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物体运动描述的成熟

时间:2022-03-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:  回到对物体运动的描述上来,不管是地球上小型的还是大型的物体,抑或宇宙中巨大的天体,若要研究这些物体的运动状态,只要运用牛顿三大定律和万有引力定律,都可以得到十分准确甚至完美的解释。随着20世纪以爱因斯坦为首的一大批科学家的努力,人类在描述自然界一切物体的运动方面取得了突破性的成就,并且达到了十分完美的程度。

  在前言部分已经提到,物理学是描述自然界各种规律最早、最彻底、最成功、最精确的学科,也是诸多现代学科的基础。金融市场作为自然界实实在在的一个系统,理应在很多方面均遵从已经被证明是完全正确的物理学原理。因此,我们将物理学思想引入金融市场,并不是没有任何道理。物理学发展的成熟和完善,已经得到世人的认可,而且这个过程早在100多年前就已经开始进入“收官”阶段。

  一般来说,物理学包括力学、热学、电学、光学和原子物理学五大部分,每个分支学科都有其特定的分工,各自描述不同方面的现象。在这五个分支学科里面,最古老的当属力学了,它是人类最初认识自然界时被逐渐丰富和完善的学科,也是人类研究任何物体运动的最基础学科。由于我们的金融市场运行本身就可以看作一个物体的运动,所以本丛书主要建立在物理学中力学部分的概念、原理及思想上。

  在漫长的人类发展史上,不同时代的人们都在不断积累和丰富着人们对周围自然现象的解释,都在不断完善对物体运动的描述方法。如果说之前的研究都是比较朴素的,主要属于定性、偶尔带有一点突破的,那么17世纪牛顿的出现就使其进入了理性的、量化的、飞跃的发展阶段。正是牛顿的伟大贡献,将以力学为代表的物理学科发展到一个随后数百年内不可逾越的巅峰。尤其是牛顿三大定律的总结及万有引力定律的发现,开拓了人类的视野,使人们顿时看到一个清晰的世界。关于牛顿对人类科学的伟大贡献,用恩格斯的话说,“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科学的光学,由于建立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学”。

  回到对物体运动的描述上来,不管是地球上小型的还是大型的物体,抑或宇宙中巨大的天体,若要研究这些物体的运动状态,只要运用牛顿三大定律和万有引力定律,都可以得到十分准确甚至完美的解释。由于牛顿时代之后的物理学已经可以解决当时人们遇到的各种问题,人们相信物理学已经发展到了至善至美的程度,物理学的大厦已经完全建成,以后人们要做的仅仅是进一步修饰和完善罢了。这个认识一直延续到19世纪末,直到伦琴发现了X射线才被打破。

  如果说在此以前人们还将注意力主要放在对宏观物体的研究上而并不知晓这个世界还存在另一个同样精彩的微观世界,迈入20世纪之后的很长时间内,科学家们把大部分精力都投入到了对微观世界的探索,同时也开始了对浩瀚无边的宇宙的集中研究。对这两个极端领域的研究,一度让人们对以往的牛顿力学产生了极度的怀疑,因为以往的定律用在这些地方(尤其是对于微观世界及高速运动的动力学描述方面)产生的偏差很大,从而动摇了人们对已经建立起来的物理学理论保持的自信,甚至有人认为之前的物理学理论应该被全部推倒重来。

  这些疑问随着爱因斯坦时代的到来得到了圆满解决。爱因斯坦是一位伟大的物理学家,1999年被《时代周刊》评为“世纪伟人”;2009年,诺贝尔基金会评选1921年物理学奖得主爱因斯坦为诺贝尔奖百余年历史上最受尊崇的三位获奖者之一。爱因斯坦对物理学的贡献之大,可视为对整个现代科学体系做出了划时代的巨大贡献,他让我们看世界的眼光更加明亮、开阔而长远,尤其是他创建的远超人类理解能力的关于相对论的完整理论体系,成为后来大半个世纪乃至未来更加遥远的时期内人类探索未知世界的根本理论。

  爱因斯坦对物理学乃至整个科学体系的贡献极其广泛而深入,在描述物体的运动方面,虽然大家都认为牛顿定律已经尽善尽美而不可能再有需要完善的地方了,但经过近300年后,却被爱因斯坦突破了,此时人们才发现原来那么完善的理论和体系,仅属于自然界问题中一个很小的方面。这主要归于人类对自然界认识范围的迅速扩大,向着自然界“超级大”和“超级小”两个极端进军。随着20世纪以爱因斯坦为首的一大批科学家的努力,人类在描述自然界一切物体的运动方面取得了突破性的成就,并且达到了十分完美的程度。在随后几十年中,随着数学及计算机技术的同步高速发展,人们在解决物体运动的问题上几乎不再存在任何障碍。

  如果说以牛顿定律为代表的经典力学在描述当时人们认识范围内的物体运动时已经彰显了其完美性的话,那么以爱因斯坦相对论等为代表的近代物理学便将其进行了升级,从而使原来的物理学在广度和深度上都得到了巨大的延伸。它们一个描述宏观世界,一个描述微观世界,或者说一个描述低速运动,一个描述高速运动,二者相得益彰、互为补充,共同构建了解决人类所面临任何问题的方法框架。


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