如何看待大學物理書中不嚴謹的證明過程?

時間 2021-05-30 15:36:54

1樓:三三

記得當年痴迷物理時,有乙個老師說了一段話,所有定理都是被定義的,所有公理就是無法解釋的,它們都是在一定認知階段為了簡化系統,而做出的設定。後來痴迷道家時,有次讀到「道可道非常道,名可名非常名」時,有點明白老師說的意思了。人類只是在用自己的方式來解釋世界。

2樓:變算士

四大很多證明都是略去或簡化的,比如狄拉克函式的引入等等,但是都是有嚴格的數學背景,題主如果是數學專業的,可以去了解一下嚴格證明,如果是物理專業,可以不過於扣嚴謹性,有時候大家是先得到乙個好的物理模型,然後才去找對應的數學描述。所以學四大更多是學模型的建構而不是去學數學處理,畢竟是物理,不要學得太死板了。

3樓:歌罪為業

中學物理講天體質量與引力關係的時候,你跟他們講質量5%來自西格斯95%來自強相互作用,並且強相互作用效果強但是作用距離短,並且質量是一堆能量的特殊形式可以認為根本不存在質量只是力場配能量而已。

能拿分麼?

你要幹嘛,自己懂就好了,中國有九年義務學歷的幾個扯到你這水平,有些孤獨就是必須的。這種孤獨就是你說的不嚴謹。

這本書就沒想著給活不過秋天努力不到某個地方的人看。認識螺旋上公升,就是這樣

4樓:

費曼物理學講義經常用此類手法,但吸功入地小法,在你沒有北冥神功的前置知識時,至少在你腦袋中植入了正確的思維方式,強行越級提高了你的認知能力,等你意識到他的不嚴謹,你已經不會為此類「蛋生雞雞生蛋」的無頭公案操心了,你變得聰明了,同時困惑也越多了,沒有比這更令人著迷了。

5樓:「已登出」

當年講到統計熱力學的時候,有個物理量是從分子速度從0到正無窮積分得到的,到時候我們班有個學霸就問:速度不是不能超過光速嗎?為什麼是正無窮?課堂瞬間安靜下來

6樓:團團

現實抽象成簡單物理模型,就是物理了。拿物理模型直接套現實肯定要忽略小量的,實際上如何忽略小量是物理學的精華所在。

這個忽略的東西和現實的模型懟在一起,就會出現這個情況,為啥學的和實際生活經驗對不上?

實際上就是對不上,只是在一定精度範圍內,兩者可以看作相等。

7樓:

不嚴謹就不嚴謹咯,數學家和物理學家有乙個很重要的區別:數學家需要嚴謹地推導與證明結論或公式,物理學家只需要知道他是對的然後直接用。

而且很多時候不給出詳細證明的原因是學生的已有水平不夠。舉個例子,高中物理書裡面證明了圓形軌道中牛頓萬有引力定律成立,但是並沒有證明在橢圓軌道中成立,原因很簡單,高中生看不懂。(嚴格地說是對於高中生而言知識儲備不夠,我記得有一本書就用極座標推出了天體的運動軌跡)

因此,我認為學物理的不是特別需要知道某個定理是怎麼得來的,能夠用就行,證明什麼的交給數學家吧

8樓:尹博

我大概明白題主的意思

從數學角度的嚴謹大概得這麼思考問題

首先這個世界存在乙個面嗎?存在電荷嗎?電荷能用電荷量來描述嗎?

即使存在面,是否在任意面的任意位置,都可以取到乙個這樣的面,是否在任意面的任意位置,可以可以找到乙個舉行環路?是否存在厚度無窮小的矩形環路?磁場強度和電場強度是否處處有限,連續,可積分。

之類的問題吧

這種問題,其實無法證明的,本質上來自我們的經驗,和數學的公理是一樣的

9樓:我是Y神

高考物理磁場大題,最考思維的幾何過程可以用由幾何關係得,出結論。但知道半徑乙個公式就能求其他物理量的簡單過程卻必須寫。

物理畢竟物理公式重要,數學可以一帶而過

10樓:楊Aaron

確實不嚴謹。但是這就是物理啊。

這是乙個「近似」「猜測」的模型,就不是乙個嚴謹的模型。

事實上,中國物理教科書的乙個問題是,明明就不是嚴謹的東西,卻總要編點漏洞百出的「證明」,看似好像「嚴謹」了起來,卻讓你摸不到頭腦。國外物理教科書對這種經常就是在那講故事,看起來怎麼那麼不「嚴肅」「科學」,但這才是正確對待方法。有感覺就行了。

正確的處理方法:這就是乙個模型。不用關心模型是怎麼得出來的,你只要知道這個模型能用就行了。

就像大部分人學完了物理博士也不會去糾結乙個最基本的問題「質量是怎麼來的?」 「質量」就是乙個模型參量,對大多數物理博士,能用就行了。為什麼你不知道質量是怎麼來的,卻不會對此表示困惑?

因為你從小就在「感覺」質量。你不需要定義,也不需要知道它怎麼來的,就知道「質量」是什麼。有感覺就行了。

什麼時候你可以感受到你想要的「嚴謹「了呢?等你學到更深入的物理的時候。

物理和數學的不同:

數學是有推理的起點的。從公理開始,單方向的推導。很嚴謹。

物理是從觀測到的現象開始,往前推模型,往後推應用。前沒有始,後沒有終。

講到底,所有你學的物理都是「物理模型」,都是基於現象倒推的一種能夠成立的「猜測」。「猜測」常是不嚴謹的。

當你覺得「嚴謹」的時候,事實上是有了更前一步的「猜測」了,你就會覺得後一步「嚴謹」起來了。

要追求「嚴謹」,漏洞到處都能找。最基本的,電場強度定義,試驗電荷受的力和電荷比值。但邏輯來說,試驗電荷也會影響電場分布啊?

試驗電荷在它自身處的電場怎麼說?這個問題就很可以細究一番。但你如果每個這種問題都去究,物理就沒法學了。

換個說法,「物理」就是發生了殺人案,警察來根據現場情況還原事發經過。當然有資訊無比充分,警察嚴謹還原的情況,但更多的是資訊不充分,警察連蒙帶猜。

警察說「按……情況,作案人很可能是個中年男子」,你沒必要糾結「這不夠嚴謹」,事實上警察可能根據「有點可能」就去查案了。矇對了,大家很開心。蒙不對,警察就遇到了「物理大廈的烏雲」了。

但是警察如果跟你「嚴謹」的證明,讓你相信這一定是個中年男子,這就很煩了。

所以你舉的這個例子,物理學家就是「很可能是這樣的吧,邏輯上看起來還凑活,我們按這個推導試試」,「哎好像符合的還不錯!」別去糾結那個猜的嚴不嚴謹;你要意識到你在一條推導鏈的中間,要想完全嚴謹,那就意味著你要探索到鏈的起始那一頭,那必然是徒勞無功的。

想通了這一點,對你無論是學物理,或是以後搞科研,或是以後工作,都有幫助。太追求「完美」了,事情就做不起來了,除非你是做數學的。

這世界上的事大概分為兩種,一種是數學的,一種是物理的。數學是人設計出來的,物理是東西在那要人去猜的。設計出來的東西,可以講絕對的嚴謹;靠人猜的東西,是講不了絕對的嚴謹的。

當然等你電動力學學深了,你就知道你說的這個確實不嚴謹。物體表面一層是有電場梯度漸變的,粗暴的分成表面和體內來看確實不準確。你這個粗暴的近似鬼知道會出什麼誤差。

但是要注意到,這些你深度學到的知識,對人類來說,出現是晚於那個粗暴的表面假設的。雖然你最終會把邏輯線條整理成,由物體的表面電場梯度,基於某條件,做無窮小極限近似,等價於粗暴的表面假設。但事實的物理發展,事實的社會發展,是人類先拿了那個粗暴的表面假設用著,繼續再往前猜,然後猜出了更精細的模型,成為傳給下一代的更深度的知識。

11樓:

這題主問題舉例變來變去,弄得我的答案看起來很莫名其妙似的。開始題主問的是說怎麼隨便就定義了電荷面密度。現在又來說微積分不嚴謹。。。。

總體來說,大學物理書沒什麼不嚴謹,覺得不嚴謹很多時候是自己還沒學到家。

具體這個微積分的例子,當δh趨於0的時候,那個面積極限就是0,做電場的環路積分的時候,當δh趨於0的時候,這個部分對積分的貢獻是嚴格為0的,這個時候說忽略,其實是數學上嚴格的。當然,要更深刻理解其嚴謹的一面,還需要一些更深入的數學知識,但是學過高數,起碼應該明白極限的概念,明白積分中的可去間斷點,甚至應該有一些數理直覺,知道什麼量忽略是在數學上嚴格的。

再說一次結論,教材上這個例子,是嚴謹的。

下面是原答案:

這裡沒有不嚴謹呀。不知道其他回答在說什麼,是不是根本沒看教材上寫了什麼就高屋建瓴的來回答一通。

極化電荷面密度在這裡沒有任何不嚴謹。這裡對極化電荷面密度的定義和庫侖定律中對電場強度的定義方式是完全一樣的。

我們通過數學推導,得到了乙個公式,然後還要明白這個公式的物理意義。公式中的有些項,我們給他物理的定義,這就是物理意義。當然,電場強度本來就存在,檢驗電荷並不是電場存在的原因,但是檢驗電荷的受力與電荷的比值定義了電場強度這個物理量。

同樣,極化電荷面密度本來就存在,但是在公式中這個項出現了,並和其他物理量產生了關係,我們才明確的去定義出這個物理量。

題主能問出這個問題,說明題主對物理概念很重視,這是學習物理的正確思路。不過不要輕易質疑課本或覺得自己超越了課本,而是要沉下心來去理解為何大家這麼表述。尤其是乙個物理量是如何引入這種問題,早期學習的時候要盡量去理解。

不要學成那種只會用,但不理解概念來由的狀態,那是工科生,不是物理系學生。

12樓:sober

的確不嚴謹

但是可以接受可以感性理解

對於剛開始接觸物理的人來說也就夠了

所謂追求嚴謹

在自己的能力沒有上公升到一定層次的時候

就是在放屁

13樓:misakisama

原本就不存在乙個完美的模型去描述客觀事物,或許有,但是人類是基本不可能掌握的,所能做到的就是不斷地調整模型去貼近實驗資料,然後再去理解模型的意義,而且要保證模型的簡潔,否則就失去了模型的意義。

所以說嚴不嚴謹都是相對來說的,最嚴謹的就是客觀事物,只要符合實驗結果和資料,即便再違反常理,再難以理解的東西我們都需要接受它,我們畢竟只是人類,不是創造世界的上帝。

14樓:Peter Tam

強答:我想這是因為沒有理解的原因吧?

就大學物理這種基礎內容,是(幾乎)沒有尚未搞清楚的部分的。所以說,是不會有無法嚴格證明的理論的。肯定沒有不能嚴格證明的理論。

關於你提到的極化電荷面密度,這是乙個物理量。凡是物理量就需要嚴格定義,這是表達理論和計算的基礎。任何乙個物理量都是有明確的物理意義,雖然有明確的物理意義,也仍然是要嚴格地定義。

否則每乙個人都用乙個不同的定義,大家就無法相互交流和溝通了。

所以你需要區分不同的概念,明白什麼是定義,為什麼要定義,定義的物理量相互之間的關係才是我們要搞清楚的理論。

如有錯誤,請指出。

15樓:Recallingthepast

這是科普和科學的界限,你小學,中學可以認為都在給你科普,直接告訴你結果。大學本科,可以接觸到更深一點,但離證明還有點遠……

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