认识论的相对性原理.ppt
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一、认识论的相对性原理狭义相对论的伟大胜利证明爱因斯坦思想方法的高明。他的高明首先在于把“观察者”s和s’作为认识主体放进理论中去。正如他所说的:“物理学的概念是人类智力的自由创造,它不是(虽然表面上看来很象是的)单独地由外在世界所决定的。”2.认识论的“相对性原理”思考:推广爱因斯坦的思想方法,认识论的“相对性原理”可表述为:你既然要谈认识,便首先必须把自己作为“认识主体”放进去,其次要考察客体所处的环境。任何一种事物,都只有在相对于其他事物的运动和变化中才能被认识,当脱离它的对立物(既其环境,包括认识主体及测量仪器在内)而孤立地(即抽象地)存在着的时候,势必成为神秘而不可理解的东西。二、什么实验最美三、测量与信息过去由于测量手段太弱,以为只是把“客观存在”的信息(如X和Px)如实地反映出来,现在我们才懂得:“测量”过程不是一种简单的“反映”过程,而是一种“变革”过程,“信息”乃是“变革”的结果。矛盾只有当充分尖锐化时才有可能被认识,这种认识在20世纪粒子物理学的发展中更是明显地被揭示出来。波尔有一句精彩的话“物理学的任务并不是去发现大自然是什么样的。物理学关心的是我们对大自然可以说些什么”。2.我国哲学中的论述“客体本不含信息”是我国哲学“古已有之”的观点,西方的康德哲学也已殊途同归了(见§1-3,三).“信息来自变革”在我国哲学中也有悠久的历史,孔子说过:“致知在格物,物格而后知至”。1937年毛泽东在《实践论》一文中说:“你要有知识,你就得要参加变革现实的实践,你要知道梨子的滋味,你就得变革梨子,亲口吃一吃,你要知道原子的组织和性质,你就得实行物理学和化学的实验,变革原子的情况。”四、物质结构的演变§10.2现代物理学的方法论一、模型方法的实质2.建立模型要仔细分析条件由于客观事物的复杂性,同时存在的矛盾不止一种,且不同条件下所突出的主要矛盾也不一样,原来略去的次要矛盾有可能上升为主要矛盾。仍用玻尔模型例子,玻尔模型成功地揭开了氢光谱之谜。但是随着实验水平的提高,原来的一条氢光谱线,实际包含了波长很接近的许多条,称为光谱线的精细结构。对它的解释必须考虑电子的自旋运动和绕核的轨道运动之间的相互作用。这在当时的波尔模型中是思路的“次要矛盾”。费曼参加1986年美国挑战者号载人宇宙飞船起飞后爆炸一事的原因分析。他以敏锐的物理分析和通过示范实验,判断出原因是低温下橡皮垫圈硬化破裂导致燃料泄漏。3.模型方法的使用是反映了研究者的一种直觉的形象思维能力,这也是一种超逻辑思维。可是在自然科学研究中,不仅需要形式逻辑和数学推理的能力(人左脑功能)也需要(甚至是更需要)一种超逻辑思维能力(右脑功能)。二、对称性在物理学中的地位若有两点P(x1,y1)与Q(x2,y2),则其距离的平方在平移前后是不变的,即有:D2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=(x1’-x2’)2+(y1’-y2’)2这种“平移不变性”反映了空间的“均匀性”。(2)转动对称性(转动不变性)2.从洛仑兹变换也可看成是某种“正交变换”来看对称性的重要性他把图b中的y轴改成一个虚的时间轴:y→ict,y’→ict’.转角Ө→iξ,且实的ξ通过下面双曲函数关系式与s和s’间的相对速度v联系起来:则由上面提到的正交变换可立即得到洛仑兹变换关系式。对此,爱因斯坦对他老师的发现极为赞赏。由此可以看到人们可以利用眼睛看不见的对称性来作为建立新理论的出发点,对称性在20世纪物理学的理论发展中确实起到了重要的作用。从方法论上讲,以尽可能少的普遍的基本原理(对称性)作为前提(出发点),用严格的数学演绎推理,导出各种特殊的可供实验检验的预言。这种“从一般到特殊”的演绎法,从相对论开始,在物理学中迅速成熟起来,发展到量子力学,达到了前所未有的高度。§10.3从相对真理到绝对真理因果性原理在量子物理基本规律的讨论中受到了挑战,量子物理的基本规律是统计规律。哥本哈根学派甚至认为:大自然的一切规律都是统计性的,经典因果律只是统计规律极限。而爱因斯坦等人则表示不同意量子理论对自然界的描述本质上是统计性的,并认为量子力学理论不完备(见§6-5)。