时空数学框架背后的物理学

我们宇宙的本质,特别是时空的结构,提出了一个有趣的问题:它的复杂特征是源于物理定律,还是纯粹是人类思想的产物。自古以来,它就一直困扰着哲学家,但最近的研究从数学上深入研究了这个有趣的问题,探索了描述我们现实的数学基础。[…]

来源:科学特色系列

我们宇宙的本质,特别是时空的结构,提出了一些有趣的问题:它的复杂特征是源于物理定律还是纯粹是人类思想的产物。这个问题自古以来就困扰着哲学家,但最近的研究从数学上深入研究了这个有趣的问题,探索了描述我们现实的数学基础。通过研究微分几何对物理时空的适用性,这项研究挑战了传统观点,即这些数学工具是宇宙固有的还是由数学家创造的。

来自内盖夫本·古里安大学的 Rathindra Nath Sen 博士研究了时空的微分结构(现代物理学的一个基本假设)是源于物理原理还是仅仅是一个数学构造。这项研究发表在《熵》杂志上,深入探讨了关于数学本质及其在物理世界中应用的长期争论。

调查首先对数学的不同观点进行了批判性审视。维格纳关于“数学在自然科学中不合理的有效性”的著名论断与康托尔关于数学是“人类思维的自由创造”的说法形成了鲜明对比。虽然康托尔的幂集构造在集合论中发挥了关键作用,但 Sen 博士认为它并不直接适用于物理学,因为它破坏了时空中邻域的基本概念。

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Sen 博士的研究最终提出了关于物理理论中数学构造性质的深刻问题。他认为,传统的几何点与其邻域的分离,这是康托尔幂集构造的基础,在物理上没有意义。相反,他认为与物理相关的数学必须保持点与其邻域之间的内在联系,因为这反映了时空的经验现实。

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