数学和物理学一定要分高下,有战略战术的差别吗?

之子于征 有闻无声 允矣君子 展也大成
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答案显而易见。本来就是关公战秦琼,苹果和桔子的问题,但是总有人要出来说关公就是比秦琼能打,桔子就是比苹果好吃,那就有问题了。前两天看了有人说数学好像是战无不胜的蒙古骑兵,而物理学是后边的成吉思汗,让我觉得如骨鲠在喉,不吐不快。

物理学研究物质的本质,所以强调实证的重要。爱因斯坦之所以出名,并不是简单地发表了狭义相对论和广义相对论。真正让爱因斯坦被学术界之外广泛认可的,是1919年日全食的观察,验证了爱因斯坦的广义相对论结果。但是直到现在,我相信普通人很少了解数学家黎曼,以及黎曼的理论对爱因斯坦的影响。所以物理学研究需要两个支柱,一是完整的理论系统,二是实验证明。如果现有的技术手段不能达到实验要求,物理学家就会很大程度上依赖数学研究的手段,从而深入针对物质本质的了解。这也就是为什么基本上在六十年代之前,如果新的物理理论没有实验支持,理论仅仅是理论。但是现在,如果物理理论有严谨的数学推理,即使没有实验证明,大家也开始引用。例如粒子纠缠,大爆炸,和玄论等。因为用现有的技术手段,证明这些理论显然是不可能的。物理学家的首要任务当然是研究并理解物质本身的规律,而数学当然是一种研究工具。这就好比一群人在漆黑的森林中行走,不知道朝那个方向行进。数学就像是悬挂在空中的一盏明灯,人们不是本能地朝着灯光的方向前进,但是需要借助灯光的指引,找到正确的道路走出森林。

数学家研究的是数字的本质,这些数字可以有实际意义,但是没有也未尝不可。所以数学研究的内容相比物理学而言更加抽象,不容易为普通人理解。需要物理学家通过实际事务的解释,给那些枯燥抽象的数学公式赋予更加丰富的实际意义。这就好像也是一群人在漆黑的森林中行走,数学是悬挂在空中的一盏明灯。人们本能地朝着灯光的方向前进,不管脚下是荆棘密布,还是乱石丛生。这也是为什么很少会有人理解黎曼假说和质数分布的意义,但是很多人了解爱因斯坦在黎曼几何学理论的基础上,统一了牛顿力学和狭义相对论的理论的意义,也就是广义相对论对现代物理学的意义。当然,现代物理学的研究,也为数学研究提供的研究方向的指引。

最让我产生抵触情绪的是作者下面这段话:“广义相对论则是“没有爱因斯坦,再等一百年也未必有人能发现”。 --- 这句话大概是对的,我不仅学过广义相对论,我还可以讲授广义相对论。 其奥妙绝对不是数学部分,而是物理思想。当然其数学推导出的结论,可以让一般人立马震撼,也就是让普通学者震撼而已。 对我这种学者来说,广义相对论的精妙之处是:每当夜深人静,痴情地望着绚烂的银河时,我就不禁地问,为啥上帝要将惯性质量和引力质量天衣无缝地合而为一?! (本人是无神论者) 数学极端重要,但在此刻,数学是苍白的了。其实到现在我也不知道为啥 -- 真的没啥道理,但就是这样的。”

唉,怎么说呢。广义相对论则是“没有爱因斯坦,再等一百年也未必有人能发现”。 --- 这句话大概是对的。但是,如果没有黎曼,爱因斯坦有可能需要先成为一个黎曼,然后再发现广义相对论。 --- 这句话大概也是对的。在现在这个宇宙里,如何解释为啥上帝要将惯性质量和引力质量天衣无缝地合二为一,数学可能变得苍白了。但是,如果我们进入另外一个宇宙,这里的物理学规律和物理常数和我们现在的这个宇宙不一样的时候,上帝可能并不存在,但是你能够所依赖的,还是我们手中的数学理论和工具。这就像是在地球上一加一等于二,而在火星上一加一也等于二的道理一样。在现在的三维空间中一加一等于二,而在可能的高维度空间中,一加一还是等于二。

写到这里,让我感到真正心情澎湃的,并不是数学和物理学孰高孰低,而是我们人类壮丽的科学史,是那一串光耀后世的伟大名字,他们是欧几里得,高斯,黎曼,罗摩奴詹,他们是牛顿,爱因斯坦,麦克斯维尔,霍金,等等等等。每当夜深人静,痴情地望着绚烂的银河时,我就不禁地问,造物主是多么的神奇,能够让我们人类能够用这平均一斤半重的大脑,理解所有这些宇宙创世之初以及之前,和之后的所有这些知识呢!这真是一部人类的壮丽史诗。

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