这些物理学家认为,追求“真实性”是物理学作为一门经验科学的必须坚持的传统。但随着时代的发展,我们现在认为原子论,相对论和量子力学描述的世界是真实的世界。弦论则还有待于时间的考验。
理论物理学家麦克斯韦是卡文迪许实验室的创始人,必须做实验,这可以说是物理学经验主义传统的一个注脚。今天的理论物理学家确实不再需要做实验了,但他们仍然关注实验的进展,换句话说这只是物理学内部分工的结果,物理学整体仍然是一门经验科学,或者说物理学必须要能够描述真实世界。历史上,近代原子论(非古希腊原子论),相对论和量子力学很快就兑现了物理学家对“真实性”的追求。因为布朗运动使人们直接看到了无规则原子运动的效果,中微子寿命验证了狭义相对论的时间膨胀效应,水星近日点进动验证了广义相对论,玻色-爱因斯坦凝聚验证了量子力学……
对今天的物理学家来说,几乎所有手头上的实验结果都可以用量子力学预言和验证,比如我们可以测量固体在低温情况下的比热,并根据量子力学的计算预言它应该是与温度的3次方成正比,而不是按照经典物理理解的那样是个常数(能量按自由度均分)。
固体低温比热:红色虚线是基于经典理论的结果,黑色实线和黑色虚线分别是德拜和爱因斯坦根据量子力学计算出的结果。我们可以通过使用更真实的声子谱来获得与实验数据更精确的匹配。换句话说,对物理学家来说量子力学才是真实的,而经典物理才是不真实的。按照这个逻辑,说弦论描述的世界是不真实的还是有些道理的,因为弦论给出的物理预言还没有被物理学家做实验验证(而且短期也很难被验证)。
现在有些激进的数学家(理论物理学家)认为每种漂亮的数学结构都对应一种实在(真实),只是它们可能还没有被我们在经验中揭示出来而已,比如传统的宇宙学研究的是我们的宇宙,而对持有这种激进观点的宇宙学家来说宇宙学研究的是任何一种可能的宇宙。
对于普通人来说,量子力学的一些结果显得很不真实,这是由于他的经验只限于其个人日常经验,而物理学家的经验则绝大多数来自科学实验。
因为有了“量子力学”,我们感受到的一切就不真实了?如果自然世界是真实的,“量子力学”是什么?