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數學為何可以描述世界?世界本質是符號,最終可以約化為陰、陽

2024-01-25科學

物理學如果離開數學會立即死亡,科學本質上就是一種符號

物理學如果離開數學會立即死亡,而數學本質上就是一種符號學,而符號都是虛的。

難道世界的本質就是由這些符號定義的嗎?是虛的嗎?

關於虛和實的問題既是一個哲學話題,也是一個物理話題,而且在幾千年前有一位偉大的哲學家老子就對這個話題進行了一個判斷,在【道德經】這本書裏面有一句話:鑿戶牖以為室,當其無,有室之用。。

進入牛頓物理學時代,基本上研究的都是實體和實體的運動。

但是在18世紀的時候,科學家們發現物質的變化和機械運動有一系列的不同,如化學性質的變化,這需要物質之間能夠相互組合和結合,必然要求物質之間有一定的空隙,才能產生它們之間的互動。

所以在這之間誕生了對於一系列化學元素存在的解釋,形成了原子模型。

我們現在知道原子是電子圍繞在原子核運動形成的,而且原子核的體積非常非常小,只相當於整個原子體積的1/10,000億。

不同的原子結合成化合物是由於共用電子對。這時候我們可以想象,對於原子結構的認識,最開始物理學家給出的模型是電子貼在原子的表面,所以又被稱為模型。

假如這個模型存在,那麽化學變化就不會產生。也就不可能形成化合物,也就不可能有100多種元素,形成了紛繁復雜的物質世界。

所以從這個角度講,到底是哲學家說的對,還是科學家說的對,可以說哲學家有先見之明。

【道德經】的這句話預判了整個世界的本質,而且按照現代物理學的發展,極大的機率世界的本質是虛的。

這裏的「虛」要打一個引號,這些所謂的「虛」並不是不存在,而是它的體積無窮小只有一些符號來表示。

我們以電子這種基本粒子為例,電子的體積是多大?根據科學家的測定,它的體積是0,而且量子力學也要求電子的體積是0,也就是說它是一個點。

電子有一系列的性質,包括品質、電荷、自旋和角動量等等,這些都和它的體積無關。

實驗物理學家丁肇中的一系列實驗也表明,電子可以放進任意小的能量陷阱中。

這種對於微觀粒子的描述是量子力學的特點,但是這個特點很容易引起我們和現實世界對照以後,產生認知上的分歧。而這些分歧 科學家們之間也有過激烈的爭論。

這就好像一個人沒有大小,但是卻有性別、體重。這怎麽可能?

所以愛因史坦認為,量子力學的世界裏之所以會出現這種情況,是因為我們對這個世界的理解不深刻,沒有認識到世界的本質。

但是另外一位科學家波耳不認為是這樣,他認為人類的知識是人類對物理現象觀測得到的,所以沒有所謂的本質,人類只能看到現象。

所以,量子力學也被認為是一種唯象的理論。

它和形而上學非常像,它到底對不對呢?只能透過實驗來驗證。

現在越來越多的實驗、觀測證明,量子力學是對的,這種「對」往往是反直覺的。

其中最廣為人知的反直覺的現象就是量子纏結,因為它違反了普通物質之間不存在超距作用這個事實。

普通物質之間不存在超距作用,在物理學裏被稱為定域性原理。

而且,量子纏結之所以發生,並不是要遵守某種物理原則,而是要遵守某種數學法則,也就是守恒性。

下面簡單的說一下量子纏結產生的原理:兩個自旋方向相反的飛輪,如果合在一起的話,那麽就不會轉動了,這個時候它們的轉動慣量就是0。

同樣我們可以讓兩個粒子產生相反的,這個時候合在一起那麽轉動慣量也是0,這就是所謂的守恒性。假如把它們分開以後,如果破壞一個粒子的轉動,那麽另一個粒子的轉動也會被破壞,而且是在瞬間破壞。

在定域性原理和守恒性原理之間,微觀粒子選擇了破壞定域性原理,遵守守恒性。

因為守恒性是一個數學法則,數學家埃米.諾特證明:當一種數學形式經過某種變換保持形式上的不變的時候,就會產生某一個量的守恒性。

數學是符號的世界,從這個角度看過去,符號是世界的最優先等級,高於真實的物質世界。

所以,從哲學意義上講,世界是一堆符號組成的性質,而沒有真實的客觀實體,可能是正確的。

如果我們從原子的外圍,繼續深入原子的內部直達原子核,那裏是質子和中子組成的世界,它們非常非常的致密。

僅僅是由中子組成的中子星,物質的密度會比現實物質的密度大10,000億倍,一湯勺的物質就可以重達1億噸。

盡管如此致密,質子和中子並不是實心的,仍然由更小的粒子組成,這些粒子是誇克和膠子。

膠子是除了光子以外唯一一個沒有凈品質的粒子,它的執行速度也是光速。質子、中子的品質95%以上,都是由膠子高速運動形成的相對論品質。

誇克沒有辦法直接被觀測到,因為沒有自由的誇克存在。

所以誇克到底有沒有結構,現在物理學家還不是很清楚。但是如果按照世界的這種組成,如果誇克有體積,一定有結構。

所以,這個世界上不存在一種非常非常小的粒子,有體積、沒有結構。

因此,世界是無限可分的這種說法是不存在的,因為根據量子力學,普朗克尺度就是最小的尺度,再小下去物理上已經無法分辨了,所以沒有意義。

一系列的符號組成了體積是0的粒子,容納這些粒子存在的是宇宙空間,由於這些粒子之間的互動形成了我們這個世界。

現代科學實驗已經證明電子的某些內容在一定的條件下可以被抹去,就好像用橡皮擦在草稿紙上擦去符號上面的一個角標一樣。

那麽,接下來我們要問一個問題,假如世界真的是由一系列符號組成的,那麽這些符號是否又可以約化為最簡單的符號?

這個問題就會牽扯出世界真正的起點是什麽?

所有符號裏面最簡單、最基本的那種,就是兩個符號,一個是正、一個是負的符號。

所以,中國古代的哲學裏反映出的陰和陽是世界本質,很可能是對的。至少從科學規律的發展方向和哲學角度上講,它是對的。