物理学,是人类众多科学知识领域中最重要的一个,知识不分高低贵贱,每一个领域都可以给人类的生活带来很大的改变,只有物理学上一个例外,大多数情况下,物理学的相关研究都和我们的日常生活没有什么关系。特别是前沿的理论物理,几乎就等于在探索宇宙最本质的秘密了。
人类历史上最伟大的科学家基本都是物理学家,不是因为其他科学家研究的不重要,而是因为物理学的突破对于人类认知这个宇宙有更重要的意义。那么人类历史上最伟大的物理学家是谁呢?
提起伟大的物理学家,相信很多人都会在第一时间想起“爱因斯坦”这个名字,在我们的印象中,爱因斯坦是绝对的“高智商”,甚至爱因斯坦在某种程度上就是“天才”的代名词,毫无疑问爱因斯坦是一位伟大的物理学家,但是在他之上还另有其人,那就是我们的“牛顿”爵士。
牛顿不仅仅是天才,他可能还是最幸运的人,因为牛顿的研究发现了整个宇宙体系,这样的机会可能只有一次,他的经典力学重塑了人类的世界观和宇宙观,爱因斯坦是这样评价牛顿的:“他站在我们面前,那样高大,那样简单,那样孤独”,爱因斯坦也是牛顿的“小迷弟”,因为牛顿是现代科学家的缔造者,让科学和哲学正式分离,这就是牛顿的厉害之处。
爱因斯坦惊才绝艳,可是在牛顿面前还是差了那么一些的,牛顿塑造的经典力学体系主宰了物理学数百年,很多理论直到今天也深入人心,甚至经典力学中的观点已经成为了我们的常识,这就导致后续量子力学和相对论诞生之后,被称为是“违反常识的理论”,其实经典力学和相对论并没有违背常识,而是违背了经典力学。
很多时候,在一个原有的理论上进行突破,并不算太厉害,最厉害的还是开创一个全新的理论体系,或者是颠覆原本的体系,牛顿就是人类物理学体系的开创者,而爱因斯坦就是原有理论的颠覆者,目前人类物理学的理论基础是量子力学和相对论,爱因斯坦是这两个理论的奠基人,先不说这两个理论存在的矛盾,爱因斯坦的相对论颠覆了我们对宇宙时空相对性的理解,也预言了很多宇宙中的现象和天体,而量子力学中颠覆常识和宇宙认知的概念更多,我们就不一一道来了。
我们很幸运,在基础物理学几乎已经完美的情况下,有爱因斯坦这样的天才给了我们一个全新且具备颠覆性的理论,可是,相对论已经是一百年前的理论了,自从上个世纪相对论和量子力学逐渐完善后,就没有特别重大且具有颠覆性的理论出现,有人说人类的基础物理学发展“停滞”了,这样的说法正确吗?
人类的物理学发展“停滞”?这显然是在危言耸听,世界上那么多物理学家都在进行着自己的研究,怎么能说物理学的发展停滞了呢?根本原因是现在人类物理学的发展已经很完善的,大部分可以在地球上验证的理论都已经被结局了,一个理论想要成立,不仅仅需要有严谨的数学和物理逻辑,还需要有实验作为依据才行。
相对论这个100多年前的理论,有很多验证理论的实验在地球上完全做不了,比如说黑洞的存在,以及很多关于引力和时空的理论都无法在地球上进行实验,所以并不是我们的理论停滞了,而是很多理论无法验证,我们的基础科学其实还没有跟上物理理论发展的脚步。
人类的基础理论还不够完善也是一个很大的问题,量子力学和相对论这两个理论都是“不完善”的,因为两者之间无法相容,存在根本上的矛盾,对宇宙的描述也存在一定的偏差,量子力学的标准模型想要统一宇宙中的四大基本力,就必须正确的描述引力,可是在相对论中对引力的描述是时空的弯曲,和基本粒子没有什么关系,为此量子力学虚构出了“引力子”这个在相对论中没有必要存在的基本粒子,用来解释引力,但是科学家一直没有证据证明引力子真的存在。
基础理论没有百分百完善,很多相关的实验无法进行,这就是为什么人类的基础物理学“停滞”,其实并不是真正意义上的停滞,而是在当下的环境中发展的速度放缓了,随着基础科学的进步,人类有能力对宇宙进行更深层次的探索时,我们的基础理论会发生翻天覆地的变化。
那么下一位和爱因斯坦一样伟大的科学家,需要做出什么样的成就呢?答案很可能就是完成爱因斯坦没有完成的任务——大一统理论,爱因斯坦的晚年一直在研究所谓的“大一统理论”,也就是想要用一个完美的公式去描述宇宙中的一切现象,解决相对论和量子力学之间的矛盾的,可惜的是直到去世爱因斯坦都没有找到所谓的“大一统理论”。
随着时间的推移,大一统理论的含义从一开始的“万物理论”发展为了“统一四种基本力的理论”,就算统一四种基本力,也不能和爱因斯坦设想的一样,用一个公式去解释宇宙中的一切,物理学仍然有很长的路要走。没有人知道下一位“爱因斯坦”在什么时候出现,或许他完善了量子力学和相对论的矛盾,或许他提出了一个颠覆性的新理论,我们只需要知道,人类的科学不会停滞,未来的某一天总会有更完善的理论出现,这就足够了。
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