您现在的位置: 论文网 >> 理学论文 >> 物理学论文 >> 物理佯谬研究论文

物理佯谬研究

出处:论文网
时间:2018-11-10

物理佯谬研究

  

  一、物理佯谬

  当结论与物理经验事实不符就导致物理佯谬的产生,而结论的正确与否是与前面的物理前提和推导过程是有直接关系的,两个条件中有一个不正确都可能导致矛盾性结论的产生,因此根据其产生的过程我们可以把物理佯谬分为三类来进行说明。

  第一类,推理前提不正确导致物理佯谬的产生。也就是说物理前提是一定条件下成立的,该物理理论不完全适用于我们所研究的问题,对物理学理论的超范围使用导致了结论与物理实验或物理事实不符,因此出现了物理佯谬。这一类的物理佯谬并不少见,例如,克劳修斯热寂说佯谬。

  第二类,推理过程中出现了问题,或者在推理过程中违反了推理规则,导致佯谬的出现。前提是正确的,而在推理的过程中不严密、不规范,或违背了某些条件,这样就会导致出一个与事实不符的结论,即产生了佯谬。奥尔波斯佯谬的产生就属于这种情况。

  第三类,前提和推导过程都是正确的,并且结论也是正确的。之所以这也会被认为是佯谬,主要是因为该理论的前提是一个全新的原理,人们还没有完全认识并接受,结论又与一般的经验事实矛盾,实验也一时无法做出解释,因此人们认为是一个佯谬。可以说这样的状况只是暂时的,随着新的原理被人们普遍接受,其结论又被实验证实,佯谬自然而然的就会消除[1]。ERP佯谬就属于这类物理佯谬。

  二、物理佯谬产生的根源

  自然科学发展过程中出现大量佯谬、悖论是不可避免的[2]。从物理学的特征和发展规律上来说,我们又可以从以下两个方面来分析。

  1、物理学理论总是在一定范围内是正确的,并非在所有的范围内是绝对正确的。当它的推论与物理经验事实相冲突时,就说明了理论本身或者它的适用范围存在问题。因为物理学理论是人类在一定阶段对自然和客观事物的认识的结晶,它总是有一定的适用范围的,而人类认识的天性总是想将其拓而广之,有可能某种范围的拓广是正确的,但也有可能拓广会产生错误的认识,这种错误认识的存在就为物理佯谬的产生提供了可能性。

  例如,热寂说佯谬之所以会产生,主要是由于当时天体物理观测手段仅靠光学观测,其观测的范围、发现的现象都是有限的,关于宇宙的起源、宇宙如何演化以及它是否有最后结局问题都在探讨研究之中,人们对宇宙本身知道甚少,所以轻率地把热力学第二定律用在宇宙上,然而宇宙膨胀的原因是由于引力的作用[3],结果导致了一个错误的结论。

  2、科学理论总是体现出一定的层次性。各种理论之间并非泾谓分明,理论的交叉之处可能产生佯谬。

  例如,牛顿力学描述了宏观物体低速运动的规律,相对论描述了高速运动规律,无论如何划分这两种力学,谁也无法将一种力学完全游离于另一种力学之外。当速度远远小于光速时,相对论的力学结论归结于牛顿力学,当速度接近光速时,牛顿力学包含于相对论中。理论之间一但出现这种交叉,各种概念便难免混淆,最著名的例子就是相对论中的孪生子佯谬。

  三、 物理佯谬的启示

  1、 物理佯谬的产生预示着物理理论的不完善

  由物理佯谬产生的原因我们可以知道,之所以物理佯谬会出现不外乎两个原因。第一,物理理论总有一定的适用范围,但这个范围没有在理论中做出必要的说明,从而导致了人们用理论解释自然时出现了对理论的超范围运用,因此使得佯谬有了产生的可能。第二,物理理论总是体现一定的层次性,但各个层次并非泾渭分明,理论的交叉与重叠使得人们在使用理论时要做出必要的选择,而不科学的选择又为物理佯谬的产生提供了可能。由此可见,物理佯谬的产生必然隐含着物理学中人们对物理理论描述的不完善,也正是这种不完善的物理描述最终造成了物理佯谬的出现。

  2、物理佯谬可引发人们思维方式的转变

  佯谬的产生,有可能导致人们思维方式的改变[4]。因为佯谬一旦产生,他会促使人们审视原有的理论正确与否,为解决佯谬就会提出各种新的解释与解决方案,这就可能使人们冲破原有的旧的思维定势,建立一个全新的思维模式,为新的理论的诞生铺开道路。

  例如,1866年克劳修斯用纯粹力学规律推导热力学第二定律,提出了著名的H定理。1876年洛希密脱提出了可逆佯谬,证明了H定理不是一条力学定理。1877年克劳修斯重新解释了H定理,使H定理从绝对有效的力学定理转变为统计有效的定理。试设想:如果不在思维模式上冲破原来经典力学的框架束缚,大胆引进几率的概念,怎能使人们在思维上产生巨大飞跃。由此人们认识到单个粒子服从牛顿运动定律的,而微观领域多粒子运动是服从统计规律的。

  3、 物理佯谬可导致物理理论的变革

  一个佯谬的产生往往会给某些理论体系带来不小的触动,这种触动把学术界人们的注意力吸引到如何解决佯谬的焦点上,因此物理学家们为消除这一佯谬开始不断地探索、研究,从可能导致物理学理论的变革。

  例如经典力学在解释诸如热力学第三定律、比热、辐射热等一些实验规律时都遇到了困难,这种困难有的是在统计方法上,有的是在对微观态的判断上,有的出在所依据的微观粒子的力学规律上,正是这种困难的存在使得人们在用物理理论解释自然时产生了佯谬,并且这种困难也使机械决定论在微观领域彻底而全面的崩溃,从而导致了量子统计学的诞生,使人们对自然的认识发生了根本深刻的变革。

  结论

  物理学发展过程中出现大量悖论、佯谬,它们的出现是物理学自身发展中是必然的、不可避免的。每一个佯谬的出现往往暗示着原有理论体系内部存在着矛盾,暴露出原有理论体系的非科学性和局限性,它能诱发人们对旧理论的深层思考,并极大激励和启迪人们开始探索一个新的物理学领域,每一个佯谬的提出和解决往往孕育着新理论的诞生,昭示一场深刻的物理学革命即将到来。可以说,佯谬是推进物理学发展的一个强大动力之一。

物理佯谬研究

论文搜索
关键字:物理 研究
最新物理学论文
应用型高校课程思政的实施路径研究
试论物理学专业力学课程教学改革
量子力学课程思政教学改革的探讨
初中物理学科核心素养的内涵与培养策略探究
高中物理教学中学生创造性思维的培养分析
不同因素对动摩擦系数的影响探究
高中物理圆周运动问题解题方法研究
浅谈物理核心素养下学生问题意识的培养策略
中学物理实验教学中存在的问题及改革
小组合作教学在中学物理教学中的成功开展
热门物理学论文
论惯性
物理学
物理学正论
宇宙时空论
惯性概念的认识及其影响
物理学理论研究
21世纪强磁场应用的展望
惯性力学与整体科学体系
物理学前沿问题探索
世纪之交谈物理学发展的方向