不,宇宙本质上不是纯数学的

闻数起舞不,宇宙本质上不是纯数学的
我们今天看到的力 , 粒子和相互作用都是单一的总体理论的体现 , 这一观点很有吸引力 , 它需要额外的尺寸以及大量的新粒子和相互作用 。 存在许多这样的数学构造需要探索 , 但是如果没有物理宇宙可以与之进行比较 , 我们就不可能学到关于宇宙的任何有意义的东西 。(WIKIMEDIA告知用户ROGILBERT)数学是我们了解宇宙最有用的工具 。但这并不能单独解决任何问题 。 在理论物理学的前沿 , 许多最流行的想法有一个共同点:它们起源于一个数学框架 , 该框架试图解释比我们目前流行的理论更多的事物 。我们目前的广义相对论和量子场论框架对于它们的工作非常有用 , 但是它们并不能做所有的事情 。它们本质上是彼此不相容的 , 无法充分解释暗物质 , 暗能量或我们的宇宙充满物质而不是反物质的原因以及其他困惑 。的确 , 数学使我们能够定量地描述宇宙 , 当正确应用时 , 这是一个非常有用的工具 。但是宇宙是物理的 , 而不是数学的实体 , 两者之间有很大的不同 。这就是为什么仅凭数学永远不足以涵盖所有事物的基本理论的原因 。不,宇宙本质上不是纯数学的
1500年代最大的难题之一是行星如何以明显逆行的方式运动 。 这可以通过托勒密的地心模型(L)或哥白尼的日心模型(R)来解释 。 但是 , 要使细节达到任意精度是需要对理解所观察到的现象的基本规则进行理论上的改进的 , 这导致了开普勒定律 , 并最终导致了牛顿的万有引力理论 。(伊顿·西格尔(Eshan SIEGEL)/超越银河系)大约400年前 , 关于宇宙本质的斗争正在展开 。几千年来 , 天文学家使用地心模型精确地描述了行星的轨道 , 在该模型中地球是静止的 , 所有其他物体都绕地球运行 。借助几何数学和精确的天文观测资料(包括诸如圆 , 等量 , 转形和周转轮之类的工具) , 对天体轨道的精确数学描述与我们所看到的相吻合 。但是 , 这场比赛并不完美 , 尝试进行改进会导致更多的大轮转 , 或者在16世纪出现了哥白尼的日心说 。通过将太阳置于中心 , 逆行运动的解释变得更简单 , 但对数据的拟合却更差 。约翰尼斯·开普勒(Johannes Kepler)出现时 , 他有了一个绝妙的主意 , 试图解决所有问题 。不,宇宙本质上不是纯数学的
通过使每个行星都在一个由五个柏拉图固体中的一个(或两个)支撑的球体上 , 开普勒推论说 , 必须有精确定义轨道的六个行星 。(J.开普勒 , 神秘化妆品(1596))他注意到 , 如果您包括地球但不包括地球的月亮 , 则总共有六个行星 。他还注意到 , 从数学上讲 , 只有五个柏拉图式实体:五个数学对象 , 它们的面都是等边多边形 。通过在每个行星的内部和外部绘制一个球体 , 他可以以一种非常适合行星轨道的方式"嵌套"它们:比哥白尼做的任何事情都要好 。这是一个出色的 , 美丽的数学模型 , 可以说是今天构筑我们称之为"优雅的宇宙"的首次尝试 。但是观察到 , 它失败了 。它的表象循环 , 等价物和递推物甚至不及古代的托勒密模型好 。这是一个绝妙的主意 , 也是第一次尝试(仅从纯数学上)争论宇宙的样子 。但这只是行不通 。接下来出现的才华横溢将定义开普勒的遗产 。不,宇宙本质上不是纯数学的
开普勒的三个定律 , 即行星与椭圆在一个焦点处成椭圆形运动 , 它们在相等的时间内扫出相等的面积 , 并且其周期的平方与它们的半长轴的立方成正比 , 同样适用于任何引力系统就像他们对我们自己的太阳系一样 。(RJHALL / PAINT SHOP PRO)他采用了与观察意见不一致的美丽 , 优雅 , 引人注目的模型 , 并将其扔掉了 。取而代之的是 , 他进入数据中去寻找哪种类型的轨道与行星的实际运动方式相匹配 , 并得出了一组科学(而非数学)结论 。· 行星并不是绕着位于中心位置的太阳绕圈运动 , 而是绕着椭圆形移动 , 使太阳集中在一个焦点上 , 用一组不同的参数描述每个行星的椭圆 。· 行星并不是以恒定的速度移动 , 而是以随行星与太阳的距离变化的速度移动 , 从而使行星在相同的时间内扫出相等的区域 。· 最后 , 行星展现出的轨道周期与每个行星椭圆的长轴(主轴)成正比 , 并提高到特定的功率(确定为3/2) 。不,宇宙本质上不是纯数学的
已知有四颗系外行星绕着HR 8799恒星运行 , 所有行星都比木星行星大 。 这些行星都是通过七年以上的直接成像检测到的 , 并且遵循与我们太阳系中的行星相同的行星运动定律:开普勒定律 。(王杰森/克里斯蒂安·马鲁伊斯)这是科学史上一个革命性的时刻 。数学不是支配自然的物理定律的根源 。它是描述自然物理定律如何表现的工具 。发生的关键进展是 , 科学必须以可观察和可测量的东西为基础 , 并且任何理论都必须面对这些观念 。没有它 , 就不可能取得进展 。随着新的数学发明和发现使我们有了尝试描述物理系统的新工具 , 这一想法在整个历史上一次又一次地出现 。但是每次 , 不仅仅是新的数学告诉我们宇宙是如何工作的 。取而代之的是 , 新的观察告诉我们 , 除了我们目前理解的物理学之外 , 还需要其他一些东西 , 仅凭纯粹的数学不足以使我们到达那里 。


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