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點組成線是數學概念,確實不是科學理論。但因此就說它是偽科學也不合適。不少的科學理論都是以這個概念為基礎建立起來的。舉個例子,牛頓第一定律告訴我們物體在不受外力的條件下,保持靜止或勻速直線運動狀態。這裡說的直線就是由點組成的連續的線。這條定理被無數的實驗和觀測證明過。但沒有人能證明線是由點組成的,當然也不需要證明。因為這是數學上的一條公理。
基於一整套公理數學建立起了一個完美的演繹推理體系。數學上的公理無法用數學本身證明。這是根據哥德爾不完備性定理得到的一個結論。所以數學是科學之外一個獨立的學科。數學的論證起點不存在實體也無法證明(問題中的點),但數學承認世界是清晰可知的,它以這樣的起點為基礎透過嚴密的證明(並非是邏輯推理)創造並形成完整清晰的概念體系。
有人因為數學的論證起點沒有實體證明就認為數學是唯心的。這一點我是不敢苟同的。唯心主義哲學認為世界是神秘不可預知的,他們往往從超經驗的概念(神,靈魂,自由意識)為論證起點,這樣的起點和數學一樣無法實證,但是,唯心主義試圖透過邏輯推理研究證實那些不能直接感知的問題。而數學則承認這些問題無法證明。從這一點上說,數學跟唯心主義哲學特別是形而上學是有著本質的區別的。
這個說法,半對半錯。我講三個要點,作為“點的數理邏輯”,僅供參考。
①數學點的成因是多樣化的,要動態看問題;
②物理點不可能是無體積的,有時視同質點;
數學空間的點是變數,有三大類成因。第一類數學點:對有限的“線/面/體”進行無限細分或單元化,其最小單元,是逼近零的點:
①線微分的點,逼近方式是:ΔR→dR→0
②面微分的點,逼近方式是:ΔR²→dR²→0
第二類數學點:對有限的“線/面/體”進行無限收縮或無限遠離,其最終結果,是逼近零的點。
第三類數學點:對有限的“直線型”進行投影,其積聚性圖景,也是數學空間的點。這也是畫法幾何的常識。
物理空間的點,是對“細線/圓盤/橢球”足夠分割或足遠縮小的質點。第一類物理點:對“物質存在形式”進行結構學的足夠分級,逼近一個有體積的質點。
例如:原子、原子核、電子、質子、中子、中微子、光子、膠子、希格斯子、引力子。
第二類物理點:對“足夠遠的物體”進行動力學的近似處理,把它看成一個有質量的質點。
例1,在分析地球與太陽之間的動力學關係時,把地球與太陽分別看成一個質點,不必考慮它們自身的大小與變形等次要因素。
第三類物理點:把“母系統的子系統”看成一個質點。在分析母系統內空間的兩個子系統的動力學關係時,把子系統看成是母系統的質點成員,不必考慮母系統整體性的動力學影響。
例2,就例1而言,不必考慮母系統太陽系的動力學影響,更不必考慮銀河系的動力學影響。
數學點可以但不可過度作為物理點天文物理與宇宙物理,經常把天體作為一個數學質點,屬於微積分思維方法,是無可非議的,也是聰明機智的。
粒子物理與量子物理,如果只考慮粒子/量子之間的動力學關係,可以把物理點看成一個數學質點。
如果探討粒子的結構特性,諸如尺度、體積、角動量、角動量矩、質量成因、勢能梯度等,就不能看作質點,而應看作漩渦體。
這也是量子力學不完備的地方。正因為把基本粒子,包括費米子與玻色子,看著數學質點,才有肆無忌憚的斷言:不確定原理與波粒二象性之類的偽命題。
小結:點的數理邏輯清楚了,再複雜的物理問題,就有了簡化策略,再玄乎的理論就會原形畢露。
好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。