简单性原理在物理学中的应用 毕业论文

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1、简单性原理在物理学中的应用摘要：物理学是人类对自然界认识的一种反映，它不但能描述自然界的一切物理现象，还能深入的反映物质的本质．随着认识的不断深入，逐渐形成了一条认识论原理---简单性原理．正是这种最广泛、最简明的形式引领着物理学的创新和发展．本文正是通过追溯简单性原理的认识历程，结合物理学的发展，分析其基本含义，在此基础上，结合物理学中的典型案例指出简单性原理在物理学中的价值．关键词：简单性原理；物理学Abstract:physicsisareflectionthathumanunderstandin

2、gofnature,notonlycandescribethenatureofallthephysicalphenomena,alsocanreflectthenatureofthematerial.Withthedeepeningoftheunderstanding,itgraduallyformedaepistemologicalprinciplesimplicityprinciple.Itisthemostwidelyandthemostconciseformofleadtheinnovation

3、anddevelopmentofphysics.Thisarticleisthroughtracesthesimplicityprincipleunderstanding,combinedwiththedevelopmentofphysics,analyzethebasicmeaning,andonthisbasis,combinedwiththetypicalcasesinphysicstopointoutthatthevalueofsimplicityprincipleinphysics.Keywo

4、rds:simplicityprinciple;physics引言简单性原理是物理学中最重要一个思想，是物理学研究发展的基础．众所周知，人类的认识是自然界长期发展进化的结果，对自然界的认识经历了从无到有，从复杂到简单的历程，在长期对自然界奥秘的探索中，人类逐渐为自然界总结出了一门规律学科---物理学．物理学是人类对自然界认识的一种反映，随着认识的不断深入，越来越多的自然奥秘被揭示，在物理学研究的过程中，如果不遵循简单的原理，就势必会形成复杂和麻烦的认识论体系，从而不能为人们所接受，成为研究发展的障碍．鉴

5、于此，物理学家从简单性原理的要求出发，建立了一系列较为可靠的理论与定律，从而使简单性原理成为建立物理学理论体系的一条普遍性原理．毕达哥拉斯、哥白尼、奥卡姆以及牛顿等人都对简单性原理做了比较深入的理解与应用，直到爱因斯坦提出逻辑简单性原理，对逻辑简单性原理做出了较为明确的定义，人们对简单性原理的认识逐渐深入，系统化．近几年来，人们对简单性的运用日益增多，理解也不断深入，但是却对简单性原理的内涵及价值认识不深，那么究竟什么是简单性原理？它在理论判据又是如何？国内外学者都没有明确的定量描述，仅仅是停留在最初的

6、定性认识阶段．基于此，本文从简单性原理的认识出发，通过物理学中经典案例的分析，进一步诠释了简单性原理的内涵，在此基础上，明确简单性原理在物理学中的应用价值．1认识渊源在自然界的认识过程中，我们是逐步认识，了解和深入的，整个过程中我们可以归纳为简单—复杂—再简单的无限循环．就像彭加勒曾经说过：“毫无疑问，如果我们的研究方法变得越来越深刻，我们便可以在复杂的东西之下发现简单的东西，然后再简单的东西之下发现复杂的东西，接着再从复杂的东西之下发下简单的东西．”[1]所以对简单性的认识，我们也可以理解为最初不知不

7、觉的应用，到后来形成初步的认识，逐渐形成理论体系，随着认识的不断加深，我们会不断地修正以前的理论，建立起更加具体，简洁的理论体系．1.1简单性原理思想的初步萌芽关于简单性原理，在古代已经有初步的认识，古希腊的哲学家用一种或几种简单地元素来描述自然界的本质．“泰勒斯把万物的本质归结为水，赫拉克立特归结为火，德谟克利特则将原子归结为世界的本源”[2]．我国古代也有类似的看法，如阴阳说，五行说等．这些认识看似五花八门，归根结底其实都认为世界的最初形态是简单的，只是再后来的演变中逐渐趋于复杂，演变成变化多样的自

8、然现象．在今天看来，这些认识无疑是极其荒谬和幼稚的，但正是这些理解是人们直观的认识自然界的简单性的开始．随着认识的不断深入，古希腊数学家、哲学家毕达哥拉斯对简单性这一思想做出了深化，他指出“无论是解说外在物质世界，还是描写内在世界，都不能没有数学，万事万物的背后都有数的法则在起作用”[3]．毕达哥拉斯认为数的本源就是万物的本源，天体是按一定的数的关系运动的，甚至天体的数目也有完整性，宇宙具有数的和谐型，这无疑给人们以利用数学研究表示自然规律