文理交融“歷史物理學(xué)”(編輯修改稿)
2025-07-07 00:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 句如果用科學(xué)的方法來模擬則需要用到一個可變形的地貌。另一方面也需要有行走者。正如人們常說的，通過人的行為，壞事有時候可以變?yōu)楹檬拢粗嗳?。行走者?yīng)該是活性的行走者，能夠改變地貌，所以活性行走的模型就很自然地的可以用于歷史學(xué)的研究。把歷史看作一個復(fù)雜的動力學(xué)系統(tǒng)進行任何科學(xué)研究，首先是搜集資料，物理學(xué)和歷史學(xué)都是這樣；第二步是分析數(shù)據(jù)與資料，總結(jié)出一些經(jīng)驗性的定律。在歷史學(xué)研究方面，這些經(jīng)驗性的定律是有的，但比較少。有一些歷史學(xué)家甚至懷疑這些定律是否存在。這些定律中的一個例子是Michael Shermer的偶然性—必然性模型。這一模型認(rèn)為歷史是由偶然性和必然性共同產(chǎn)生的，并且，在一個歷史過程的初期，偶然性起著較為重要的作用。 在超越經(jīng)驗性的層次上，歷史和物理的研究很不一樣，比如，物理學(xué)家對水的研究有3個層次： (1)唯象層次 根據(jù)幾個簡單的對稱性原理，物理學(xué)家得出一個唯象方程——NavierStokes方程。這一方程現(xiàn)在廣為應(yīng)用。 (2)真實性層次 當(dāng)人們知道水是由分子組成，并在有了強大的計算機后，人們就可以用計算模擬來研究水分子的群體行為。物理學(xué)家做了兩個簡化，一是分子數(shù)目簡化為幾百個，遠小于真實數(shù)目1023個／cm3；另一個簡化是把分子與分子間的相互作用簡化。在物理學(xué)的研究中，許多真實的細(xì)節(jié)是可以避免的，不需要考慮，正因為如此才得以不斷的發(fā)展。 (3)人工化層次 用“晶格氣體自動機”方法來研究水時，對水分子大大地簡化，已經(jīng)成為人工化的分子。從這一方法研究得出的結(jié)果和 (1)、(2)的結(jié)果是一樣的。 在歷史學(xué)的研究中是沒有這3個層次的?？赡艿脑蚴菤v史學(xué)家相信，要充分了解歷史需要了解人與人之間的相互作用，因此歷史事件的細(xì)節(jié)越多越好。換言之，他們是想馬上進入第(2)個層次，所以是很困難的。 我們從物理學(xué)研究中得到兩個經(jīng)驗：(1)不需要知道全部細(xì)節(jié)；(2)通過簡化但同時保留主要關(guān)鍵因素就可以把研究往前推進。 剛才說過歷史的過程是一個隨機過程，為了理解隨機過程的一般性質(zhì)，我們舉3個物理例子： (1)在斜面上三角形晶格結(jié)點位置擺放立柱，球從坡頂開始下滑，碰到立柱后向左或向右下滑的幾率各為1／2。以此類推，同樣再從坡頂放下第2個球，每次每個球的位置是不能預(yù)測的，但是球落在斜面底線某個位置的概率是遵從高斯分布的。 (2)斜坡表面是軟的，可以變形，坡面上沒有立柱，球從坡頂下滑。在這個系統(tǒng)中，每個球都是一個活性行走者。每個球留下的痕跡都會影響下一個球的軌跡，這是一個依賴于歷史的隨機過程，是有可能預(yù)測的。人類歷史過程和此例類似，也是一個活性行走的過程。 (3)在一個硬的(不可變形)平面上的隨機行走，行走粒子的軌跡是不能預(yù)測的，但可以問行走粒子軌跡的形態(tài)(morphology)是什么樣的，軌跡圖樣的維數(shù)是多少，是一個分形嗎?從起始點到終點的距離與時間的關(guān)系如何?物理學(xué)家問了這些問題，也找到了答案。 我們的注意力不單放在研究軌跡本身，除了軌跡還有很多其他方面的問題可以研究，下面我們舉3個例子說明。 (1)戰(zhàn)爭規(guī)模的統(tǒng)計分布幾十年前，英國學(xué)者Leslie Richardson把世界上發(fā)生的戰(zhàn)爭，及死傷人數(shù)做了一個統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)總體來說，大的戰(zhàn)爭出現(xiàn)的數(shù)目比較少，小規(guī)模的最多。這個結(jié)果可以用冪函數(shù)曲線[即變數(shù)(縱坐標(biāo))正比于自變數(shù)(橫坐標(biāo))的某次方]表現(xiàn)(如圖1所示)。令人驚異的是，在自然界有許多復(fù)雜系統(tǒng)，如地震、城市人口的分布也莫不如此。雖然人類戰(zhàn)爭的爆發(fā)和規(guī)模從偶然性來說與某些歷史人物的個人行為有關(guān)，但它們并不能改變符合冪函數(shù)的特性。因此，人類歷史的發(fā)展與很多復(fù)雜系統(tǒng)有著共性。 (2)模擬經(jīng)濟學(xué)中的歷史 為什么一個開始處于劣勢的產(chǎn)品能夠最后占有市場? 在意
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