为何要坚持逻辑简单性原则

本文从三个方面探讨了爱因斯坦提倡逻辑简单性原则的物理学认识根据；其一，他认为物理上真实的东西一定是逻辑上简单的，主张用逻辑简单的理论反映物理实在。其二，他认为理论的基本要领和基本概念和基本公理是理性所无法触动的，为了减少理论中“尚水理解的东西”，应将其逻辑公理减少到最低数目。其三，他认为物理学进化的方向是不断增加其逻辑基础的简单性，因此应将逻辑简单性作为建构理论的基本方法论原则。     

自然科学知识：从简单到对称

简单性原则和对称性原则,是两个方法论上的调节器;随着自然科学知识的发展,这两个原则的关系变得越来越重要。在哥白尼、布拉格、开普勒、伽利略、牛顿的时代,认为科学理论具有简单性这种观点具有巨大的意义,“简单意味着能够解释一系列现象,因而可以把它比作已经解释清楚了的东西。相应地,复杂就意味着在简化世界图景方面存在着一定的障碍”。A.菲     

很简单的逻辑问题

“如果你是一个女子，有个男人非礼于你。怎么办？”哲学家为难了；其实这是很简单的逻辑问题，反映的是对立统一原理：“你也非礼于他。”     

金融物理学:一个简单的综述

金融物理学是用统计物理、理论物理、复杂系统理论、非线性科学、应用数学等的概念、方法和理论研究金融市场通过自组织而涌现的宏观规律及其复杂性的一门新兴交叉学科。简言之，金融物理学家将金融市场看作一个复杂系统，把其中的各种数据如个股价格、指数、房价等看作是物理实验数据，力图寻找和阐释其中的“物理”规律。[编者按]     

浅谈逻辑简单性原则与我国汛期旱涝预测

我国汛期旱涝分布受大气系统内部和外部多种因素影响,增加了预测难度.然而巨大的经济和社会效益使这一工作又势在必行.针对目前旱涝预测“百家争鸣”的局面,强调这一工作应注意科学方法论的指导.指出应用逻辑简单性原则,深入挖掘影响旱涝的各种因子间更深层的原因,抓影响旱涝过程的主要矛盾,再据此做出预测,或许是一种可行的方法.     

物理理论研究杂谈

物理理论的研究,应建立在有事实依据的推理之上,从尽可能少的假说或公理出发,通过逻辑演绎,概括尽可能多的经验事实。在理论研究中,应及时总结经验教训,一旦建立起理论框架后,需不断经受实验的检验。科学中的反复是前进中的反复,在此过程中,新的认识是在吸取原有经验教训的基础上产生的,直觉的想象在现代物理理论研究中并不可靠一文通过实例阐明了一些观点,这对物理理论的研究是有启迪作用的。     

迎接新物理学的曙光

著名理论物理学家W·温伯格曾指出：物理学始终是一个未完成的逻辑体系：而本刊所载一文正具体阐述了他的这一观点．此观点当然符合科学不断发展的基本思想。     

试论理论物理中数学方法的创造力

理论物理与数学的关系特别密切,采用合适的教学方法,对于理论物理的发展是十分必要的。尤其是近代物理,其各种理论体系几乎都是原理性理论。所谓原理性理论,是指从基于经验事实的创新的(物理)概念和(物理)原理出发,凭借数学方法,通过逻辑演绎,建立起抽象的数学形式体系(或称作公理化体系)。理论的抽象程度,自本世纪初以来快速地提高;因为采用的是更为抽象的近代数学工具,进行逻辑演绎的数学推理步骤也愈加繁复,用爱因斯坦的话说,通往(检验理论的)实践的思想链条愈来愈长。那就意味着数学方法在物理理论建树过程中所起的作用越来越大;实际上,近代物理理论正就是一些对其作出一定物理解释的数学结构体系。因此,爱因斯坦意识到“理论物理学家越来越不得不服从于纯数学的形式考虑的支配”,并认定理论物理的“创造性原则寓于数学之中”。本文试就近代物理的几个主要理论的形式结构的特征及其建树过程中的创造性因素,作一些综述性的讨论,以探究爱因斯坦的这些见解的涵义。     

选择公理在数学中的作用和地位

在目前公认的集合论公理系统中,选择公理是一条比较特殊的公理:它是一条必需的公理,少了它,许多基本的数学结论便不能成立;它又是一条危险的公理,从它可以推出与人们经验常识大相径庭的“分球悖论”。因此这条公理引起数学家和逻辑哲学家的浓厚兴趣就不足为怪了。《选择公理在数学中的作用和地位》介绍了有关这条公理的各种背景内容,可供对这个论题感兴趣的读者参考。     

1930年以来的粒子物理学——自然界简单性和一致性观念的进化史

1930年以前,原子物理学认为只有质子和电子是物质的基本结构单位即“基本粒子”。这种只有在两种基本粒子的观点与物理学家们对自然界秩序的过分简单化的看法非常一致。而且人们发现这两种基本粒子都带有电荷和质量。因此,很多物理学家包括象玻尔(Bohr)和爱丁顿(Eddington)这样的领袖人物,对于中微子和中子具有基本粒子特性的假设在很长一段时间里都持怀疑态度。按照他们的观点,承认这些新的基本粒子,会带来两个不愉快的后果,第一,这会动摇长久以来人们对自然界简单性原则的信任;第二,这意味着无电荷、无质量这种光子的属性也会成为任何基本物质粒子的自然属性。除掉这种怀疑论以外,在一些理论家中,还有一种实证主义观点,不愿在理论上承认这种“没有观测到的粒子”。另一方面,某些实用主义的理论家则大胆地表示,愿意引入没有观测到的粒子,以便取得概念上的突破。自从本世纪四十年代后期以来,大量的所谓多余粒子的意外出现,极大地震动了原子物理学家们,同时也使他们的脑子大为开窍。他们已经认识到,复杂微妙的对称和守恒定律必须设法达到对各种亚原子现象的完全统一,他们还倾向于发展一种新的信念:即便不能发现或观测到独立状态的“真正的”基本粒子,也不能证明它们并不存在。     

从引力波谈爱因斯坦的幸运

在引力波被直接探测之际,从独特的视角回顾了爱因斯坦创立广义相对论、预言引力波、引进宇宙学常数的历程,也介绍分析了他的若干论文的发表情况,从而将爱因斯坦的若干科学事件有机地融合起来。     

气论对现代物理学的启示

本文对中国古代气论中的准物理学思想与方法作了简要的归纳，认为可以用气论和原子论思想，来大致概括东西方两种不同科学观念和科学传统的主线，而以太论观念及其对近现代物理学的影响，正是气论自然观在西方近代科学中的投影。解决现代物理学前沿疑难的关键很可能在于跳出陈陈相因的原子论观念框架，从中国古代气论自然观中吸取有益的认识论与方法论的启迪与联想。     

首张黑洞照片诞生——谈黑洞的前生今世

1905年和1916年爱因斯坦分别提出了狭义相对论和广义相对论,这不仅改变了人类对宇宙的认识而且还深深地影响了我们的日常生活,其中广义相对论一个著名的预言就是黑洞。目前,天文学家发现几乎每个星系中心都存在一个百万到百亿个太阳质量的巨型黑洞,而且每个星系中可能还存在上亿个恒星级黑洞。中等质量黑洞是否存在目前还不确定。黑洞存在的间接证据已经有很多,但人类更渴望直接看到黑洞的面目。黑洞虽然本身并不发光,但可以将吸积物质的引力能通过吸积盘变成辐射,从而被我们看到。北京时间2019年4月10日21时,事件视界望远镜项目在比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿全球六大城市同步举行新闻发布会,公布人类获得的首张黑洞照片。这张照片摄自梅西耶87(M87)星系中心的黑洞,重约60亿太阳质量,距离地球5 600万光年,由全世界横跨几大洲近10台毫米波望远镜(或阵列)进行联网观测,项目团队包括来自中国科学院上海天文台等单位的10余名中国成员。可以说"人类首张黑洞照片"是继2016年发现引力波之后人们寻找到的爱因斯坦广义相对论最后一块缺失的拼图。本文还对未来中国在黑洞研究方面的重大项目做了简单介绍和展望。     

发现引力波——2017年诺贝尔物理学奖解读

2017年10月3日，终于到了宣布2017年物理学奖的时刻，诺奖委员会宣布：2017年的诺贝尔物理学奖授予三位美国物理学家雷纳?韦斯(Rainer Weiss)、基普?索里(Kip Stephen Thorne)和巴里?巴里什(Barry Clark Barish)，表彰他们对于研制激光干涉引力波天文台以及利用该天文台发现了引力波作出了决定性的贡献。这样的结果毫无悬念，和物理学界大部分学者的预言完全一样。那么，这个科学发现到底是什么？和现代物理学的发展有什么关系？爱因斯坦和这个发现是什么关系？引力波有什么用？有办法防引力波辐射吗？引力波探测与研究的未来是什么？中国在引力波探测领域的现状和未来计划是什么？笔者将在这篇文章里回答上面这些问题。     

统一场论源流及新版本

统一场论通称万物之理,自古以来成为人类对大自然奥秘的不懈追求。本文对从老子及古希腊先哲之启迪直至现代统一场论作一综述。爱因斯坦是统一场论创始者,不幸以失败告终。20世纪70年代后,物理学家在新的基础上探索统一场论。基于多维空间的弦论从量子论出发,背景独立的圈论从广义相对论出发,经过数千位物理学家和数学家四十多年孜孜以求,目标仍遥不可及,是进行反思的时候了。本文作者经八年研究,提出统一场论新版本。论文题为《A New Version of Unified Field Theory-Stochastic Quantum Space Theory on Particle Physicsand Cosmology》 (统一场论新版本--随机量子空间理论关于粒子物理及宇宙学),论文经过同行评审,发表在《Journal of Modern Physics》, 2013年,第4卷第10期,页码：1213-1380。随机量子空间(SQS)理论基于简单基本假设建立起理论框架,得出几十个与实验符合的理论结果,并提出25项预测以供实验检验。在此基础上,从广义相对论真空方程出发,重新定义其度规张量将之乘以高斯几率分布,SQS理论建立起基本方程,对光子和电子的初步分析结果与实验符合。     

公文写作中的逻辑作用

公文写作离不开逻辑,因为只有遵守逻辑的基本要求,做到概念明确、判断恰当、推理有逻辑性,才能使公文主旨明确、语言准确、结构清楚,以保证公文表述的准确性与清晰性,从而更好地发挥公文的政策性、权威性和严肃性在日常公务活动中的重要作用。     

数.测量.复连续：兼论刘绍光一元数理论的基本假设

自然数、分数、负数、无理数和虚数都可以而且应该定义为测量的结果。“实数是连续的”这一命题从来没有被证明（它是一条公设或公理），“复数是连续的”是其合乎过辑的发展──在“复数体”之内，目前已知的所有运算都能够施行。刘绍光的“一元数理论化过“直接在实空间中进行实虚权衡”的方法解决了有一部分复连续空间中的物理量（即虚空间中的物理量）在目前还不能够测量的问题，使得理论物理学在爱因斯坦和量子力学之后获得重大进展。     

公文写作中的逻辑作用

公文写作离不开逻辑，因为只有遵守逻辑的基本要求，做到概念明确、判断恰当、推理有逻辑性，才能使公文主旨明确、语言准确、结构清楚，以保证公文表述的准确性与清晰性，从而更好地发挥公文的政策性、权威性和严肃性在日常公务活动中的重要作用。     

引力透镜效应与暗物质探测*

引力透镜是广义相对论引申的强引力场中特殊的光学效应。20世纪80年代以来,天文观测发现了许多引力透镜效应的实例,包括“爱因斯坦环”。一些本来很难探测的非常遥远、非常暗弱的天体,幸亏引力透镜效应而进入当代天文学家的视野。“大爆炸”70万年以后,宇宙处于延续4～5亿年的“黑暗年代”,物质大体呈均匀结构,没有任何自主发光的天体。星光灿烂的辉煌时期始于何时？引力透镜效应的观测给出了相关信息。被称为21世纪“两朵乌云”之一的暗物质,比所有人类已知物质的总量多4倍以上,不发出任何辐射,不可能被直观测到。引力透镜效应作为发现宇宙暗物质的探针,在寻找暗物质确实存在的直接证据和分析暗物质的空间分布方面作出了贡献。     

层展论的旗手——菲利普•安德森

文章综述了理论物理学家菲利普?安德森的生平和科学成就。安德森的科学工作既紧密联系实验又有深刻的普遍意义。他对凝聚态物理有很多方面的具体贡献，如确立了一些核心概念或者范式，特别是对称破缺。他建议用对称性自发破缺解决粒子物理领域杨-米尔斯理论中的规范粒子质量问题，而他在自旋玻璃方面的工作对生物学和计算机科学也有影响。 安德森在层展论（笔者译自emergentism）的崛起中居功至伟，他强调高层次物质的规律不是低层次规律的应用。笔者认为还原论和层展论是硬币的两面，相辅相成。