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从数学学到物理到生物学,再到社会学,它们是怎么联接上去的?

更新时间:2023-10-31 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

这个世界是怎么运行的?UlJ物理好资源网(原物理ok网)

如今数学学给出了一个十分简约的答案,总共就三句话,UlJ物理好资源网(原物理ok网)

第一句话:月球上所有常见的自然现象都是由电磁力和引力驱动的。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

我们都晓得,总共有四种基本斥力,其中强力和弱力只在原子核上面起作用,在月球上只有核装备、放射性或则高能化学实验室这种极端的环境就会用到强力和弱力,其他地方都是有电磁力和引力主宰的。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

我们讲过生活中你见过的所有类型的力,不仅重力以外,其他的力归根结底都是电磁力,例如说,拉力、弹力、摩擦力、支持力、浮力,本质上都是电磁力。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

声音、电、磁、光、颜色、热传递、化学反应,归根究竟也来始于电磁力。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

风雨雷电、地震、火山爆发等所有自然现象都是在电磁力和引力的驱动下进行的,电磁力和引力的物理公式是这样的,电磁力对应着量子电动热学公式,引力对应着广义相对论公式。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

我们小学,中学,学院学的几乎所有的数学理论都在以上这两个公式里。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

例如说欧姆定理,福利公式,杠杆原理,牛顿运动三大定律,麦克斯韦多项式,薛定谔多项式等等,通通都在这两个公式上面。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

月球上所有物质的运动都必须严格遵循这两个公式。因而月球上所有的现象都是由电磁力和引力驱动的。我们可以进一步思索一下,先前我们讲过自然法则必须用严格的物理来描述,你说这两个公式像不像近似简短版的“自然法则”?UlJ物理好资源网(原物理ok网)

现代物理学分支_现代物理学基本分析方法_现代物理学分类UlJ物理好资源网(原物理ok网)

第二句话,月球上所有稳定存在的物质都是有上夸克、下夸克、电子三种基本粒子组成的,没有其他东西,只有这三种基本粒子(能够组成稳定存在的物质)。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

第三句话,对称破缺缔造了这个多姿多彩的世界。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

我们都晓得,数学学是物理的基础,物理是生命科学的基础,生命科学是社会学的基础。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

那你有没有思索过这种学科之间是如何联接上去的呢?UlJ物理好资源网(原物理ok网)

虽然,现代科学对这个问题还没有共识,有一种主流的答案是:对称破缺。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

哪些是“对称破缺”?UlJ物理好资源网(原物理ok网)

当外界环境的变化达到一定阀值才会出现“临界点“,系统会由原先的“高对称”变成“低对称的稳定有序状态”。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

简单来说,“对称破缺”就是马克思说的“量变造成了质变”,马克思是用模糊的哲学语言来描述的,并且“对称破缺”是用精确的物理语言来描述的。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

举个反例,水蒸汽凝结成水、水又结冰就是两次由于水温变化而发生“对称破缺”的过程。由于在冰上面水份子联通“整数格”后冰能保持不变(对称),并且在水蒸汽上面,水份子联通“任意距离”后,水蒸汽都能保持不变(对称)。例如说联通半格、1/3格都行。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

为此,水蒸汽比冰有更高的空间连续平移对称性。水蒸汽里的分子是零乱无章的而且冰上面的分子排列比较有秩序,因而水蒸汽冷却成冰是牺牲了连续平移对称性,换来了愈加有秩序。像这样的事例还有好多好多好多,例如说时间繁衍对称破缺形成了吸铁石的有序结构,相位对称破缺形成了超流体等等。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

其实一句话,对称破缺能让系统显得愈发有秩序。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

现代物理学分支_现代物理学基本分析方法_现代物理学分类UlJ物理好资源网(原物理ok网)

化学学最大的一个分支是汇聚态化学,汇聚态化学联接着数学学、化学、生命科学和材料学。汇聚态化学的奠基人说过对称不能连续变化是汇聚态化学的第一定理,因而汇聚态化学的核心是“对称破缺”现代物理学分支,所以对称破缺是数学学化,中学生科学和材料学之间的桥梁。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

举个事例,碳/氢/氧原子的对称性要低于多肽,于是在特殊条件下碳/氢/氧原子会“对称破缺”到更有秩序的“氨基酸”,多肽的对称性要低于蛋白质,于是在特殊条件下,“氨基酸”也会对称破缺到更有秩序的“蛋白质”,就这样从数学学的物理再到生命科学现代物理学分支,对称性不断增加,而且越来越复杂,越来越有秩序。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

这同时也解决了另外一个重大的问题,我们都晓得,数学学上面有好多放之四海皆准的理论,例如说能量守恒定理,动量守恒定理在那里都正确,而且物理上面(几乎)没有一个统一的理论或公式,物理里(几乎)所有的理论都有“例外”,例如说元素周期律时常出现例外,再例如有马氏,也有反马氏,有芳香性,也有反芳香性等等。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

物理理论饱含了各类“例外”。生命科学和社会学就更惨了,靠谱的(统一性的)理论都没几个,为何从数学学到社会学统一性的理论越来越少?UlJ物理好资源网(原物理ok网)

就是由于从数学学到社会学,对称性不断破缺,对称性越来越低。先前我们讲过诺特定律,对称和守恒一一对应,对称性越低“守恒性”就越差,理论的适用范围就越小,所以生命科学和社会学的理论确切率都不高。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

宇宙大爆燃的起始点对称性极高,然后对称破缺成了四种基本斥力以后电磁力继续破缺产生了“凝聚态化学”,而“凝聚态化学”又联接着物理和分子生物学,就这样从宇宙大爆燃开始一层层的对称破缺下去,就产生了我们这个多姿多彩的世界。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

最后,总结一下。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

从物质角度观察,上夸克、下夸克和电子组成了月球上所有常见的物质;从能量角度观察,“电磁力和引力”驱动着地球上所有常见物质的运动;从信息角度观察,对称和对称破缺一层层的重塑了这个多姿多彩的世界。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

这个世界是怎么运行的?这就是现代数学学给出的答案!UlJ物理好资源网(原物理ok网)

其实了,在这篇文章中我们只剖析了月球上常见的物质和常见的现象,因而这三句话只是简要版的答案,假如扩充到宇宙所有的物质和所有的现象就须要完整版的答案。UlJ物理好资源网(原物理ok网)

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