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爱因斯坦布朗运动研究方法对《随机过程》教科书的影响

已有 1884 次阅读 2022-8-3 10:55 |个人分类:随机过程|系统分类:科研笔记

从《物理学》的角度看,《牛顿力学》和《随机过程》均以质点作为研究对象。《牛顿力学》是研究质点确定运动现象及规律的科学理论,《随机过程》是研究质点随机运动现象及规律的科学理论。

一、爱因斯坦布朗运动研究方法

1905年,爱因斯坦首先对布朗运动进行了定量研究,建立了布朗运动扩散方程,得出了布朗运动浓度服从正态分布的结论。这一结论在1908年获得了法国物理学家佩兰(Perrin)的布朗运动实验验证,佩兰同时也第一次实验证明了原子的存在,并于1926年获得了诺贝尔物理学奖。

爱因斯坦随后又假设单个布朗粒子的位移也服从与浓度相同的正态分布,并得出了“布朗粒子位移服从正态分布”“布朗粒子位移与时间的平方根成正比”和“布朗粒子瞬时速度无穷大”等与物理学实验结果不符的错误结论。

显然,爱因斯坦对单个布朗粒子(质点)随机运动的研究方法犯有两个非常严重的常识性概念错误:

(1)将大量布朗粒子的浓度分布规律假设为单个布朗粒子的位移变化规律;

2将描述所有布朗粒子与均值(原点)平均偏离程度的统计参数(标准差)假设为单个布朗粒子的位移。

爱因斯坦混淆了浓度与位移基本概念,混淆了统计参数与单个样本观测值之间的区别,竟创造出单个布朗粒子个体运动规律=大量布朗粒子集体统计规律错误研究方法,这就如同用温度来度量一个分子的动能一样违背基本常识

从形式逻辑的角度看,爱因斯坦违背了逻辑思维规律中的同一律,把浓度和位移这两个完全不同的物理概念当作同一个概念使用,出现了 “混淆概念”或“偷换概念”的逻辑错误。

二、对《随机过程》教科书的影响

1921年,维纳基于爱因斯坦的错误方法和错误假设,给出了布朗运动的数学定义(维纳过程),为《随机过程》理论的建立和发展奠定了研究范式基础。

爱因斯坦的研究方法不仅导致《随机过程》基本假设(布朗运动定义)中的基本数量关系与物理学客观事实完全不符,而且隐含有违反同一律的逻辑悖论,因而使《随机过程》教科书的客观真理性和逻辑完备性在逻辑出发点就遭到彻底破坏,出现了一系列理论与经验事实不符、逻辑上不能自洽等反常问题,无法正确描述布朗运动现象、特征及规律。《随机过程》教科书不仅为自然科学、工程技术和社会科学提供了错误的方法、理论及工具,而且成为造成三次重大金融危机的关键原因。

因此,《随机过程》布朗运动理论已被实验检验和逻辑检验证伪,《随机过程》布朗运动理论即将面临库恩在《科学革命的结构》书中所描写的重大范式转换,《随机过程》教课书中原有的错误理论和错误方法将会被新理论和新方法所取代,为中国的数学和物理学科进入世界一流前列提供了千载难逢的历史性发展机遇。


参考:

1爱因斯坦布朗运动瞬时速度与实验结果不符

2昔日神童数学家“指鹿为马”

3布朗运动理论中的反常问题及原因分析(预印本)

4布朗运动研究方法错误及纠正(后印本)

5金融数学的学科危机与变革




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