為什麼物理學要遵守原理

物理學中有許多定理、定律、原理和假說等，我們比較熟悉的有牛頓三大定律，歐姆定律，高斯定理，光速不變原理及宇宙大爆炸假說等這些定理、定律、原理和假說是每個物理學分支的核心內容，構成了物理學龐大的家族。

從本質上講這些定理、定律、原理和假說都是猜想，或假說，都是帶附加條件才能成立，只不過名稱不同罷了。

舉例來說：牛頓定律在超高速情況下就不成立，這是因為物理學是應用科學，與自然條件諸如重力，溫度，氣壓，磁場等環境條件不能分開的，我們所有試驗都是在地球環境下取得的，並沒有在地球以外做試驗，更不要說在太陽系之外做試驗了，因此就不可能確定這些所謂的定理、定律、原理一定在各種條件下都成立

因此，它們只能是猜想、假想或假說人們根據這些假想的規律推論或推測未知的現象並對已有的現象進行解釋。那麼這些定律，原理是如何被發現，被建立它們具有哪些特性，是否需要被理論證明，如何證偽等等疑問我們需要從歷史和科學哲學角度分析判斷。

對物理學原理的認識可以借鑑數學中的公理來理解數學中的公理是不言自明的基本事實，是不需要再加證明的基本命題。即公理是簡單到不能再簡單的事實，例如平面幾何中的兩點之間直線最短，這是不需要理論證明的，而且也無法找到一個比它更簡單的原理來證明它。

在數學中，所有的定理都必須給予嚴格的證明，但公理卻例外，它是不需證明。而所有定理的證明都來自這些基本的公理（或公設）。從數學的公理上我們得知：

一、最簡單。 

二、無需證明。

三、是獨立存在的。物理學中的原理與數學中的公理有相似之處，也是簡單的常識性的道理，如作用力和反作用力相等原理，無法從理論上證明它。但可以從大量的實驗資料證明它是正確的，包括一些自然現象，通過反覆核查其資料，從中找出規律性的東西，用數學方法確定物理量之間的關係，並猜想它是正確的，把其當做原理，最後上升為一種理論。

‘光速不變’也是通過反覆的測量結果而得出的一種假設，即光速與光源的運動狀態無關。

愛因斯坦用它當做原理建立了狹義相對論。誠然，物理學中的原理，定律等看似金科玉律的正確，其實不然，這是因為物理學原理的建立是有附加條件的，與我們所處的環境有關。

重力場，溫度，磁場，速度等都會其產生影響，它們不可能是絕對真理，只是在某種條件下成立的相對真理，這些原理都有適用範圍。當然，原理越簡單明瞭，其適用範圍越廣，越容易被普通民眾理解和接受。