗裡,它都是符合實際的,那我們就暫且認為它是對的。

10樓:葵花Sama

先說結論

無法肯定在無限次情況下成立,但是根據現有的實驗和理論,可以給個概率上的描述:

有極大概率在無限次情況下至少有一次不成立。

首先,研究物理和研究數學是不一樣的。

數學可以用有限的計算和推演證明無限的情況。但是物理不一樣,研究物理是需要不斷的實驗的。

為什麼呢?原因有二:

其一就是數學可以不在乎條件的真假,只關心乙個條件能推出什麼樣的結果。從一系列公理,推出一系列定理,產生乙個系統,只要能自洽,就是正確的。而物理反映的是現實世界的規律,嚴格上講不允許任何先驗的斷言。

於是對於物理,我們只能猜想、驗證、修訂、猜想、驗證……

那麼上面的結論是如何得到的呢?其實這可能並不是真的,說是結論,也只是我的乙個猜想,基於我們現有認知。

從時間角度,無限次實驗驗證,肯定是做不到的。但是我們知道實驗是需要時間的,就算能在同一時刻做無數次實驗驗證,那除了第一次實驗以外,剩下的實驗毫無意義。因此認為這個過程需要無限的時間。

按我們現有的對宇宙、物理的認識,任何事物都在發生變化,包括宇宙本身。隨著時間的推移,我們不能斷定當前的物理法則,物理常數不會發生變化。

從空間角度,如同前面說的那樣,物理規律不是孤立的,假設無限次驗證的空間位置結構,物質分布,運動情況等不一致,也不能斷定不會發生意料之外的現象。

從概率上講,我們現有的對宇宙的認識認為宇宙極有可能是有限的,對於無限的時間和空間來說,有限的情況出現的時間、佔據的空間佔比都為0,所以只要宇宙有限,任何現象在任何空間,任何時間不變的可能性為0。

綜上,就得到了開頭的結論。

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對於這個問題,還可以引出另乙個問題

宇宙萬物的本質是數學的嗎?

下面請出萬能的小明

小明看了上述數學與物理的區別,忽然冒出乙個想法,如果某個實驗的現象能找到純數學的解釋,(純數學就表示對這個現象的解釋不直接或間接依賴任何其他實驗的結果,可以單純從數學公理推出來。)那麼不就成功的把乙個物理實驗轉化為一次數學證明了嗎,也就有可能證明某個實驗執行無限次是否都成立。

貫徹這個思路,小明開始尋找這樣的例子。

他首先想到了牛爺爺的萬有引力定律。但立馬就排除了,萬有引力常數顯然是個他無法解釋的數字。如果萬有引力被數學公理推導出來,一百個諾獎都不夠拿的。

即便是使用廣相的觀點,光速依然是乙個無法解釋的數字。

既然萬有引力無法被純數學解釋,那由它產生的一系列現象都可以排除了。

於是小明的方向更明確了,試圖挑不包含奇怪的常數的規律去解釋。

這看上去似乎十分好找,畢竟從公式上看,這樣的例子很多。還是舉個牛爺爺的家喻戶曉的公式:F=ma

沒有奇怪的常數了,小明開始推演。然而真的如他所願嗎?很快他發現,需要被解釋的其實還有物理量,而公式表達的只是它們之間的相互轉化關係,而物理量中又包含著物理量和它們的關係,奇怪的常數無處不在。

就像一顆枝繁葉茂的大樹,得找到根。

在多次嘗試後,小明意識到現今所有的物理定律都脫離不了乙個體系——時空。

只要能用數學推導出時空的本質和行為,那麼依賴它的質量、能量、場與運動等,都能夠不經過實驗得到解釋和證明。

然而小明有點迷茫了。

人們對數學的認識與深入的研究不過幾千年。而所認識的,宇宙已經存在了百億年。我們有足夠數學工具嗎?有足夠的引數建立模型嗎?

來不及想這個,另乙個問題就產生了,時空只是概念上的認識,該怎麼量化呢?

古往今來,人們對時間的量化無非是使用週期性運動的次數。對空間量化無非是使用尺度不變的物體,或者結合速度恆定的運動與時間去丈量。

用時空的產物去量化時空,並不是對時空的測量,它得到的依舊只是一種現象罷了。無法跳出時空去量化時空,就無法建立數學模型,遑論證明,一切回到原點。

然而怎麼跳出時空去看它的樣子呢?小明頭腦空白,好像無法想象,就好像乙個不屬於任何顏色的盲人的黑。

想到這裡,小明似乎有些明白了,問題就出在 「認識」 這個過程上,認識是有侷限的。物理也好,數學也罷,都是我們對這個世界的描繪。

而我是萬物之一,萬物於我皆現象。

那什麼才是本質呢!

物理定律的根源是時空嗎?是時空之外的東西嗎?時空之外是否還有之外呢?乘除加減的本質是什麼?為什麼一是一二是二……

不得而知。

小明腦海裡忽然冒出道德經開篇第一句

道可道,非常道,名可名,非常名。

上古先賢的哲思也許無法觸碰到那個本質分毫,但他知道那個本質它就在那。

也許我們都是缸中之魚。

又是這個結局,好沒意思啊!小明決定不再想下去了,管它數學物理,外面天氣那麼好,他決定放下手機去曬曬太陽。

物理學下落問題?

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噠噠 應該是一步一步走省力些,一步一步走向上的力與自己的體重差不了多少,倒是往上跳需要有足夠的動力。再說了如果往上跳更省力,現在的大家應該都是跳著上樓而不是走著上樓了吧 莫得 和體重有關,設想你提很重的東西,一步一步容易還是幾步容易。還要台階的高度,應該是腿自然抬起的高度,腿最省力的高度。這兩個條件...