物理定律

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萬有引力定律將「宇宙間所有嘢之間都有引力」呢個諗法用一條方程式嚟表達出嚟,係一條典型嘅物理定律。

物理定律粵拼mat6 lei5 ding6 leot6英國話:Physical law)係物理學(Physics)嘅一個基本概念,呢啲定律係用嚟描述緊宇宙入面某啲變數(Variable)之間嘅關係。佢哋一般都係用數學方程式嘅型式嚟表達嘅。佢哋一定要經過實驗性嘅物理學研究嘅證實,兼且廣泛咁畀物理學界認同先至可以叫得做「定律」[1][2]

形成[編輯]

物理定律係將自然現象抽象化(Abstraction)而嚟嘅:一條物理定律嘅形成係首先要將一柞相關嘅自然現象擺埋一齊睇,揾出佢哋之間嘅共通點,然後將嗰個共通點用一條式表達出嚟。好似係牛頓運動第二定律(Second law of motion)咁,牛頓觀察到所有(佢用肉眼觀察到嘅)物件都係畀某啲力推先至會郁,而且推個力愈大,郁起上嚟就愈快。於是乎,佢就提出咗呢條定律:

當中 係指加喺件物件上面嘅力, 係件物件嘅質量(Mass),而 係件物件嘅加速度(Acceleration)。件物件嘅「質量同加速度乘埋嗰個數」同「加喺佢上面嘅力」成正比-所以個力愈大,假設舊嘢嘅質量唔變,舊嘢就會加速得愈快;舊嘢嘅質量愈大,假設個力唔變,舊嘢就會加速得愈慢。

喺發現呢條定律嘅過程入面,牛頓佢將一柞相關嘅自然現象(人曉郁、蘋果曉郁-世界上好多嘢都曉郁)擺埋一齊睇,揾出佢哋之間嘅共通點(無論舊嘢係乜,都一樣係「個力愈大,加速得愈快」),再將呢啲共通點用數學方程式表達出嚟。後嚟嘅實驗同辯論令到當時嘅物理學界廣泛咁接受呢條式-咁就形成咗一條物理定律。

特徵[編輯]

物理定律嘅特徵包括咗[3]

  • 喺佢哋所涵括嘅範圍之內實啱(Always true);
  • 宇宙性(Universal)-喺全宇宙都通行;
  • 簡單(Simple)-可以用數學方程式嚟表達;
  • 絕對(Absolute)-宇宙入面發生啲乜唔會影響佢哋嘅真確性;
  • 穩定(Stable)-自從發現咗之後就唔變;
  • 全能(Omnipotent)-宇宙入面所有嘢都要受制於佢哋;
  • 本質上守恆(Conservative;好似係能量守恆定律);
  • 好多都係理論上可以逆轉(Theoretically reversible)嘅。

科學哲學觀點[編輯]

呢個世界上查實有黑天鵝。
睇埋:科學哲學

一般嚟講,物理定律係只能夠用實驗方法(Empirical method)嚟測試,而冇得證明(Prove)嘅。咁係因為物理定律喺歸納(粵拼:Gwai1 naap6;Inductive reasoning)嘅產物。歸納係科學嘅基本諗嘢方式,指由個別嘅事例嗰度去推斷出一啲普遍原理(General principle)[4]。響歸納性質嘅論證(Argument)入面,前提嘅真確性冇辦法保證到結論嘅真確性,只係可以靠住大量嘅事例嚟提升個論證嘅強度,好似係以下呢個論證咁:

前提:我之前見過嘅天鵝都係白色嘅:
結論:呢個世界上所有天鵝都係白色嘅。

呢個係一個典型嘅歸納論證:佢個前提就算係啱都保證唔到個結論係啱-前提入面嗰個「我」並冇見過嗮世界上所有嘅天鵝,而事實係世界上有黑天鵝,個觀察者會咁諗只不過係因為佢未見過黑天鵝。物理學家都係跟住呢種諗嘢方式去搞物理:喺驗證「萬有引力係真嘅」呢句說話嗰陣,牛頓觀察到一個蘋果由樹上面跌落嚟,佢亦都觀察到好多嘢都係跟呢條規則,但係佢始終冇辦法去真係「證明」呢個宇宙入面真係所有嘢都有萬有引力-因為可能喺宇宙嘅某啲黑暗角落度會有啲冇引力嘅嘢,只係人類重未揾到。

就係因為咁,喺正式嘅物理論文入面,物理學家好少可會話自己「證明」咗乜嘢乜嘢定律,只係會話「觀察同實驗結果撐嗰個定律」,而且佢哋重會好積極咁去揾新數據,睇吓呢啲佢哋之前未見過嘅數據會唔會推翻舊嘅定律。如果會嘅話,佢哋就會開始諗新定律,或者睇吓點樣將舊嗰個定律改吓等佢可以同新數據夾得埋。

睇埋[編輯]

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  1. Francis Bacon (1620). Novum Organum.
  2. Stanford Encyclopedia of Philosophy: "Laws of Nature" by John W. Carroll.
  3. Feynman, Richard (1994). The character of physical law (Modern Library ed.). New York: Modern Library. ISBN 0-679-60127-9.
  4. Deductive and Inductive Arguments

參考[編輯]

  • Davies, Paul (2005). The mind of God : the scientific basis for a rational world (1st Simon & Schuster pbk. ed.). New York: Simon & Schuster.