五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】论今天民间科学的可行性 -- songcla

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家园 【原创】论今天民间科学的可行性

民间是否能够作出好的科学研究是一个有趣的话题。我把我的观点阐述如下。

民间科学首先碰到的困难是经费,现代科学试验所花费的金钱是一般人无法承担的。科学试验与来与复杂,简单便宜的试验早已被做过(LHC花费100亿),所以在自家后院的试验一般不会有什么新的发现,特别是基础科学,民间试验科学家因此被排除了。

民间非实验的研究这面临不同挑战。

消息闭塞,但是网络化的今天有所改善,有一些免费的资源可供利用例如 arxiv

语言障碍,这主要影响中国人,毕竟现今主要文献和论文都是英语,这也是英国基础科学比较好的原因之一。

没有受过专门的科学训练,当然很可能有人是天才,才智不逊于牛顿,但是现在的科学是成千上万科学家几个世纪无数实验共同努力的结果,一个人不可能超越他们,所以必须先有继承,需要数年研究生院的学习,民间科学家往往准备不够。

业余的,平时还要上班,可供科研的时间精力有限。

单打独斗,现代科学即使是理论研究也往往是团队的。

结论,民间科研是可能的,但是阻力非常大 受益非常小。

ps 对理论物理有兴趣的需要先学习一下以下内容

英语

力学

统计

电动力学

量子力学

然后可以找一个喜欢的领域继续学习,例如广义相对论。看相关文献,弄懂别人在探讨什么,然后也许能发表一点自己的观点

呵呵,广义相对论入门书籍往往非常薄,比一本电脑说明书厚不了多少,但是需要有相关的准备才可能读懂。读懂科普性书籍对现代科研是没有用处的。

对一些不同意见的回复

但随着人类活动的进步,新实践可能会推反原有公认的一些公理,这种情况下往往新的理论会先在民科发芽,而这种理论也往往不需要太高深的数学等科学工具。比如狭义相对论就没有用到当时最高深的微积分等工具,简单的几个方程就足够了。

相对论是推广,并不是推翻。通常民科的错误就在于想推翻而没有继承。如果当年相对论在低能下不能与牛顿相符,没有任何人会对它认真。另外爱因斯坦可不是民科。认识麦克斯韦方程组的协变性需要很好的数学基础。

点看全图

家园 说说我的观点

在已经存在的理论范畴内,民科是不能同专业人士斗宝的。正如你说的,经过多少人的发展和努力,已经形成了相规模的基础研究成果,民科从手段到信息都不可能有所突破。

但随着人类活动的进步,新实践可能会推反原有公认的一些公理,这种情况下往往新的理论会先在民科发芽,而这种理论也往往不需要太高深的数学等科学工具。比如狭义相对论就没有用到当时最高深的微积分等工具,简单的几个方程就足够了。

家园 原有理论没有被推翻

但随着人类活动的进步,新实践可能会推反原有公认的一些公理,这种情况下往往新的理论会先在民科发芽,而这种理论也往往不需要太高深的数学等科学工具。比如狭义相对论就没有用到当时最高深的微积分等工具,简单的几个方程就足够了。

相对论是推广,并不是推翻。通常民科的错误就在于想推翻而没有继承。如果当年相对论在低能下不能与牛顿相符,没有任何人会对它认真。另外爱因斯坦可不是民科。认识麦克斯韦方程组的协变性需要很好的数学基础。

点看全图

家园 吐血啊

而这种理论也往往不需要太高深的数学等科学工具。比如狭义相对论就没有用到当时最高深的微积分等工具,简单的几个方程就足够了。

老大,你不会真的以为狭义相对论就一个E=mc^2吧?话说回来,你知道这个公式是怎么推导出来的吗?把推导过程写一下?

学到理论物理,每个学生最怕的都是数学运算,每天面对的就是一堆的数学在头痛。你居然这么轻飘飘的一句“简单的几个方程就足够”给打发了?

天哪,真是无知者无畏啊~

家园 狭义相对论的基础方程式组是洛仑兹变换

你这个科班出身的太让人失望了。

家园 爱因斯坦数学水平不低,不代表狭义相对论不能用方程式解

洛仑兹变换:

  设(x,y,z,t)所在坐标系(A系)静止,(X,Y,Z,T)所在坐标系(B系)速度为u,且沿x轴正向。在A系原点处,x=0,B系中A原点的坐标为X=-uT,即X+uT=0。

  可令

  x=k(X+uT) (1).

  又因在惯性系内的各点位置是等价的,因此k是与u有关的常数(广义相对论中,由于时空弯曲,各点不再等价,因此k不再是常数。)同理,B系中的原点处有X=K(x-ut),由相对性原理知,两个惯性系等价,除速度反向外,两式应取相同的形式,即k=K.

  故有

  X=k(x-ut) (2).

  对于y,z,Y,Z皆与速度无关,可得

  Y=y (3).

  Z=z (4).

  将(2)代入(1)可得:x=k^2(x-ut)+kuT,即

  T=kt+((1-k^2)/(ku))x (5).

  (1)(2)(3)(4)(5)满足相对性原理,要确定k需用光速不变原理。当两系的原点重合时,由重合点发出一光信号,则对两系分别有x=ct,X=cT.

  代入(1)(2)式得:ct=kT(c+u),cT=kt(c-u).两式相乘消去t和T得:

  k=1/sqr(1-u^2/c^2)=γ.将γ反代入(2)(5)式得坐标变换:

  X=γ(x-ut)

  Y=y

  Z=z

  T=γ(t-ux/c^2)

  3.速度变换:

  V(x)=dX/dT=γ(dx-ut)/(γ(dt-udx/c^2))

  =(dx/dt-u)/(1-(dx/dt)u/c^2)

  =(v(x)-u)/(1-v(x)u/c^2)

  同理可得V(y),V(z)的表达式。

家园 背后的考虑复杂得多

就像牛顿引力方程看起来简单,牛顿证明行星轨迹是椭圆,现在一般人即使会微积分也办不到。

家园 恭喜,终于google出来了

那麻烦你再google一下洛伦兹变换的微分形式和矩阵形式好吗?

然后再来看看你刚才所说的:

比如狭义相对论就没有用到当时最高深的微积分等工具,简单的几个方程就足够了

呵呵。

ps:虽然我数学学得不是很好,但是据我所知,在相对论发现的那个年代,最高深的数学工具,怎么算,也算不到微积分头上来吧?

再:

能说出这些话的人,肯定也没见过牛顿第二定律的微分形式的。当年牛顿发表论文的时候,可没有用F=ma这么简单的公式。不要以为牛顿的经典物理学,真的就是只用初等数学就可以搞定的东西。

家园 这是一个简化推导

真实的考虑不是这么简单。

完备的狭义相对论不只是一个洛伦兹变换,否则就叫洛伦兹理论了。

家园 确实,灵感比工具重要
家园 del

我写的好辛苦啊

家园 到这一步就很了不起了,主要跨越的也是这一步理念上的变革

后面的发展,其他人都能作。

家园 同等重要
del
家园 送花
家园 不要再眩耀你的茴字多种写法了

你还是先去GOOGLE集合吧。

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