為什麼物理學家相信地球上的物理規律推廣至宇宙範圍還能成立?

時間 2021-05-08 11:36:33

1樓:妄戀

是物理創造了宇宙,而不是宇宙創造了物理

人類只不過在尋求真理

以前的人,不可能想象出南北極的存在

它就是存在,但它的存在是有因果的

這個因果便是規律

2樓:Youngler

哈哈 ,Galileo 曾經認為天上和地上有不同的物理學。但是這種想法被 Newton 推翻了。所以相信宇宙空間有統一的物理規律,這是科學歷史經驗。

物理學本來就是根據天文現象總結萬有引力定律,修正引力理論,相信它在廣袤的宇宙空間依然成立,這個很自然。地球人只能根據近處總結的規律處理遠處的事情,只有這樣,沒有別的辦法

3樓:司洪亮

首發於思想衝擊

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殺了薛丁格的貓!高等量子物理問題:假如宇宙中只一棵星體,是否可能產生量子波動效應?

推論:宇宙中的物體之所以按固定線路執行,且呈現穩定狀態,是因為引力的作用。這裡的引力等價於諸如雙縫實驗中的測量或觀察幹攏。

即宇宙中單獨一棵星體存在或運動,可能不存在確定路線。剛想到的!

4樓:K.Scarlet

這個問題其實困擾了我(我相信很多人和我一樣)很久,以至於一度讓我覺得物理研究都是在自欺欺人,我們根本沒有辦法理解這個世界。

(警告:以下內容大多是關於信念和信仰的雜談,並沒有嚴格地形式化)

這個問題其實還可以問的更尖銳一些:為什麼我們觀察到的宇宙居然是有規律的?居然是可以總結規律並加以理解的?

這一點本身就非常不可理解了。任何乙個math object都可以當成乙個宇宙(並且我們的宇宙在這些object中並無任何特殊之處),而滿足像我們宇宙所滿足的這麼可理解的規律的應該在其中佔極少數。

插入: Q: 不用管其他宇宙,只有我們的宇宙才是真實的。

A: 你無法定義真實。你作為乙個觀察者認為自己觀察到的宇宙是真實的,然而同樣可以存在無數個「不真實」的object,其中有和你一樣的觀察者,這樣相當大一部分的你就可以觀察到「不真實」的宇宙(你可以想象一下把你複製乙份送到1光年外,或者你在火車上睡一覺再起來)。

所以說我們觀察到如此有序的宇宙的概率應該接近於0才對。這裡其實沒人知道該用什麼測度,不過可以嘗試選取乙個子集來計數:考慮在當前物理規律下演化的宇宙,和某些假想宇宙,這些假想宇宙在經過一些類時曲面後切換物理規律,這樣有規律的宇宙只有乙個,而規律被破壞的有不可數個。

然而我們觀測到了有規律的那個。然而我們的思維連這個基本問題都無法解釋,卻還想用思維去理解這個宇宙中的規律???不可理喻。

首先你看我們的宇宙中也沒那麼多規律,初條件的選取就是完全沒有道理的。

在我們剛才修改規律製造新宇宙的實驗中,我們可以放寬條件,使用乙個變參量 來在不同物理規律之間切換,其中 為宇宙的時空(或者某種座標,whatever)。這樣之前的暴力切換會變成這個的特例,並且你給 所在的空間選個什麼正常測度之前的暴力切換都是零測集。然後對於一般地變化過程,這些宇宙中的物理學家並不會不開心:

他們會把 當成某種物質場。

可理解的我們叫它規律,不可理解的我們叫它物質。

那麼回到問題:這個並不是什麼原則性問題,我們目前認為這些規律普適(其實我們知道一定不普適),但如果發現反例,我們就改理論;如果發現時空對稱性都沒了,我們就往拉格朗日量裡加個幾項。

另外當時上述解釋仍未讓我滿意,因為任意選取的 多半連連續性都沒有,而這也不是我們觀測到的事實。解釋:低能下smooth out.

5樓:尹大魔王

誰說必定會到史前的吖!瞎扯!

蟲洞只是提供了空間穿越的可能罷了、說見過從蟲洞回來的人說他去了史前國際?

還有,據莪個人看來,從蟲洞穿越到另乙個時空可能不是餓們這個空間座標的時空的平面,就是說,穿越曩昔的可能是莪們現在現實生活的乙個副本。假如時刻和莪們現在是不同步的話,很可能在那個國際的曩昔或許未來會發作額們現在正在閱歷的事、吖呀這個很費事的建議你去看《時刻簡史》

6樓:EPC SG

不是相信,而是不知道地球以外的物理定律是什麼,就只能這麼用了。至於宇宙的物理定律和地球上的一不一樣?等確實發現不一樣了,再想推的物理定律吧,不然你還能怎麼辦?

7樓:

按照目前探測感知到的宇宙,我們只能選擇相信。因為:

1、時空是連續的。

2、構成物質的基本粒子和結構是一致的。

3、能探測到就說明基本規律是我們已知的,因為探測本身借助的就是各類基本的物理規律。超出已知探測範圍的那就不是科學了,只能是數學或哲學推理了。

所以,能感知到本身就證明了基本規律應該是一致的,當然「基本」到什麼程度這個應該是有個邊界的,差異化到什麼程度我們永遠都無法察覺(例如假設有高維空間),這個話題倒是值得好好研究研究。

8樓:臨時工

物理學的乙個公理是世界是連續的,

不會發生突變的,

所以物理規律的改變也是需要乙個原因的,

如果沒發現原因的話,

那就先假設它是不變的,

直到發現假設是錯的。

9樓:

科學家應該不是「認為」地球上的結論適用於宇宙,而是在現有條件下「假設」別的天體也適用。

未來有條件進行實地考察之後,如果證實了「假設」,那麼這個「認為」會變成「目前為止被證實的結論」。如果之後又發現新的、不符合現有理論的現象,那麼就有新的假設,新的實驗和新的結論。

總之,科學方法應該是不包含「認為」這種主觀性很強的行為的。

10樓:

因為科學家「懶」。

「相同」只有一種相同,不同卻有無窮多種不同。與其假設不同,不如先假定「相同」,然後再檢驗,如果沒有違背就繼續,如果違背了就找更吻合的假設。

科學家是找最精確接近真理的解釋,而不是漫無邊際地玩文字遊戲。古代有很多假設都一一證偽了。

11樓:「已登出」

顯然,物理學家也沒有親測地球上所有物質的運動規律,所以,這個問題的前提是:你已經預設了物理學家用非常有限的物質得出的結論適用於地球上所有的物質。那麼我要比你更狠一點:

為什麼你相信用於做實驗所用到的那點物質的物理規律推廣至地球範圍還能成立?

12樓:吳銳慶

好像研究物理的沒這個說法吧?你自己說的?不同宇宙速度或引力場的區域物理規則應該有區別比如黑洞根據愛因斯坦相對論應該是這樣了,暗物質區域據說光等會饒開傳播,.

當然有沒暗物質都是個問題,沒有暗物質的話那麼人類對宇宙的質量能量的計算就全是錯的也就是說人類對宇宙的認知相當大部分是錯的.那麼結果就是有沒暗物質人類已知的物理規則都有嚴重的錯誤或者盲點

13樓:

14樓:黑祭司

在沒有學過現代物理之前,也許你並不會這麼認為。

例如若沒有學過牛頓引力理論,那麼登上月球之後,你也許會認為月球的物理定律跟地球是不一樣的,月球的物體更輕,人跳得高。

但是若你學過牛頓引力,你就會知道,地球跟月球有相同的物理定律——它們都遵守牛頓萬有引力定律,只是月球的引力是地球的1/6。

假定題主能分清楚什麼是物理定律不同,什麼是類似月球引力的物理現象不同。

那麼,我們來分析一下,題主所說的「推廣至宇宙範圍還能成立」的物理定律有哪些呢?

1、粒子的質量譜。 宇宙深處的質量譜跟地球是一樣的嗎?質子與電子也是相差1800多倍嗎?

目前並不是所有的物理學家都相信這一點。因為我們並不知道是什麼決定了這個比值。不過這個其實是可以通過觀測原子的光譜來斷定的,目前的觀測並沒有觀測到這個比值的變化。

2、耦合常數。耦合常數決定力的大小。宇宙各處的耦合常數是一樣的嗎?

目前一直遠距離觀測的耦合常數是精細結構常數,即電磁力耦合常數,觀測表明宇宙各處一樣。最近觀測到了引力波,那麼引力耦合常數也算是不變的了。強核相互作用常數可以通過主序星演化來推測,也是不變的了。

弱相互左右可以通過宇宙星體的光譜分析來確定元素豐度,從而斷定弱相互作用也應該是不變的。

3、長程力(電磁力和引力)的強度與距離成平方反比的定律,在宇宙其它地方仍然一樣嗎?——其實這個是根據高斯定律匯出的結論,與在宇宙中的位置無關。

有人認為暗物質、暗能量現象也許可以修改引力平方反比律來實現。這種腦洞我們笑笑就好,它捅的窟窿比解決的問題要大乙個數量級。

至此,耦合常數不變,即力的大小不變,物質質量譜不變,則元素週期表不變,元素豐度也不變,平方反比定律不變,嗯,基本上物理定律在全宇宙的半壁江山已經坐穩了。

要想拿下另半壁江山,就要向基本對稱性和守恆率進軍了。

4、彭加萊對稱是嚴格的在全宇宙都被遵守的嗎? 這個問題還不能作出完全確定的回答,但是,降低一點標準:齊次洛倫茲對稱是全宇宙適用的嗎?

齊次洛倫茲對應俠義相對論。 觀測的方法其實很多,例如測紅移星體的譜系,儀器可用透鏡望遠鏡,射電望遠鏡,中微子觀測站,引力波觀測站都可以結合來做。 目前沒有觀測到違反。

5、時間平移對稱、空間平移對稱、空間旋轉對稱及所對應的能量守恆、動量守恆、角動量守恆。

能量如果不守恆,會有額外輻射,嗯,這個存疑,目前有一些區域,比如類星體怎麼輻射的還搞不清楚,還有暗能量也搞不清。

動量守恆,這個很容易觀測,沒有觀測到任何違反。

角動量守恆,嗯這個存疑,暗物質問題還沒解決。

6、愛因斯坦方程右端。左邊沒有必要懷疑了吧?毫無任何理由。右邊的耦合常數項,上面說過了。只剩下能動張量項。

.... 然後.....然後就基本上沒有了。其它問題都不會傷筋動骨的,確定上面這些問題,物理定律的天下基本上就定了。

所以,總結一下,似乎只有能量守恆和角動量守恆還存在點疑問——但是你不會真的相信這兩個定律會被違反吧?這兩條可是最久經考驗的宇宙真理。

就算這哥倆真的有問題,由於廣義相對論的存在,也只是屬於還沒有吸收到度規和曲率項的情況,否則真空就會有裂痕,有不同物理定律的區域會從宇宙的其它部分被割裂開來,一般的我們應該在時空裂痕觀測到遠高於背景溫度的強黑體輻射——光譜分析不會有亮線。然而我們並沒有觀測到這樣的現象。

綜上所敘,相信地球上的物理定律適用於宇宙其它部分,其實並不僅僅是個信仰,它也是理論推導和實驗觀測的結論。

15樓:朝朝暮暮

公設就是一種假設啊。如果實驗結果都符合,我們就進一步驗證了這種假設,但是只要有一次實驗結果不符合,公設就可以被推翻。目前我們能觀測到的和實驗過的範圍下,物理定律都是相同的。

舉個例子,我們研究基本粒子,也需要假設同種基本粒子性質相同。就說電子吧,我們會認為每個電子都不一樣嗎,比如這個是調皮的電子,那個是可愛的電子,帥氣的電子……當然不會,那你說為啥?憑什麼電子就是電子,大家性質都一樣。

而不像人,有高矮胖瘦美醜,中美英法……。所以只能假設它們都一樣,都是電子。要不然每個電子都有自己個性的話,物理學沒法搞啦……

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