从这段历史中我们可以看出 , 物理每个阶段的发展都需要很长的时间 , 尤其是从经验物理到经典物理阶段 , 物理学家们花了2000多年的时间去打破之前禁锢的枷锁 。 物理学巨匠也不是每年都有 , 从亚里士多德到伽利略 , 从牛顿到爱因斯坦 , 这中间的间隔也非常长 。 这个时候再回过头来看看爱因斯坦之后的100年 , 是不是觉得这似乎也没有过多久 。
并非每一代人都会如此幸运 , 见证一个物理大师的诞生 , 见证一个新物理理论 。 我们这一代无法见到一个超越爱因斯坦的物理学家 , 再正常不过了 , 所以没有必要伤感物理到达了尽头 。 毕竟 , 历史上的物理学家也有过这样的想法 , 20世纪的时候 , 他们认为物理学的发展已经到了极限 。
爱因斯坦开创了现代科学技术新纪元
物理学曾经陷入过什么误区?1900年 , 著名物理学家威廉·汤姆森 , 也就是热学之父开尔文公爵 , 在发表跨年演讲的时候说到物理学系统已经非常完善 , 这就像是盖楼 , 物理的大厦已经完工 , 之后的物理学家们只需要入住装修 。 就连当时的普朗克想要学习物理 , 他的老师都劝他三思 , 因为在老师看来 , 学物理已经没有“前途”了 。
其实这并不是开尔文等人目光短浅 , 而是他所指的物理 , 是经典物理 , 在他们那个时候看来 , 宏观物理能够研究的 , 都研究得差不多了 , 已经没有什么新的领域再可以拓展 。
威廉·汤姆森:英国的数学物理学家、工程师
而且物理学家们也发现 , 在宏观物理的上空盘踞着两朵乌云 , 用现有的物理知识无法解释 。 这便是历史上著名的物理界乌云:以太学说的矛盾与紫外灾难 。 开尔文以及当时的物理学家们不会知道 , 这两朵乌云正在酝酿一场巨大的“暴风雨” 。
这场“暴风雨”催生了现代物理 , 它对经典物理的很多地方发出了挑战 。 经典物理又称宏观物理 , 在它的体系里面 , 时间是时间 , 空间是空间 , 但在相对论里面 , 诞生了时空这一理论 , 从此时间与运动之间有了关联 , 时间与空间是两个可以相互影响的范畴 。
相对论的概念示意图
再比如 , 在经典物理中 , 物体的状态是既定的 , 不可能存在模棱两可的形态 。 可是在量子物理中 , 就会存在两种甚至多种不确定状态 。
现代物理的诞生 , 将人类的观察范围从宏观世界 , 拓展到了微观世界 , 物质的运动被精确到了粒子 , 让人们明白了 , 小小的原子核也是有大大的能量 。 可以说人类进入了粒子时代 。 更巧妙的是 , 量子物理的奠基人普朗克 , 就是当年被老师劝着不要学物理的学生 , 他没有完全听从老师的建议 , 还是选择了物理 。
普朗克和爱因斯坦并称为二十世纪最重要的两大物理学家
【100多年过去了,为什么比肩爱因斯坦的科学家,还没有出现?】由此可见 , 连物理学家们都有可能对物理产生一定的误会 , 更别提我们普通人了 。 那么 , 为何我们会产生物理停滞不前的错觉呢?
为何我们会认为物理没有发展了?我们通过回顾物理学的历史得知 , 想要诞生新的物理体系 , 是一件漫长的事情 , 并非每一代人都能赶上物理理论井喷的时期 。
物理学是当今最精密的一门自然科学学科
物理是一个很庞大的学科分类 , 量子物理也只是它的一个分支 , 属于专门的研究方向 。 没有谁一上来就会学习现代物理 , 都是先从经典物理开始学起 , 除了物理专业的专家学者 , 很少有人专门钻研它 。 也就是说 , 如果不是物理领域的人 , 一般人的物理知识还是更多在经典物理上 。 因此我们可能就像20世纪之前的人们一样 , 认为物理已经发展到极限了 。
还有就是 , 现在有些人比较浮躁 , 看着100多年的时间没有新的物理大发现 , 没有诞生爱因斯坦这样的天才物理学家 , 就认为物理学已经到了顶点 。 我们不应该因为有爱因斯坦和相对论 , 就去否认现在物理学家们的成就 , 无法比肩爱因斯坦不能成为衡量的唯一标准 。 如果这100多年的时间没有发展 , 我们的世界不会是现在这个模样 。
“十年磨一剑 , 霜刃未曾试” , 时间会给我们答案
物理学的发展需要薪火代代相传 , 从古希腊的经验物理 , 到伽利略和牛顿的经典物理 , 跨度2000年的时间 , 这中间有无数的物理学家在架桥 。 没有他们的地基 , 物理学大厦不会有今天的高度 。 我们有理由相信 , 未来的物理也会前往一个新的方向 。
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