原创 物理学理论的本质是什么？

2 ^- u+ k3 _7 U& m2 \! Q3 H4 c% s

原标题：物理学理论的本质是什么？

" U# P1 T8 [/ O8 v, A7 i, X8 P9 i

当科学家说有东西存在时，他们是什么意思？一直以来，总有人不相信科学发现，他们固执地认为，黑洞不存在，夸克不存在，引力波不存在，希格斯玻色子不存在，或者时间不存在。

, x2 |+ P* q/ x0 R; r/ V6 s

科学家并非对宇宙中的一切做出无端的臆想，他们会根据实际做出合理的假设，并通过实验加以证实。科学是关于事实，而非关于信不信存在的问题。

# r4 p: y4 F. ^, t6 k7 {

物理学理论的本质是数学框架

$ u9 N7 e. R$ {* P7 f# a

迄今为止，爱因斯坦提出的广义相对论是最为成功的引力理论。从本质上来说，广义相对论是一个数学框架，物理学家可以从这个框架中得出与观测结果非常一致的预测。物理学家给这个理论中的数学结构起了各种名字，其中一个叫做引力波，另一个叫做黑洞。这些都是物理学家可以计算观测结果的数学结构，现在已经被激光干涉引力波天文台（LIGO）和事件视界望远镜（EHT）所证实。

; ?. d6 w; u' K0 V. T; L

当物理学家说这些实验测量了“黑洞合并辐射出引力波”之时，其本质含义是，特定的方程导致了正确的预测。

! R+ R& n6 {9 q- I6 q' W% z

希格斯玻色子和夸克的情况也类似，它们都是源自于粒子物理模型模型，都是物理学家给相应的数学结构取的名字。物理科学利用标准模型的数学框架来做预测，并且预测与测量结果一致。这就是物理学家说“希格斯玻色子和夸克存在”的意思，因为用理论做出的预测与观测结果一致。

; ` X7 m9 n. l6 V) w

同样地，时间也是如此。在广义相对论中，时间是一个坐标，很像空间。时间是数学框架的一部分，物理学家用它来做预测。这些预测与观测相符，那时间就是存在的了。

说到这里，反对者可能又会质疑这不是“存在”，反对者坚持想知道它是“真实的”还是“正确的”。“真实的”或者“正确的”含义是什么，这可能需要请教哲学家。哲学家会提供各种各样的选择，有些可能让人觉得合理，也可能觉得不合理。

实在论

$ d3 t6 k& A! h+ N/ s& c

许多科学家有意或无意地赞同一种叫做“实在论”的哲学，这意味着他们相信，一个成功的理论不仅是一个能够做出预测的工具，并且它还有一个额外的属性，可以称之为“真实的”或者“正确的”。

- h% B- t) z, j* b' n$ X

例如，物理学家戴维·玻姆为了支持爱因斯坦反对量子力学，他认为量子力学并没有真正描述了物理本质，终极物理学理论应该是完全可预测的，而非像量子力学中的波函数那样是基于概率的。实在论有几种变体，但它们的共同点是，理论的要素不仅仅是工具。

- h, d: C! G+ t4 |$ H6 u1 Y

虽然这些看似都很好，但实在论是一种哲学。这是一种有关信不信的体系，科学无法告诉我们它是否正确。

7 T( d/ V" V. g9 o

因此，如果有人想声称希格斯玻色子、夸克、引力波、黑洞或者时间不存在，他必须证明包含被称为“希格斯玻色子、夸克、引力波、黑洞或者时间”数学结构的理论预测与观测数据不符。返回搜狐，查看更多

责任编辑：

) ]" E. W, Y: D. a* y; z 2 d5 U- S9 t5 l& [) y