湖南土著分享 http://blog.sciencenet.cn/u/qhliu 理论物理博士,湖南大学教授。

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物理真实和数学真实 精选

已有 7113 次阅读 2022-3-22 12:23 |个人分类:拾穗记|系统分类:观点评述

中国科学院理论物理所的郑伟谋教授,是一位有”问题洁癖“的理论物理学家。我是他及门弟子之外,曾在所里求学且毕业后保持联系的所有学生中,向他请教较多的一位。有时候你和他讨论问题,他常常视若无物。他的习惯用语中,常常有“问题就在这里“,“问题不在哪儿“或者”问题还在哪儿“等等之类的话。他的习惯用词”问题“指的一个问题的本质、或者根本、或者核心,等等基础的方面。 这一点,其实是柏拉图-爱因斯坦-杨振宁传统,是科学的基本精神。换一句话说,如果一个理论问题,不是基本的问题,也很难激起他们的兴趣。

这两天,在三个同的场合,有三个不同的问题,都和郑伟谋教授的”问题“有关。

 第一,什么电磁现象的根本?

3月19日晚上,我主持了王青教授的著名讲座《近期关于麦克斯韦方程组的大讨论及其对基础课教学的启示》。近期关于麦克斯韦方程组的大讨论,其实和电磁理论的本质或者根本有关。这里的根本有两个,第一是,没有测量的时候电磁场本身如何运动?第二是,有测量的时候电磁场的效果如何体现?和这个问题相关的一个问题是,麦克斯韦方程的积分形式和微分形式,哪一个更加基本?我个人的理解是,微分形式更加基本,这是因为距离经验越远,距离物理学的统一描述越近,越基本。

第二,什么是数学的真实?

同样是3月19日晚上,有著名学者向我提出如下问题:

阿斯蒂.jpg

问题的缘起是,我推荐何祚庥先生一篇旧作”层子模型建立的前前后后“在《物理与工程》微信公众号上发布。文章中有如下一段“朱洪元教授和我曾经多次地讨论了这些“奇怪”的问题。“夸克”究竟是真实的粒子,还是只是数学上的符号?“夸克”虽然能很好地解释实验上观察到的SU(3)群的8重态和10重态,但为什么实验上又发现有SU(6)对称和SU(12)对称。这些对称性所对应的“物的逻辑”是什么?它们相应于什么样的物理机制。

如果追问这个问题,一定要到柏拉图的三个世界里。科学和真实之间的关系,根植在这里。郑伟谋老师的”问题“的起源,也在这里。任何深刻的物理学家,都要思考这个问题。强烈推荐Penrose的《实在之路》,这篇文章的第一章讲的是科学的根源,讨论的是数学的真实或者柏拉图的数学世界是否真实。

three worlds2.jpg

我的理解是,把数学的真实理解为物理的真实,是最好的出发点。

 第三,热力学第三定律是否会被违反?

3月20日,有学者就如下问题征求我的意见。林宗涵先生的名著《热力学与统计物理学》中,关于辐射场的热力学,计算给出的定压热容量是发散的。不止一位学者认为,这个结果和热力学第三定律矛盾。因为,热力学第三定律有个推论是,零温时的热容量为零,所以,林宗涵先生的方程(2.4.21)违背了热力学第三定律。

lzh.jpg

我的理解是,热力学第三定律的基本表述是能斯特定理,热容量趋于零是热力学第三定律在一定条件下的后果。因此,不能认为这个结果,即方程(2.4.21),违背了热力学第三定律。

 第四,结语

不问“问题“,一定会受到“问题“的报复!



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