一切宇宙真相 不过是数学模型

分子球棍模型

为形象地描述科学研究对象的本质联系，科学家会以物质的形式来建立一个模型。大家还记得在中学上化学课，老师展示的化学分子球棍模型吗？那就是物质形态的模型。如果把具体的物质模型换成数学公式或文字描述，就变成了理论模型。建立模型现代科学常用的一种研究方法。

 人类构建理论模型，一般都是从经验到的表象开始。例如，人类通过观测月亮和太阳的运行轨迹，建立起日月星辰围绕地球旋转的宇宙模型。

天圆地方宇宙模型

对于宏观世界的事物，人类的感官可以直接或借助工具观测，理论模型和事实真相容易区分。但是，对于微观世界的事物，人类的感官无法直接观测，借助的观测工具也会对被观测对象造成巨大扰动，理论模型和事实真相就不好区分了。就拿原子模型来说，英国自然科学家约翰·道尔顿提出了原子的实心球模型，人们便认为原子就是一个不可再分的坚硬实心小球；J.J.汤姆森提出原子的葡萄干圆面包模型，人们便认为原子就像一个葡萄干圆面包；英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子结构的行星模型，人们便认为原子就是一个缩小版的太阳系，直到现在还有很多人还在信奉行星模型。原子毕竟还可以通过它的一些宏观效应来进行观测，一旦进入亚原子尺度，我们基本上只能依靠数学模型去想象和把握了。如在量子真空涨落之中，虚粒子瞬间产生瞬间消失。虚粒子本身就是一个科学理论模型，至于虚粒子究竟长得像什么样子，谁都没有办法去观测。

人们一度认为原子就是一个缩小版的太阳系

在微观量子世界，数学模型是必不可少的工具。由于人类感官的局限性，只能借助数学模型，去理解那个极端微小的世界。量子论无疑给人类带来了一个全新的世界观，在这个新的思维范式之中，以前的经验和常识成了革命的牺牲品，原本方便好用的认识指南针——感觉和知觉——似乎经常处于失灵状态。

 科学理论是世界的基本模型，许多科学名词描述的是模型而不是实在。例如黑洞，谁也没有看见过，它会不会向外辐射能量，人类目前还无法测量，只能做数学论证。

科学理论模型旨在描述实在，但并不构成实在。一个理论模型，无论现在我们认为它多么精确地描述了宇宙万物，但不能排除将来会有一个全新的发现。我们现在认为在“地月系”中，月球作为地球的卫星，月亮围绕地球中心旋转，已经是显而易见的事实。然而有科学家通过观测计算，发现月亮并不是围绕地球的中心旋转，而是月球和地球共同围绕着另外一个中心旋转，这个中心距离地球的中心很远；月球是地球的伴星，而不是卫星，或者说月球是地球的兄弟，而不是地球的儿子。当然，我们对地球质量中心的测量，本身也还是一个约数，并非百分之百的精确。月球究竟是地球的兄弟还是儿子，需要观测技术的进一步发展。

科学离常识越远，就越难区分理论模型和事实真相。就像场理论，开始只是一个纯粹的数学模型，发展到量子场论之后，认为“场”是真空的基态，而物质是“场”的激发态，“场”被赋予物质的内涵。至于这神秘的“场”长得像什么样，谁也看不见。

 科学理论模型不是僵死不变的东西，它会随着人类观测技术的进步而不断修正或变换。例如，对地球在宇宙之中的位置认识，起初人们认为地球是宇宙的中心，并建立起一个“地心模型”；随着望远镜的发明，人类发现太阳才是宇宙的中心，并建立起一个“太阳中心模型”；很快，人类发现太阳也不是宇宙的中心，甚至认为宇宙根本不存在一个中心。

大爆炸宇宙模型

一个科学理论，不管它看起来多么美妙，也不管它的创立者是多么的伟大，只要它不符合观测和实验，就必须被否定。

科学理论模型不是固定不变的，它需要在人的认识过程中不断完善，得的模型将使人们获得对客体的进一步的认识。

 科学模型也不是唯一的。由于人们对同一问题可以从不同的方面、用不同的方法认识，因而就会根据不同的假说和理论建立起各种不同的模型。在科学实践中，通过不断地对比，那些不能很好地反映客体本质属性的模型，将被逐渐淘汰。

 道，可道也，非常道也。我们自以为了解宇宙真相，其实只是数学模型。特别对微观世界，我们看不见摸不着，往往误以为模型就是真实。