江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

黑洞|科学发现的两种方法和过程

黑洞引力波轻子

词语的使用存在“约定成俗”的规则 ， 从语言行为学的“选择理论”讲 ， 没有什么词条可以绝对地使用或不可以绝对地使用 。 例（1）：天体物理学家使用的“黑洞”一词十分形象逼真 ， 但有些词不达意 ， “黑体”、“黑星”、“黑星体”比黑洞词条更为准确、帖切 。 “黑星体”超强的引力范围实际上不是黑色的“洞穴” ， 而是在特定空间区域形成的黑暗引力场 。 例（2）：媒体从业者把文字、图片和视频称为“内容” ， 把媒体创作活动称为“内容生产” ， 与其说自媒体和官媒体人员从事内容生产的活动 ， 不如说他们通过脑力劳动创造了文化产品 ， “文化工作者”比“内容工作者”的词条更规范、得体 ， 而互联网文化包括了文化内容和文化形式的两个方面 。 例（3）：当人们使用“经验”一词时 ， 有时指的外延范围窄、有时指的外延范围宽 。 存在日常经验和非日常经验的词条和词义划分 ， 康德的超验哲学是一种非日常经验哲学 ， 量子和相对论哲学也是如此 ， 但经验主义和批判经验主义哲学流派把“经验”一词定义为宽泛的日常经验和非日常经验含义 ， 模糊了两种经验的差别 。 还没有一位哲学家研究康德的超验哲学与量子论和相对论哲学“跨时空”的关联 。 新科学哲学是关于科学事物关系的学说 ， 超验论和量子论、超验论和相对论的非经验特性是两大值得研讨的哲学课题 。
物理学的分类和物理概念的定义多种多样 ， 这说明物理学分类和物理定义符合科学哲学多元论的等效原理 。 物理学的分类和定义是如此 ， 其它自然学科和社会学科的分类和定义也是如此 。 比如：重子是一个粒子物理学的概念 ， 可以按粒子重量的属性定义它 ， 重子的质量比轻子大 ， 所以物理学家称之为“重子” ， 反之 ， 轻子的质量比重子小 ， 所以物理学家称之为“轻子” 。 可以按粒子力学的属性定义它 ， 重子是参加强相互作用的费米子 ， 介子也参加强相互作用 ， 但介子是玻色子 。 可以按粒子自旋的属性定义它 ， 常见的重子有质子和中子 ， 它们的自旋为h的半奇数倍 。 至于什么是费米子和玻色子？什么是强子、轻子和超子？人们在科普知识的学习中从多个定义理解它们 ， 存在多个定义之间相互交叉和“纠缠不清”的情形 ， 有必要仔细甄别每种定义物理依据 。
黑洞|科学发现的两种方法和过程
文章插图

昨天发了一篇文章“物理学分类和物理哲学分析” ， 文章从“物理哲学”的角度分析了两种粒子在维持物质和星系结构的作用 ， 一种是介子 ， 它参与原子核内的强相互作用 ， 没有介子传播的强作用力 ， 原子核和原子、以致于物质结构就会分崩离析 。 一种是暗物质粒子 ， 它参与大尺度天体的引力作用 ， 没有暗物质施加的强大引力 ， 太阳系和银河系、以致于整个宇宙结构就会土崩瓦解 ， 因此 ， 介子的强作用力和暗物质粒子的引力符合物质哲学和宇宙哲学稳定论的等效原理 。 文章反映了“我的哲学发展” ， 但阅读量较少 。 前天发了一篇“自然即物质组合体、物理学是自然科学中的第一学科”微文 ， 收到了16万的阅读量 。 不能简单地以推荐量和阅读量作为“文化产品”创作和发布的唯一价值尺度 ， 坚持价值写作和发文的基调和方向 ， 有价值的内容即使“写给自己看”也要写 ， 没有价值的内容即使“写给别人看”也不要写 。
【黑洞|科学发现的两种方法和过程】可以将科学发现的方法分为直接的和间接的两种 ， 比如：黑洞是一种引力强大到连光都不能逃脱引力束缚的极端致密性天体 。 现代天文观测发现了黑洞存在的普遍性 ， 天文学家对黑洞的搜寻采用直接观测法和间接观测法 ， 直接法是观测黑洞引力对周围天体的拖动作用 ， 严格说来 ， 对引力作用的直接发现属于间接观测黑洞的方法 。 间接法是观测黑洞周围气体物质的电磁反应 ， 当黑洞“大胃王”呑噬周围“碎片化”的物质时 ， 围绕黑洞的吸积盘内的“云物质”在相互冲击和摩擦中产生了能量极高的电磁信号 。 通过对黑洞吸积伴星气体时发出的X射线 ， 天文学家在我们的银行系找到了很多恒星级别的中等质量黑洞 。 2019年 ， 一个国际合作的天文团队发布了首张“上帝之眼”的黑洞图片 ， 天文学家实际上不是直接拍摄到了黑洞影像 ， 而是接收了黑洞周围物质产生的电磁信号 ， 他们利用数字技术合成了第一张黑洞图片 。 在直接观测法的情形中 ， 2020年的物理诺奖得主莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格慈通过伴星的运动轨迹发现了银河系中心超大质量的黑洞；2015年9月14日 ， 引力波探测国际合作团队首次直接接收到了理论预言的引力波 ， 同时也发现了两个伴随黑洞的碰撞与合并事件 。
黑洞|科学发现的两种方法和过程
文章插图

可以把科学发现分为从实验到理论、从数据到模型的正向过程和从理论到实验、从预言到检验的逆向过程 ， 例如：黑洞和引力波的发现遵循了从理论预言到观测检验的逆向途径 。 在爱因斯坦一百多年前发表广义相对论之后不久 ， “爱因斯坦学派”的物理学家在求解“场方程”的基础上预言了黑洞和奇点的存在 ， 1965年 ， 彭罗斯以数学方式证明了奇点定理 。 爱因斯坦在1916年以广义相对论为基础预言了引力波的存在 ， 但他对此半信半疑 。 对黑洞和奇点、引力波的搜索和检验经历了数十、上百年的漫长过程 。 类似恒星的“类星体”是20世纪60年代的四大天文发现之一 ， 被天文学家称之为“宇宙灯塔”的类星体距离地球数十亿光年 ， 它的体积极小 ， 直径只有普通恒星的10万、100万分之一 ， 辐射的光度却是普通恒星的成千上万倍 ， 为了解释类星体辐射巨大光热的能量来源 ， 科学家推测 ， 类星体中心潜藏了一个致密天体的黑洞 ， 他们为此建构了相应的理论模型 。 科学发现的两种方法符合科学哲学方法论的等效原理 ， 而科学发现的正向过程和逆向过程符合科学哲学过程论的反等效原理 。


    推荐阅读


    上一篇：用它代替米饭，好吃不长肉，简单易上手，我家每年要吃掉几十斤

    下一篇：瘫痪|伟大的科技！解码思维让瘫痪患者恢复运动功能，还具有感知能力