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哥白尼原則

指数 哥白尼原則

哥白尼原則是一種哲學的陳述:沒有一個觀測者有特別的位置。 這個項目可以用範式轉换來說明,從托勒密模型的天空,將地球放置在太陽系的中心,到尼古拉·哥白尼顯示天體的運動可以不用地球(或別的)在中心的幾何系統來解釋,所以他假設從一個特別的位置來觀測是可以轉化至別的位置來說明。 哲學家伊曼努爾·康德用"哥白尼迴轉輪"來闡述他的《當代認識論》中肯的思想方法的效應。他把知識主題的外在情況和品質歸咎於人的所有概念和經驗主義的經驗中心,并且克服了理性主義 - 經驗主義的僵局,成為17和18世紀的特色。 將哥白尼原則應用在宇宙論上,也就是認為宇宙在大尺度下是均質和各向同性的。這個原則不僅僅是一種哲學上的聲明,也是一種重大的認知:從均質和各向同性的觀點看,在統計上產生大規模的偏差是不可能的;這也就是承認在觀測上的發現,可以經由各種不同的觀測加以印證。 在實務上,天文學家在超星系團、星系纖維和空洞的尺度上觀測時,仍有不同的結構,但考慮到更大,在2億秒差距的尺度時,宇宙基本上是均質的。但是,當這是真實的,則宇宙在大尺度的時間上不是均質和各向同性的,因為它是從條件極端不同下的大霹靂演化過來的,並且將繼續往極端不同的情況發展下去,特別在暗能量的影響不斷提升下,明顯的朝向大冰凍或是大割裂發展。在非宇宙論時間尺度下的時間內宇宙是均質的,但是在基本粒子交互作用的時間尺度內不是各向同性的。在大尺度下各向異性的時間將導出最基本的近代物理的懸案。 2011年,中国科学院上海天文台研究员张鹏杰对哥白尼原理进行了检验,证实在径向尺度30亿光年以上哥白尼原則成立 。.

目录

  1. 21 关系: 基本粒子各向同性大爆炸大撕裂太阳系宇宙論原則尼古拉·哥白尼平庸原理伊曼努尔·康德地球哲学知识理性主义科学革命秒差距空洞经验主义超星系團暗能量未解決的物理學問題时间箭头

  2. 原則
  3. 哥白尼革命
  4. 哲学剃刀

基本粒子

在粒子物理学中,基本粒子是组成物质最基本的单位。其内部结构未知,所以也无法确认是否由其它更基本的粒子所组成 。随著物理学的不断发展,人类对物质构成的认知逐渐深入,因此基本粒子的定义随时间也有所变化。目前在标準模型理论的架构下,已知的基本粒子可以分为费米子(包含夸克和轻子)以及玻色子(包含规范玻色子和希格斯粒子)。由两个或更多基本粒子所组成的则称作复合粒子。 我们日常生活中的物质由原子所组成。过去原子被认為是基本粒子,原子(atom)这个词来自希腊语中「不可切分的」。直到约1910年以前,原子的存在与否仍存在争议,一些物理学家认為物质是由能量所组成,而分子不过是数学上的一种猜想。之后,原子核被发现是由质子和中子所构成。20世纪前、中期的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子,这是当时人类所能探测的最小粒子。随著实验和量子场论的进展,发现质子、中子、介子发现是由更基本的夸克和胶子所组成。同时人类也陆续发现了性质和电子类似的一系列轻子,还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子。.

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各向同性

各向同性(isotropy),是指物体的物理、化学性质不因方向而有所变化的特性,即在不同方向所测得的性能数值是相同的。如所有的气体、液体以及非晶体都显示各向同性,多晶体(如一块金属)表现的各向同性称为“准各向同性”。各向同性的物体称为均质体。 各向同性与各向异性相反。确切的定义,取决于其使用的领域。各向同性的辐射在各向上有等同的强度,并且一个各向同性的场对测试粒子有同样的作用,无论其初始方向。以波动的传播为例,波源于此种介质中,发出的振动,于各个方向,速度一致。也即,波的传播速度与方向无关。于此种介质中,波面与波线正交。.

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大爆炸

--又稱大--靂(Big Bang),是描述宇宙的源起與演化的宇宙學模型,这一模型得到了当今科学研究和觀測最廣泛且最精確的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的。根据2015年普朗克卫星所得到的最佳观测结果,宇宙大爆炸距今137.99 ± 0.21亿年,并经过不断的到达今天的状态。 大爆炸这一模型的框架基于爱因斯坦的广义相对论,又在场方程的求解上作出了一定的简化(例如宇宙學原理假设空间的和各向同性)。1922年,苏联物理学家亚历山大·弗里德曼用广义相对论描述了流体,从而给出了这一模型的场方程。1929年,美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现,从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,从而推导出宇宙膨胀的观点。1927年时勒梅特通过求解弗里德曼方程已经在理论上提出了同样的观点,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星系团在视線速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大 。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去曾经距离很近。从这一观点物理学家进一步推测:在过去宇宙曾经处于一个密度极高且温度极高的状态,大型粒子加速器在类似条件下所进行的实验结果则有力地支持了这一理论。然而,由于当前技术原因,粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限,因而到目前为止,还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。从而,大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释,事实上它所能描述并解释的是宇宙在初始状态之后的演化图景。当前所观测到的宇宙中氢元素的丰度,和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中,最初的几分钟内通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近,定性并定量描述宇宙早期形成的氢元素丰度的理论被称作太初核合成。 大爆炸一词首先是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔所采用的。霍伊尔是与大爆炸对立的宇宙学模型——穩態學說的倡导者,他在1949年3月BBC的一次广播节目中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”。虽然有很多通俗轶事记录霍伊尔这样讲是出于讽刺,但霍伊尔本人明确否认了这一点,他声称这只是为了着重说明这两个模型的显著不同之处。霍伊尔后来为恒星核合成的研究做出了重要贡献,这是恒星内部通过核反应利用氢元素制造出某些重元素的途径。1964年发现的宇宙微波背景辐射是支持大爆炸确实发生的重要证据,特别是当测得其频谱从而绘制出它的黑体辐射曲线之后,大多数科学家都开始相信大爆炸理论了。.

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大撕裂

大撕裂是一種宇宙論假說,在2003年首度被發佈,關於宇宙的終極命運,假說中認為宇宙中的物質,從恆星和星系到原子和次原子粒子,在有限時間的未來會因為宇宙的膨脹進一步的被撕裂。理論上,宇宙的尺度因素在未來有限的時間會變得無限大。 這個假說對宇宙中暗能量的類型有著極度關鍵的依賴性。關鍵的數值是狀態方程w,暗能量壓力和能量密度之間的比例。當w ,宇宙最終將因拉扯而分裂,這種能量稱為幻能量,精質的一種極端形式。 在以暗能量為主導的宇宙中,宇宙中的"絲狀結構"會以前所未有的比率增加。然而,這也暗示可觀測宇宙的大小是持續的退縮中;無論是多麼的接近邊緣,可觀測宇宙的距離都是以光速遠離的那些地點。當可觀測宇宙小於任何一種的基本粒子時,無論是重力或電磁力(無論是弱或強),即使在結構上能達到的最遠處也沒有交互作用存在,並且它們將被剝離開。 首先,星系將彼此遠離。值得爭議的是已經移動至可觀測宇宙之外的星系(估計在465億光年之遙),目前發生了什麼事。大約在結束之前的6000萬年,重力將減弱至無法將銀河和其他個別的星系聯繫在一起。在結束之前的三個月,太陽系將不再受到重力的束縛。在最後的三十分鐘,恆星和行星都將被扯散掉,而在最後的瞬間,原子也會被摧毀。 這個假說的創造者,達特茅斯學院的領導者羅伯特·考德威爾,計算認為宇宙的末日約在從現在起之後的500億年。.

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太阳系

太陽系Capitalization of the name varies.

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宇宙論原則

宇宙論原則不是一種原理,但即使只是一種合理的假設或是通則,仍然嚴格的限制了許多合理的宇宙學的理論。他論斷了在大尺度觀測下的宇宙該呈現的面貌:.

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尼古拉·哥白尼

尼古拉·哥白尼(Nicolaus Copernicus,Mikołaj Kopernik,)是文艺复兴时期波兰数学家、天文学家,他提倡日心说模型,提到太陽為宇宙的中心。1543年哥白尼临终前发表了《天體運行論》一般認為他著的是現代天文學的起步點。它开启了哥白尼革命,并对推动科学革命作出了重要贡献。 哥白尼出生于皇家普魯士,该地区自1466年隶属于波兰王国。哥白尼获得了教会法规博士学位,同时也是一名医生,通晓多国语言,了解经典文学,能够胜任翻译,做过执政官、外交官,也是一名经济学家(后续几项都没有学历学位)。1517年,哥白尼总结了货币量化理论,成为当今经济学的重要基础之一。1519年,哥白尼在托马斯·格雷沙姆之前总结出了劣幣驅逐良幣理论的前身。.

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平庸原理

平庸原理(mediocrity principle,又稱平庸的原則)是一種科學哲學觀念,指出人類或者地球在宇宙中不存在任何特殊地位或重要性。这是一种哥白尼的理论。不管是由启发法得出的地球所在的位置,还是根据哲学原理阐述人类的地位,都能得出这种结论,此外还有下列论据:.

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伊曼努尔·康德

伊曼努尔·康德(Immanuel Kant;;)為啟蒙時代著名德意志哲学家,德国古典哲学创始人,其學說深深影響近代西方哲學,並開啟了德國唯心主義和康德義務主義等諸多流派。 康德是啟蒙運動時期最後一位主要哲學家,是德國思想界的代表人物。他調和了勒內·笛卡兒的理性主義與法蘭西斯·培根的經驗主義,被认为是繼蘇格拉底、柏拉圖和亞里士多德後,西方最具影響力的思想家之一。 康德有其自成一派的思想系統,並且有為數不少的著作,其中核心的三大著作被合稱為「三大批判」,即《純粹理性批判》、《實踐理性批判》和《判斷力批判》,這三部作品有系統地分別闡述他的知識學、倫理學和美學思想。《純粹理性批判》尤其得到學術界重視,標誌著哲學研究的主要方向由本體論轉向認識論,是西方哲學史上劃時代的巨著。此外,康德在宗教哲學、法律哲學和歷史哲學方面也有重要論著。 康德哲学理论的一个基本出发点是,认为将经验转化为知识的理性(即“范畴”)是人与生俱来的,没有先天的范畴我们就无法理解世界。他的这个理论结合了英国经验主义与欧陆的理性主义,对德国唯心主义与浪漫主义影响深远。康德的道德哲学理论也十分著名。此外他还曾针对太阳系的形成提出第一个现代的理论解释,即康德-拉普拉斯假设。.

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地球

地球是太阳系中由內及外的第三顆行星,距离太阳约1.5亿公里。地球是人類已知宇宙中唯一存在生命的天体,也是人類居住的星球,共有74.9億人口。地球质量约为5.97×1024公斤,半径约6,371公里,密度是太阳系中最高。地球同时进行自转和公转运动,分别产生了昼夜及四季的变化更替,一太陽日自转一周,一太陽年公转一周。自转轨道面称为赤道面,公转轨道面称为黄道面,两者之间的夹角称为黄赤交角。地球仅擁有一顆自然卫星,即月球。 地球表面有71%的面积被水覆盖,称为海洋或可以成为湖或河流,其余是陆地板块組成的大洲和岛屿,表面分布河流和湖泊等水源。南极的冰盖及北极存有冰。主體包括岩石圈、地幔、熔融态金属的外地核以及固态金属的內地核。擁有由外地核產生的地磁场。外部被氣體包圍,称为大氣層,主要成分為氮、氧、氬。 地球诞生于约45.4亿年前,42億年前開始形成海洋。并在35亿年前的海洋中出现生命,之后逐步涉足地表和大气,并分化为好氧生物和厌氧生物。早期生命迹象产生的具體证据包括格陵兰岛西南部中拥有约37亿年的历史的石墨,以及澳大利亚大陆西部岩石中约41亿年前的 Early edition, published online before print.。此后除去数次生物集群灭绝事件,生物种类不断增多。根据学界测定,地球曾存在过的50亿种物种中,已经绝灭者占约99%,据统计,现今存活的物种大约有1,200至1,400万个,其中有记录证实存活的物种120万个,而余下的86%尚未被正式发现。2016年5月,有科学家认为现今地球上大概共出现过1--种物种,其中人类正式发现的仅占十万分之一。2016年7月,科学家称现存的生物共祖中共存在有355种基因。地球上有约74亿人口,分成了约200个国家和地区,藉由外交、旅游、贸易、传媒或战争相互联系。.

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哲学

哲學(philosophy)是研究普遍的、根本的问题的学科,包括存在、知识、价值、理智、心灵、语言等领域。哲学与其他学科的不同是其批判的方式、通常是系统化的方法,并以理性论证為基礎。在日常用语中,其也可被引申为个人或团体的最基本信仰、概念或态度。.

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知识

知识是对某个主题确信的认识,并且这些认识拥有潜在的能力为特定目的而使用。意指透過經驗或聯想,而能夠熟悉進而了解某件事情;這種事實或狀態就稱為知識,其包括認識或了解某種科學、藝術或技巧。此外,亦指透過研究、調查、觀察或經驗而獲得的一整套知識或一系列資訊。认知事物的能力是哲学中充满争议的中心议题之一,并且拥有它自己的分支—知识论。从更加实用的层次来看,知识通常被某些人的群体所共享,在这种情况下,知识可以通过不同的方式来操作和管理。.

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理性主义

性主义、欧洲理性主义(Rationalism)是建立在承认人的理性可以作为知识来源的理论基础上的一种哲学方法,高於並獨立於感官感知。理性主義最早的發源地是在英國,一般认为是隨著以哥白尼日心說為先驅的科學革命在歐洲大陸的發展,然後在包含法國在內的歐洲大陸各地繼續發揚光大,最後在笛卡儿的思想出現以後而产生的一套理論,17-18世纪间主要在欧洲各地例如在歐洲大陸以及冰島和愛爾蘭跟英國得以传播。同时代相对的另一种哲学方法稱為經驗主義,它认为人类的想法来源于经验,所有知识可能除了数学以外主要来源于经验。这里主要关注的是人类的知识来源以及证实我们所知的一种手段。 理性指能够识别、判断、评估實踐理由以及使人的行为符合特定目的等方面的智能。理性通过论点与具有说服力的论据发现真理,通过符合逻辑的推理而非依靠表象而获得结论,意见和行动的理由。 理性主义及经验主义并非由当时的哲学家,而是后人作出了区分。事实上,有时两者之间的区分并不像人们所说的那么显著。三位主要的理性主义者都认同经验科学的重要性,并且他们在研究方法及形而上学的理论上更接近笛卡儿而不是斯宾诺莎(Baruch Spinoza)和莱布尼兹(Gottfried Leibnitz)。尽管这种区分在--著书立作时很有必要,他们在哲学本身来说不是非常有用。 典型的理性主义者认为,人类首先本能地掌握一些基本原则,如几何法则,随后可以依据这些推理出其余知识。最典型的持这种观点的是斯宾诺莎及莱布尼兹,在他们试图解决由笛卡儿提出的认知及形而上学问题的过程中,他们使理性主义的基本方法得以发展。斯宾诺莎及莱布尼兹都认为原则上所有知识(包括科学知识)可以通过单纯的推理得到,另一方面他们也承认现实中除了数学之外人类不能做到单纯用推理得到别的知识。 笛卡儿的理论相对来说更接近亚里士多德,他认为只有一些永恒真理(包括数学以及科学的认知及形而上学基础)可以单纯靠推理得到,其余的知识需要借助生活经验以及必要的科学手段。更准确地说笛卡儿是一位重视形而上学的理性主义者,是一位重视科学的经验主义者。 康德开始时是一位理性主义者,但是经过休谟(David Hume)的“将他从沉睡中唤醒”的著作(《人类理智研究》)的熏陶,他成了理性主义者以及经验主义者的综合体。 现在理性主义表达一种人类行为应该由理性所支配的观点(这种观点被欧洲所有的理性主义者以及所有的经验主义者所认同)。.

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科学革命

科學革命(Scientific revolution),指近世歷史上,現代科學在歐洲萌芽的這段時期。在那段時期中,數學、物理學、天文學、生物學(包括人體解剖學)與化學等學科皆出現突破性的進步,這些知識改變了人類對於自然的眼界及心態Galileo Galilei, Two New Sciences, trans.

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秒差距

差距(parsec,符號為pc)是一個宇宙距離尺度,用以測量太陽系以外天體的長度單位。1秒差距定義為某一天體與1天文單位的為1時的距離,但於2015年時被重新定義為一個精確值,為天文單位。1秒差距的距離等同於3.26光年(31兆公里或19兆英里)。離太陽最近的恆星比鄰星,距離大約為。絕大多數位於距太陽500秒差距內的恆星,可以在夜空中以肉眼看見。 秒差距最早於1913年,由英國天文學家提出。其英語名稱為一個混成詞,由「1角秒(arcsecond)的視差(parallax)」組合而來,使天文學家可以只從原始觀測數據,就能夠進行天文距離的快速計算。由於上述部分原因,即使光年在科普文字與日常上維持優勢地位,秒差距仍受到天文學與天體物理學的喜愛。秒差距適用於銀河系內的短距離表述,但在描述宇宙大尺度的用途上,會將其加上詞頭來應用,如千秒差距(kpc)表示銀河系內與周圍物體的距離,百萬秒差距(Mpc)描述銀河系附近所有星系的距離,吉秒差距(Gpc)則是描述極為遙遠的星系與眾多類星體。 2015年8月,國際天文學聯合會通過B2決議文,將絕對星等與進行標準定義,也包含將秒差距定義為一個精確值,即天文單位,或大約公尺(基於2012年國際天文學聯合會對於天文單位的精確國際單位制定義)。此定義對應於眾多當代天文學文獻中對於秒差距的小角度定義。.

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空洞

洞可以指:.

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经验主义

经验主义(empiricism)又作經驗論,通常指相信现代科学方法,相信证据,着重认为理论应建立于对于事物的观察,而不是直觉或迷信。意即通过实验研究而后进行理论归纳优于单纯的逻辑推理。它最重要的科学方法包括:所有理论和假设都必须被实验来检验,而不是单纯且唯一地依赖于先验推理,直觉和启示。所有經驗主義最早的發源地是在歐陸(歐洲大陸),主要是發源於歐洲大陸的古希臘時代的城邦國家的醫學專業知識及專業的醫療技術,經驗主義是當時古希臘城邦國家的醫生看診治療病人的方法。经验主义的代表人物有希波克拉底、托马斯·阿奎纳、弗兰西斯·培根、托马斯·霍布斯、约翰·洛克、乔治·贝克莱和大卫·休谟。 经验主义,经常被自然科学家提及说:「知识是建立在实验之上的。」认知论原理之一就是感官体验创造了知识。经验主义的研究,包括实验和经过验证的测量工具。正是这些领导着科学方法 与经验主义相对的是欧洲理性主义,认为哲学应经由思考和演绎推理而得出结论,代表人物有笛卡尔、斯宾诺莎、莱布尼茨、康德。.

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超星系團

超星系團是在宇宙的大尺度結構中,比星系團和星系群更大的結構。可觀測宇宙中的超星系團約有1,000萬個。.

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暗能量

在物理宇宙學中,暗能量是一種充溢空間的、增加宇宙膨脹速度的難以察覺的能量形式。暗能量假說是當今對宇宙加速膨脹的觀測結果的解釋中最為流行的一種。在宇宙標準模型中,暗能量佔據宇宙68.3%的質能。 Sean Carroll, Ph.D., Cal Tech, 2007, The Teaching Company, Dark Matter, Dark Energy: The Dark Side of the Universe, Guidebook Part 2 page 46, Accessed Oct.

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未解決的物理學問題

本條目列出一些重要但尚未解決的物理問題。其中包括理論性的,即現時理論未能夠給予觀測到的物理現象或實驗結果令人滿意的解釋;還有實驗性的,即能夠周密測試某先進理論或深入研究某物理現象的實驗,不過現時現地很難建造或完成。.

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时间箭头

物理学在微观的层次几乎完全是时间对称的,这意味着物理学定律在时间流易的方向倒转之后仍然保持为真。但是在宏观层次却显得并不是那么回事:时间存在着明显的方向性。时间箭头(又稱時間之箭)就是用于描述这种不对称的现象。 所谓“在微观的层次几乎完全是时间对称的”,通俗地说意指:随着尺度的减小,事件逆向发生的概率逐渐趋近于正向发生的概率。当尺度非常小时,我们认为两者是近似相等的。.

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另见

原則

哥白尼革命

哲学剃刀