物理理論發展需要新的數學語言_風聞
学半-2021-02-03 11:01
愛因斯坦説:“物理學統一基礎的建立看來卻的確很渺茫。而且這種情況又由於隨後[愛因斯坦與以玻爾為首的哥本哈根學派之爭]的發展而更加惡化起來。二十世紀的發展是由兩個在本質上各自獨立的理論體系來表徵的,那就是[宏觀的]相對論和[微觀的]量子論。這兩個體系彼此沒有直接的矛盾;但是似乎很難融合成一個統一的理論。”其原因的確主要出在愛因斯坦的相對論理論,即愛因斯坦承認道:“[相對論]這理論直到現在還未提出一個關於物質的原子論性結構的解釋。這種失敗,也許同它對理解量子現象至今尚無貢獻的這一事實有關。”(愛因斯坦.《愛因斯坦文集》(第一卷)[M]. 許良英、範岱年編譯.北京: 商務印書館, 1976:389;391. https://zhuanlan.zhihu.com/p/112816041)
周光召説:“毫無疑問,基本的物理理論,還需要繼續發展,而且有可能繼續發展。當然也許其難度更大,需要花費的力氣更大,需要其他方面的準備更多,比如數學方面的準備,還要有哲學方面的準備,我想當年發明量子力學和相對論的時候,數學和哲學在其中都起了很重要的作用。……現在究竟需要什麼樣的數學,大家需要探討,確實需要數學家來加入。年輕的理論物理學家,需要具備更好的、更廣更深的數學基礎。”(周光召:如何發展中國的理論物理[《科學》雜誌]. http://www.kexuemag.cn/Article/ShowInfo.asp?InfoID=814)
愛因斯坦説:“人們不止一次地提出過這樣的意見,認為自然規律未必能用微分方程來描述。事實上,從量子論的觀點來看,是否容許體系有這種狀態呢?為了有可能回答這個問題,我們應當認為,體系運動的週期[即體系運動的整個過程],全都只能按照量子規則形成。為了真正證明[即根據公理推導出]量子關係,顯然需要新的數學語言。無論如何,用微分方程組和積分條件來記錄自然規律,正如我們今天所做的那樣,是同合理的想法矛盾的。理論物理學的基礎重新受到震撼,實驗要求我們能夠在新的更高的水平上找到描述自然規律的方法。新思想要到什麼時候才會出現呢?”
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