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——數(shù)學與物理 物理與數(shù)學間有著深刻的聯(lián)系，物理學中的物質(zhì)運動規(guī)律都是用數(shù)學方程來精確描述的，也就是說數(shù)學是物理學的正確語言，同時探索數(shù)學結(jié)構(gòu)本身也可導致新的物理發(fā)現(xiàn)。而在物理學與數(shù)學中概念美和描寫的確切有力是緊密相似的。由此物質(zhì)運動的最終變化結(jié)果也就通過數(shù)學的計算結(jié)果來確定。這是物理學一直在沿用的手段。也正是如此，物理學的新進展會促進數(shù)學的發(fā)展，反之數(shù)學上的新進展新開拓，也給物理學提供了新的物質(zhì)運動形態(tài)的描述手段。 但數(shù)學終歸不是物理學，數(shù)學雖可作為物質(zhì)運動的描述手段，但它最終還只是研究在各種狀態(tài)下數(shù)字運算規(guī)律的，并不是研究物質(zhì)運動規(guī)律的。數(shù)字的抽象已完全與物質(zhì)無關(guān)，它已只是一個數(shù)字，至于這個數(shù)是什么它并不關(guān)心。比如1它就是一個1，是一頭牛還是一頭羊或是一個人一個粒子，它并不關(guān)心也不確認。而物理學是研究物質(zhì)的運動變化的，就必須首先明確研究的這是什么物質(zhì)，就是研究這個物質(zhì)的運動，而并不是其它的什么物質(zhì)的運動，這種描述是不能脫離物質(zhì)（物體）本身的。也就是說物理學有著物質(zhì)本身所據(jù)有的特定本性，所有的數(shù)學運算是不能超出物質(zhì)本身特定的范疇，否則就會出現(xiàn)謬誤。 從上面的分析及實驗可見，從數(shù)學公式：是可能得到一個引力無窮大的奇點，在此處曲率和密度可能無限大，但在物理學上，不論這個物體的質(zhì)量有多大，但只要它并不是一個數(shù)學點，是有一定空間限度的，在這個物體內(nèi)的質(zhì)心處，引力的合力其實都只能是零，即不會出現(xiàn)奇點的，不會出現(xiàn)一個曲率和密度無限大的點。而事實上現(xiàn)在的實物質(zhì)的質(zhì)點，都是有邊界限度的，大到恒星小到基本粒子，都有空間限度，盡管恒星的體積很大，基本粒子很小，但它們都有邊界，內(nèi)外有別的邊界，用質(zhì)點去進行計算，是必須注意這種邊界兩邊的不同的。只所以會出現(xiàn)這種奇點的認識，是理論家們深深陷入數(shù)學方程的思考與計算中去了。物理學不應(yīng)陷入無物質(zhì)無時空的思考中，而是應(yīng)當以物質(zhì)在時空中運動為基礎(chǔ)，充分注意物質(zhì)運動的時空限度，即引力的奇點是人為造出來的，這是今后物理學應(yīng)仔細疏理，進行全面深入思考的問題。 現(xiàn)在已知的物質(zhì)間的相互作用為：引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用力、弱相互作用力四種，這四種相互作本質(zhì)上實際為物質(zhì)存在空間之間的相互作用及物質(zhì)本身之間的相互作用，且這些相互作用都與它們之間的距離相關(guān)。這四種相互作用的比較見表一： 力的類型數(shù)學型式適用范圍發(fā)生作用距離力的強度（以強力為1）傳遞粒子傳遞粒子質(zhì)量 引力r＞R可延伸到無限遠10－38沒發(fā)現(xiàn)不知 電磁力r＞R可延伸到無限遠10－13光子0 強力r≈R約小于10-13厘米1膠子假定為0 弱力r＜R約小于10-17厘米10－2中間玻色子W+,W-和Z0約90Gev 注：其中R為物質(zhì)所占有的空間范圍半徑，r為物質(zhì)間的相互距離，M為物質(zhì)質(zhì)量，Q為物質(zhì)的電磁荷值，G、D為常數(shù)。 從表中可以看出物質(zhì)所占空間之間的相互作力用要大大小于物質(zhì)之間的相互作用力，即引力比電磁相互作用力小約25個量級，引力比核子之間的相互作用力強力約小38個量級，可見物質(zhì)之間的相互用是構(gòu)成物質(zhì)形體的主要作用力，而物質(zhì)所占空間之間的作用只是在其質(zhì)量特別大時才能顯現(xiàn)出來。 數(shù)學上的點是零維的，沒有空間范圍，并可以賦與它是一個任意的數(shù)值，因為數(shù)是不占有空間的。但物理學上的質(zhì)點本身，是占有空間范圍的，其可能很大，如星系、星球，也可能很小，如分子、原子、基本粒子，但它們都是有空間限度的，是有內(nèi)外之別的。由此在數(shù)學上數(shù)是可以占據(jù)同一個點，從而使數(shù)可能一步步增大，直至無窮而成為奇點，但在物理學中隨著空間中物質(zhì)的增多，其所占空間也必然的增大，盡管質(zhì)點的物質(zhì)質(zhì)量也可以一步步增大，而其所占空也會同步增大，由此其是不會有奇點出現(xiàn)的。這就是數(shù)學與理學之間的差別。其原因是數(shù)字之間是不會有相互作用的，而物質(zhì)之間不僅有相互作用，且這種相互作力比引力是成量級的大的多。 由此在物理學使用數(shù)學公式時，必須時刻注意物理中的物質(zhì)運動的實際條件，否則就會出現(xiàn)人為的謬誤。 |
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