作家專欄

陳增濤

食色性也

溯源古希臘 / 陳增濤

【明報文章】今年的諾貝爾物理學獎主要獲得者Roger Penrose是牛津大學數學系教授,卻又怎麼和諾貝爾物理學獎扯上了關係?在十七世紀下葉當牛頓出版他影響整個西方文明進程的《自然哲學的數學原理》(Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica)時,哲學、數學和天文學並沒有太明顯的分別界線,也說明牛頓有關力學三大定律的書名是「自然哲學的數學原理」。而差不多二百年後當James Clerk Maxwell首次發表有關電磁波方程式,其間已經有許多傑出的既是數學家又是天文學家寫下了波動偏微分方程式和對二十世紀量子物理學有巨大啟發的哈密頓力學表述(Hamiltonian formalism)。既然是研究物理,而不吃人間煙火只通過抽象的數學從一些超乎常理的假設推論出來的結果,竟然能夠得到實驗的證明,可說是神乎其技。Roger Penrose關於黑洞的一些推論就屬於此類。他也指出,牛頓的三大定律假設了空間必須符合我們在中學念書時學的歐幾里得(Euclid)幾何,所以如果說空間和時間是物理學的基礎的話,那麼根據Roger Penrose,平面幾何也是物理學的內容,也就是說屬於物理。愛因斯坦的廣義相對論見證了這個觀點。Pythagoras認為數學可以解釋世界一切之源,柏拉圖的理念論(Theory of forms),和可能在柏拉圖時期已開始成形的歐幾里得幾何,一早就為現代物理學的基礎在準備思維上的突破。

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