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论科学方法:假设与相关数学的作用

系统与控制 2025-04-30 v2 系统与控制 最优化与控制

摘要

本文研究了在发现物理现象的变量 u 和 y 之间的关系定律 y=fo(u) 中,数据、假设和数学方法的作用,并利用了这些变量的实验测量值。由于无法期望精确知道函数 fo,本文讨论了推导近似函数的问题,这些近似函数产生由某个函数范数度量的小逼近误差。本文的主要贡献总结如下。首先,证明了仅使用测量数据无法推导出可靠的近似(即具有有限误差的近似)。因此,为了推导出可靠的近似,必须引入关于函数 fo 和污染测量的干扰的假设。其次,给出了推导可靠近似的充要条件。如果满足这些条件,则可以定义近似的适当精度属性,称为理论属性。第三,表明无法验证推导可靠近似所需的条件,但可以验证关于 fo 和干扰的假设是否被实验测量证伪,表明不存在满足给定假设且能够再现测量结果的函数和干扰(这称为证伪属性)。然后,针对属于以下类别的假设讨论了上述属性:参数概率类,其中假设 fo 是一个依赖于向量 p 的函数,并且干扰被假定为随机变量;集成员类,其中假设 fo 是一个有界光滑函数,并且干扰被假定为有界变量;参数集成员类,能够将参数概率假设与集成员假设整合起来。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.06225,
  title  = {On the Scientific Method: The Role of Hypotheses and Involved Mathematics},
  author = {Mario Milanese and Carlo Novara and Michele Taragna},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.06225},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 1 figure