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世界的真理真的能用數學來描述么?

題主top2物理本科。


感覺隨著對物理學學習的深入,越來越難以接受或者去相信目前的理論了。從四大力學,尤其量子開始有這種感受,現在接觸了量子場論,這種感覺更強烈了。


雖然說是一種很玄學的感覺,但是很難否定,現在的理論都太「糟糕」了,像是一團捲起來的毛線,或者是一堆打滿補丁的布,真正的真理應該是像一根針一樣,精準的解釋所有。或者說現在的物理作為一種唯象的近似理論我是可以接受的,但是沒法相信按照這個思路研究下去就一定會得到真正的「精確的」或者說「解析的」真理。而且感覺正確的路線離這種模式很遠。像是民科,有些東西從一開始就錯了的感覺。

舉個例子,就像一個函數數列的極限,把每一項都算好確實使結果在數值上更接近極限了,但極限的那個函數可能在本質上和逼近的這一系列函數性質相去甚遠。


而且目前的物理看起來也很難解釋一些哲學問題。


總之不知道怎麼去堅持對這些理論的信心。


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感謝各位這麼認真的回答(和對題主naivety的批判),有點受寵若驚233


題目的描述確實有點離題,題主本意可能更接近認識論想討論的範疇,雖然不是想表達真理是不可知的,但感覺純粹的數學好像欠缺了點什麼。


以及題主上面關於真理用了很多類似於「精準」這樣的詞,但我其實有點反感這麼表達,只是一時想不出更好的辭彙,也許「本質」「直接」「正確」會好一點?


(看到量場被評價為低能唯象近似理論笑出聲233 感覺又有了學下去的動力)


謝邀。

這個問題有點大,而且題目補充和標題似乎沒太大關係。


首先,物理學理論從牛頓時代開始就是以數學為主要描述語言的。正是因為微積分、微分方程等數學語言的出現,和對物理規律進行量化表述的思維方式,物理學才得以成為一門(相對以前更)嚴謹、精確的科學


至於現在前沿的物理理論,我也覺得確實不完美。造成這種不完美一方面的原因,恰恰是數學工具的缺乏。比如量子場論裡面,到底什麼是重整化,什麼是路徑積分?這種東西都沒有嚴格的數學定義的(我需要指出有數學家在做這方面的理論工作,比如嘗試用數學的語言去表述路徑積分等等),物理學家只能「自己看著辦」,「憑感覺操作」。另一方面的原因,則源於物理實驗數據的極端匱乏,尤其是高能物理實驗那一塊,這也是那麼多物理學家鼓動各國政府下血本去造超級對撞機的原因——沒有足夠的實驗數據,要純粹從數學的角度去推導,太困難了,也太「虛」了。


作為一個學數學的學生,我承認我自己還是很希望能看到從數學的角度去推導物理的。比如分析力學通過Hamilton formalism和辛幾何聯繫起來,比如麥克斯韋方程組(以及更一般的非阿貝爾規範理論)可以看成纖維叢上的聯絡,比如廣義相對論把引力看成時空的曲率,等等等等。現在的弦論,也是很漂亮的數學物理理論。如果真的能從純數學的角度推導出物理世界的真實規律,我想很多數學家都會為之興奮的。然而必須看到,這種做法,本身就是一個賭注。你的想法在數學上很漂亮,然而要是大自然「不聽你的」怎麼辦?而且很多時候要建立一個完善的物理理論,需要大量的實驗數據作為「輸入」,不是光有數學就夠了的。比如現在的弦論,在數學上有很多困難,實驗驗證方面也幾乎不可能,因為要檢驗弦論需要的能標太高了,遠遠遠遠超出現在能造出的加速器對撞機的能量極限。正因為在數學和物理實驗方面都存在雙重的、難以克服的「軟肋」,所以大家才會對所謂的虛無縹緲的「大一統理論」逐漸失去信心,轉而去做題主所提到的更「實在」的唯象的近似理論吧。

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