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网友:为何近百年来科学上没有重大发现,还能出一个爱因斯坦吗?

 艾伯史密斯 2019-12-30

每一次物理学的巨变都不是偶然,而是前人把科学知识积累到一定程度后,因为量变引起的质变,自爱因斯坦以来,虽然部分物理学家在他的领域取得重大成就,但是都没有达到牛顿和爱因斯坦时期的那样巨变,或许我们这个时代的科学理论,还没有达到质变的时候。


在物理学上有两个奇迹年,1666年的牛顿奇迹年,以及1905年的爱因斯坦奇迹年;牛顿建立经典力学基础,完成了物理学上的第一次大统一,天上和地面的物理规律都能在牛顿力学的范畴内得到解释;爱因斯坦则实现了时间和空间、质量和能量的统一。

距离爱因斯坦的时代,已经过去了一百年,现在的物理学给人的感觉就是没有重大突破,虽然有杨振宁等人建立起来的规范场论,以及哈勃等人建立起来的现代天文学等伟大成就,但是始终无法与牛顿和爱因斯坦时代的巨变相比。

在实际应用当中,我们集成芯片上的晶体管数目每18~24个月翻一番,核武器也发展到了第三代,商业上实现了5G通信,太空探索也越来越频繁;但是从本质上说,这些科学技术都是物理学第二次革命带来的,主要的物理基础是量子力学和相对论,任何科学技术都没有突破理论范畴。

所以我们可以看出,人类的科学在近一百年内确实没有重大突破,其中的原因也不难分析,无论是牛顿之前,还是牛顿到爱因斯坦之间的时期,每次物理学的巨变,都和人类知识体系密切相关。

牛顿建立经典力学也并非偶然,因为在牛顿之前,伽利略、开普勒、哥白尼、第谷等人已经把当时的科学理论推到了一个全新的高度,比如伽利略提出了惯性定律,后来牛顿写入《原理》当中成为牛顿第一定律,所以牛顿力学的出现,可以说是人类知识从量变到质变的一次提升。

在爱因斯坦之前,以麦克斯韦电磁学理论为代表的经典力学发展到了巅峰,黎曼等人建立起来的非欧几何也为相对论打下了数学基础,洛伦兹也提出了著名洛伦兹变换,所以即便没有爱因斯坦,狭义相对论也会很快出现,相对论和量子力学引起的革命会照样进行,只是会晚几年而已。

目前量子力学和相对论作为近代科学的两大基础,其中还有很多问题没有得到解决,科学家们还需要时间进行消化,比如在应用技术上,量子计算机、量子通信、可控核聚变、曲速飞行等才是现有理论的极限,在人类还没消化这些之前,是很难实现理论上的突破的。

而且随着人类知识的积累,各个领域的知识变得越来越复杂,一个科学家要想掌握所有领域的前沿知识几乎是不可能的事,所以要想完成物理学的下一个统一,只有等下一个“爱因斯坦”出现。


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