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數學、物理、存在與感知

我們都知道,在物理現實的客觀世界,進行量化描述的理想工具是數學。

在微觀領域,量子力學是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支,量子力學的發展革命性地改變了人們對物質的結構以及其相互作用的認識。

量子力學中最為廣知的測不準關係,是指當微觀粒子處於某一狀態時,它的力學量(如坐標、動量、角動量、能量等)一般不具有確定的數值,而具有一系列可能值,每個可能值以一定的幾率出現。這個不確定性來自兩個因素,首先測量某東西的行為將會不可避免地擾亂那個事物,從而改變它的狀態;其次,因為量子世界不是具體的,但基於概率,精確確定一個粒子狀態存在更深刻更根本的限制。明確地說,微觀的領域不可以精確測量,一旦測量會干擾物質的存在狀態。

量子時空概念與牛頓的絕對時空觀有著本質的區別,牛頓認為「絕對的、真正的和數學的時間自身在流逝著,而且由於其本性而均勻地、與任何其他外界事物無關地流逝著」;「絕對的空間,就其本性而言,是與外界任何事物無關而永遠是相同的和不動的」。也就是說,在牛頓眼裡,空間和時間都是是均勻延伸的,可以無限劃分。由此推理,如果知道某事物的具體規律,就可以知道過去和將來某個時間的存在狀態,這樣的思維模式或者說哲學觀可以稱為決定論。

在數學微積分領域,對於某一函數,曲線上某一個固定值附近,當我們用x0表示無窮小變數,函數值趨近於該值。

那麼,結合數學微積分和量子力學,對於某一微小變化,單純用數學理想化模型研究是可以的,但是一旦x0進入微觀時空領域後,量子力學的測不準關係就出現了,那麼,這種數學上的確定性和量子狀態下的測不準關係能否進行統一性理解?之所以有此一問,是因為數學的運算,是建立在絕對時空領域上的均勻推演,是確定性的運算,而這不符合量子時空下的不確定性規律。數學和物理手段,在無窮小處,有確定性和測不準的矛盾。

這裡存在的根本問題是:數學時空是一種理想時空,和現實時空肯定是有差距的。那麼,兩者能否統一成為一個時空體系?如果數學時空不能作為客觀物理性的時空存在,那麼數學存在的意義是什麼?

進一步推理,因為有不確定性,如何感知這些微觀領域的細微變化,存在與感知如何實現?如果說量子規律用波函數來表示,那麼數學函數能否如實反映物理時空的測不準?

再進一步,0是一種什麼存在?時空本質是什麼?如何證明時空本身的連續性?注意數學和物理時空的差異。

其實最終我想知道的是,無窮小是個什麼東西?時空點這種存在究竟是不是存在,能否被感知和測量?等等,疑問很多。

以上這些問題,直接指向生命奧秘的最根本處,因為目前生命科學界的研究都處在分子水平,都是牛頓絕對時空觀下的線性思維模式的探索,最終反映的是一種決定論的哲學觀,這就產生了一種時空局限,從而導致生命奧秘很難破解。

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