物理学的公理体系

物理学的公理体系

基于目前整个物理学逻辑体系的不完备性，给出了物理学公理假设及其七个推论，并由此构成了物理学的公理体系。物理学公理体系的建立意味着物理学逻辑体系框架的建设完成。

【关键词】

物理学公理 ---度规，物理学公理的第一推论--- 物理单位（量纲）的时空数值，物理学公理的第二推论--- 度规物理量，物理学公理的第三推论--- 完备物理常数定理，物理学公理的第四推论--- 物理单位（量纲）的时空组态，物理学公理的第五推论--- 时空组态和时空数值的互易性，物理学公理的第六推论--- 物理量的的时空结构，物理学公理的第七推论--- 物理单位（量纲）时空组态计算法则。

【正文】

迄今为止物理学尚没有公理，自然就没有形成其公理体系，只存在着基本物理单位和导出物理单位基础概念和大量散落分布于诸物理学分支学科中的定义，原理，定律，定理等。尽管存在着一些横跨诸分支学科的普适性很大的基本物理学原理，也被人们普遍认为是普适性的真理，但在逻辑上它们还不是公理，而属于基于基本物理单位和导出物理单位基础物理概念的推论。

物理学发展在目前遇到了很大的困难并处于长期徘徊不前困境，一方面在向全球理论物理学家们暗示需要对他们正在使用的方法论作进一步的考究，另一个情况则显得更加紧迫和严重，那就是物理学基本逻辑体系的完善性建设问题。

由于物理学的最基础概念（基本物理单位和导出物理单位的定义）现在被发现并不是对它们指称的物理实在所固有存在形式（时空结构）的全面反映，因而导致了以它们为基础概念而创立的各种常规物理概

念均无法切入到其指称的各类存在所固有的存在形式之上（时空结构），因而造成了以上述基础物理概念和常规物理概念为基础而建立起来的所有物理学理论从根本上不具有对其欲认识的客观现象及其变化规律给出本质性物理学描述能力，而只能停留在它们的表象层面上给出已有的和将要给出的较好的物理学描述。

但宇宙及其所属各类存在原本是一体的，具有固有的，不可分割和逻辑一致的内在联系。对它们的表象性认识是无法穷尽的，而且表象性的认识往往会产生假象，这些认识假象混杂在正确的表象认识之中鱼目混珠，真假难辨，很容易让人们对宇宙的认识产生模糊甚至混乱。这种模糊和混乱认识局面的理论根本原因就在于非本质性的物理概念以及以其为基础而建立起来的物理学理论无法统一地对宇宙诸表象性认识的众多和繁杂结果进行本质性的筛选，精化，提炼并最终得到实证。

这样，实现对物理学最基础概念的深化认识，将它们在客观中的固有存在形式准确地以物理学概念反映出来，便成为21世纪物理学家们和人类对宇宙实施正确认识的当务之急和头等大事。这在理论上等效于开创性地建设一个可以准确地，完整地并具有实证性地反映宇宙基本存在形式的物理学逻辑公理体系。

目前物理学的逻辑体系不完备，缺少公理体系。物理学的最基础概念（基本物理单位和导出物理单位的符号系统）尚没有实现对其所属物理实在的逻辑形式的全称指称表述。物理学理论的这个逻辑缺陷从根本上制约

着它的发展，也是物理学理论不能对这个宇宙给出完整的，准确的和具有实证性的统一物理学描述的根本理论原因所在。必须回到物理学的根基处，从那里着手并建立起物理学的公理体系，进而完善和完成整个物理学逻辑框架的建设。

下面给出一个物理学公理体系的参考方案。

物理学公理及其7个基本推论物理学公理 ---度规

对于任意物理单位（量纲），宇宙中总存在着一个物理实在, 称之为该物理单位（量纲）的度规，且它的数值恒等于。即，

其中，表示具有物理单位（量纲）的数量，称为的模值。

1，物理学公理的第一推论---物理单位（量纲）的时空数值

根据物理学公理，可以直接得到：

将物理单位（量纲）具有的上述数值属性称为物理单位（量纲）的时空数值，用表示。因而上式可以写成：

称该式为倒模定理。

一维空间和一维时间的时空数值：

（观测值）；

（理论值）；

(观测值）；

（理论值）；

2，物理学公理的第二推论---度规物理量

称由度规规定的物理量为该物理单位（量纲）的度规物理量。根据物理学公理，任一度规物理量的时空数值等于。即，

3，物理学公理的第三推论---完备物理常数定理

对于任意物理单位（量纲），客观中总存在一个物理常数, 且，

4，物理学公理的第四推论---物理单位（量纲）的时空组态

这个推论源自物理学公理和基本物理常数。

对于任意物理单位（量纲），总有：

其中，表示单位一维空间，表示单位一维时间；

；

且（2006年NIST观测值）。

称上式给出的表述形式为物理单位（量纲）的时空组态，用

表示。于是，任一物理单位（量纲）的时空组态可以表述为：

5，物理学公理的第五推论---时空组态和时空数值的互易性

或，

6，物理学公理的第六推论---物理量的的时空结构

对于任意物理量，其中，表示具有的数量，称为的模值, 则有，该物理量的时空结构可表述为：

7，物理学公理的第七推论---物理单位（量纲）时空组态计算法则对于物理单位（量纲）, 其度规, 则有该物理单位（量纲）的时空组态可以按照下面的计算法则求得：:

其中，表示对数值|A(G|^-1实施最大时空化（尽可能用时间维和空间维表述，但最大空间维数和时间维数服从第四推论规定）；是这个最大时空化的时空结构的数值。

附录：物理单位时空组态举例

质量单位

能量单位

力单位

动量单位

角动量单位

功率单位

电流强度单位

电量单位

磁通量单位

磁场强度单位

热力学温度单位

摩尔单位（其中，是精细结构常数）真空单位

信息单位的时空组态：