滾從物理學中感受哲學

1、從物理學中感受哲學-牛頓力學篇PB05000618 楊培勇pyyang University of Science and Technology of China8/15/20221人類的追求認識我們的世界我們從哪里來，又要到哪里去？哲學家的追求促使了物理的誕生。物理學家從誕生起就從未停止對未知世界的探索。從力學到熱學、電磁學物理中融入了太多的數(shù)學，這是我們有時感到，物理似乎就是數(shù)學的實際應用；但事實并非如此。物理學的核心是物理思想，而物理思想與哲學密不可分。數(shù)學只是物理學的工具。8/15/20222牛頓力學決定論？牛頓力學是物理學的一個頂峰，它用F=ma向我們描繪了一個清晰完美的世界。牛頓力

2、學的基本思想是：知道一個物理系統(tǒng)在某個時刻（初始時刻）的狀態(tài)和作用于系統(tǒng)的力，就可以知道它在其他任何時刻的狀態(tài)。牛頓力學對于天體運動給出了十分漂亮的結果，它的宏觀愿望在于描述宇宙是如何隨著時間演化的。8/15/20223牛頓力學決定論？牛頓的思想可以歸納為：已知一個系統(tǒng)的初始狀態(tài)，就可以由此確定系統(tǒng)狀態(tài)如何隨時間演化，即確定了其他任何時刻系統(tǒng)的狀態(tài)。牛頓力學給出了一個完全確定的世界圖景由此引出的決定論似乎有點像中國古代的因果輪回說：人的命運在出生時就已經被決定了。Laplace也有一段著名的優(yōu)美的描述。8/15/20224Laplace關于決定論的描述一種智慧，如果它能夠知道，使得自然界生機勃

3、勃的所有的力，以及構成自然的所有元素各自的狀態(tài)，在某個給定瞬時的全部情況，進而，如果它能夠龐大以至于可以分析所有這些數(shù)據(jù)，那么，它可以用同一個公式囊括宇宙中最龐大物體和最微小原子的運動；對它來說，沒有什么事情是不確定的，無論將來還是過去都將呈現(xiàn)在它眼中。已經能夠造就完美天文學的人類的頭腦，朦朧的顯現(xiàn)了這種智慧的樣子。8/15/20225決定論我們能容忍嗎？決定論能與機遇、人的自由意志相容嗎?如果世界真的是完全確定的，個人的命運在出生時就已經被確定，那么我們?yōu)楹芜€要提倡個人奮斗，為何不去消極讓命運控制生活呢？如果世界是確定的，那么它又是由誰確定的？上帝？我們顯然不能接受這樣的答案。決定論與我們一

4、貫的信仰是矛盾的。8/15/20226如何解釋？由牛頓力學得出的決定論顯然不能讓我們接受，使牛頓力學的錯誤還是我們原來的觀念有問題？先說說初始條件敏感性。把一個鉛筆的筆尖朝下立在桌上，顯然這樣做不到，但當我們松手時，筆倒向桌面的速度呈指數(shù)上升，即筆在稍微偏離平衡位置的情況下（初始條件的微小變化），使得筆產生了隨時間指數(shù)增長的變化。許多物理系統(tǒng)都呈現(xiàn)出初始條件的敏感依賴性。8/15/20227如何解釋？事實上，任何系統(tǒng)的初始狀態(tài)是不可能被完全獲知的，初始狀態(tài)總有一些隨機性，這使得系統(tǒng)未來的狀態(tài)也有那么一點不可預知性。因而，系統(tǒng)的發(fā)展總有一些隨機性。對于這些情況的詳細分析需要更加完備的理論，因為，

5、牛頓力學本質上就是確定的，很難處理有關隨機的問題。8/15/20228新的理論需要誕生對于牛頓力學思想的討論使得我們產生了尋找新理論的愿望和方向，這正說明了物理思想的重要性。進一步的討論等到學會更多的知識才能進行，現(xiàn)有的一點知識不能保證我能繼續(xù)在這個問題上討論下去。或許可以考察日常生活，找一下牛頓思想的影子。8/15/20229自由意志由于機遇的存在，使我們有了希望，并且摒棄決定論，追求自由意志。但是我們真的自由嗎？8/15/202210自由意志假設你和一些討厭的人在一起開一個正是的會議。你可以選擇跳上桌子，開始跳舞，踢壞桌上所有的東西。當然，你絕不會選擇這么做，也就是說，你沒有自由意志。在另一些情況下，選擇確實被做出，但那是痛苦而負很大責任的選擇。8/15/202211未來是怎樣？從牛頓力學看我們的未來多少有點決定論的影子，但是理論總不是唯一的，我們看待未來的方式也不是唯一的。從歷