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世界观:现代人必须要懂的科学哲学和科学史

 简单又罕见 2023-02-08 发布于北京

I.我们首先需要了解的一些相关概念

爱因斯坦,提出了狭义相对论和广义相对论,也是量子理论的三大奠基者之一

世界观:就是你对世界的看法,也是你的方法论。意思是,世界观既是你的思想认识,也是你的行为方法。

科学:是一个大概的学科,自圆其说就行,无限接近真理。科学分为两种,一种是基础科学,一种是导出科学。我们对科学的要求是能解释和预测。

亚里士多德第一原理:在每一系统的探索中,存在第一原理,是一个最基本的命题或假设,不能被省略或删除,也不能被违反。亚里士多德的第一原理,相当于物理数学里面的公理。这世上的公理特别少的,例如能量守恒、光速不变、一切物质都是由原子够成的。

马斯克,特斯拉、spaceX、太阳城的创始人

三段论:一个一般性的原则(大前提,亚里士多德第一原理),一个附属于前面大前提的特殊化陈述(小前提),以及由此引申出的特殊化陈述符合一般性原则的结论。

经验事实与哲学性/概念性事实:真实发生的就是经验事实,例如太阳出来了,真实确定的。哲学性/概念性事实就是不知道是否真实发生的,例如我把我的手机藏起来了,你没看见就不确定。(我们总是在这里出错,而且我们因为这个根本别想说服别人)

我们的知识主要靠两种方式获得的:一个是归纳总结,一个是演绎推理。归纳总结就是我们看见太阳从东方升起,我们就认为它是从东方升起的。演绎推理就是三段论。

工具主义和现实主义:就是你把科学当作一种工具还是就是现实,这是一种科学态度。例如地心说日心说,你可以把地心说当作工具(相对日心说还是复杂),日心说当作现实。

玻尔,创建了哥本哈根学派,量子理论的三大奠基者之一

II.我们需要知道的一个论点


奎因-迪昂论点:

  1. 我们的观点并不是单独而是作为整体来面对“经验的裁判”;

  2. 通常不存在可以用来判断两个竞争理论中哪一个正确的“关键性实验”;

  3. 非充分决定性的概念,也就是现有可用的数据,通常不足以让人们找到唯一正确的理论。

这个论点很厉害,因为它足够深刻,能带给我们很多启迪和指导。

今年科学家公布的黑洞照片

III.我们需要知道的科学过程


(1)经验事实,(2)数学方法,(3)诠释概述。

具体就是当我们发现一些自然现象,这就是经验事实部分;科学家会用自己的学科语言(主要是应用数学工具)表示出来,这就是数学方法部分;对科学理论揭示的世界事件进行解释和预言,这就是诠释概述部分。

亚里士多德,其思想统治欧洲近两千年

亚里士多德世界观:地心说,地球是静止的;地球位于宇宙的中心,其他的星体围绕着地球转;所有星体在做匀速运动;所有的星体的运动轨迹是完美的圆。

牛顿,建立了经典力学

牛顿世界观:17世纪始于开普勒日心说,伽利略提供了部分经验事实,开普勒发现星体运动的开普勒三定律,形成于牛顿(万有引力定律解释了星体为什么按照开普勒三定律运行),发展于法拉第麦克斯韦(将牛顿模式应用于电磁学),终于爱因斯坦(发现牛顿理论的一些问题,主要是关于时空、物质、能量、和引力的问题。狭义相对论重新论述时空,广义相对论重新定义引力,解释了引力)

IV.最新的世界观科学理论


相对论,量子理论,演化论

广义相对论中描述的时空和宇宙

相对论:今年科学家公布了黑洞的照片,16年的引力波被发现。可以说,到目前为止,整个相对论的理论和证明都是很完整的了。相对论改变了我们的时空观,时间和空间都不是绝对的,在物理上有钟慢尺缩效应和同时性的相对性。相对论也告诉我们物质和能量是同一个事物,它们可以互相转化。广义相对论重述了引力,引力只不过是物质扭曲时空而形成的几何结构。

微观世界,一切物质都是由原子构成的

量子理论:可能是人类科学史上第三个世界观,我们姑且叫做量子世界观吧。

  1. 量子事实:波粒二象性,统计诠释,测量,量子纠缠(不定域影响);

  2. 数学方法:薛定谔波动方程,希尔伯特空间;

  3. 诠释概述:哥本哈根诠释,薛定谔的猫,EPA悖论。

量子理论应该说在经验事实和数学方法描述方面都没有问题,也没有那么难。问题就在于对量子理论的诠释概述上,由此展开了长达半个世纪的大论战,并且同时进一步推动了人们对世界新的认识,它至今还在发展当中。对于量子事实和数学方法部分不做过多介绍,感兴趣的可以自己去找书看。这里想谈谈关于量子理论的诠释概述部分。

  1. 哥本哈根诠释:量子系统的描述是概率性的,我们只能预测一个事物发生的概率,而不是具体的事件。这遭到了爱因斯坦坚决的反对。

  2. 薛定谔的猫:量子现象能不能发生在宏观事物上?薛定谔是持否定态度的。

  3. EPA悖论:相互作用能不能超距离发生?爱因斯坦质疑量子力学的完备性,玻尔进行了反驳。

达尔文,自然进化论学说的创始人

演化论:我们人所处的宇宙位置普通,在生物中位置也普通。这是演化论告诉我们的。一切有机物,即生物都是自然进化的结果。外星人也很可能存在,或者存不存在没什么意义。恐龙如果重新出现在地球上,你完全可以把它当作外星人。而且这种演化是没有目的的,即盲目的。我们的存在也是没有目的的,或者说没有意义,意义都是人找的。

V.其他


最后说说道德、宗教、合作。因为人的自私,而有了道德,因为道德的需求产生了宗教。所以外国人说我们儒家思想就是中国人的宗教,是有一些道理的。关于合作,会让我想到博弈论,一种非零和博弈。现实当中很多时候都是非零和博弈,例如约翰纳什说的追女孩子,好几个优秀的男孩子追求一个漂亮的女孩子,结果两败俱伤。漂亮的女孩子往往没人追,因为男孩子怕失败;漂亮的女孩子最后选择的都是比较差的男孩子,因为她不知道如何选择在等更优秀的男孩子。

——本书是在读了理查德·德威特《世界观:现代人必须要懂的科学哲学和科学史》之后写成的,极力推荐大家阅读原书。

(围绕量子理论展开的世纪大论战)

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