设为首页收藏本站

弧论坛

 找回密码
 立即注册
搜索
热搜: 活动 交友 discuz
查看: 3775|回复: 54

讨论:当今十大物理学难题的哲学基础

  [复制链接]

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
发表于 2017-9-28 07:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
讨论:当今十大物理学难题的哲学基础

提出这个讨论,是因为如下三点:

1、当代最重大的科学成就所引发的悖论丛生,认知混乱。
2、所有的这些混乱源生于缺乏更深刻的认识整合系统。
3、提供系统基础并彻底澄清认识迷惑的简要工具是哲学。

希望相关专业人士及有兴趣者乐意参与。虽然有点儿烧脑和“挑衅”,然却并非无益……

(有兴趣参与者,可发消息给论坛管理,将开放其发帖权限。)


下面引用一篇文献做讨论的分项题目和引子。
==========

十大物理学难题 一直困扰全世界


2017-02-04

量子科学



                               
登录/注册后可看大图

物理学的发展给其他学科的发展起到了很大的推动作用,在科技发展如此迅猛的当今时代,而物理学进程则称得上是履步艰难。无论我们的力量是大是小,我们至少对此应该有所关注,也许某个思维的火花就因为这个而发出,以至于引起无穷的力量。那么,就让我们看看这些难题吧!

圣巴巴拉加州大学的理论物理学家戴维•格罗斯在公布选出的问题时说:“我是这样考虑的:如果我从现在起昏迷 100 年,当我醒来时,我会问什么问题。”

美国圣巴巴拉加州大学的物理学家们挑选出 10 个最匪夷所思的物理学问题,解答这些问题足够让世界物理学界忙上 100 年。尽管没有任何悬赏,不过,对任何一个问题的解答差不多都能获得诺贝尔奖。


                               
登录/注册后可看大图



1.表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算,或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件,因而也是无法推算的参数?

爱因斯坦的表述更为清楚:上帝在创造宇宙时是否有选择?想象上帝坐在控制台前,准备引发宇宙大爆炸。“我该把光速定在多少?”“我该让这种名叫电子的小点带多少电荷?”“我该把普朗克常数,即决定量子大小的参数的数值定在多大?”他是不是为了赶时间而胡乱抓来几个数字?抑或这些数值必须如此,因为其中深藏着某种逻辑?

2. 量子引力如何帮助解释宇宙起源?

现代物理学的两大理论是标准模型和广义相对论。前者利用量子力学来描述亚原子粒子以及它们所服从的作用力,而后者是有关引力的理论。很久以来,物理学家希望合二为一,得到一种“万物至理”——即量子引力论,以便更深入地了解宇宙,包括宇宙是如何随着大爆炸自然地诞生的。实现这种融合的首要候选理论是超弦理论,或者叫 M 理论,这是其名称的最新“升级版”,M 代表“魔法”(magic)、“神秘”(mystery)或“所有理论之母”(mother of all theories)。

3. 质子的寿命有多长,如何来理解?

以前人们认为质子与中子不同,它永远不会分裂成更小的颗粒,这曾被当成真理。然而在70年代,理论物理学家认识到,他们提出的各种可能成为“大一统理论”,该理论把除引力外的所有作用力汇于一炉的理论暗示:质子必须是不稳定的。只要有足够长的时间,在极其偶然的情况下,质子是会分裂的,办法是捕捉到正在死去的质子。许多年来,实验人员一直在地下实验室中密切注视大型的水槽,等待着原子内部质子的死去。但迄今为止质子的死亡率是零,这意味着要么质子十分稳定,它们的寿命很长,估计在10亿亿亿亿年以上。

4. 自然界是超对称的吗?如果是,超对称性是如何破灭的?

许多物理学家认为,把包括引力在内的所有作用力统一成为单一的理论要求证明两种差异极大的粒子实际上存在密切的关系,这种关系就是所谓的超对称现象。第一种粒子是费米子,可以把它们粗略地说成是物质的基本组件,就像质子、电子和中子一样,它们聚集在一起组成物质。另一种粒子是玻色子,它们是传递作用力的粒子,类似于传递光的光子。在超对称的条件下,每一个费米子都有一个与之对应的玻色子,反之亦然。

物理学家有杜撰古怪名字的冲动,他们把所谓的超级对称粒子称为“sparticle”。但由于在自然界中还没有观察到sparticle,物理学家还需要解释这种对称性“破灭”的原因:随着宇宙冷却并凝结成现在的这种不对称状态,在其诞生之际所存在的数学上的完美被打破了。

5. 为什么宇宙表现为一个时间维数和三个空间维数?

这只是因为还没有想到一个可以接受的答案,只是因为除了上下、左右、前后,人们无法想像在更多的方向上运动,这并不意味着宇宙原本就是这样的。实际上,根据超弦理论,肯定还存在着另外六个维数,每一维都呈卷曲状,十分微小,因而无法察觉。如果这一理论是正确的,那么为什么只有这三个维数是伸展开来的,留给我们这个相对幽闭恐怖的空间呢?

6. 为什么宇宙常数有它自身的数值?它是否为零,是否真正恒定?

直到最近,宇宙学家仍然认为宇宙是以一个稳定的速度在膨胀。但最近的观察发现,宇宙可能膨胀得越来越快。人们用一个叫宇宙常数的数字来描述这种轻微的加速,这个常数是否如人们早期所认为的是零,或者是一个非常小的数值,物理学家现在还无法做出解释。根据一些基本计算,这个常数应该很大,是我们观测结果的大约 10 到 122 倍。换句话说,宇宙应该以跳跃般的速度在膨胀。而实际情况并非如此,肯定有什么机制在压制这种作用。如果宇宙真是超对称性的,那宇宙常数就该被完全抵消掉。但这种对称性——如果确实存在的话——看来已经破灭。如果这个常数随时间的变化而变化的话,那情况就更加复杂了。

7. M 理论的基本自由度(M 理论的低能极限是 11 维的超引力,它包含 5 种相容的超弦理论)是多少?

这一理论理否真实地描述了自然?多年来,超弦理论最大的弱点是它有 5 个不同的版本。到底哪一个——如果有的话——描述了宇宙?反对这一理论的人最近已经接受了被称为 M 理论的最主要的 11 维理论框架,但情况却因此变得更加复杂。在 M 理论前,所有的亚原子粒子都被说成是由微小的超弦组成的。M理论给组成亚原子的物质谱加了一种叫做“膜(brane)”的更为神秘的物质,它就像生理学上的膜一样,但最多有9个维数度。现在的问题是,什么是更基本的物质组成单位,是膜组成了弦还是刚好相反?或者另外存在着一些更基本的物质单位,只是人们没有想到罢了?最后,这两种东西中是否有一种确实存在,或者 M 理论仅仅是一种迷人的大脑游戏?

8. 黑洞信息悖论的解决方法是什么?

根据量子理论,信息——无论它描述的是粒子运动的速度还是油墨颗粒组成文件的确切方式——是不会从宇宙中消失的。但物理学家基普•索恩、约翰•普雷希尔和斯蒡芬•霍金却提出了一个固定的假设:如果你把一本大不列颠百科全书扔进黑洞中去,将会发生什么事?宇宙中是否有其他同样的百科全书是无关紧要的。正如物理学中所定义的,信息并不等同于含义,信息仅指二进制的数字,或是一些其他的代码,它被用来精确地描述一个物体或一种方式。所以看起来那些特定的书本里的信息将被吞没,并永远地消失,但人们觉得这是不可能的。霍金博士和索恩博士相信那些信息确实消失了,而量子力学必须对此作出解释。普雷希尔博士推测信息其实并没有消失。它也许以某种形式显示于黑洞的表面,如同在一个宇宙中的银幕上。

9. 何种物理学能够解释基本粒子的重力与其典型质量之间的巨大差距?

换言之,为什么重力比其他的作用力(如电磁力)要弱得多?一块磁铁能够吸起一个回形针,即使整个地球的引力在把它往下拉。根据最近的一种说法,重力实际上要大得多,它仅仅是看上去比较弱而已,因为大部分重力陷入了某一个额外的维数度之中。如果我们可以用高能粒子加速器俘获全部的重力,也许就有可能制造出微型黑洞。虽然这看上去会引起固体垃圾处理业的兴趣,但这些黑洞很可能刚一形成就消失了。

10. 我们能否定量地理解量子色动力学中的夸克和胶子约束以及质量差距的存在?

量子色动力学(Quantum Chromodynamics, QCD,)是描述强核子力的理论。这种力由胶子携带,它把夸克结合成质子和中子这样的粒子。根据量子色动力学理论,这些微小的亚粒子永远受到约束。你无法把一个夸克或胶子从质子中分离出来,因为距离越远,这种强作用力就越大,从而迅速地把它们拉回原位。但物理学家还没有最终证明夸克和胶子永远不能逃脱约束。他们也不能解释为什么所有能感受强作用力的粒子必须至少有一丁点儿的质量,为什么它们的质量不能为零。一些人希望 M 理论能提供答案,这一理论也许还能进一步阐明重力的本质。

作者:乔治·约翰逊



万物于弧

2

主题

58

帖子

58

积分

特邀会员

Rank: 8Rank: 8

积分
58
发表于 2017-9-28 09:28 | 显示全部楼层
阳春白雪,和者盖寡也!

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
 楼主| 发表于 2017-9-28 09:37 | 显示全部楼层
吃瓜不吐瓜子焉为乡民之乐乎?
万物于弧

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
 楼主| 发表于 2017-9-29 14:15 | 显示全部楼层
先就第一个问题开个头,做个引子。
1.表达物理世界特征的所有(可测量的)无量纲参数原则上是否都可以推算,或者是否存在一些仅仅取决于历史或量子力学偶发事件,因而也是无法推算的参数?


提取出来基本意思就是可测量参数的自然意义及其缘由。

有三点值得注意:
1、可测量(相对性)
2、可换算(可比性)
3、可“常数”(定比性)

这个问题如果在物质层面看,的确异常困难。但如果放置在另一个背景看,可能就会很简单。

首先,数的自然意义是什么?
数的本质是量。如果全同,“数”就没有任何意义了。
由此可知,数来自于非全同。
非全同(域)究竟有多少呢?

暂且不管宇宙中有多少个非全同区域。但因为涉及到测量,注意:是人的测量而非其他生物的测量。所以,
人在之域,即我们熟悉的生存环境就起码是那个对应于“我们的数”的特定非全同域。
人在之域是什么呢?目前的科学称之为“物质世界”。也就是说,物质世界是一个非同的相异世界。当然,或许还有神界,仙界,众多界,……。我们是人,就先考察人界好了。

什么原因导致的了人界(物质世界)的相异呢?

这就需要明确物质世界的由来。
不出人界,可比性就只能是人性(本在天性)之比,换言之,就是物质与物质的相对可比性。这也就是目前的寻常人界。概言之,所有的人界之量都是相对条件下的可比。人界中,一切数都是相对而言的量自定义。反之,一切量都是数定义基础上的差异性。在人界这里,常数是没有的。

如何会在寻常物理中出现参数呢?

这就提示了物质世界的相对有限性。也就是说,物质世界中的全部数量都是可以比且互换的。举个例子,地球上的什么重量制衡系统之间是不可以相互换算的呢?什么钱币之间是不可以通过汇率加以兑换的呢?什么尺度不是可以相互折算的呢?

那么,参数是如何产生的呢?

这里稍微复杂一点。需要先考察一下物质世界是否是一个无限域的问题。
如果是,如何解释生死?如何解释存亡?如何解释时空?
如果不是,上述问题就很好理解了。如此就导生出一个关于物质世界的根本性问题:有限物质世界的“爹妈”是谁?
依据常理,有限的物质世界不可能来去无由。她应该有个“亲身”或“寄养”之类的由头。

这个“由头”,在人类历史上有过很多众说纷纭的猜测。这里,模仿性的也引入一个“猜测”,此说:万物源于能。

能是什么鬼?暂且不管,就算作能是“全同”、“无限” 、“唯一”……,总之是与整体物质世界的基本属性统统相对的一个乌龙概念好了。
假定能为物质之大限,生息之源的话,物质世界的所谓常数就成了一种必然。常数的自然实质也可以理解成是万物变异性之量化条件下的数值之“极限”。换句话说,就是一种相对于众多变量的阈值。
如此看下来,常数最起码是“跨界”性数量。它不可能全然产生于相对有限的物质世界,而是有限与无限在数量上的某种特性而已。

于此,抛一块碎砖,期待迎来大“玉”倾盆啦。

万物于弧

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
 楼主| 发表于 2018-3-12 06:18 | 显示全部楼层
再抛一块石头……


本贴开始列出的所谓十大物理难题的哲学困难,不过是关于宇宙真实认识集合中众多子集逻辑矛盾的部分局域问题。这些问题的背后是人类理性危机的现实现状。换言之,也就是需要用哲学眼光来剖解理性自身。

如何可以做到呢?不妨参考如下思路:

因:
形式是理性通往自然真实的唯一桥梁
人类理性能力的唯一本元基础是逻辑。
逻辑自然是先天的,理性逻辑是后天的。逻辑决定了理性,理性不能创生逻辑。
理性实践逻辑的唯一条件是形式。
不同的形式体系决定了不同的理性逻辑系统。
不同的理性逻辑决定了不同的世界观原则。

故:
形式是理性通往自然真实的唯一桥梁。


寻找到自然逻辑的先天形式,也就获得了关于自然真实的理性自由。

弧学说认为弧形式就是那个终极形式。



万物于弧

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
 楼主| 发表于 2018-4-17 13:00 | 显示全部楼层
很多根本性的问题可以选择规避,但无可缺省。

草木有根,万流有源。人类理性作为一种物质性状,其载体的有限性已经决定了本位主义的破产,不是吗?
万物于弧

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
 楼主| 发表于 2018-4-20 06:56 | 显示全部楼层
但凡存在都必其性状,无论观察与否。故,存在 = 形式。

形式的抽象导向着理性方式。理性的疑问究竟是源自本在真实?还是源自理性模式?
宇宙是全部(The natural's all)?还是理性概念的构筑(The imaginations about natural's)?
真实是可以想象出来的吗?为什么理性离不开逻辑?
理性逻辑的本质是什么?它是否存在先验的对应基础?
数学反映了理性先验还是后天经验?数学抽离了其形式基础还自洽吗?
数学是理性逻辑的符号?还是自然自诉的语言?
…… …… ……
理性VS真实.png


万物于弧

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
 楼主| 发表于 2018-4-20 15:31 | 显示全部楼层
东西方两个思想体系在发展过程中,各自形成了鲜明独特的文化群落——相互适配的精神原则和行为原则。

各自的文化基因,随着信息化社会的形成,必将发生交叉与融合,新的“杂化”基因也将渐趋主流。
文化基因.png
人类文明的历史过程,本质上是各自文化蜕化的变革过程。科学界的重大哲学认识问题,也必须放在更广泛深刻的文化背景下考察,才有获得合理解释的可能。换言之,科学观念的难题,不仅仅是自身的问题,更应看作是整体文明的系统性问题。

万物于弧

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
 楼主| 发表于 2018-8-12 06:20 | 显示全部楼层
哲学的终极目的就是寻找对人类存在合理性进行自我否定的天然边界和自然规则。

哲学发展的原动力不是对自然事实的求证,而是对人类理性的自我否定。求证是对理性自由度在行为方式方面的限定模式。而否定则是对行为自由度在理性方式方面的反制模式。哲学是思辨自我否定的智慧。

人,生而有限,故于无穷。哲学的社会功效不是学而人,而是学而人。





万物于弧

3963

主题

4393

帖子

4953

积分

坛主

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
4953
 楼主| 发表于 2018-8-13 05:59 | 显示全部楼层
“以太”作为一个被传统科学因接受爱因斯坦相对论观念而被抛弃的“陈旧”概念,其到底有无实际性物理意义呢?

宇宙世界的划分有很多方式,但从物理存在的基本属性上看,也就两类:运动性和非运动性

立足于运动性立场看宇宙,一切物理存在的运动性都必定是相对性的——譬如爱因斯坦观念。如果立足于非运动性立场看宇宙,一切物理存在的运动性都必定是限定性的——譬如光速不变原理。

运动性与非运动性两者间的核心关系,既不是相对性,也不是限定性,而是从属性。俗话说,谁是老大天下第一的问题。这就不得不涉及到宇宙的本源性问题。换言之,就是物质形态是宇宙的本源?抑或其他形态?也就是说,运动与非运动问题的本质涵义是相对与绝对。

谈及此,问题的答案实际上已几乎直接呈现了——宇宙的本源存在形态是能量或能。简单地举个例子:人类可以改变或消灭物质但改变或消灭不了能量。这方面的论证,现代科学通过实证原则累计给出了非常基础和可靠的观测结论,于此不赘。

作为认知宇宙的理性载体——人类,其自身的物理性质也必然决定了其关于宇宙图景的描述原则。如果人类存在于宇宙的运动性层面,那么,毫不奇怪,人类最终获得和接受相对性观念也是其存在条件下的逻辑必然。构筑在人类自然属性规范下的感知性逻辑基础之上的意识及理念体系也必定是反绝对性的。事实上也是如此,譬如最经常性和基础性的两个令人头疼的“小”问题:“零”和“无穷”。

设想一下,假如人类存在于某个非运动性层面,譬如能量层面,以一种“不变应万变”的视角看待宇宙,也就是说“立足在”某个绝对背景条件下来看待宇宙的运动性层面的话,会是怎样呢?

很简单,除了运动事物之间的相对可比性之外,一切运动事物,也必定各有其“大限”,即生灭过程。换个方式说,就是一旦事物离开了运动性层面,它就失去了运动特性而被绝对化了,反之,只要没有脱离开运动性层面,无论事物的运动状态如何,它必定是可被相对化的。绝对化对应于“零”或“无穷”,也就是非运动性,或说能量状态。相对化对应于运动性,或说物质状态,即非“零”或非“无穷”。换言之,物质生灭不过是宇宙不同层面间的相变

这个时候,“陈旧”的以太观念似乎又活了过来——其无所不在,没有质量,绝对静止——然而,此以太已非彼以太,其物理意义亦迥然不同。

因为不单单是物质存在所独有的,也是能量和能所必备的。只不过因于人类存在的运动属性而限制了其关于能量和能的认知能动而已。能量和能如同物质那样,其存在状态也是具备着在结构方面的独特性和唯一性的。

时空是关于时间和空间之间关联性特征的连续性化描述方式。时空并非不可拆分的“最小”天然单元,特别是处于运动性层面的观测而言,时空必须是可被“间隔化”的。所谓的时空“间隔化”,就是说当捆扎在一起看时就是可量子化,掰开揉碎了看就是习以为常的时性间隔——时间和空间性间隔——空间。

时间和空间两个相互独立的相量,而时空则仅仅是众多的时间和空间之间相互对应性“配对儿”的级联关联关系投射在连续性方面时的结构化特征。

能量和能的存在状态也可以通过引入时间和空间观念来加以描述。不同的是,时间可以绝对空间,但空间不能反过来作用时间。换句话说就是质能不等。时间为主变量,表征着绝对和唯一;空间为从变量,表征着相对和统一。

在宇宙结构的运动性与非运动性分类基础上,“以太”对应着能量的时间结构性,是“立足”于非运动层面“面对”运动层面而言的观察位相,其物理意义是相对于一切运动质点而言,只有光性以太磁性以太,则是“无所不在,没有质量,绝对静止”的。“时空”对应着能量的空间结构性,是“立足”于运动层面“面对”运动层面而言的观察位相,其物理意义是一切运动质点而言,只有电时空,则是“光速条件下一切运动都是相对性的“。

有时候,智能历史中的一些“陈旧”观念还是有用的,例如“以太”。

万物于弧
*滑动验证:
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

手机版|Archiver|小黑屋|国际弧学研究会    

GMT+8, 2019-11-13 02:44 , Processed in 2.644694 second(s), 28 queries .

Powered by Discuz! X3.1

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表