- 主题:下雨问题反映出的另一个基本科学素质缺失 (转载)
【 以下文字转载自 Joke 讨论区 】
发信人: zxf (天堂鸟), 信区: Joke
标 题: 下雨问题反映出的另一个基本科学素质缺失
发信站: 水木社区 (Sun Mar 28 09:20:00 2021), 站内
就是绝大多数人不懂得“物理量”的概念,不知道它和数的区别是什么。
下雨问题有人提出一个反例:假如该地天天下雨,那么无论甲、乙如何预测,最后下雨的概率都是100%。然后很多人反驳:如果天天下雨,甲就不可能有80%的预测精度。看起来很有道理,实不知这话反映了自己的基本物理素质缺失。
物理上,我们讲到一个等式y0=f(x0),天然的就有如下定义:y0=lim_(x->x0) f(x)。不懂这一点的,不知道当初你们怎么接受质点、点电荷这些模型的。为什么会这样?因为物理量是有误差的,它在一个“数学点”上的值是没有意义的。比如我们说一个质量为1kg的物体的重量,天然就包含了它质量为0.999kg、1.01kg……时的重量,因为质量为1kg的物体不可能质量恰好是1kg。所以“物理点”不是“几何点”,而是天然包含了它的邻域;物理学上的“等于”天然的就具备极限特性;物理量的关系(函数)天然的就是连续的……
回到开头的问题,该地如果99%的天都下雨,甲能不能有80%的预测精度?可以。如果99.9%的天数都下雨,甲能不能有80%的预测精度?可以……。那么基于该地天天下雨的反驳就毫无问题,因为所谓的“天天下雨”=lim_(p->1)“下雨的概率是p”。
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应该说物理上必须是连续可微的,描述它的数学模型可以是奇异的。比如碰撞,事实上小车的速度是连续的,但是可以用一个突然停止的碰撞模型来描述这个物理系统。
【 在 sgdf (散光大夫) 的大作中提到: 】
: 是说物理定律必须可微? 那混沌怎么说?
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波函数连续不知道吗?
【 在 Madlee (无竹居士) 的大作中提到: 】
: 量子力学测不准原理来了解一下
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FROM 117.89.89.*
不是预测,是预测精度,也就是说这个人做100次下雨预测,最后平均有20次下雨,80次不下雨。
【 在 liuk (long live china intranet) 的大作中提到: 】
: 就算当地天天下雨也没有法律禁止一个人预测20%的日子不下雨对不对?
: - 来自「最水木 for iPhone Xs Max」
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FROM 117.89.89.*
有的人认为原题80%准确率指的是“预测100次下雨,实际发生80次”,并以此认为“假设每天下雨,所以……”这个驳斥的前提假设与80%矛盾,这个驳斥不成立。
我是指出哪怕按他的80%准确率意思,确实无法发生“天天下雨”的事实,也完全可以用“假设天天下雨,所以……”。
【 在 liuk (long live china intranet) 的大作中提到: 】
: 原题并没有说明白所谓80%准确率是什么意思。
: 你的反驳完全没有反驳在点上。
: - 来自「最水木 for iPhone Xs Max」
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看清楚了再来反驳,我就没提过实数。
【 在 gaugephoenix 的大作中提到: 】
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: 其实你自己的概念也不清晰。你可以说实验里的测量结果是个随机变量,但是没有人规定随机变量的取值范围一定要是实数,最简单的例子,盖革计数器的测量结果一定是正整数。你关于连续的假设就是错的
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发自「今日水木 on iPhone 6」
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很多概念在物理学里和数学里有所区别,比如我前面说的“点”,“物理点”和“数学点”就不一样。
你说分立值,这个有啊,不说量子论,pv=nRT这里的n就是分立值。但是我说p和n的关系是连续函数,不可以吗?
我的立论基础是物理量的测量是有误差的,这一点成立,我的结论就成立。
【 在 gaugephoenix 的大作中提到: 】
: 其实你自己的概念也不清晰。你可以说实验里的测量结果是个随机变量,但是没有人规定随机变量的取值范围一定要是实数,最简单的例子,盖革计数器的测量结果一定是正整数。你关于连续的假设就是错的
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发自「今日水木 on iPhone 6」
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FROM 117.136.45.*
相变有它内在的物理,和非连续函数/规律完全是两码事。
我们这个世界事物和事物的关联是连续变化的,正是这个设计,让宇宙是稳定的,不会在睡梦间突然崩塌。
【 在 gaugephoenix 的大作中提到: 】
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: 而且物理规律里面也有不连续或者不可微的,比如相变
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发自「今日水木 on iPhone 6」
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FROM 117.136.45.*
吃饱了,来胡扯几句。胡吹大气,不要当真。
我们上物理课时都学过很多物理定律,但是有些基本的反而没人说,比如我们这个世界是存在的、稳定的。不要以为这是废话,其实这是一些用而不述的定律。比如做物理题时,我们用的很多方法数学家看了肯定大摇其头,存在性、唯一性统统都没有证明,就敢这么往下推。我们就可以拍拍胸脯,有现实世界给我们兜底,存在性啥的,数学需要,物理学不需要。
客观世界有一个普遍规律,一个系统总是阻碍外在因素造成的影响。力学上有惯性定律,电学上有楞次定律,都是如此。如果反过来,比如你推一个物体,用力越小,加速度越大,大家可以设想一下,这个世界就乱套了。量子力学里有一个线性响应理论,对于一个小的扰动,系统的响应应该是线性的,搁数学上,就是泰勒展开到一阶嘛。那么问题就在于,为什么可以做泰勒展开?数学上对什么函数可以泰勒展开有限制,为什么物理学没有?显然,有一个基本的物理规律保证了这一点,大致就是上面几个帖子说的“连续性”。
g同学说“连续性”不能定义在整数上,我还真不这么看。物理学家看来,先有了客观世界,后面才有对它的描述,而数学,就是这个描述工具。对于连续量,用现有的定义在实数上的连续函数理论描述是很好的工具。那么对于分立量呢,只要这个“连续性”物理规律存在,物理学家只会说:数学家们,麻烦你们设计一个针对分立量的“连续”函数理论吧,谢谢!
物理量有很多是分立的,甚至时间和空间也有很多人认为是不连续的。但是这个“连续性”物理规律是普遍存在的,就是一个物理系统,对它的作用越来越小时,它的改变也越来越小。说句题外话,小学数学就学过质数,但大家注意到没有,所有的物理学教材,几乎没有出现过质数两个字。基本上可以说,大自然里没有质数。这是为什么?我猜测和这个“连续性”规律有很大关系。
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FROM 211.162.81.*
1、在分立谱上同样可以建立“连续可微”的概念。量子论的一个基本要求是在宏观上能回归经典物理,所以分立谱上必然有一个对应连续谱的连续可微的概念,而且在分立谱逼近连续谱时能回归到连续可微,所以它的效果和连续可微是相同的。
2、拿能级来举例,单原子的能级是分立的,但是每个能级是连续可变的,同样有连续可微的要求。比如固体能级形成能带,E就是k的连续函数。
【 在 Madlee (无竹居士) 的大作中提到: 】
: 普朗克公式总不是连续可微的了吧,也是实证过了的吧。连续可微就紫外灾难了。
: 量子物理都叫“量子”了,为啥还会要求连续可微。
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