現有的物理定律,到底是宇宙客觀存在的,還是人們為了解釋周圍的世界而創造出來的?

我們現在所依據的所有科學定律,物理,數學等等。這些定律是客觀存在的,而人類只是發現了它們並加以應用?還是人類為了解釋周圍的世界而用自己的智力創造出來的?如果宇宙中存在其他的智慧生物,那麼他們會不會有一套完全不同的解釋體系呢?(換言之,如果智力也是相對的。其他智慧生物的思考方式是否會發展出一套與人類迥異的理論來?)

2016.9.25更新:

很久沒玩知乎了,昨天因為一篇科普文章,產生了疑問,自己在網路上查資料也沒找到答案。於是到知乎來尋求幫助,冒昧地提出了這樣一個問題。沒想到竟然得到了這麼多朋友的熱心解答。激動之情溢於言表,只好在這裡給諸位說聲感謝。

這個問題,如大家所言,很可能是沒有確切答案的。恰如真理,或許我們永遠也不能知道,但卻可以逐漸地去接近它。

這樣開放性地問題自然也會引來大家熱烈地討論,但哲學和科學的門檻本身比較高,所以希望大家能夠理性地辯證,少一些爭吵,多一些思考,一起感受思考的樂趣。

再次感謝大家的回答和評論,鞠躬。


本來想邀請幾位認識的知乎科哲大牛來回答的。後來覺得自己也算學過科學哲學且寫過相關話題的課程論文的人,所以就我行我上吧。

在科學哲學的發展史中,一直存在著科學實在論與反實在論之間的長期論爭。「科學的研究對象是否是世界中的實在」這一問題可以說是科學哲學所研究的核心問題之一,可以被看作是科學哲學中的「本體論」問題。而科學實在論與反實在論的主要分歧就在對這個問題的回答上。

根據經典表述,科學實在論一般主張「科學理論中的理論名詞指稱世界中的實體(包括微觀的不可觀察的實體),科學理論是關於世界的真實描述(至少近似為真),而不僅僅是『拯救現象』和具有經驗恰當性的工具。」[i]而反實在論從某種角度上說同工具主義類似,主張「科學理論只是聯繫可觀察對象的手段或工具,並不具有什麼描述實在的意義。」[ii] 用勞丹的表述,就是「理論的重要性,它們在認識上的重要性在於並僅僅在於它們為問題提供了合適的解答。」[iii]即「疑難解答」而不是指向什麼「真理」;於是,「現有的物理定律,到底是宇宙客觀存在的,還是人們為了解釋周圍的世界而創造出來的?」這一問題可以很好地還原為科學實在論和反實在論的理論衝突。

當然,無論是科學實在論還是反實在論,想要說服別人,證明自己的論點,都有各自的論證來辯護。其中較為著名的就是科學實在論的「無奇蹟」論證以及反實在論的「悲觀元歸納」論證。下面就主要針對這兩個論證進行展開。

一、「無奇蹟」論證以及「逼真」論證

「無奇蹟」論證是科學實在論的一個經典論證。就以普特南所提出的版本為例,普特南指出,「除非我們採納實在論的解釋,否則科學史中增長的科學預測的成功就將會是一個奇蹟。」[iv] 他進一步指出「實在論既主張真理存在也主張實存存在。在科學的知識實踐中,增長的預測上的成功反映的是一種增長著地更加適當的逼真性。至於成功的、預測上成功的理論所主張存在的特殊理論客體(如『電子』『基因』等),這些客體就必然是存在的。」[v] 這就通過「無奇蹟」論證引出了「逼真」論證,從而實現了為科學實在論的辯護。

「無奇蹟」論證實際上是抓住了存在成功的科學預測這一事實(在科學史上被認為是成功的理論都會做出成功的科學預測)。只有當科學實在論為真時(即理論指向的是世界中的實體),成功的科學預測才是有依據的,否則這就是個奇蹟。比如,我們假設有一個理論S,S做出了一個預測t(存在陳述)。而當t與世界相符合時,我們會說理論S是成功的。而預測t之所以能與世界相符合,就在於t指稱了世界中存在的實體(實在論的觀點)。所以,堅持實在論就保證了成功的理論的根據性。而通過理論的成功性,可進一步得出理論對世界的描述是正確的,是一個真理。而前前後後的各種理論的疊加就表現為一種逼真性,因此真理也是存在的;這就從「無奇蹟」論證引出了「逼真」論證。這兩個論證可以分別看作是對於科學實體以及真理存在的證明。

然而,這兩個論證本身存在著一定的問題。我們不難發現,「無奇蹟」論證以及「逼真」論證有著與科學史不相符合的地方。就比如牛頓的力學理論:在18-19世紀,牛頓力學無疑是成功的,並做出了很多準確的預測(如根據萬有引力定律,天文學家們發現了天王星和海王星)。但到了20世紀以後,特別是那次著名的日食觀測,牛頓力學因為做出了錯誤的預測而被相對成功的相對論所替代。同時在現代物理學中,萬有引力究竟存在與否還是存疑的。那麼,如果因為一個理論做出了準確的預測就說明這一個理論中確實有對世界中的實體的指稱,那為什麼這個理論之後還會被證偽並推翻呢?難道一個成功的理論中的指稱既是世界中的實體又不是世界中的實體?這明顯是荒謬的。可見,以理論的成功入手來證明科學實在論是有一定問題的。那問題出在哪呢?

問題在於對成功預測的解釋上。實在論者說,預測t是成功的是因為t與世界相符合,而之所以t能與世界相符合就在於t中的理論名詞指稱的是世界中的實體。可實際上並不是這樣。一般來說,我們檢驗假說或者理論所做的預測的方法就是做實驗或者進行觀測,也就是說理論預測了會有怎樣的現象(如相對論預測了光線彎曲),我們就去檢驗是否有這樣的現象(進行日食觀測),有的話我們就說這個預測是成功。因此,預測t是成功的是因為實驗觀測所得到的現象是否與t相符;這與科學實在論的說法的差異主要在於:(1)實驗觀測到的現象與世界是不同的,世界是包含實體的,但現象則沒有。(2)實在論將t的成功歸結於t是否與世界符合,而這種新的解釋則是說實驗觀測結果是否與t符合;這裡面的區別在於,如果我們採納實在論的檢驗標準的話,我們就必須預設人能全面的把握整個世界(否則我們無法檢驗t是否確實指稱了世界中的某個實體),而這事實上是做不到的。而如果將t的成功歸結為實驗觀測結果是否與t符合的話就不存在這個問題。實際上,只有當一定的假說或者理論預測提出之後,為了對其進行檢驗,我們才會做相應的實驗和觀測從而獲得一些經驗現象。也就是說,在理論預測提出之前,即使相應的現象一直存在,我們也不會覺察到。所以是理論預測將我們沒有覺察到的現象「揪」了出來,拓寬了我們的認識層面。如果觀察結果並不與預測相一致的話,就只需對預測進行修訂或者另外提出新理論使其一致就行了。因此,我們並不需要科學實在論在確保預測的成功性,因為預測是指向一定的未知區域的,預測的準確性本身並不會有什麼絕對的保證,它實際上是理論的一種「試錯法」的運用。如果預測成功則原理論得以保存,預測失敗則對理論進行修改或者提出新理論。這樣的話,「無奇蹟」論證就不再成立了,因為理論預測的成功可以被解釋成實現觀測的結果與預測的相符,其中並沒有實體的介入。天王星與海王星的發現令牛頓力學大為成功,而日食觀測則標誌著它的失敗、相對論的成功;由此,進一步我們可以看出,歷史上前前後後的各種理論的疊加並不構成「逼真性」,而只是在不斷地試錯、修改、否證中尋求一種能對對象做最多解釋的理論集合。於是,「逼真」論證也就同樣不成立了。

二、「悲觀元歸納」論證與反實在論

「悲觀元歸納」由勞丹於1987年的一篇論文中提出,他指出「科學史本身曾經是獲得經驗上成功的種種科學理論的『墓碑』系列,像18世紀光學、電磁學的以太假說和醫學上的『體液』說在解釋、預言和控制上都曾獲得很大的成功,但後來卻一個個地走入墳墓……如果過去取得了很大成功的科學理論在歷史上都一個個地被發現為錯誤的東西,根據歸納原理,我們有什麼理由相信實在論所說的現在取得成功的理論是逼近真理呢?我們還有什麼理由採取樂觀的態度呢?」[vi]

勞丹的「悲觀元歸納」論證的特點在於,它抓住了科學史中的史實來為其佐證。也就是對過去的科學理論做了一個歸納論證,其形式可以寫成這樣:

(1)如果科學實在論為真,那麼理論的成功就在於它是世界的真實描述

(2)當今大多數科學理論都是成功的

(3)根據(1)(2),如果科學實在論為真,那麼當今科學理論就是世界的真實描述

(4)大多數過去的理論最終都被當今理論所替代,因此,它們是錯誤的

(5)過去的許多理論曾經是成功的

(6)根據(4)(5),由歸納法可得:許多曾經成功的理論最後都很可能被證明是錯的

(7)根據(2)(6)可得:當今大多數科學理論最後很有可能被證明是錯的

(8)根據(1)(7)可得:如果科學實在論為真,那麼當今大多數科學理論很可能不是世界的真實描述

(9)由於(3)(8)產生了矛盾,所以科學實在論很可能為假,因此我們不應對理論能否接近真理持樂觀態度

當然,勞丹的「悲觀元歸納」論證同樣存在著一定的缺陷。其中,劉易斯的「佯正面」論證就解釋了「悲觀元歸納」的一個重大錯誤。劉易斯指出,過去存在很多成功的但最終被證明為假的理論,並不能為成功不是真理的可靠性檢測這一論斷提供正當理由,「悲觀元歸納」的歸納基礎根本就存在問題。[vii]而這個問題就是「悲觀元歸納」犯了「佯正面」錯誤。

那什麼是「佯正面」錯誤呢?舉個例子,比如我們要對某種疾病的做一次診斷測試。其中,佯正面支持率就是在給定病人沒有患此病的情況下,該檢測給出正面結果的概率;而佯負面支持率就是在給定病人患有此病的情況下,該檢測給出負面結果的概率。如果一個檢測的佯正面支持率和佯負面支持率都很小,就說明該檢測出錯的概率很小,可以被看做是可靠的。[viii]而而假如佯正面或佯負面的支持率過高,我們就說一個檢測犯了「佯正面」或「佯負面」錯誤。

勞丹通過列舉大量科學史實,顯示出許多過去被認為是成功而現今被證明為假的理論,並以此來作為反對科學實在論的依據,這就犯了典型的「佯正面」錯誤。我們利用與勞丹同樣的事例,完全可以構造出另外一個結論完全不一樣的歸納論證:

(1) 如果科學實在論為真,則理論的成功就在於它是世界的真實描述

(2) 當今大多數科學理論都是成功的

(3) 當今大多數科學理論中包含了過去的科學理論中一定的成分(如現代光學包含了光微粒說與光波說,經典物理學被相對論所包含)

(4) 許多過去被認為是成功的理論現在被證明為假

(5) 根據(3)(4)可得:許多現在被證明為假的理論依然部分上是成功的

(6) 根據(2)(5)由歸納推理可知:當今的科學理論至少部分上會是成功的

(7) 由(1)(6)可得:如果科學實在論為真,那麼當今的科學至少部分上是對世界的真實描述

同樣的歸納論證的方法,卻得出了一個支持科學實在論的結果,而事實上這個歸納論證同樣也是犯了「佯正面」錯誤;在漫長的科學史的發展中,因為科學進步的需要,任何科學理論都不可能不經修改或替代而保存至今。如此積累下來,自然是所謂被證明為假的理論比當今被認為是成功的理論要多得多。可是,在某一個特定的歷史發展階段,成功的理論優勢占絕大多數的(如在18-19世紀,經典物理學體系長期占統治地位,沒有遇到什麼大的挑戰)。而勞丹正是因為沒有考慮到每一個科學發展階段的實際情況,而僅僅從當代的視野出發對整個科學史進行這麼一種歸納,其得到的結論明顯是不可靠的。因此,「悲觀元歸納」從嚴格意義上說不是一個好的歸納,因為它包含的佯正面支持率過高。

綜上所述, 無論是科學實在論的「無奇蹟」論證,還是反實在論的「悲觀元歸納」論證,都存在著各自的問題。這就不得不讓我們重新審視科學實在論與反實在論的這兩派觀點。

以本文中所提到的論證為例,我們可以看出,儘管科學實在論與反實在論的論證都顯得十分精密、嚴謹,但它們各自依然避免不了強而有力的反駁。所以,就所給的論證這一層面上。雙方並沒有產生很大的優劣之分。因此,在對科學實在論與反實在論的反思之中,我們或許需要考慮尋找另外一種考察方式。也就是應當一定程度上跳出純粹考察雙方論證的嚴密性這一角度,嘗試著從別的方面來進行審視。這樣我們的研究或許就能開拓一個新的領域。

所以,「現有的物理定律,到底是宇宙客觀存在的,還是人們為了解釋周圍的世界而創造出來的?」 很遺憾,目前科學哲學並沒有絕對有力的證據支持任何一方。

參考文獻:

[i] 陳剛 2010::《結構實在論能解決科學實在論的問題嗎?》; 載《科學技術哲學》(人民大學書報資料中心)第3期

[ii] 黃頌傑等編 2007:《現代西方哲學辭典》; 上海辭書出版社 436頁

[iii] 勞丹 著 劉新民 譯 1998:《進步及其問題》; 華夏出版社 15頁

[iv] v John Losee 2001:A Historical Introduction to the Philosophy of science, Fourth edition; Oxford University Press P253

[vi] 張華夏 2010:《科學實在論與結構實在論——它們的內容、意義和問題》;載《科學技術哲學》(人民大學書報資料中心)第2期

[vii] viii 熊文嫻 2010:《悲觀元歸納的兩個基本錯誤》; 載《自然辯證法研究》 第7期


首先不懂哲學,不過如果你熟悉物理的話,你應該知道,對於同一個物理現象,也有很多種微妙的不等價的理論來詮釋,無論外星人了

我想大部分人應該是贊成有效理論的觀點的,而這並不需要終極理論的存在性和唯一性作為前提


霍金認為實在性不過是一套自洽的和觀測對應的圖景、模型或者理論。霍金將其稱為依賴模型的現實主義。如果兩種圖景滿足同樣的條件,你就不能講哪種更實在些,你覺得哪種更方便就用哪種。如果沒有一種理論滿足這些條件,那麼宇宙就消失了。自在之物在這裡是多餘的。這種新觀點使科學和哲學中的許多長期爭論的問題成為偽問題。

宇宙和萬物的演化不只經歷一個歷史,它們經歷所有可能的歷史。費恩曼的量子論的歷史求和表述與依賴模型的現實主義相協調,而與舊實在論相抵觸。量子論只有在經典的近似範圍才和舊實在論協調。惠勒把這些觀點應用於宇宙尺度,於是因果的差異就消失了。過去和將來一樣不是已被確定的。自然定律在現代科學中通常用數學來表述。它們既可以是精確的,也可以是近似的,但是它們必須毫無例外地被觀察——如果不是普適的話,至少在約定的一族條件下必須如此。例如,我們現在知道如果物體以接近光速的速度運動,牛頓定律必須被修正。然而我們仍然認為牛頓定律是定律,因為對於日常世界的條件,即我們遭遇到的速度遠低於光速時,至少在非常好的近似下,它們成立。

m理論是愛因斯坦所希望找到的統一理論。我們人類——我們自身只不過是自然的基本粒子的集聚——已經能夠這麼接近理解制約我們和我們宇宙的定律,這一事實就是一項偉大的勝利。但也許真正的奇蹟在於,邏輯的抽象思考導致一個唯一的理論,它預言和描述了我們所看到的充滿令人驚異的千姿百態的浩淼宇宙。如果該理論被觀測所證實,它就將是長達三千年以上智力探索的成功終結。我們就將找到大設計。

五星級推薦

以上三段均摘自霍金新科普書《大設計》,事實上這本書出版了六年了,雖然沒有《時間簡史》那麼有名,但其實更能代表霍金長足思考,起碼《時間簡史》寫成時候宇宙在加速膨脹這一事實都沒有出結果。


先佔個坑,以後想法成熟了再完善。

肯定是後者。科學的全稱叫做經驗科學。

首先我們人類能夠接收的信息來基於我們的感官,如果認為宇宙的信息量是無窮的,我們人類接收到的信息由於感官限制是有限的,那麼我們人類的科學一定就是基於我們人類的經驗,認知方式。

我們的感覺無論如何強烈和真切,都不過是發生在我們人類頭腦里的事情而已,從邏輯上並不能由此得出關於外在世界的任何結論,包括外在世界是否存在的結論,這些感覺材料所能做到的,充其量只是讓我在某種程度上「相信」關於外在世界的某些「推斷」而已。

所以科學說起來只不過是人類基於一套邏輯推斷出來的集體信念罷了。最直接的證據就是所有的科學都會有一個基本假設,而這個基本假設是一個信念,這個信念都是無法去繼續追問為什麼的信念,當然一個好的假設和之後的理論是可以反過來檢驗這個假設的。

關於,在沒有新的實驗現象出現的情況下,物理學理論本身也可以發展,也可以用別的方式去更好組織自身的結構。這在著名科學哲學家拉卡托斯的科學哲學裡是這麼認為的,一個體系真正的價值所在,如果它能引導我們向這個方向探索,並發現許多先前未被察覺的事實,或把許多此前被忽視的凌亂事實組織到一個簡單的框架中,那它就有望成為拉卡托斯所說的「進步的綱領」,相反,如果推演開去發現處處碰壁,就該被拋棄。分析力學的最小作用量原理,還有哈密頓量拉格朗日量這些框架都被運用在了後續的電動力學和量子力學裡,是進步的綱領。

另外就是關於波普的可證偽性,庫恩的範式理論,拉卡托斯的科學綱領論,如果統一起來就是這樣:

1)按貝葉斯闡釋,所謂可證偽性,就是能夠就如何(結構性地)修正我們的貝葉斯信念網路有所建議,

2)科學是我們構建和調整信念網路的一種方法,庫恩的範式可理解為信念網路的結構模式,它決定一個信念網路由哪些節點組成,

2.1)當然,範式的內容還包括如何為信念網路獲取輸入的操作性規範。

3)拉卡托斯的綱領可理解為多層信念網路,所謂硬核就是最底層的那些節點,拉卡托斯為如何在接受新輸入後調整信念網路給出了原則性指導:優先嘗試調整上層結構,盡量別動下層結構,

4)範式給出之後,特定科學理論/假說為節點間向量賦值,

5)接受證偽的不是單一節點或向量,而是整個多層信念網路,或某一特定網路的某個局部,通常是某個高度內聚的局部,

6)假如從庫恩的視角看,拉卡托斯的研究綱領方法論可以這樣理解:在範式所給定的框架下為解決難題而提出的假說,不是被同等對待的,而是被組織在多層次的結構之中,上層(或外圍)假說在邏輯上依賴於下層假說,當面臨經驗事實所帶來的困難時,首先被質疑的是最外圍的假說,越是下層的假說,承載著越多的上層結構,因而得到更優先的保護,這樣,龐大的理論體系才能維持足夠的穩定性。

7)一場科學地震的震級,是指整個信念網路的多大一部分需要拆掉重建,

8)科學supposed to be一部由科學社區共同維護的貝葉斯推斷機。

科學是什麼這個話題太大,甚至要說清楚都得聯繫到人類的認知:人類的大腦是一個完備的圖靈機和貝葉斯推斷機。

題主所說的智力是一個模糊概念,姑且理解為人類大腦這個圖靈機的運算速度吧。那麼如果智力比較低下的一群人理論上也是可以發展出現在的一套科學的,只不過發展速度慢一點罷了。因為人類能夠表徵這個世界,並且能夠成為格里高利造物直接把人腦外部的知識作為軟體裝進來,並且能夠做貝葉斯推斷,這些是基於人腦是圖靈完備的虛擬機和貝葉斯推斷機,但是圖靈機的完備性是不依賴於運算速度的,也就是只要是完備的就能完成任務,而能不能完成這個任務跟運算速度無關,完成這個任務花的時間跟運算速度有關。

其他有大腦的動物之所以沒有建立出來科學,是因為他們的頭腦還處在進化階段中的波普爾造物和斯金納造物階段,這兩種階段的大腦是不具備完備圖靈機的功能的,而沒有大腦的生物處在達爾文造物階段。所以其他動物沒有建立出科學,根本原因是因為他們的大腦不是圖靈完備的,而不是因為運算速度不行。所以這個沒有相對性,不完備就是不完備,完備就是完備,這個跟運算速度是連續的不一樣。(關於幾種造物的說法,見丹內特的兩本書:Darwin"s Dangerous Idea: Evolution and the Meanings of Life和Kinds of Minds: Toward An Understanding Of Consciousness)

至於其他有智慧的生物,如果他有一個完備的圖靈機大腦,發展出來的科學是什麼樣的,這個就依賴於這種生物的感官了,也就是這種生物能夠接受到宇宙哪些信息作為圖靈機的輸入。如果接受的信息不一樣,那麼肯定發展出來的科學也跟人類是不一樣的。

至於宇宙有沒有一個客觀存在,我認為是不知道的。用不可知論和經驗主義的理論來說,借用康德的概念,這個客觀存在叫做物自體,而人類是無法知道物自體是什麼樣子的,甚至物自體存在不存在都是不知道的。最簡單的一個思想實驗,缸中的大腦。我們並不能否認我們是不是處在一個缸中的大腦這樣一個環境中,是不是我們從絕對意義上來說只能是回答不知道。假設如果我們真的就存在在一個上帝設定的這麼一個缸中的大腦環境中,那麼所謂的我們人類設想的宇宙的客觀根本就是不存在的,我們的設想只不過是人類一個信念,而不是真的存在。

當然如果這個信念是有益的,我們可以認為基於人類認知的這個宇宙的客觀是存在的,那麼下面的問題就更有意思了,假設這個客觀是存在的,我們人類能不能知道他?絕對意義上來說,還是得回答不知道,因為你如何證明我們知道的就是宇宙的客觀呢?你如何能保證不會有新的現象來推翻現有的物理理論?如果我們人類未來觀察到了一個新的現象,現在的理論無論如何都是有漏洞的,比如之前光電效應的發現,那麼現在的理論就不是終極的完全跟宇宙客觀所一致的東西。我們人類的物理知識不斷的在修正不斷的在去提升我們對於宇宙描述的信念,然而這個事情有沒有一個盡頭是沒有辦法證明和驗證的。所以,刨根問底,絕對意義上,用我們不可知論和經驗主義的人的話,這個時候我們需要謙虛的回答:不知道。

所謂的客觀性就是一種共識和基於共識的交流有效性,而共同認知能力和信任關係為之提供了基礎。所以,這個客觀性是基於我們人的,並不是所謂的絕對意義上宇宙的客觀。

參考:

? 實在與經驗

? 範式與硬核:什麼是科學?

? 一張膏藥

科學研究綱領方法論 (豆瓣)-拉卡托斯

科學革命的結構 (豆瓣)-庫恩

? 格列高利造物

? 沐猿而冠·附錄·何為理性動物

? 人腦是圖靈完備的嗎?

Darwin"s Dangerous Idea

Darwin"s Dangerous Idea: Evolution and the Meanings of Life (豆瓣)-丹內特

Kinds Of Minds (豆瓣)-丹內特


我不知道。我們不知道。

但是一個鐵球在從距離地面5米高的地方自由下落,會用時1s落地。無論你相信什麼理論,怎麼解釋,怎麼重複實驗,都會是這個結果。


謝邀。我傾向於認為物理定律是對現實世界物理現象的一種總結和解釋。這種總結並不是簡單把實驗現象複述一遍,而是試圖建立一種理論、一種模型,使得根據這套模型進行推演,能夠得到與現實世界中的物理現象相符的物理結論。而且很重要的是,這套理論一直是在不斷演變、不斷完善自身的。每當出現舊有理論無法解釋的新的實驗現象(比如20世界初物理學界兩朵烏雲),物理學家們就會嘗試提出新的理論來解釋這些現象,並且這些新理論往往包含舊理論作為某種條件下的一個近似。從這個意義上來說,物理定律不具有永恆性和不變性,並不是真正意義上宇宙運行的法則。

另外,在沒有新的實驗現象出現的情況下,物理學理論本身也可以發展,也可以用別的方式去更好組織自身的結構。牛頓提出經典力學定律以後,經典力學又發展出分析力學,這裡面並沒有根本性的物理基本原理的變化,從某種意義上是通過數學上等價的方式重新敘述了原有的力學理論,但是看待問題的觀點已經不同了——從受力分析到作用量分析、到變分原理等等。值得注意的是,在量子力學等基於新的實驗觀測的新物理理論出現以後,分析力學的框架仍然適用於描述量子力學。從某種意義上來說,最小作用量原理是比牛頓力學三定律等等更為普適、更為本質的物理原理。而物理理論在理論層面本身的發展,很大程度得歸功於更高級數學工具的運用

至於數學,這個學科有點特殊,現在數學家普遍不認為數學屬於自然科學,數學與自然科學的分野大概在19世紀就已經出現了,那時候真正出現了所謂的「純數學」,以前那些數學家很多都是把數學和物理、力學等等混為一談,甚至有用物理論證代替數學證明的。我無意探討數學的本質是什麼,也的確有很多人(包括很多數學家)認為只有與物理緊密結合的數學才是重要的(Arnold甚至直接說數學是物理的一部分);但不可否認,現有數學體系的很大一部分,都是與現實世界相獨立的(至少表面上看上去像是如此),在這些領域的數學工作者們的工作方法也的確像是「純數學」的做法。我們不能簡單地說這些純數學就是「沒用的數學」,也許在很久或者不久的將來,人們會發現它們同現實世界的聯繫——比如纖維叢理論莫名奇妙地就和電磁學理論以及更廣義的規範理論產生了聯繫,產生於純數學研究的李群理論也莫名其妙地被應用到了物理理論(比如力學、比如規範理論——標準模型等等)。我個人認為,去爭論哪些數學有用哪些數學沒用是沒有意義的事情,因為隨著時間的發展,沒用的數學自然會消亡,有用的數學自然會頑強地生存下來,我們人類沒有這麼高的智慧去做判斷去做選擇,歷史的發展會替我們做選擇


真理是不可達到的,但是可以接近。

總結規律是接近真理的方式,無論是上帝創造一切還是牛頓三定律或者陰陽五行。

所以說到底,這是人們為了方便理解而所作為的。

因為我們無法知道客觀真相到底是什麼。

好吧我承認我是個不可知論者。


題主你聽說過盲人摸象嗎?

想像你面前有一個龐然大物,路過的好奇的人類都會上前摸上一爪子:

「每天日升月落,我摸到腳下的大地兀自屹然不動,世界一定是以地球為中心的!」

「同樣是炎熱的午後,河邊的水和石頭的溫度真是天差地別呀!」

「火車進站了,耳朵"摸"(聽)到汽笛聲越來越刺耳是怎麼回事?」

「我的眼睛沒有看(摸)錯吧?根本沒有通電,竟然真的產生了電火花!」

......

在經典物理學成為系統性知識之前,我們有過「地心說」,夢想過「永動機」,堅信鐵球比木球更先落地......這些都曾經一度被奉為「真理」、「定律」,因為他們看起來確實符合我們想當然的感知。即便「日心說」後來被提出來,絕大多數普通人也還是無法理解;

同樣,曬過太陽的水和石頭各自比熱容不同因此溫度不同,我們有了熱量定律

火車進站音調變化是多普勒效應

麥克斯韋理論的電磁波真的存在

......

可是又如何呢?這一堆的子母和奇怪符號組成的等式和定律都只是人類在觸摸宇宙和自然所得到的只鱗半爪中 總結出的「感受」而已啊!

某種程度上說,E=mc2 跟 「大象就像一根柱子」 毫無分別!

所以經典物理的絕對時空觀被推翻, 不被普通人感知的「日心說」反而更正確,波粒二象性可以在 光是波還是粒子 都各自有理有據的時候,被學界爭執幾十年。

所以我們才說,科學,永遠是可以證偽的。

而歷史的每一點探索、發展與進步,都是在人類不斷修正已有的「理論定律」中實現的。

我們就像一群被造物主蒙上了眼睛的幼童,一點點的摸索修正面前的未知,把那些只能適用於一部分情況的「規律」像感受一般描述出來,並且虔誠地奉為真理

最後回答題主的問題:定律只是人類創造出來描繪世界的「感受」而已,可以被拓展,修正乃至推翻。如果它做到了亘古不變,那也只是因為這條「感受」比其他的描述更精確,而已。

宇宙,才是那個客觀存在;

答主非科班出身,只能從最淺顯的角度來談自己的理解,不喜勿噴


這個問題問的比大部分答主以為的更深奧一些。它是一個認識論問題,而不是科學哲學問題。它問的是科學理論是如何可能的,而不是科學理論是如何產生的。

對於自然科學問題,這倆的區別還不算太突出,因為現如今我們都承認科學理論不能完全反映客觀世界,不論是否真的存在客觀世界。但是當我們考慮數學甚至邏輯學的時候,這倆就區別很明顯了。因為一方面數學和邏輯學理論是一套「理性上必然的」、「永真的」、「放之四海而皆準」的規則(兩個和兩個放在一起永遠是四個)。但另一方面,我們又沒有足夠的信心和理由可以證明,其它理性存在者也通過這些同樣的規則去認識這個世界。那麼,究竟是不是這些規則是客觀的,或者更一般地說,人類的基本認識方式(時間,空間,因果等等)是因為某種原因(這原因極其重要)而成為唯一的、正確的,還是只是萬千個不同角度中偶然的一種,這就成為哲學上最著名的問題之一了。如果是第一種情況,那麼很好,人類的數學和邏輯學是完全可靠的,自然科學的基礎(而不是理論)也是可靠的。但如果是第二種情況,那麼這些就都不可靠,今天二加二等於四,明天就搞不好等於五。

這個問題值得大家再重新認真思考一下。


首先給一下我認為的定義吧。定律是人對於規律的總結。那麼有以下兩個問題

1. 是不是存在一些基本的規律,他們在各個時空是永遠成立,而且不受人的意志所左右的?

2. 是不是對於每個規律,都可以找到和它完全契合的定律,或者是說定律越來越趨近於這個規律本身?

對於我來說,這兩個問題的答案都是」不知道「。原因是我們現在沒有在任意時空穿行的能力,我們所能依賴的,是我們能力範圍內的經驗。

對於實際的應用來說,規律是在宇宙中各處永遠不變,和在我們所能觀察到的範圍內,相當大時間尺度上不變,是沒有太大區別的。而物理定律,只要是在我們需要的應用範圍內成立,我們就認為它是「正確的「。這裡」正確「之所以要打上引號是因為我們並不知道在它其範圍之外是否成立,只是為了簡化起見,我們默認它是成立的,除非現實給出反例。這種默認,本身只是一種信念。


規律是客觀存在的,定律是人為了解釋規律建立的模型,兩者不可混淆。另外定律可以無限接近規律,但不可能完全相等。


定律是創造出來的,現象是客觀存在的。


肯定是人為設計的啊!

幾乎所有的公式都有使用範圍啊,比如牛頓運動定律就要求宏觀低速,理想氣體定律就要求氣溫不太低壓強不太大,很多很對都是這樣的。

很多公式都是先根據現實抽象出主要特點,根據這些特點總結出數學規律,再根據與現實情況加以修正,加上一些修正因數,使得可以和現實基本溫和,然後,定理或者公式就誕生了


應該區分一下規律和定律。

物理規律是客觀存在的。物理規律之所以稱之為規律,是因為其滿足時空平移不變性。也就是說,這個規律,在宋朝時成立,在清朝時也成立,在北京成立,在合肥也成立。

定律和規律不同,定律是一種理論模型,是為研究宇宙間不變的事實規律所歸納出的結論,是對客觀事實的一種表達形式。因此,定律是人類智慧的產物。

對同一種物理規律可能存在多種表述形式,比如說矩陣力學,波動力學,以及路徑積分都可以表述量子力學。

所以,即使有外星智慧,大家認識的物理規律還是一樣,只是表述的形式以及認識的深淺會有所不同。


從認知科學目前所建立的多個不同認知模型以及實驗結果的角度來看,「共相」都很可能僅僅是哲學概念的「主體」對外部信息進行建模的一種分析哲學意義的「語法」而不是本體論意義的「實在」。同時「主體」本身也很可能是建模過程的一種語法,「主體的範疇」與「主體的連續性」都是為了建模而由「主體」所劃定和構造的。

參考

概念——深層視覺信息的編碼機制 - 混沌巡洋艦 - 知乎專欄

物理主義是最可能的形而上學嗎?


宇宙中的事物如果具有客觀存在的運行規律,那麼這種規律應該稱之為物理真理。物理定律只不過是人類對物理真理的主觀的,局限的,不完整,不精確的近似描述。

物理真理是否存在屬於哲學問題,這個問題沒有答案。科學是建立在真理存在的假設上的。

真理只能不斷逼近,這受限於邏輯不完整,數學不完整,主管觀測無法精確,以及真理無法完整驗證(這個比較難解釋,篇幅太長這裡不介紹),然而,物理定律可以通過不斷進步來無限的逼近物理真理。

民科答案,純屬個人見解,勿輕信。


從哲學的角度來看,規律是一種客觀的存在。而規律往往可以用數學方程式描述。正如牛頓在地球上看到物體總是向下掉落是,不論是蘋果還是石頭還是人。於是猜想萬物存在某種規律使物體總是向下掉落。深入研究後提出了能自圓其說的三大定律並用數學方程式加以描述。所以我們只是在描述規律,既然是描述就往往存在著描述不夠完整存在缺陷的可能。之後由於科學的發展人類看到了地球以外的天體運動便發現牛頓提出的定律不在適用了,這時愛因斯坦站出來了,又提出了相對論等重新對運動的客觀規律加以描述。再之後人類研究量子力學又發現愛因斯坦的理論所不能描述的現象.......。所以綜上所述,規律是一種客觀存在,我們的理論只是對客觀規律的一種嘗試性的能自洽的描述。所以要分清楚的是客觀存在和對客觀存在的描述.

看見了就請套路一下點個贊吧


首先,你得明確這個問題是一個形而上學層面的問題,按卡爾納普的話來說就是一個「外部問題」,外部問題是不可能用經驗的「內部」手段來解答的,而這也就意味著這個問題沒有最終答案,因為我們的解答始終都只能訴諸經驗。

對這個問題的解答大致有兩種思路,按一種絕對主義的思路的話,規律就是客觀存在的,而且是「不以人意志為轉移的」。至於它為什麼會有這種特性,實際上是難以給出比較滿意的回答的,因為對此的回答總會有獨斷的成分。比如有的人認為這是上帝創造的,對此你當然難以反駁,因為你也不知道這不是上帝創造的。而有的人則認為對這個問題我們無法進一步追問其原因,我們只能認為它就是那樣的而不知道為什麼,這類似於一種自然主義的解釋。

而另一種思路就是約定論的思路,約定論認為規律本身並不是客觀存在的,而是人類為了更好地進行一系列實踐活動而約定出來的,約定的原則和目的就是為了幫助人類更好地進行實踐活動。這裡還是舉一個卡爾納普的例子,比如說當我們追問「物質是否根本上存在」這樣一個「外部問題」的時候,我們的答案取決於其是否能更好地幫助我們進行實踐活動,如物理學的研究活動,如果我們假設物質存在能夠幫助我們更好地進行這種活動,而不假設其存在卻會阻礙我們進行這種活動,在這種情況下我們就有理由假定「物質在根本上是存在的」。約定論的思路也是一種實用主義的思路,其否認絕對客觀規律的存在,認為所有規律無非都是人為了實踐的方便而進行的約定。包括不同類型的物理學體系模型,也是各自地約定,這也就不難理解為什麼牛頓和愛因斯坦截然不同的兩種體系都可以一定程度上合理地解釋物理世界的原因了。在科學中,我個人感覺約定論似乎佔據了某種程度的主導,但約定也是不任意而為的,約定的背後是否真是受某種不變的規律的限制和制約是不得而知的,所以約定論者一般對這個問題存而不論。


個人觀點,世界是客觀存在的,任何的自然學科都是為了試圖理解認識世界所提出的假設模型,在未被證偽之前都不能判斷對錯。

作為一隻物理狗,很久之前寫的詩,可能能回答這個問題?


人類如果創造了物理定律,那人類就能改變它。

很顯然人類無法改變,所以人類只是發現它。


推薦閱讀:

如果量子真的不能傳遞信息,「美科學家量子隱形實驗傳輸距離突破百公里」是怎麼回事?
根據相對論,一個加速度行駛的物體打開燈,光線傳播的速度是否就超越光速了?
你為什麼選擇物理專業?
《星球大戰》戰機在宇宙中作戰的聲音是真實存在還是科幻作品的設定?
什麼是量子計算機操作系統,國外還有哪些量子操作系統資源?

TAG:科普 | 哲學 | 自然科學 | 物理學 | 科學哲學 |