哲学的反叛系列(四): 牛顿力学可以证伪么?(zz)

By Jiang | 3月 25, 2007

科学前面已经提到,波普尔的理论作为科学谦虚求实对待问题的态度更为可取,用可证伪性划分科学与非科学并不可行。现在以牛顿力学这一被认为经典的理论分析其可证伪性。

牛顿力学有三个基本的定律作为支撑,其的表述一般如下:

第一定律(惯性定律):当物体不受力或所受合力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动状态。
第二定律:运动的加速度正比于所受的外力,反比于物体的质量。
第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。

首先看第一定律中所描述的概念。什么是静止,什么是匀速直线运动呢?牛顿给出的回答是,运动是相对的,因此所谓静止或运动是相对不同参照系来得。但显然我们在实验中无从获取牛顿所要求的绝对参照系,而参照系的选取对结果影响是显然的。选取地球作为参照与选取太阳做参照相比,其区别是本质上的。如果承认了地球的静止地位,也就推倒不出万有引力定律了。但遗憾的是太阳也并非一个好的参照系,事实上,牛顿所假设的参照系不会是某一个具体的物体或者具体的点。牛顿的参照系应该是他假象的绝对不动的空间,万事万物都是在这一空间中运行。这一绝对空间存在与否呢?显然这是个形而上学的问题,不可证伪!爱因斯坦的理论打破了传统对时空的认识,但在爱因斯坦体系中,物体仍然是在一个绝对不动的空间中运动。爱因斯坦的理论并不比牛顿高明多少。

即使我们先验的假设了绝对空间的存在我们有面临另一个课题,如何测量物体是否匀速,如果有加速度加速度又是多少。所有的计时仪器无不依赖于物理体系本身,使用这些仪器验证定律的时候我们实际上实在用定律自己来验证自己。即当裁判员又当运动员。当然,实在论者可以反驳,这样的验证过程不是为了证实是为了证伪。只要在体系内部未发现自相矛盾,整个系统自洽,那么定律就没有被证伪。这与可证伪性并不矛盾。但科学家们所做的工作真的是在证伪牛顿定律么?

牛顿在发现苹果落地和月亮围绕地球旋转以后,即这两个者相对地球都有加速度,但事实上我们没有看到有力作用在这两者身上,这时第一定律并不成立了。牛顿所做的是什么呢?他所做的不是去怀疑自己定律本身错误,而是“编造”出一个称为“万有引力”的力来平衡方程。人们发现天王星的轨道异常时怀疑的也不是牛顿定律,而是猜测存在一个未知的行星存在。同样,磁场力,电场力也是根据牛顿定律反推出来的。

这时,我们就发现了问题的所在。牛顿定律实际上是一个关于力的定义,而不是一个可以证伪的理论。牛顿定律给出了力和质量的定义。第二定律中的质量也是不可测量的量。质量按它的字面意思应该是物质的量,但关于质量的度量方式中却很难体现到这一点。事实上物质的量本来就是模糊的概念,无法获取。

力的概念比起质量更为模糊。力学常常批判亚里士多德的错误结论“物体只有受力才会运动”。但事实上,这时亚里士多德给力的一个定义而已。亚里士多德所说的力应该理解为能量。亚里士多德并没有错,就像如果我们不再生物学意义上理解鱼的概念,把所游生活在水里可以有用的动物都称为鱼,鲸鱼是鱼就将是一个正确的命题。

我们由于错误理解牛顿定律的本质,把牛顿的定义作为定律强加到亚里士多德的力学体系中,进而批判亚里士多德的结论。从实用性上来说,牛顿对力的定义更实用方便,同时给出了力的度量方式。就像生物学家意义上的鱼的概念比普通人的更具有系统性一样。所以我们接受了牛顿的定义,同样的我们也认同生物学家的定义,我们还认同的哥白尼的日心说。但牛顿定律只是一个好的定义,仅此而已。牛顿定律是定义,所以无从证伪,就像我们无法证伪“鱼都是用鳃呼吸的”这样一个命题一样。当你找到一只用肺呼吸的海豚作为范例的时候,生物学家会很不屑的对你说“那是哺乳动物”。只有用鳃呼吸的才是鱼,因此鱼都用鳃呼吸。任何证伪牛顿定律的企图也一样会陷入到这样同意反复中。

(预告—–线形的科学和非线性的世界)

作者:dogcat@紫丁香

Topics: 科学研究 | 5,628 views | 1 Comment »


One comment | Add One

  1. lz - 06/26/2010 at 10:47 上午 #

    错字敢再多点吗?

    还有,科学不仅仅是下定义来的。

LinkWorth
Hostgator

酷站链接 (Featured Links)

最新评论 (Recent Comments)

  • air jordan shoe: 不错,挺厉害的~~
  • Hairstyles: 原来链接这么重要!
  • Haircuts: 有空试一下看看
  • CHI Flat Iron: 哇,这么多插件啊,慢慢看!
  • 诗酒如画: 1)备份你的WordPress数据库 推荐用WordPress Database Backup在后台操作.下载备份的压缩包或者是传到自己邮箱里都可以. 如果直接在数据库中备份的话,记得选择UTF8编码,切记. 2)备份你的程序...
  • north face wholesale: en ,我会试一试的。

搜索 (Search)

合作伙伴

推荐站点 (Recommendations)

Partner links

WordPressChina
  • 原创博客联盟