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現有的物理定律,到底是宇宙客觀存在的,還是人們為了解釋周圍的世界而創造出來的?

我們現在所依據的所有科學定律,物理,數學等等。這些定律是客觀存在的,而人類只是發現了它們並加以應用?還是人類為了解釋周圍的世界而用自己的智力創造出來的?如果宇宙中存在其他的智慧生物,那麼他們會不會有一套完全不同的解釋體系呢?(換言之,如果智力也是相對的。其他智慧生物的思考方式是否會發展出一套與人類迥異的理論來?)


謝邀。我傾向於認為物理定律是對現實世界物理現象的一種總結和解釋。這種總結並不是簡單把實驗現象複述一遍,而是試圖建立一種理論、一種模型,使得根據這套模型進行推演,能夠得到與現實世界中的物理現象相符的物理結論。而且很重要的是,這套理論一直是在不斷演變、不斷完善自身的。每當出現舊有理論無法解釋的新的實驗現象(比如20世界初物理學界兩朵烏雲),物理學家們就會嘗試提出新的理論來解釋這些現象,並且這些新理論往往包含舊理論作為某種條件下的一個近似。從這個意義上來說,物理定律不具有永恆性和不變性,並不是真正意義上宇宙運行的法則。


另外,在沒有新的實驗現象出現的情況下,物理學理論本身也可以發展,也可以用別的方式去更好組織自身的結構。牛頓提出經典力學定律以後,經典力學又發展出分析力學,這裡面並沒有根本性的物理基本原理的變化,從某種意義上是通過數學上等價的方式重新敘述了原有的力學理論,但是看待問題的觀點已經不同了——從受力分析到作用量分析、到變分原理等等。值得注意的是,在量子力學等基於新的實驗觀測的新物理理論出現以後,分析力學的框架仍然適用於描述量子力學。從某種意義上來說,最小作用量原理是比牛頓力學三定律等等更為普適、更為本質的物理原理。而物理理論在理論層面本身的發展,很大程度得歸功於更高級數學工具的運用

至於數學,這個學科有點特殊,現在數學家普遍不認為數學屬於自然科學,數學與自然科學的分野大概在19世紀就已經出現了,那時候真正出現了所謂的「純數學」,以前那些數學家很多都是把數學和物理、力學等等混為一談,甚至有用物理論證代替數學證明的。我無意探討數學的本質是什麼,也的確有很多人(包括很多數學家)認為只有與物理緊密結合的數學才是重要的(Arnold甚至直接說數學是物理的一部分);但不可否認,現有數學體系的很大一部分,都是與現實世界相獨立的(至少表面上看上去像是如此),在這些領域的數學工作者們的工作方法也的確像是「純數學」的做法。我們不能簡單地說這些純數學就是「沒用的數學」,也許在很久或者不久的將來,人們會發現它們同現實世界的聯繫——比如纖維叢理論莫名奇妙地就和電磁學理論以及更廣義的規範理論產生了聯繫,產生於純數學研究的李群理論也莫名其妙地被應用到了物理理論(比如力學、比如規範理論——標準模型等等)。我個人認為,去爭論哪些數學有用哪些數學沒用是沒有意義的事情,因為隨著時間的發展,沒用的數學自然會消亡,有用的數學自然會頑強地生存下來,我們人類沒有這麼高的智慧去做判斷去做選擇,歷史的發展會替我們做選擇

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