宇宙的物理本质等于几何形式吗?
几何的概念有点太宽了。几何大约是关于结构的学问吧,一样东西只要研究的比较透彻,那总是能找到结构的。
具体点比如等离子体性质的计算或者模拟方面,最开始都是从简单的现象出发来构造各种公式——这就是纯粹的物理计算了;
然后把得到的数学式子按照固定模式,尽量写成研究的比较多的形式——如果把这些形式叫圆锥曲线之类,那就可以和几何沾边,如果不积出解析结果,那就是微积分方面的了。
其实话说回来,即便是正经的几何理论,表述和处理方法上似乎很多时候也都用集合论或者微积分的形式。所以如果说本质依赖于几何形式,实际上也就是说这个本质依赖于某种数值关系或者结构——这其实是废话。
也就是说,所谓“几何形式的...全部
几何的概念有点太宽了。几何大约是关于结构的学问吧,一样东西只要研究的比较透彻,那总是能找到结构的。
具体点比如等离子体性质的计算或者模拟方面,最开始都是从简单的现象出发来构造各种公式——这就是纯粹的物理计算了;
然后把得到的数学式子按照固定模式,尽量写成研究的比较多的形式——如果把这些形式叫圆锥曲线之类,那就可以和几何沾边,如果不积出解析结果,那就是微积分方面的了。
其实话说回来,即便是正经的几何理论,表述和处理方法上似乎很多时候也都用集合论或者微积分的形式。所以如果说本质依赖于几何形式,实际上也就是说这个本质依赖于某种数值关系或者结构——这其实是废话。
也就是说,所谓“几何形式的本质”大约是说某些现象可以借用几何方面的概念来描述。这个在数值模拟领域表现的比较明显。
比如很常用的蒙特卡罗模拟方法,最简化的说就是在相空间里随意取点,然后做平均;也就是通过对相空间里某个物理过程的几何结构的抽样,来确定这个过程的某些性质。
也就是说从统计物理的角度来说,所有的物理现象都可以有一个相空间中的几何结构与之对应。
可是进一步说,所谓“相空间中的几何结构”,其实说的不过是某个物理过程中,物理量之间满足一定关系,而表现出来的特点而已。
几何概念在这里更多的是被用做描述工具,和本质什么的似乎不沾边。
这个一般本科生在学量子力学的时候应该也能有体会。一开始学的时候,为了直观的教与学,老师和学生都会用到很多几何概念。比如电子云结构,能级/能带示意图,各种势垒和波函数等。
但是学的深入了,就会发现如果把数学和物理概念结合起来,上面这些直观但是烦琐的做法,完全可以换成更简明的形式。
也就是说,如果所谓宇宙的物理本质这种东西如果可以描述,那么它应该可以用几何的语言来描述,也应该可以用非几何的语言来描述。
但是不管描述形式为何,这些形式都只是工具性的理论而已,它们被用来描述本质,但是未必就能被当作本质。
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关于评论。
那么什么叫不变性?
如果是说“万变不离其宗”里的“宗”,那么这个不变性和基本的物理定律之类又有什么区别。
或者如果某个现象/概念的不变性如果可以靠几何概念来描述,那么它又有什么独特的特性使它不能用代数方法来研究?
欧几里德那一套是几何学,而它引入笛卡尔坐标系后,才终于可以真正用到其它现代科学里去——或者阁下有不同意见?
——一种“本质”的理论体系居然要靠引入一些不本质的东西,才能具有阁下所谓普遍的应用价值,这不是有些矛盾么?
在下说几何研究结构而不用“不变性”这个词,是因为多数成熟的科学,多少都在研究本领域内的不变性现象。
而几何的似乎特点在于,即使它用到一个数/量,这个数也必然是用来反映某种不变性/结构的工具,而不是研究的对象。
当然,这个想法只是个人体会,如果要和教科书对照的话,肯定漏洞百出了。——至少在下也能写个教科书/参考书之前肯定是这样的。
另,没仔细学过辛几何/算法,不过其推导过程或者概念描述里有多少几何的东西呢?或者几何只是用来描述其内容的门面?
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突然想到一个问题,“物理本质”这个东西是否存在呢。
没弄错的话,似乎近代以来的物理学,都着力于描述现象。描述出来的现象无疑是不断的揭示/反映出某些本质性的东西的,但是现象本身似乎并不等于本质。
几何与本质的关系是否类似呢。比如,数学的语言简化的说似乎都是用来描述某些东西的,这些东西或者直接反映了某些本质特性,但是本质特性要表现出来,总是得通过具体的现象的。
作为于是描述工具的数学理论,和本质之间似乎多少都是隔着一层什么的。
具体的比如说,由万有引力公式可以证明,小型号的天体围绕大质量的比如恒星转动时,其轨迹总是圆锥曲线之一的。这里,似乎几何概念真的反映了什么天文/物理方面的本质了。
可是1)摄动现象或者说比较著名的三体问题,或者2)考虑了相对论效应后的一些天文现象,都说明“圆锥曲线”之类只是粗糙的近似,而且被忽略的不是简单的“误差”。
或者比如说固体物理。粗看起来,说道晶格的时候,会用到很多的对称性操作之类,于是这里的几何似乎接近本质了。
但是,靠相关的物理规律,可以进一步处理不规则的晶格结构;而那些对称操作之类则通常只能用到有对称性的晶格结构里。——本质的东西会反而有比较小的适用范围么?
当然,或者几何确实更本质。在下想说的是,一套理论是否离所谓的“本质”跟近,不在于它贴着什么标签,而得具体问题具体分析。
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