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为什么近百年来基础科学没有取得重大突破?

已有 3339 次阅读 2023-2-13 21:02 |个人分类:随机过程|系统分类:科研笔记

从知识生产的角度看,科学家们普遍认为,自爱因斯坦之后,人类已经发现了所有最基本的自然规律,科学进展只是利用已有知识解决常规问题,而不是改变或推翻已有知识的基础来解决反常问题,因此基础理论不可能取得重大突破。

从学科发展的角度看,爱因斯坦之后的科学家既没有创造出新的学科,也没有革命旧的学科,所谓的“新学科”也只是传统学科之间的交叉融合,因此基础理论必然长期无法取得重大突破。

从学科划分的角度看,学科细分只能让人们获得一些碎片性的知识,人们不可能全面了解客观事物的各个方面及发展变化的全过程,也无法从整体上去认识和把握人类认识世界的知识结构,导致各个学科的专家们陷入了严重的认知壁垒,因此基础理论也难以取得重大突破。

本文仅就上述第三种情况,举一个数学学科(随机过程)与现实世界和其它学科严重脱节,使数学家们集体陷入认知壁垒,并导致《随机过程》教科书理论与所描述的自然现象及规律完全不符的反常案例。

科学发展的历史表明:如果在常规科学理论中出现反常问题(理论与经验事实不符、与其它学科理论冲突、逻辑上不能自洽等),则预示着该理论即将出现库恩在《科学革命的结构》书中所描述的重大范式变革,并取得“新理论替代旧理论”的历史性重大突破。

数学是研究现实世界数量关系和空间形式的科学,但是,随机过程领域的专家们竟然不知道《随机过程》布朗运动基本假设及结论与物理学、工程技术和社会科学等领域的经验事实(布朗运动现象及规律)根本不符,而物理学、工程技术和社会科学等领域的专家们也没有意识到自己大量的实验研究结果早就推翻了《随机过程》布朗运动基本假设及结论,令人遗憾的是,所有相关学科的专家们均未把握住这一千载难逢的“改变旧知识”和“革命旧学科”的基础科学重大突破历史机遇。

质点运动是自然界中最简单、最基本的运动形态,它存在于一切运动形式之中。牛顿和爱因斯坦之所以伟大,是因为他们建立了描述质点确定运动现象及规律的科学理论:《牛顿力学》和《相对论》

1921年,美国著名数学家维纳(Wiener)对《物理学》中的布朗运动产生了极大兴趣,如果能创立可正确描述质点随机运动现象及规律的科学理论,维纳也将成为一名与牛顿和爱因斯坦一样伟大的科学家。

由于对物理概念理解不清,维纳竟将《物理学》描述大量布朗粒子在扩散过程中的浓度分布规律当作一个布朗粒子在扩散过程中的位移变化规律,导致《随机过程》布朗运动定义(基本假设)与现实世界的布朗运动数量关系根本不符,因而从布朗运动定义出发推演出的“布朗运动瞬时速度无穷大”、“布朗运动瞬时速度不存在”和 “布朗运动路径处处不可导”等结论必然与物理学、工程技术和社会科学等领域的观察实验结果不符。

由于《随机过程》布朗运动理论无法正确描述实际布朗运动现象及规律,工程技术领域早就抛弃了《随机过程》布朗运动基本假设,而根据“布朗运动瞬时速度为白噪声”的实验研究规律,直接将布朗运动定义为白噪声通过积分器的输出(与维纳“布朗运动路径处处不可导”的著名论断根本对立、严重冲突),从而能正确描述并有效补偿惯性陀螺仪中的随机游走(布朗噪声)误差,使飞机、导弹、潜艇和宇宙飞船等航行体达到预定的导航精度和制导精度。

虽然金融领域无数的实证研究结果早就表明:股票价格的短期收益率(瞬时速度)为白噪声序列,但是《金融数学》仍然使用与实证研究结果严重不符的《随机过程》布朗运动基本假设,并由此推导出了著名的B-S期权定价公式,导致B-S期权定价公式成为造成 1987、1997 和 2007 年三次重大金融危机的关键原因(彭实戈:《中国基础研究发展报告》第二章中国数学前沿进展)。

总之,《随机过程》布朗运动基本假设与客观事实不符,导致由此建立的《随机过程》布朗运动理论无法正确描述现实世界的布朗运动现象及规律,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。因此,随机过程学科的原有错误理论必将会被新理论所取代,基础科学领域也将迎来一次百年不遇的重大突破,把人类对质点随机运动现象及规律的认识提高到一个崭新的水平,并引发一场深入持久的科学革命。


参考:

归谬法证明《随机过程》布朗运动基本假设不能成立




https://m.sciencenet.cn/blog-3418723-1376117.html

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