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强弩之末

 再问宇宙 2016-05-21

--- 在物理宇宙整体上应用“微分时空”中的物理学是盲目的

 

强弩之末


英国诗人William Blake的名句:"To see a world in a grain of sand, and a heaven in a wild flower, hold infinity in the palm of your hands, and eternity in an hour.” 译成中文颇有一些禅味:“见:一沙一世界,一花一乾坤。持:无穷于掌心,永恒于一瞬。”

 

如果我们把这种意向画出来,应该是别有一番风趣:)

 

凸镜A表面上的某一“点”被电镜扫描(SEM)放大了约1千倍,呈现出另一种世界景象。见图B,好端端的一个光滑表面的细微之处居然像一个垃圾坑!简直是令人费解。但这却是发生在你眼皮子底下的真实存在!图中那些“肮脏”的球状物似乎还不是二氧化硅分子。因为大分子的尺度也只有1nm(纳米)左右。图中标明的尺度是微米级的。那么这些比分子大几千倍的球球是分子团或某种凝聚态吗?俺就不细究了。管它是什么,反正是一定层次深度下的一种微观结构。如果认为那里是一片死寂,那就大错特错了。恰恰相反,里面充满了“生机”,是一个“活脱脱”的世界。有不折不扣的秩序和规则。元素间,要素间彼此相连,“通讯”与作用,和谐共存,有时甚至牵一发而动全身。。。

 

透镜A的表面可谓晶莹剔透,足够光滑了吧。说它均匀及各向同性似乎也不应该有异议?关键是怎么看。如果我们站在宏观的角度来考察,在拓扑上不但可以定性,也可放心大胆地利用高斯几何学,很“精确”地计算出所有特征值,如曲率、半径及凸表面积等。若为了光学应用还可以给出焦距等参数。。。可如果站在微观的角度,如图B的情形,虽然那些球球本身及其排列似乎有一定的章法,但总体上看是乱七八糟的。就是俺胆再壮,也不敢说那里是均匀及各向同性的。显然在这个尺度上几何学似乎难有用武之地?。。。

 

不过什么事儿都怕认真。假如你是个十段或天王级别的七星杠头,并有个坚定的信条,将死杠进行到底。就会情不自禁地发问:既然你说图B是凸镜A表面上的一个微小区域,如果把所有的微小区域的“面积”都加起来,不就得到了更加精确的凸表面积了吗?这个问题以前俺讨论过(许多大侠的摆阵论道勾起了俺的兴趣:)[1],可惜,答案是否定的,根本就计算不出来?或趋于无穷大!。。。俺用这个问题来说明,人造的数学。。。你可能又要打断俺的思路?数学是人造的?哼!头一回听说。俺说,难道在现实世界中真能找到希尔伯特公理体系的“点、线、面”吗?哈哈,真说不好咱俩谁更杠:)值得一提的是,这个问题似乎暴露了一个关键所在?那就是,既然数学是抽象出来的,那么在现实物理世界中的应用似乎要有个匹配的问题。用数学语言描述的物理定律也要有个适用范围[2][3]。。。

 

不妨将这个问题稍加引申。。。如果我们探究凸镜A的什么物理性质(包括光学等),我们用到的可都是身边的物理定律。如果往小了去探究,到了分子尺度(纳米)之下,出现的将是另一番世界图景。那里的居民肯定要嚷,去你的“连续统”,见鬼去吧!我们这都定量,按份配给。你们这种生物就喜欢破坏,弄得我们的眼睛、鼻子和嘴都四分五裂的,那还叫脸吗?我们可都是“活”的呵!居然连上帝那个仁,什么“上帝粒子”,都想抠出来看看?你们这些该死的猴子!。。。显然那是量子力学的天下,是物质世界的层次性和结构性在“微观”上的一种反应。。。如果我们在此发挥一下诗人Blake的想象力,来做一下比较。。。有比较才有鉴别!俺相信这句话是真理。假设那块玻璃(凸镜A)就是观测可及的物理宇宙,那么,我们会是什么虫子,又躲藏在哪个“藏污纳垢”的角落里了呢?哼!连粉尘都不如,根本就找不到!只有将图B再放大1亿亿倍(1016倍),才能看到地球的踪影(见右上小图)!。。。若与凸镜A及组成其的原子,基本粒子进行比对,我们的家园地球小的你都不敢相信,比所谓的夸克(10-17cm)还小100倍,比原子(10-8cm)要小1千亿倍!。。。啊?!。。。。。。人哪去了?。。。早就晕倒了。。。

 

您说,说我们是“坐井蛙”和“三季虫”冤吗?就是病毒,都是在虚张声势,不知天高地厚地抬举自己呵!嘿!什么都不用说了。。。渺小的,提不起来的,生存在微分时空(dt,ds)[4][5][6]中的我们,所发展的物理学,即使在我们身边都要靠理想状态才能生存的物理学,对整体物理宇宙还能有效吗?还别说创建某一理论时,给出基本假设的局域局限性。。。类似于宏观物理当初试图逾越量子力学势力范围的情形,探索整体“物理宇宙”我们触及的是更高更大一个层次上的未知结构。那里的居民是否也会叫骂,可恶的猴子,让“连续统”见鬼去吧!。。。

 

需要注意的是:物理学所取得的成就是有目共睹的,彰显了地球人的智慧,这本身就是宇宙的奇迹!但这里俺强调的是,局域物理学在“整体”物理宇宙上运用的局限性。随便举两个例子就足以说明问题了。例如,还甭说场方程的局限性,单说为解R(t),与场方程联立的理想气体的物态微分方程。试问,宇宙整体空间和我们地面实验室的容器是一回事儿吗?;另外给出的一个例子,就是北京奥运那年被炒的轰轰烈烈的大型强子对撞机(LHC),除了试图寻找上帝粒子,还声称可以模拟“微型的宇宙大爆炸”?试问,宇宙的整体拓扑结构和我们地球上局部的一样吗?。。。说物理学在整体上“失效”,并不是说其在“此地”与“彼地”上不能应用。恰恰相反,根据宇宙学原理,我们正是通过运用在地面实验室所取得的知识来进一步认识宇宙的(对于这一点,俺将在下一篇关于宇宙学原理的话题下继续讨论:)。。。

 

总之,这里似乎有个立场问题。我们的探索若以透镜A为目标客体,我们就可尽情地使用几何学,视其微观为连续,处处可微;如果目标客体是在分子尺度以下,微观结构性为主导,需要另一套物理思维并借助相匹配的数学来建立模型。探索宇宙,是将物理宇宙整体作为目标客体的,需要在整体层次上建立模型,不说要有“上帝”的视野,也要有俯瞰芸芸众生的感觉 ~~~。。。在“上帝”眼里(站在模型的高度),我们所生存的时空就是微分时空(dt,ds)。。。把微分时空中发展的物理学无原则地推至整体是盲目的。

 

欧了,在本文结束之际,不妨让我们思考:司马迁的“强弩之极,矢不能穿鲁缟;冲风之末,力不能漂鸿毛。”这句千古名句对我们又能有什么启示呢?

 

可参阅博文:

 

[1]《凡有形必有极?》2009年1月21日,奇迹论坛和潜科学论坛转贴:

http://dxmll.spaces./blog/cns!274D3ACFFD6BAD9F!633.entry

[2]《考问大爆炸?》2008年10月28日,奇迹论坛和潜科学论坛转贴:

http://dxmll.spaces./blog/cns!274D3ACFFD6BAD9F!630.entry

[3]《哲学随笔》2008年8月15日,奇迹论坛和潜科学论坛转贴:

http://dxmll.spaces./blog/cns!274D3ACFFD6BAD9F!613.entry

[4]《对我的“暗物质是引力虚象”一文的评论及我的回复》2009年9月16日:

http://dxmll.spaces./blog/cns!274D3ACFFD6BAD9F!2113.entry

[5]《俺在潜科学论坛的言论摘录(A)》2009年9月10日,潜科学论坛转贴:

http://dxmll.spaces./blog/cns!274D3ACFFD6BAD9F!2104.entry

[6]《俺在潜科学论坛的言论摘录(B)》2009年9月11日,潜科学论坛转贴:

http://dxmll.spaces./blog/cns!274D3ACFFD6BAD9F!2106.entry

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