几年前，有位教授宣称推翻了爱因斯坦的相对论，消息在网上刷了屏。那段时间，很多人问我：老郭，相对论真的能被推翻吗？一个学物理的人怎么看这事？
其实，这个问题背后藏着一个更深的困惑：为什么20世纪之后，普通人再也当不了物理学家了？
在牛顿的时代，一个苹果掉下来，就能砸出一个万有引力。在爱因斯坦的时代，一个26岁的专利员，靠“思想实验”就能颠覆物理学。可到了今天，为什么我们听到的“民间科学家”，几乎都是笑话？为什么现代物理，让普通人不得不走开？
作为一个学了31年物理的老学长，今天我想跟你聊聊这个事。
第一个门槛：实验成本太高
科学从来都不认为自己是真理。正因为如此，科学才会一直在质疑中前进。每一个科学理论，都必须经过实践的检验——从观测或实验中获得数据，再与理论预言对照，才能得到认可。
想推翻相对论，其实思路很直接：只要在实验上推翻“光速不变”这个基础就行。
可问题是，精确测量光速，太难了。
100多年前，迈克尔逊用旋转棱镜法测量光速，需要一个独立实验室，还要在几十公里外无遮挡的地方设置一个反射镜，再加上那套能让棱镜以恒定速度旋转的精密机械装置——这些，不是一个没有任何资金支持的普通人能拥有的。
你可能会说：现在有激光了，成本该降下来了吧？
还真不一定。我给你讲讲我自己折腾的经历。
说起来，我在办公室也搭过一套测量波长的装置——几十块钱的激光笔，几块钱的狭缝，一块毛玻璃屏，一个几百块精度是0.01毫米的测量尺，再加一台我改造过的电子显微镜。用显微镜观察屏上的干涉条纹，在电脑屏幕上读数。
这套装置能测吗？能。精度够吗？凑合。但和现代物理研究需要的精度相比，差得太远了。我那台电子显微镜是二手的，整个装置加起来几千块。而真正用来做前沿研究的设备，动辄几十万、上百万。
所以你看，我这套“土办法”只能算玩票。如果要达到科学界认可的精度，我需要一台高度相干的激光光源——一个这样的激光器，最便宜也要几万块。不是几十块的激光笔能代替的。更别提目前普遍采用的拍频法测量光速的专业装置了，没个几万块根本下不来。
那位宣称推翻相对论的教授，所在的大学有理学院，有物理系，本科生都能做光速测量实验。可在他的论文里，我看不到任何实验数据。
没有实验数据支撑，靠拍脑门质疑相对论，就是在耍流氓。
第二个门槛：数学工具难以掌握
科学离不开数学。
为什么不能用日常语言描述科学？因为自然语言受民族、文化、时代影响太大，同一个词经常产生歧义。科学需要精确的定义，只有数学能满足这个要求。
那数学有多难？
咱们先不说量子力学里那些诡异的符号，也不提广义相对论中的黎曼几何和张量分析——就算是最基础的微积分，已经让无数大学本科生折戟沉沙了。上过大学的小伙伴都知道，有多少人被导数、积分折磨得怀疑人生？更别提黎曼几何了，那是连很多物理专业研究生都要扒层皮才能啃下来的硬骨头。
对于错过了系统性学习的普通人来说，数学是一道迈不过去的槛。因为它需要专业、艰苦的训练才能掌握。
那位教授拿的是石油工程博士学位，用的数学工具顶多是高级点的微积分。至于黎曼几何和张量分析，工程类的博导确实很难掌握。所以你看，他的论文里只质疑狭义相对论，对广义相对论只字不提——因为爱因斯坦用的数学工具，他根本看不懂，自然也辩驳不了。
现代物理的两道高墙
写到这儿，你应该明白了：现代物理之所以让普通人走开，是因为它竖起两道高墙。
第一道墙是实验成本。科学研究的范围，已经从日常生活扩展到极端的尺度、极高的速度、极微观的领域。这些超出了人类感官的极限，必须用精密仪器才能触及。而精密仪器，意味着真金白银的投入。
第二道墙是数学语言。研究的对象越复杂，描述的语言就越艰深。从微积分到偏微分方程，从线性代数到黎曼几何——每前进一步，都需要系统的学习和艰苦的训练。
这两道墙，把绝大多数普通人挡在了门外。
但这不是坏事。恰恰说明，现代科学已经成熟到需要专业分工的地步。你想成为物理学家，就必须接受系统的专业训练——上大学、读研究生、进实验室，一步步打怪升级。
这并不意味着普通人不能理解物理、不能热爱物理。恰恰相反，像你我这样的普通人，依然可以读科普书、看纪录片、聊物理学家的故事。只是我们需要承认：真正的前沿研究，确实不是靠业余时间拍拍脑门就能搞定的。
老学长回来了
这篇文章是几年前写的。当时因为那个热点事件，很多人来问我怎么看。现在翻出来重发，算是老学长回归的一个开场白。
接下来我会继续在这里，跟大家聊聊物理学家那些事儿，讲讲公式背后的故事，说说我这些年做物理的所见所闻。
如果你有想听的话题——不管是哪位物理学家、哪个经典理论、哪段科学史，评论区告诉我。
我守着办公室那套几千块的实验设备，实名羡慕那些能做前沿实验的年轻人。但也真心希望，能有更多的小伙伴，通过系统的学习，成为专业队伍的一份子。
有条件做物理，是一件十分幸福的事情。
——物理系老郭，一个本科毕业31年的老学长
热门跟贴