我们现在所知的物理法则是否适用于整个宇宙?

醉憙欢


原创思想,我们现在所知的物理法则主要适用于我们就可以了,而是否适用于整个宇宙的就不知了。因为宇宙还是有着许许多多的未知物理因素性的,而就不能认为我们所知的这些物理法则是适用于这些未知的或不明的物理性法则了。或者说,我们现在所知的这些物理法则,只是适应着我们现在的这个智能性的自然性模式出来的了。或许如果是有着其它的文明性外星人的存在而就不适宜了,而不能适宜着其它的文明性的自然性发展出来的这些物理法则了。但不知是不是这样的认为,而下面就交给砖家们继续的讨论吧!


踏浪而来37326050


其实可以这么想:如果你通过实验数据发现某个物理基本定律不适用于整个宇宙,那恭喜你,你可能要得诺贝尔奖了,别忘叫上我!

严肃点说,物理基本定律必须是普遍使用的,不仅在任何地方适用,而且在任何时间都适用。但这里要小心,如果你不是做理论物理的,你接触的很多所谓定律并不是基本定律,所以不一定是普适的。比如你说所有恒星的轨道都是圆或椭圆,这就不是普适的。虽然它在很多恒星系中都成立,但这只是在小尺度下牛顿引力的现象学。所谓现象学(唯象学)是指从基本理论出发预测出的在一定的物理系统中的实验表征。记住:现象学不是普适的!

那什么是基本定律呢?举几个例子:第一个,光速在所有惯性系下都是同一个固定值,30万公里每秒。第二个例子,惯性质量等于引力质量。第三个例子,物理实验结果不因坐标系的变化而改变。如果你发现在宇宙某处或某时这其中某个定律不适用了,千万要告诉我,我愿与你分享丰收的喜悦!


AI小离


我们的宇宙不仅大无外,小无内,无边无际,而且还存在不同维度的空间。而不同的空间有着自己不同的运行规律和程序。

比如人类所在的地球就被称为三维世界,大多数生命智慧也在3维水平,而某些外星文明可能介于5~6维之间,而中国的佛菩萨体系的智慧水平在10维以上。

不同的空间组成结构不同,物质不同,运行规律不同,自然法则有所差异。比如地球人认为光速是最快的,但是在10维空间里,光速可能连他们那里最快的速度5%都不到……。所以人类需要空杯心态,不能够抓住地球的法则不放,任何未知的空间万事万物及法则都用地球标准去衡量,那自然我们就会错误理解其他维度的存在状态。

就好比人类身体是由肉体和灵体融合而成的,那如果其他高维度空间有生命没有肉体只以灵体的方式生存着(空间生存环境决定的),那我们看待那个世界的大多数经验法则可能就错了。



一花一世界一景一菩提


用简明扼要的语言来描述我们所处的宇宙,和宇宙规律本身的话


138.2亿年前的宇宙大爆炸,诞生了时空和物质这些可以感觉和看到的东西,但在时空和物质的深处,还有着伴随大爆炸诞生的宇宙规律,这些规律包括但不限于哈勃常数,核聚变质能转化率,甚至是1+1=2。

人类文明的进步,完全就是靠发现再利用规律进步的,牛顿系统总结归纳了早期的引力和力学以及光学,这些成果后来被人类用来预测天体运行和指导工业革命,但牛顿的总结出来的物理法则并不是绝对正确的。

19世纪末到20世纪初,牛顿的经典物理学在强引力和近光速运动状态下,失效了。

爱因斯坦的相对论和玻尔等人的量子力学,在新的环境下,取代了经典物理学,后来的人类又根据相对论和量子力学,发展出了人造卫星的计算机,百年后的今天,我们仍然在享受现代物理学的红利。

从经典物理学到现代物理学,人类发现并掌握的宇宙规律越来越多,但科学界很清楚,目前掌握的所谓“宇宙规律”远不是宇宙规律的全部,在下一代对撞机里,在宇宙的深处,肯定还有一些宇宙规律等待人们去发现。

目前人类掌握的物理定律,只是宇宙规律的无限近似,甚至只是可观测宇宙内的无限近似,相对论和量子力学在引力方面的矛盾,以及迟迟没有被纳入框架的引力,甚至还有物理学界为之奋斗了半个多世纪后的统一场论。



这些都是物理学的局限性,同样也是人类文明的局限性


宇宙观察记录


历史永远有后来者,理论永远等着被推翻和重建。

图注:类星体PKS 1127-145的X光图像,距地球约100亿光年 版权:美国宇航局

据国外媒体报道,澳大利亚新南威尔士大学的物理学家研究显示,一个名为微细结构常数的物理学常数在不同的宇宙方向上存在细微的差 异,它或许将颠覆一种我们深信不疑的观点,那就是物理定律“放之宇宙皆准”。有关研究论文刊登在美国《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

宇宙学中有许多具有争议性的话题,其中一个便是:为什么一些最基本的宇宙常数似乎偏好生命现象,从而创设了那些恰好适合生命成长的环境出来?微 细结构常数(常用α表示)便是这样的一个例子。这是一种电磁耦合力常数,其数值大约等于1/137.0359。如果α的值增大或减小4%,宇宙中的恒星将 不能够产生碳和氧,这样的结果便是宇宙中将不可能出现今天我们看到的生命景象。但是一项最新研究却显示了其中更加复杂的机理。科学家们发现,α的值在不同的宇宙方向上,在数十亿年前,存在轻微差异。具体来说,其值在北半球天空稍小,而在南半球天空稍大。对此的一种可能解释是微细结构常数可能在空间中存在连续的变化,而其变化都对生命的存在意义重大。


但是物理法则都是从观测中慢慢修正的,牛顿的几个定律法则依然适用于太阳系的天体观测,但是无法解释黑洞等现象,相对论可以解释绝大部分宏观物理现象却和量子力学互不想通。所以随着人们观测、实验手段的进化,现在的我们掌握的物理法则会越来越接近宇宙真实的物理法则。




至少在目前,人类能接触到的,会对人类生活产生影响的这部分宇宙中,物理法则暂时还没有发现反例,还能够适用。

宇宙真理与科学


如果你真的了解了宇宙的浩瀚,就会明白人类有多么渺小,渺小得甚至无法用“渺小”两字来形容!

我们现在所知的物理法则不可能适用于整个宇宙,这点很容易理解,因为适用于整个宇宙的物理法则就等于终极至理,万物至理,而由于科学具有可证伪性,永远没有尽头,所以科学并不存在终极至理,科学是永远向前发展的!

理论上如此,实际上也是如此!

人类科学总是在不断突破各种认知局限性的道路上向前发展的,而无论到什么时候,人类总会存在认知上的局限性!

最典型的例子,牛顿的经典力学曾经一度被认为统治了“上天下地”,但随着人类科学发展,经典力学的局限性逐步凸显出来!

爱因斯坦相对论的横空出世让我们明白了,经典力学只适用于低速低引力世界,在亚光速世界经典力学就不再适用了,只能用相对论!

说白了,牛顿经典力学只是相对论的一个特例,是相对论在低速世界的近似值罢了!

而相对论也不是万能的,它就不能诠释量子世界(微观世界),与量子力学并不能兼容。所以,可以预见的是,必定存在更高一级的理论代替相对论,比相对论更加普适!

不要说现有物理法则适用于全宇宙了,现有物理法则连黑洞都不能诠释,一旦越过黑洞事件视界,现有的所有物理法则都会失效!


宇宙探索


  • 首先说一个一般意义上的判定:物理法则不一定都适用于整个宇宙。

  • 但从逻辑上讲,任何法则都只是无穷趋近于这个宇宙的真实情况,而不会是绝对完全适用。


当然,我们的判断能力也是有限的,我们没有办法即时证实或证伪一个法则。而且我们也受到我们认知能力和了解宇宙现实的能力的限制,因此要回答这个问题还真不容易。


那我们举几个例子:

例子1:狭义相对论

狭义相对论所谓“狭义”,在英语里面是用的“Special"一词,意思是“特殊”或者“特定”,这个含义实际上说明“狭义相对论”只是一个特殊的法则,或者说适用于特定条件的法则。(在法语中则是“restreinte”,意思是受限的“相对论”)。

其实我们物理学上的很多法则具有非常强的限定条件,也就是说,我们学到的很多法则并不是严格为我们的世界和宇宙“量身定制”的,而是为某个比较接近我们的宇宙的“特定宇宙”“量身定制”的。这种情况就发生在狭义相对论中提到的各种法则上,诸如用于描述尺缩和时间膨胀的洛伦兹因子,并不完全适用于非闵可夫斯基时空。

闵可夫斯基时空是没有时空扭曲和引力的平直时空。

非闵可夫斯基时空就很多了,我们所在的时空是其中一种。因此,洛伦兹因子不一定严格适用于包括我们的宇宙在内的其它类型的宇宙。但如果放松一点点呢,我们的宇宙的局部可以大致等效于闵可夫斯基时空,那么就可以在局部使用狭义相对论中间的一些法则和公式。

爱因斯坦显然也是了解到了这种“不符合事实”的情况,所以他才继续研究,把相对性理论推广到了更多类型的时空,并期望包括我们所在的这个时空。而在他那个时代,我们对我们的这个宇宙的理解似乎大体上相当于闵可夫斯基时空加上引力现象。于是爱因斯坦基于这个前提,找到了一个比较确切地描述这种“闵可夫斯基时空+引力”宇宙的理论,称之为“广义相对论”。



例2:广义相对论

但实际上“广义相对论”的瑕疵逐步突显,它内生不能解释量子现象,也形式上也并没有细节反映我们宇宙中普遍存在的电磁现象,更不能详细阐述后来才发现的暗能量,虽然广义相对论场方程粗略地把后两者都纳入到了方程当中。例如电磁现象可以被笼统地归于宇宙的总能量,电磁能量的传递也可以归为宇宙的总动量通量,暗能量可以被解释为宇宙学常数λ或者φ。

通过设定广义相对论方程当中的不同参数可以得出不同类型的宇宙的一些具体特征。但我们这个宇宙的特征是非常复杂的,并非简单设定方程中的参数就可以描述。更麻烦的是,到现在为止我们还没有找到一种兼容广义相对论场方程的方式来扩展出一个新的公式来描述量子现象。不是简单地把薛定谔方程带入广义相对论就能搞定的。这牵涉到确定的经典态信息与不确定的量子态信息之间的转换。(有研究称可以将量子位进行扭曲从而将薛定谔方程潜入爱因斯坦场方程,但仍然只是一种假说)。

上图:通过扭曲量子位来实现薛定谔方程与爱因斯坦场方程的关联的假说。非闵可夫斯基时空中可以用来等价量子位的希伯特空间也可以像时空一样被扭曲来使用,这样似乎解决了问题。【希伯特空间就是(多维)向量空间。】这似乎是一个有趣的想法。信息在扭曲的时空中自然也需要扭曲着看。


因此,到目前为止,我们还没有看到广义相对论的核心法则(理论)趋近我们已经知悉的各种现象(量子现象+暗能量)的迭代(法则)理论。


例3:牛顿力学

如果说上面两个理论太深了点,那么我们来看看通俗易懂的牛顿力学的遭遇。牛顿力学实际上已经是各种科普当中用于说明科学的“证伪”特征和理论演变过程的典型例子。

牛顿力学基于对日常条件下或者如日常局部雨中中力学规律的总结而给出了一些“法则”,但随着人类的探索活动的发展,人类对高速运动的涉足使得牛顿力学的法则不再适用于高速运动现象广泛存在的宇宙局部。因此新的法则出现了,如相对论就替代了牛顿力学来解释宇宙的规则。

那些在低速下非常微不足道的因素在高速运动条件下迅速增大,达到我们无法忽视,于是原有法则被“证伪”了,新理论不但能够解释新状况还能够解释老状况——也就是能够覆盖原有的法则还能解释新现象。

牛顿力学虽然被证伪,但之所以被我们作为物理学入门的理论,仅仅是因为它的法则与我们的日常生活经验比较贴近容易理解。照理应该跟初中生们直接讲相对论,但显然它们可能会非常难理解,包括还缺乏一些数学知识,所以只能从简单的直觉性的牛顿力学开始。


总结

法则实际上只是人类认识的总结,并不一定就是世界的真相。

或许我们现在认识到的一些理论在未来还是会经历类似的证伪过程。

所以我们现在所知的物理法则不一定可能适用于整个宇宙。


小宇堂


肯定不适用;

宇宙中什么东西都有,且有很多是人类不了解,且不可能了解的;

例如:

黑洞,就是人类无法了解的东西了。

物理:

只适用于地球绝大多数的人类;

并不是全部人类,

例如:

唯心论者;

形而上学;

巫师巫婆;

等;


荷村公


只有数学和哲学适用整个宇宙,物理一直是在不断前进过程中,从地心说到日心说、星系说、再到宇宙模型、宇宙奇点论,人类对世界的认识永远是知道的越多,不懂的越多,物理更是如此,不断用新原理包含老原理。目前的发现只是对宇宙的部分认知,就是说在特定条件下成立而已。

举例吧,当年绝对真理的万有引力只是相对论时空理论的一个直观解释,根据相对论,引力其实是时空扭曲引起物质相互靠近。


冰日暧阳


不能,因为不能精细,如称象的称不能称蚂蚁;二力真正的平衡了其是表达的是支点的应力范围,把平衡两端的情调做的精细精致了,其实是薛定颚的猫――有差别(上看称);没有绝对,永远都只是相对上的大体是一致的,绝对是永远没有变量的,而相对永远是抽象与混沌的结合。


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