物理学的本质是什么

物理学是一门基础性学科，主要研究物质、力和运动之间的相互作用。它是基本自然科学中最基础的学科，它对许多现代科学的发展和发现起着关键性作用。物理学是研究可以被量化的自然现象的学科，使用数学语言来描述这些现象，能够精确描述它们，通过定义概念组织它们之间的关系，并相互间实现模型的抽象，来描述和揩拭它们的发展。例如，物理学家会通过定义物质的各种特性，如力、作用、运动、能量等特性，来提出各种物理方程，从而研究物体，物质，能量和运动之间的相互作用。

另外，物理学中还蕴藏了深刻的知识与理念，具体可概括为三点：首先，物理学的理念强调了物质的具有客观事实性的原则，物质的性质可以用客观的测量来认证，而且这类物质性质是客观、可量化的。其次，物理学也强调保持能量守恒的原则，物质运动过程中能量是绝不丧失的，只是形式不同而已，有时可以转化为热能，且物质具有一定的抗力。最后，物理学还重视有关物质间相互影响及其相互关系的研究，通过深入研究，能够解释物质间传播的信号，可以实现物体的精确控制，精确预测和操纵。

通过上述叙述，可知物理学的本质，就是定量地描述物质、力和运动之间的相互关系及其表现形式，以及探究和解释其原理及趋势。物理学不仅研究了客观现象，还可以帮助我们更深入地理解自然世界，从而对未来技术发展有所指引。

当科学家说有东西存在时，他们是什么意思？一直以来，总有人不相信科学发现，他们固执地认为，黑洞不存在，夸克不存在，引力波不存在，希格斯玻色子不存在，或者时间不存在。

科学家并非对宇宙中的一切做出无端的臆想，他们会根据实际做出合理的假设，并通过实验加以证实。科学是关于事实，而非关于信不信存在的问题。

物理学理论的本质是数学框架

迄今为止，爱因斯坦提出的广义相对论是最为成功的引力理论。从本质上来说，广义相对论是一个数学框架，物理学家可以从这个框架中得出与观测结果非常一致的预测。物理学家给这个理论中的数学结构起了各种名字，其中一个叫做引力波，另一个叫做黑洞。这些都是物理学家可以计算观测结果的数学结构，现在已经被激光干涉引力波天文台（LIGO）和事件视界望远镜（EHT）所证实。

当物理学家说这些实验测量了“黑洞合并辐射出引力波”之时，其本质含义是，特定的方程导致了正确的预测。

希格斯玻色子和夸克的情况也类似，它们都是源自于粒子物理模型模型，都是物理学家给相应的数学结构取的名字。物理科学利用标准模型的数学框架来做预测，并且预测与测量结果一致。这就是物理学家说“希格斯玻色子和夸克存在”的意思，因为用理论做出的预测与观测结果一致。

同样地，时间也是如此。在广义相对论中，时间是一个坐标，很像空间。时间是数学框架的一部分，物理学家用它来做预测。这些预测与观测相符，那时间就是存在的了。

说到这里，反对者可能又会质疑这不是“存在”，反对者坚持想知道它是“真实的”还是“正确的”。“真实的”或者“正确的”含义是什么，这可能需要请教哲学家。哲学家会提供各种各样的选择，有些可能让人觉得合理，也可能觉得不合理。

实在论

许多科学家有意或无意地赞同一种叫做“实在论”的哲学，这意味着他们相信，一个成功的理论不仅是一个能够做出预测的工具，并且它还有一个额外的属性，可以称之为“真实的”或者“正确的”。

例如，物理学家戴维·玻姆为了支持爱因斯坦反对量子力学，他认为量子力学并没有真正描述了物理本质，终极物理学理论应该是完全可预测的，而非像量子力学中的波函数那样是基于概率的。实在论有几种变体，但它们的共同点是，理论的要素不仅仅是工具。

虽然这些看似都很好，但实在论是一种哲学。这是一种有关信不信的体系，科学无法告诉我们它是否正确。

因此，如果有人想声称希格斯玻色子、夸克、引力波、黑洞或者时间不存在，他必须证明包含被称为“希格斯玻色子、夸克、引力波、黑洞或者时间”数学结构的理论预测与观测数据不符。