公式的问题

物理领域的数学应用(简称物理公式或物理数学),被称为物理学的两大支柱之一,另一个支柱是物理实验。在国内,一部分西方科学理论的崇信者,既嘲笑民间科学爱好者没有实验能力,又嘲笑其没有数学能力,称之为民科。

然而物理实验与物理公式,真的是颠簸不破的真理么?

物理公式中,用到最多的数学工具之一是微积分。虽然微积分在数学体系中是一个非常好的数之间关系的构建,但用到物理实践中,则会出严重的问题。物理公式中,通过微积分分析手段的错误之处在于理念:

以数学中永续不变的趋势,来代替现实中的阶段突变与转折,去僵化地理解事物,从而出现大偏差或错误结果。

也即,微积分在数学领域是很精确地描绘的数的微分、积分的关系,但用在实践中,则出现了实践与理论相脱节的问题,在于现实中的物质关系,并不具有无穷微分或积分的关系,只有某一阶段可微分或积分关系。

有个小故事很能说明这个问题:

某养鸡场里有一群鸡科学家,通过每天主人早中晚各投喂一次食物的规律,推导出食物定律:每日辰时、午时、酉时会有食物在食槽中出现,并用来预测未来的食物投喂时间与数量。然而,到了未来某一天,这些鸡科学家们都被运到屠宰场去了。

现实中的科学家,根据实验现象,推导出某某数学公式,同样如此。

比如简单的杠杆原理公式F1·L1=F2·L2,是数学表达物理实践的经典物理公式,更有古希腊物理学家阿基米德家喻户晓的一句名言:“给我一个支点,我就能撬动地球”,然而实践中根本无法找到一个支点,也找不到这么一个杠杆。在实践中,人们或可用一根杠杆撬动一个铁球,常有出现的情况是杠杆突然断了!这就是物理数学与物理现象相脱节的一般例子:杠杆本身的强度,是被这个杠杆公式忽略的前提条件之一。“给我一个支点,我就能撬动地球”,虽被传美谈,其实不过是一个没有任何物质基础的表述而已,与当下某些浮躁年经人说的“给我一百万,我可以创办一个伟大的企业”一样夸夸其谈。

又比如在经典的牛顿力学数学公式F=ma与V=at之中,速度与加速度都是没有上限的。人们通过恒定的力F作用于物体,借用光构成的影像,以观察物体在时间与速度累加后的状态变化,来检验这一公式的正确的。这其中的验证关系链是:物体-光-影像-观察者。低速时,这种影像是以光速抵达观察者眼睛的,影像与物体几乎重叠,于是影像的状态几近能充分反应物体的运动状态。但随着物体运动速度接近光速或超光速时,影像的速度会跟不上物体本身的速度,而让这种通过影像验证物体运动的验证失效。这实验中,人们认识不到实验验证的关系链中间有一个影像因素,将影像状态等同于物体运动状态,于是实验验证出错。这也是前提条件认识不充分,从而让实验的人们以为宇宙最高速度不能超光速,这为相对论与量子力学理论的诞生提供了契机。其实是影像的速度不能超光速,物体的超光速运动是宇宙中烂大街的事,也是星际旅行的必备速度。

又比如霍金的黑洞理论,本人虽不知其怎么去推导的,但他若用数学的趋势法则来推导的话,就会出现错误结果,因为事物平衡只存在于某一阶段,数学趋势只在某一阶段有效,塌缩与蒸发都可能是某一阶段的现象,而不是总如此,这是必然的。而当认识到霍金黑洞理论建立的基础,即经典原子模型是一个错误模型,则可直接完全地推翻霍金黑洞理论,更无需在其数学框架下寻找逻辑漏洞。

为何数学公式的计算结果与实践应用相差甚远?

这在于,数学领域的数学拓展,其公式构建所依赖的前提条件设定是具有唯一性、准确性的,没有干扰项与不可知项,并且描绘是充分的,其推理过程是完美,能精确表达数与数之间的联系,其趋势可以永远延续不变,因此能得到精确的结果。象这种用微积分算出曲面面积,有很高的精确度,在于图表上的曲线或曲面本身就是数学精确性的表达,其前提变量简单且一目了然。

但在物理领域却不能精确表达物质之间的作用关系。在物理领域数学公式的构建中,由于人类对宇宙奥秘与物质的认识是不充分的、很多错误的,由此引进数学应用,就是一个前提条件极不充分的数学体系建构,从而导致数学结果不完备而出错。同时,现实中没有“永续不变的趋势”,量变会导致质变,唯运动永恒,一切检验均被仪器精度制约,一切构架均被物件强度制约,一切实验均被人类技术手段制约,一切现象理解均被人类知识制约,一切探索深度均被人类心胸制约,等等。以数学中的精确结果来套用现实中的事物变化,失误就开始了。

物理公式,由于人们认知的局限性问题,导致前提条件设定是不具有唯一性与正确性,且在检验出错之前,无法去论证前提条件的正确性,只能去相信其正确性,也即前提不完整与条件不充分,存在某些还没被人类发现的变量,或者存在人类以为正确但实际是错误的变量,作为物理公式构建者的科学家,能且只能相信自己的前提条件是充分的,才能继续构建,直待有后来者指出或纠正其前提条件的错误所在。

以经典原子模型为基础的理论与方程式在西方科学体系里有一大堆,如夸克理论、强相互作用、杨-米尔理论等等,凡这些方程,本人同样可以不知道其如何推导与建构,但只需知道其所依托的基础概念是经典物理的原子、场这些错误概念,就可知道其数学构架必是错的。

在国内有一群人,将物理中的数学地位拔高到无上,当听到有新理论,开口就先要问有没有数学公式、方程式,没有就直接全盘否定。其实,数学只是物理的一个比较好用一点的工具而已。在一个理论中,最重要的是物质观、宇宙观、时空观,这是重中之重的基础,再是实践与实验,然后是逻辑分析、定性,最后才可能轮得上数学上场去定量或精确表达。将数学在物理研究中地位提到无上高度,陷入迷信与盲目崇拜的地步,是舍本逐末的行为。

西方的理论构建,本质仍是经验主义基础上的实验现象的内涵猜想,只是披上数学的外衣及其技术的暂时领先,从而有精准、正确、科学、客观、先进这些名不副实的头衔,无论是原子核理论、夸克理论、弦理论、黑洞理论、宇宙大爆炸理论等等,都是有血肉无灵魂的理论。

这里不是否定数学与公式在物理中的简约表达与定量作用,及其计算结果起的参考作用,而是在说,要有正确定性下的物理公式构建,而不是在没有正确定性的前提下作数学体系的论述。

正确的定性,是数学的物理应用、物理公式的灵魂。

定性不正确,或被怀疑存在缺陷,于此基础再多的数学方程式构建,也不过是空中楼阁,让自己的探索脚步随谬论越走越远,徒浪费自己的青春与社会资源。

数学公式只是对宇宙认识的一种抽象表达方式,但不是唯一方式,还有文字、图片、影像等等。在一个实验总结与或理论构建中,若宇宙认识出问题了,再多的数学公式构架,不过是代表谬误越走越远。纵观西方科学研究史,极少用物质观、宇宙观、时空观去考查一个实验分析结果或理论构架的事例。在物质观、宇宙观、时空观这个基础上出问题,是整个西方科学理论体系大厦漏洞百出的根源。这也是本书几乎没有在数学公式之中找逻辑错误,而是在数学公式的源头--实验现象的总结与判定中找逻辑错误的原因。

数学本身的精确性与物理数学的精确性,是两码事,前者名至实归,后者名不副实。

当奇形怪状的字母字符堆积,错综复杂的方程公式构建,庞大体系的物理理论拓展,让大多数外来者望而却步,找不到入口与门道,迷失与崇拜在其中,不敢越雷池半步,从而让西方物理界占据科学话语权的制高点,任凭谬论四处传播,阻碍人类科学技术的进一步发展,因此说:

数学是西方物理界的最后一块遮羞布