數學真的能揭示這個宇宙的真相嗎?科技袁人袁嵐峰2017-11-30 15:50:38

單憑數學不可能揭示關於物質世界的任何真相,因為數學是一種

邏輯體系

,數學命題的正確性來自邏輯推理,而不是來自實驗。

舉個例子,大家都同意1 + 1 = 2,沒問題吧?在日常生活中,你會看到,把一個蘋果和另一個蘋果放在一起,得到的是兩個蘋果。很好。

但是,如果你把一個電子和一個正電子放在一起,會怎麼樣呢?物理學告訴你,正電子是電子的反粒子,這兩者相遇就會湮滅。這時你怎麼辦,你會認為1 + 1 = 0嗎?當然不是了!

正常的認知是,1 + 1 = 2是一個數學的真理,它跟現實世界發生什麼毫無關係。哪怕你把一個蘋果跟一個蘋果放在一起,變成了三個桔子,那也不是數學的問題,而是你發現了一種奇妙的物質,或者有人在變魔術。

實際上,1 + 1 = 2的正確性來自人們對自然數的定義,用專業術語來說,叫做“

皮亞諾公理體系

”。這其中包括6條公理:

Ⅰ 0是自然數;

Ⅱ 每一個確定的自然數a,都具有確定的後繼數a‘ ,a’也是自然數(數a的後繼數a‘就是緊接在這個數後面的整數(a+1)。例如,1’=2,2‘=3等等。);

Ⅲ 0不是任何自然數的後繼數;

Ⅳ如果自然數b是自然數a的後繼數,c=b,那麼自然數c是自然數a的後繼數,同一個自然數的後繼數都相等;

Ⅴ如果自然數b、c的後繼數都是自然數a,那麼b = c;

Ⅵ設S⊆N,且滿足2個條件(i)0∈S;(ii)如果n∈S,那麼n’∈S。則S是包含全體自然數的集合,即S=N。(這條公理也叫歸納公理,保證了數學歸納法的正確性。)

數學真的能揭示這個宇宙的真相嗎?

皮亞諾

你可以看出,這完全是一組邏輯語言,不依賴於物質世界。

對“宇宙真相”的研究,屬於

經驗科學

,包括物理、化學、生物等等。它們的特點是,一個理論是否正確,歸根結底不是由邏輯來判斷的(光看邏輯的話,亞里士多德的宇宙體系也很自洽嘛),而是取決於實驗。

比如說牛頓第一定律,受總外力為零的物體或者保持靜止,或者保持勻速直線運動。你怎麼知道這是真實的?沒有任何數學理論能夠推出它,而且在學到它之前,絕大多數人的直覺也不是這樣,你會覺得運動必須要外力來維持。但實驗觀察證明了它是對的,現在大家都認為它是常識了。這就是經驗科學與數學的本質區別。