在理科中,是不是只有数学才是真正严谨的学科?物理是一个真正严谨的学科吗?

在理科中,是不是只有数学才是真正严谨的学科?物理是一个真正严谨的学科吗?

物理是以实验为基础的科学,但绝不仅仅是实验的科学。

以实验为基础是一个有点矛盾的说法,假如明天一觉醒来,所有实验结果都不对了,光速可变了,对称、能标这些现代语言都失效了,我们一夜间来到了牛顿理论足够普适的宇宙中,你觉得有多少物理学家会抛弃物理?有多少会在相当长的时间内否定实验直到被无数重复的结果扭转观念?

我一定要提醒一下各位,可证伪性虽然是一个很好的原则,但绝对不是至高无上、科学唯一的准则,因为正如理论是易谬的,单次实验的结果也是易谬的。正如一万次的实验无法确保一个理论的正确,区区一次实验也无法将其简单的推翻。物理绝对不是对实验结果的简单重复,在物理常数后面填几个有效数字那么简单。物理学追求的是一套系统,在这套系统下对物理现象(实验)进行分析,归纳出一些模型(唯象)用来解释结果,构架一套语言或者说逻辑来理解世界运行的方式(理论),并用进而预测新的实验。这是如今的物理学和牛顿时代最大的不同,我们不光从实验结果中得到了公式,甚至能从逻辑上理解公式中一些项出现的原因。以实验为始,以理解为终(我没有在说实验不重要),同时也保有着自我革新的可能。

回到题主的问题,物理常数是测量得来的吗?是,而且有很多实验仍在更精确的测量以确保理论的准确,物理学的推论必须经过实验检验吗?经过检验的才能得到广泛认可。但是这一切不意味着我们不能从“逻辑”的角度去解释、理解物理现象。如果你学的够深,通过一些类似于数学公理化的假定和纯粹的计算、推演,我们能够在非常非常精确的程度上算出一些常数的值。你认为这样公理化的假设是合你胃口的吗,那那些假定出的公理又由谁来保证呢?

当然,仅仅限于逻辑的严谨性物理是不可能达到所有部分都有那么严密的,被公理化的只有非常小的部分,但是严谨性(如数学一般的)不是物理研究的全部。这也是物理独特的魅力之一。毕竟从根本上“宇宙是符合规律”的这一点不就够不可证明了么。