物理学の各法則が正しいと理解できているのは、どういう人ですか？

Question

学校で習った物理が古典論だと最近知り、驚きました。

Q1.物理学には色々な法則があると思うのですが、それを正しいと理解できているのは、どういう人ですか？
・大学生？
・大学院生？
・研究者？
※教科書に書いているから正しいとか、何かの論文に書いているから正しい、というのではなく、その論文自体を理解しているレベル

Q2.物理学には色々な法則があると思うのですが、自分の研究分野以外の法則はどれぐらい理解しているのでしょうか？
・物理学の基本的な論文は(自分の専門分野以外も)全て読むのでしょうか？　それとも正しいものとして進めていくのでしょうか？
・物理学で絶対的に正しいと認識されていることは何ですか？
・古典力学はどういう扱いなのですか？　教科書に掲載されているので間違っているわけではない？？

EZWAY · Accepted Answer

物理学にしろ、化学にしろ、自然科学系の学問は、知られている事実をより一般的に説明できる法則とか数式とかを求めて進められます。
しかしながら、自然界のありとあらゆる事象が知られているわけではありませんし、その理屈からの計算が全く誤差なくできているとも限りません。
たとえば、古典力学とか電磁気学ではわれわれの身の回りの物事をかなり正確に理解し、表すことができます。しかし、原子レベルの問題であれば、それでは説明できないどころか、そういったものに反する事実も知られてきています。だとすれば、古典力学は限定した範囲内で多少の誤差を含みながら成立するものであり、理屈として完璧なものではありません。
そうした古典力学と対極に来るのが量子力学であり、マクロな世界であれば古典力学、ミクロな世界であれば量子力学が重要になりますが、マクロな世界では、量子力学的な事象の影響が極めて小さくて、検出困難であるから、古典力学が成り立つように見えるだけだということです。
また、「大統一理論」ということで、多くの物理学的な事象を一つの理論でまとめ上げる理論が提案されていますが、それは未完成です。つまり、現状の理論は断片的なものに過ぎず、限定した範囲で成り立つように見えるに過ぎないわけで。そういうものを科学的な意味で絶対的に正しいとは言えません。

＞素朴な疑問ですが、物理学は「ありとあらゆる事象について完璧に正しい」理論を探求したりはしないのですか？
もちろん、それを目指していますが、それが達成されていると思うのはあまりにも無知です。本質的に、観測できないものに関しては、正しいかどうか検証のしようがありませんし、上述のように、本来一つの式で表せそうなものでも、場合分けすることによって限定的に、誤差や理屈の不完全さを無視しつつ成り立たせているだけです。

EZWAY · Answer

まず、「物理の法則が正しい」かどうかの議論が必要です。
たとえば、高校で習うような力学（古典力学、ニュートン力学）や、電磁気学の法則は、厳密な意味では正しくありません。限定的な範囲で、正しいように見える。あるいは、その法則による計算が正しいと思われる結果を与えるというだけです。つまし、数学とかでいうところの「正しい」とはニュアンスが違います。
なので、「正しいと理解できている」というのはおかしな話で、理解できているのであれば、「正しくないということが理解できている」はずです。

したがって、Q1に関しては、「正しいと理解できている」のではなく、「教科書などに書いてあることが正しく理解できている」かどうかという話になるはずです。つまり、教科書に書いてある式の意味などを正しく理解し、計算できるかという話になるはずです。当たり前ですが、そういうレベルの話であれば、まともに勉強した高校生であれば可能なことです。まあ、微分、積分を使った考えまで含めて理解できているということであれば、理系の大学生ということになるでしょう。

Q2に関しては、研究に関係があるなら、それと関係する範囲について理解していなければ研究になりません。
＞・物理学の基本的な論文は(自分の専門分野以外も)全て読むのでしょうか？　
いいえ。そんなことをしていれば時間がいくらあっても足りません。あなたが考えているよりもはるかに多くの論文が出ています。

＞それとも正しいものとして進めていくのでしょうか？
その「正しい」の定義が曖昧すぎます。一般論として、上述のように、「正しい」としても、それは限定された範囲内で、実験事実をうまく説明できるとか、実験結果と誤差範囲内で一致するというレベルの話であり、ありとあらゆる事象について、完璧に正しいなどということは事実上ありませんし、研究者もそういうものであると認識しています。で、論文を読んで、それを信じるかどうかはケースバイケースです。誤っている場合もありますし、正しいとしても、限定的な範囲内で、「見かけ上は正しく見える」にすぎません。

＞・物理学で絶対的に正しいと認識されていることは何ですか？
そんなものはありません。

＞・古典力学はどういう扱いなのですか？　教科書に掲載されているので間違っているわけではない？？
目に見えるようなマクロな事象については概ね正しい結果を与えます。ただし、原子とか電子のレベルのことまで説明できるものではありませんし、マクロな事象についても、その目的によっては無視できないレベルの誤差が生じることもあります。

科学の理論というのは、事実をできるだけ一般論的に説明するためのものです。その事実が説明できれば、正しそうに見えるかもしれませんけど、正しいと証明できるようなものではありません。誤差が完全に０であることは証明できませんし、その理論に当てはまらないものもありうるからです。

mojitto · Answer

例えばですが高校数学で習う「積分」は最新数学だとお思いですか？
物理が例外というわけではありませんよ。

また物理の法則はその現象を「より上手に表現をしている」ということです。
例えるなら「よりリンゴが上手に描ける方法」みたいなものです。
概ね正しいがスケールをとても大きく、またはとても小さくすると微妙…なんてものもあります。

「これって正しいっぽいね」みたいなもんです。
それで十分な人はそれでいいし、それでダメな人は別のアプローチをするってだけのことです。
そしてそれが自分にとってよりよく使えるかどうかは、自分で確かめるしかありません。
自分で確かめていないものは「ふーんそんなもんなのか」程度のものです。

「古典」という文字はあながち間違っていませんが、場合によっては「基礎」に置き換える必要があるかもしれませんね。
そういった意味では「国語力」も大事な問題です。
他人の言葉を鵜呑みにしないで、自分にとっての本質を考えて、適切でなければ他の言葉に置き換えることをしないといけませんね。

あとどの学問でもそうですが「絶対的に正しい」というのはやめた方がいいです。
科学は常に否定される可能性を持ち続けています。

GOMΛFU · Answer

「証明」されているからです。

yhr2 · Answer

＞学校で習った物理が古典論だと最近知り、驚きました。

何に驚いたのですか？
「驚いた」ということに驚いています。

すべての「法則」とは、「この世の現象」を説明するための「仮説」ですよ？
それを「正しい」とか「正しくない」とは、どういう意味で言われていますか？

＞・古典力学はどういう扱いなのですか？　教科書に掲載されているので間違っているわけではない？？

ああ、そういうレベルですか。

物理学の各法則が正しいと理解できているのは、どういう人ですか？

物理学にしろ、化学にしろ、自然科学系の学問は、知られている事実をより一般的に説明できる法則とか数式とかを求めて進められます。

まず、「物理の法則が正しい」かどうかの議論が必要です。

例えばですが高校数学で習う「積分」は最新数学だとお思いですか？

「証明」されているからです。

＞学校で習った物理が古典論だと最近知り、驚きました。

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