广义相对论是属于定律?定理?还是公理?

说实话这个题有很大陷阱!因为我们必须将什么叫公理理解透彻!

定律、定理、公理?

在我们从小的学习过程中,经常说听到这三个词。但是我们会发现一会是什么定律、一会又是是什么定理、一会又是什么公理。。那么它们之间到底有什么区别呢?

定律:定律可能是听得最多的了,牛顿定律、欧姆定律等等,但我们细心总结会发现这些定律都有一个共同的特点:描述的是一种客观规律,并且是通过实践和事实所证明的!其反映了事物在一定条件下发展变化的客观规律。所以我们讲这些称为定律。

定理:定理是数学中常出现的名词,同样去观察这些定理我们会发现它们都是数学推导出来的。所以我们可以清楚的明白:定理是经过受逻辑限制的证明为真的陈述!简单而言就是需要证明的陈述。

公理:公理则非常特殊,简单分析来讲它就是公认的基本事实,即根据人类理性的不证自明的基本事实。并且基本定理的证明就是依托许多公理,例如非欧几何、量子力学基本假设等。这些都不需要经任何事实和经验的支持,只需要在逻辑上没有矛盾就可以了。

广义相对论是属于定律?定理?还是公理?

广义相对论属于哪一类?

明白了三者的区别,我们来思考下广义相对论属于哪一类。

广义相对论是爱因斯坦以几何语言建立而成引力理论,可以说它是万有引力定律的“升级版”那么简单而言它就是描述一种客观规律,所以按道理讲它应该属于定律范围。

但是我们仔细去研究广义相对论会发现,广义相对论有两大基本假设!这就和量子力学的假设一样不需要去证明。所以它具有的公理影子。并且我们会发现为了描述引力场爱因斯坦给出了场方程式!这一方程是二阶非线性偏微分方程,因此它又有定理的含义。

广义相对论是属于定律?定理?还是公理?

广义相对论的数学基础是黎曼几何。而黎曼几何是公理体系。所以广义的说广义相对论也是公理化的。

但是狭义的说广义相对论又不是公理化的。因为黎曼几何是纯数学概念,就是点没有大小,线没有粗细等等。而广义相对论无论是点还是线都是物质的。物质就一定有测度。最小测度就是广义相对论的空白。要公理化广义相对论就要加入最小测度。

而如果加入了最小测度广义相对论就会发生本质的改变。既还要加入描述最小测度的理论,既量子力学的升级。

广义相对论也就可能不能再叫广义相对论了。至于如何统一的建立一个公理体系就是新一代物理学工作者的重任了。可能还是要先建立一个完整的数学公理体系才行,数学工作者又责无旁贷了。

广义相对论是属于定律?定理?还是公理?

所以广义相对论不能单独建立公理体系,但是通过融入全新的统一物理理论可以成为公理体系的一部分。

说了这么多我就不得不佩服汉语的伟大,因为我们讲这种学说称为理论!简单的意思就是人们关于事物知识的理解和论述!总和了定律、定理、公理三大方面,因此就不存在属于哪一类这一说了!


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