检验不可检验的东西历史上 , 物理学家曾经多次宣布某个现象是“不可检验的\"或\"不可证明的\" 。 但亦有另一种态度 , 科学家们可以认真对待普朗克能量难以得到 , 在普朗克能量附近进行可能的间接实验 , 从而作出意料之外的突破 。
19世纪 , 一些科学家宣布了解恒星的构成永远超出了实验能力 。 1825年 , 法国哲学家和社会评论家孔德在他所著的《实证哲学教程》中宣称 , 由于恒星距我们极遥远 , 因此我们除了知道恒星是天空中不可到达的光点 , 此外一无所知 。 他宣称 , 19世纪或其他任何一个世纪的机器 , 都没有足够的力量逃脱地球到达恒星 。
虽然确定恒星的构成似乎超出了任何科学的能力 , 但德国物理学家夫琅禾费用棱镜和分光镜分离从遥远恒星发出的白光 , 确定这些恒星的化学组成 。 因为恒星中每一种化学元素发出一个特征“指纹” , 或叫光谱 , 对于大琅禾费而言 , 不难完成这件“不可能”的事 , 并确定氢是恒星中最丰富的元素 。
- 大气上方(黄色)和地表(红色)的太阳辐照光谱 。
“不可检验”思想的另一个例子 , 是原子的存在性 。 19世纪 , 原子假说被证明是认识化学和热力学定律中的关键一步 。 然而 , 许多物理学家拒绝相信原子存在 。 它们可能只是一种数学手段 , 碰巧它给出了对这个世界的正确描述 。 例如 , 哲学家马赫就不信原子存在 , 认为它只是作为一个计算工具 。
然而 , 1905年 , 爱因斯坦却给出了原子存在的使人信服的(虽然是间接的)证据 。 当时他证明 , 布朗运动(即悬浮在液体中的花粉粒子的无规运动)可以被解释为花粉粒子与液体中原子之间的无规碰撞 。
甚至今天 , 由于海森伯不确定性原理 , 我们仍然不能直接拍摄原子的照片 , 虽然现在已有了间接方法 。
同样 , 我们可能希望尚未被发现的间接方法给出第十维物理的实验证明 。 我们不指望给第十维拍照片 , 而应当满足于它的“影子”的照片 。 这种间接方法将仔细地分析从原子对撞机来的低能数据 , 以判断是否十维物理以某种方式影响了低能数据 。
物理学中第三个“不可检验”思想 , 是难以捉摸的中微子的存在性 。
1930年 , 物理学家泡利假设了一个新的看不见的粒子 , 他称之为中微子(电中性) , 目的是解释某些放射性实验中似乎破坏了物质和能量守恒的消失的那部分能量 。 虽然泡利意识到 , 中微子几乎不大可能用实验观察到 。 因为它们与物质的相互作用相当微弱 , 因此相当难观察到 。 例如 , 如果我们造一块硬铅 , 把它从太阳系拉伸几光年到半人马座a , 把它放置在中微子束的路上 , 一些中微子仍会从另一端穿出来 。 中微子能穿过地球 , 就好像地球根本不存在一样 , 事实上 , 从太阳发出的无数的中微子一直在穿过你的躯体 , 甚至在黑夜里亦如此 。 泡利承认∶“我犯了一个你天大罪 , 我预言了永远观察不到的一种粒子的存在 。 ”
虽然中微子曾被认为是“不可检验”的 , 因为它几乎不与其他物质相互作用 , 但今天原子对撞机时长产生一束中微子 , 用从核反应堆中发出的中微子做实验 , 在地表深处矿井中探测它们的存在性 。
在短短30年中 , 中微子已从一个\"不可检验的\"思想转变成了现代物理学的一匹役马 。
事实上 , 当一颗壮观的超新星于1987年照亮南半球太空时 , 物理学家们注意到一串中微子穿过了他们深埋在矿井中的探测器 。 这是中微子探测器第一次被用来进行至关重要的天文学测量 。
问题是理论的 , 而不是实验的从科学史的长远观点来看 , 可能有一些乐观的理由 。 M理论创始人威滕确信 , 科学有朝一日将能够探测到普朗克能量 。 在19世纪 , 水为什么在100度沸腾这一问题无望地不可企及 。 如果你告诉19世纪物理学家 , 到20世纪你能计算这个问题 , 这听上去像一个童话 。 量子场理论如此之难 , 以至于25年来没人完全相信它 。
天文学家爱丁顿甚至质问 , 科学家在坚持一切事物都应接受检验时 , 他们是否说过了头∶他写道∶“科学家普遍表示他的信念基于观察 , 而不是理论 , 但我从没有碰到将它付诸实施的人 。 观察是不够的 , 理论在决定信念中有重要的作用 。 狄拉克更加直截了当地说∶“方程有美感比方程与实验相符更加重要” 。
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