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物理与数学关系的一些看法-康奈尔大学审校

更新时间:2023-11-16 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

翻译:Nuorjmp物理好资源网(原物理ok网)

审校:jmp物理好资源网(原物理ok网)

“对化学与物理关系的一些想法。”jmp物理好资源网(原物理ok网)

1965年,理查德·费曼在康奈尔学院发表了有关“物理与物理的关系”的系列讲话。被誉为”最伟大的讲解员“的费曼先生在此提到了他觉得的化学和物理之间的主要区别。他的观点可以总结为以下几点。jmp物理好资源网(原物理ok网)

认识论的差异jmp物理好资源网(原物理ok网)

数学家们研究这些可以‘使用’的具象推理,虽然她们也不晓得可以‘使用’在什么地方。”jmp物理好资源网(原物理ok网)

首先,费曼强调了这些学习语文的人们在认识论方面的差别,尤其是一些元物理家们的(,代表一些借助物理方法研究物理的物理家)。jmp物理好资源网(原物理ok网)

物理家们只重视处理推理的结构,而非推理的内容。犹如她们自己所说的,她们不须要晓得自己在说哪些,或则自己说的是否正确。jmp物理好资源网(原物理ok网)

接出来,他形容通常系统的估算性能和一些机器可推导入人类难以的定律的可能性:jmp物理好资源网(原物理ok网)

如今,构想假如你谈起一个定律的时侯说:“某某和某甲是这样”和“某某和某甲是那样”,会如何样?其实我们不晓得“某某”代表哪些,然而这个短语的逻辑是可以理解的。jmp物理好资源网(原物理ok网)

就是说,假如关于定律的陈述是正确的(也就是说,是叙述准确且完整的),这么进行推理的人不一定须要了解这种词的含意。jmp物理好资源网(原物理ok网)

他还能用同样的语言得出新的推论。例如说在定律中用词组:三角形,则在推论中会出现三角的叙述。而在做推理的人不一定须要晓得哪些是三角形。并且,他可能将通过阅读这个定律说:“哦,一个三角形就是有三条边的东西等等。”所以你得知了这个事实。jmp物理好资源网(原物理ok网)

换句话说,这就是所说的:物理家们研究这些可以被‘使用’的具象推理。jmp物理好资源网(原物理ok网)

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这与物理方面的认知论形成了鲜明的对比:
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化学学家觉得所有的词都很重要。好多非物理出身的化学学家不能意识到的一件十分重要的事情是:数学学不是物理,物理也不是数学学。但它们才能互相帮助。jmp物理好资源网(原物理ok网)

然而,你需得了解词组和现实世界的联系。假如须要的话,还得将其翻译为现实的问题和实验,并在实验室进行验证,证明它的结果是不是正确的。这确实不是物理要研究的问题。jmp物理好资源网(原物理ok网)

化学和物理之间的另一层关系是,物理推理在现实中发挥巨大的作用并应用于数学学中,有时,化学学家的推论对数学也有帮助。jmp物理好资源网(原物理ok网)

 
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到此为止,费曼没有进一步解释,并且有一个相关的示例是爱德华·维滕的正能量定律(他为此获得菲尔兹奖)。在探讨爱德华·维滕成果的论文中,物理家迈克尔·阿蒂亚随即描述了其对数学的重要性:jmp物理好资源网(原物理ok网)

他用物理的方式来解释化学思想的能力十分奇特。他一次次地将数学中深刻的洞察力应用到新颖且深入的物理理论中的做法,促使物理界大吃一惊。他对数学界形成了深远的影响。在他的手中,数学再一次为物理提供了灵感和洞察力。jmp物理好资源网(原物理ok网)

形容物理学科的句子_怎么形容物理学科_形容物理学科的成语jmp物理好资源网(原物理ok网)

——迈克尔·阿蒂亚jmp物理好资源网(原物理ok网)

适用性的不同jmp物理好资源网(原物理ok网)

“数学家们喜欢将她们的结论显得尽可能普遍。”jmp物理好资源网(原物理ok网)

费曼继续以一种诙谐的方式讨论物理的应用,这种应用常常与大多数化学学家的兴趣点产生鲜明对比:jmp物理好资源网(原物理ok网)

假如你说“这有一个三维空间”,并问物理家关于此的定律,她们会说:“看,假如有一个n维的空间,有定律某甲某。”“但是,我只想要晓得三维空间的。。。”“这样就假定n=3!”事实证明,它们比许多复杂的定律要简单许多,由于它们正好是个别特殊情况。化学学家总对个别特殊情况情有独钟。jmp物理好资源网(原物理ok网)

化学学家对通常的情况不感兴趣,总是在阐述这些具体的问题,而不是在具象地讨论事情。他晓得讨论的是哪些,例如说他想要讨论万有引力,而不想讨论任何力的情况,只要万有引力。jmp物理好资源网(原物理ok网)

其实,因为物理家是为了更普遍的问题提出的定律,因而应用到特定的问题上会损失其普遍性。后来总会发觉,有好多“可怜”的化学学家回过头说:“劳烦了,您能不能告诉我四维的。。。”jmp物理好资源网(原物理ok网)

直觉和严谨jmp物理好资源网(原物理ok网)

“‘可怜的’数学家们没有直觉的引导,只有严谨、谨慎的精确物理论据。”jmp物理好资源网(原物理ok网)

费曼接出来提到了两门学科的发觉过程,指出了化学学家优势在于:在个别本质上来说,她们的学科是应用的而非纯粹具象的:jmp物理好资源网(原物理ok网)

当你晓得你在说哪些时——这是力,这是质量,这是惯性等等——可以用一系列常识性的、经验性的关于世界的感知。随着认识事物的增多,或多或少的,你可以晓得该现象的行为模式。jmp物理好资源网(原物理ok网)

但是,“可怜的”数学家会将其转变为对他来说没有意义的符号和多项式,她们没有直觉的指导,但有严谨、谨慎的精确物理论据。jmp物理好资源网(原物理ok网)

鉴于化学学家们或多或少晓得一些答案的方向,她们会冒下来给出一些猜测,之后剩下的留给物理家们继续。jmp物理好资源网(原物理ok网)

物理中精准的严谨性在数学中不是很有用,对现代物理公理的心态也是。如今,物理家们可以做她们想要做的事情,人们不应当批判她们,由于她们不是数学的奴隶。不能由于这样对大家有用,所以她们必须这样做。她们可以做她们想要的工作,这是她们自己的工作,假如你须要其他东西,请自己来做。jmp物理好资源网(原物理ok网)

费曼在这儿觉得,由于化学研究自然现象,人类对此有一定的直觉倾向。这与描述个别物理定律的发觉恰恰相反,包括约翰·福布斯·纳什关于非线性偏微分多项式的发觉:jmp物理好资源网(原物理ok网)

1950年代的物理家们早已晓得了怎样借助计算机求解常微分多项式(ODEs)的比较冗长的流程。并且还没有找到解决非线性偏微分多项式的准确方式,例如说在喷气式底盘的紊流运动中出现的方式。jmp物理好资源网(原物理ok网)

然而1958年,纳什就能否用自己发觉的方式获得基本存在的、唯一的、连续的定律。令人吃惊的是,这涉及到将“非线性多项式转变为线性多项式,之后用非线性进解决”,这是前人未曾想到过的“天才之笔”,彼得·拉克斯如是评价说。关于这项技术,崇信学院(theofLund)物理院士,偏微分等式专家拉尔斯·高丁随即申明:“要做这一点,你必须是个天才”。jmp物理好资源网(原物理ok网)

论模型的实用性jmp物理好资源网(原物理ok网)

费曼接出来讨论了数学模型的实用性,以及其在新发觉中“似乎”缺少的好处:jmp物理好资源网(原物理ok网)

接出来的问题是,在我们尝试发觉新的定理时,能够进行一些推测?能够借助直觉和哲学原理等等,像“我不喜欢最小原理,喜欢最小控制”或者“我喜欢或不喜欢远距离作用。”jmp物理好资源网(原物理ok网)

问题是模型在多大程度上有帮助,这是一件十分有趣的事情。模型常常有所裨益,数学老师们也常教给中学生模型的用法,以及怎样通过模型对事物发展有一个清晰的数学直觉。jmp物理好资源网(原物理ok网)

然而,最伟大的发觉,总是会从模型中具象下来的。它从来没有做过具体的事情。麦克斯韦的电动热学首先从滑轮上一系列虚构的轮子和空中的磁场得出的。假如移除所有的滑轮和磁场,就是电动热学的具象理论。狄拉克通过猜想多项式就可以得出正确的相对论量子热学定律。jmp物理好资源网(原物理ok网)

猜想多项式的方式看上去是一个猜想新定律的有效方法。这再度表明,物理是叙述自然的深层次的方式,而企图以哲学原理或则直觉的机械觉得的叙述并不是一种有效的方式。jmp物理好资源网(原物理ok网)

形容物理学科的成语_怎么形容物理学科_形容物理学科的句子jmp物理好资源网(原物理ok网)

物理和数学的适用性jmp物理好资源网(原物理ok网)

为何要耗费如此多精力来研究一小段时空的发展过程?jmp物理好资源网(原物理ok网)

奇妙的是,费曼继续预测:在未来的某日,世界的本质将不会用物理的语言来表示,相反,会有另外的方式来表示自然的运作,其须要少量的运算:jmp物理好资源网(原物理ok网)

我必须说形容物理学科的句子,我常常假定数学的终点将不再须要物理方面的陈述,其内在的机制将在未来被出炉。使我苦恼的是,虽然目前存在众多问题,但依照目前的定律和我们的经验来看,无论研究的区域多小,时间多短,都须要无限的估算时间和逻辑概念来描述这一问题。jmp物理好资源网(原物理ok网)

这么,在一个小空间中的所有事情的逻辑是哪些?为何须要无限的逻辑来弄清其发展的过程?为此,我假定所有的定律都将会像西洋棋类一样简单,所有的复杂度都是因为规模不同形成的。jmp物理好资源网(原物理ok网)

然而,这跟其他人的预测本质是一样的。如同有人说:“我喜欢这样”“你不喜欢这样”有着显著的偏见,这对于科学研究不好。jmp物理好资源网(原物理ok网)

物理的需求jmp物理好资源网(原物理ok网)

费曼接出来引用了詹姆斯·简斯和化学物理家兼诗人查尔斯·珀西·斯诺的专著“两种文化”(TheTwo)中讨论数学中的物理时的观点:jmp物理好资源网(原物理ok网)

总而言之,詹姆斯说:“最伟大的建筑学家看上去好似是物理家一样,由于对于不懂语文的人而言,很难深入且全面地了解自然之美。”jmp物理好资源网(原物理ok网)

斯诺讨论了两种文化(建筑和物理)。这两种文化区别了两种人:一种早已足够理解物理而才能展现自然之美,一种还没有理解。jmp物理好资源网(原物理ok网)

虽然对一些人而言,语文很难,然而不幸的是,他必须学会物理。当一位君主企图从欧几里得那儿学习几何学时,也曾埋怨物理很难,而且欧几里得说:“几何没有捷径。”jmp物理好资源网(原物理ok网)

论沟通jmp物理好资源网(原物理ok网)

其实因为视野有限,所以容许有些人觉得宇宙的中心是人。(容许部份人存在“狭隘”思想。)jmp物理好资源网(原物理ok网)

最后,费曼建议化学学家须要把握物理,能够对自然有新的发觉,并表明,物理对我们目前了解世界的发展具有重要作用:jmp物理好资源网(原物理ok网)

作为研究过这种东西的人,我们不能用‘我们已有的语言’来了解自然。假如想要讨论自然形容物理学科的句子,欣赏自然,了解自然,须要学习自然的语言,自然只以她自己的声音抒发意愿。jmp物理好资源网(原物理ok网)

在我们对此提起注意之前,我们不能迂腐到要求自然作出改变。对我来说,你作出的所有聪明论据对于聋子来说都起效甚少。世界上所有的聪明论据都不能劝说“另一种文化”。jmp物理好资源网(原物理ok网)

这些哲学家们企图定性地告诉你这件事的本质。我正在企图给你描述它,但结果却未能完全描述。这是因为“文化不同”,这些不同的交流无异于对牛弹琴。jmp物理好资源网(原物理ok网)

所以,因为视野的局限性,所以我们容许人们想像宇宙的中心就是人。jmp物理好资源网(原物理ok网)

费曼讲演的原版视频jmp物理好资源网(原物理ok网)

原文链接:jmp物理好资源网(原物理ok网)

【互动问题:你觉得学数学好还是学物理好?为何?】jmp物理好资源网(原物理ok网)

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