构建物理的新角度,这一篇文章是在十分抽象的层面上对物理理论构建的讨论。
物理量是泛函,输入一个状态,输出一个量值,不同的物理性质由这个量值区分。
一般我们面对的物理量的量值是实数或者复数,所以可以认为是定义在状态空间上的泛函,对于取向量值,张量值的物理量,是对泛函的简单推广。由一个状态变化到另一个状态,需要使用算子,将向量变化到向量,或者连续谱到连续谱。
物理的抽象内容就是泛函和算子的演算,算子演算在量子力学中体现得尤其显著,在经典力学中则着重于泛函的应用。
拓扑斯是一种推广,从基本的域推广到特殊的范畴,构成一种抽象的泛函和算子理论。
对于物理量量值而言,需要具备一些基本性质,已有的物理学量往往是连续的,这种连续性要求太高了,经过简化后,所需的其实就是逻辑结构,对于基本问题的判定,给出真或者假的答案,比较的功能,属于不属于的功能,这些基本功能的组合在原则上可以构成所有的可回答的物理问题。
状态表示为集合,实数域作为量值,所构建的物理理论就是集合范畴上的拓扑斯,放松条件,从集合范畴换为一般性的范畴,从实数域换为一般性的逻辑代数,就可以构造出新的物理理论。只是,这只能算是数学上的应用,未必具有实际的物理意义。这个结构,似乎是发展量子引力论的需要,因为时空结构被离散化了,所以不能再使用连续性的物理描述作为基础。
具体的内容很艰深,而且应用前景不明朗,就不看了。至少了解一下Topos是什么东西,不会被人唬住。
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