为何近百年人类的物理学都停滞不前毫无突破?换个角度其实很简单

小唐的星座故事 2022-05-15 14:19:00

相信每个人在人生的某个阶段都思考过这样的问题,时光能否倒流?我们有朝一日能否在星际之间自由穿梭?在解答这些问题前,人类需要先搞清楚诸如什么是时间,能否超越光速等等问题。物理学有一个方向就是专门研究这类本质问题的,那就是基础物理。大家可能听说过一种说法,基础物理学已经有将近40年没有出现重大突破了。回看最近十年基础物理的重大事件,比如发现希格斯波色子、探测到引力波、观测到黑洞等等,都是在验证半个世纪甚至100年前的理论已经预测到的东西。将近40年的时间里,并没有出现能够比肩相对论、量子力学这样重大的理论突破。问题究竟出在哪里呢?

从19世纪末开始,物理学领域迎来了许多翻天覆地的改变,古典物理学成功地被现代物理学所取代,物理学家们再次迎来了新的挑战。作为现代物理学的支柱,相对论以及量子力学的发现极大地推动了物理学的发展,奠定了物理学扎实的理论基础。与此同时,伴随着物理学的广泛应用,人们的生产生活也发生了巨大的改变,给人类社会造成了惊天动地的改变,人类得以享受如今的高科技生活。对于物理学领域而言,正是因为有爱因斯坦这样的天才的出现,极大地填补了物理学的空缺,推动了整个物理学的发展方向。

然而在这之后人们似乎感觉百年来物理学发展似乎一直停滞不前,没有再取得重大突破了。然而就在200多年前的1900年,当时的物理学家们和现在的我们抱有同样的想法,已经没有空间,话不能说太早,同样的想要知道为何现在的物理。似乎看起来一直没有突破,让历史告诉我们答案。人类最早的物理学出现在古希腊时期,尽管物理在那个年代还没有形成一个体系,但这些古希腊物理学家们为后来的发展打下了基础,因此具有很大的局限性。

从古希腊时期物理学萌芽开始,中间经过了2000多年,所以现在的100年对于物理的整体历史来说实在是微不足道。回顾整个物理的历史涌现出了诸如亚里士多德、阿基米德这样的古典物理学家,不过这些物理学家们还有另一个职业,哲学家。古代物理学普遍依附于哲学,甚至在很长一段时间里误导了欧洲的后继者们.

亚里士多德他是古希腊的哲学家、科学家、教育家,影响最深远的是,他认为地球是宇宙的中心,流传了上千年,他亲自跨进浴缸,发现水会溢出来,于是得出了浮力定律,他还发现了杠杆原理。古代物理处在一个混沌的时期,会得到不同的结论。

他的物理成就用现在的眼光看,很大一部分都是错误的,越重的物体下落的速度越快。亚里士多德还认为,事实证明光是由七种颜色混合而成。由于亚里士多德的地位太过于崇高,流传了上千年。但我们不能因为亚里士多德的理论错误,正是他的理论不完美,即可以用实验验证的。

牛顿和伽利略为代表的物理学家。18世纪时期,我们已经很难说清楚还是工业为物理的研究提供了物质基础。经典物理始于伽利略的一次实验,第一次证明物体下落的速度与质量无关,并且提出了加速度的概念,为之后的天体物理奠定了基石。伽利略提出了加速度的概念,但他没有解释加速度从何处而来。就在她去世一年后,英国诞生了一个小孩。牛顿最著名的成就是牛顿三大定律,在伽利略的基础上将力这个概念具体化。可以说,牛顿造就了经典物理的整个力学。然而牛顿的贡献不单单是力学。牛顿、伽利略之后,物理学家们犹如建筑大师,最终在20世纪初盖出了摩天大楼,里面提到了物理学的发展。

1900年,英国物理学家威廉,汤姆森发表了题为在热和光动力理论上空的19世纪乌云的演讲。此时此刻,物理学家们似乎认为物理学的建筑已经建成,剩下的工作干干杂活,补充补充理论,然而这两朵乌云却没有消散的意思,他们一个是黑体辐射问题,另一个是光速问题。从现在时间和空间的观点来看,正是这两朵看似不重要的乌云彻底击倒了物理学大厦,并将其重新构建。黑体辐射的解决创造了量子力学,光速的解决创造了相对论。自从量子力学和相对论建立以来,一个世纪已经过去了。在过去的100年里,除了量子力学,相对论之外,再也没有其他出现过。然而,现代物理学中天空中乌云的数量远高于19世纪。也许物理学的下一次革命就在于这些。

人们往往只能记住那些改变世界的理论的横空出世,却忽略了在这些强大理论的背后,也有着科学家们多年以来默默付出的汗水。每一个强大物理学理论的诞生,都凝聚着众多科研人的理论积累。尽管近代时期人类科学看起来方不是呈现爆炸式的增长,但这些突破性的增长往往依赖于前人几百年的基础理论和技术积累,并不是简单的灵光一现,也不是轻轻松松地一蹴而就。

众所周知,每次物理学取得重大性的突破都会给人类社会带来巨大的改变。伽利略和牛顿成功地为工业革命做出了前所未有的贡献。爱因斯坦和普朗克则为现代科技的诞生奠定了扎实的基础。根据专家的保守推断,想必在本世纪末,最迟下世纪初之时,世界物理学就会出现一个重大的突破。在此之前,科学家们只能在物理学领域不断的钻研,直到下一个爱因斯坦的天才再次出世,将现代物理学带上一个新的高峰。相信到时候随着现代物理学的进一步发展,我们的科技水平也会更上一层楼。

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