有个故事我们听说了很多年,大部分人却一直不知道他有所偏误,但这个故事听起来那么有趣、励志,作为轶事被载入科学史。
故事里说:1665年秋季,22岁的艾萨克·牛顿坐在自家院中的苹果树下思考问题,一个熟透的苹果正好打在他头上。牛顿想:苹果为什么不向上跑而向下落呢?这个问题一直被他记在心中,最终引导他发现了万有引力这一科学史上最重要的定理之一。
这个故事多年来一直广为流传,但在由牛顿好友所著的《牛顿一生回忆录》中,牛顿其实并没有被苹果砸中脑袋,而只是看到苹果落下。
好吧,故事不重要,结果才重要,那就是发现了万有引力定律,并写出了万有引力公式:F=Gm1m2/r2
这个公式简单易懂,完美解释了太阳系内的行星比如地球绕着太阳转的原因:地球和太阳之间有引力嘛,地球被比他大几百万倍质量的太阳用引力拉住了。
想象一下奥运会里链球运动员一直拉着链球在原地转动身体却不扔的那种画面感。地球就是那个可怜的球,引力就是那根链。
但是这里有破绽,如果地球的质量瞬间增加,那么引力也瞬间改变吗?太阳光从出发到地球都需要八分零四秒,不可能引力比光速更快吧。如果没有比光速更快,那么原来的引力已经拉不住地球了,地球就跑了。
还有个破绽就是力的相互作用如果不是通过介质的话那也有类似电磁场之类的场存在,太阳和地球之间是真空的,引力怎么实现?
所以牛顿爵爷牛了两百多年后,终于出来了个叫爱因斯坦的,提出了相对论。先是狭义相对论,爱因斯坦也写了个公式,那就是
能量-质量转化公式:E=MC2
并提出:宇宙里最快的速度是光速,物体的速度越快越接近光速他的质量越大,时间越慢,运动的距离越短。
这已经被科学家证明了:运动中的电子比静止的电子质量大。
这就证明了狭义相对论的正确性,时间和空间还真的是相对的,而不是绝对的。
这么些年来,已经有不少电影导演以相对论为原理,拍出很多烧脑的电影出来,比如有一部电影就描绘这么一个场景:一位当宇航员的三十多岁的父亲从星际旅行回来,他自己感觉才过去了五年。等他回到家里,发现自己的女儿已经八十多岁了,躺在病床上吸着医用氧气,就留着口气等他回来……(我都快哭了)
爱因斯坦接下来针对万有引力定律的破绽提出了广义相对论:根本不存在所谓的引力,“万有引力”的存在只是表象,本质是质量巨大的物体,其存在扭曲了时间和空间。
地球是在运动的过程中受到太阳扭曲的时空的影响,看起来就像在绕椭圆形的圈圈,这就是公转。
爱丁顿和戴森的观测队利用1919年5月29日的日全食进行观测的结果,证实了广义相对论是正确的。
证明的过程大概就是说,地球和A星球之间隔着一个太阳,按照牛顿的理论是互相看不见的,但是根据广义相对论,太阳会扭曲时空,自然也扭曲了A星球照射到地球的光,变成可见了。
结果真的看见了,于是证明了。
这个结果一出来,牛顿被爱因斯坦打脸了,真的是左脸打完打右脸。之前吹牛逼说牛顿已经把物理学的大厦建设完了,剩下的只是点装饰而已。结果,牛顿的大厦被推倒,爱因斯坦自己建了一栋。
但是到后来,爱因斯坦一直想搞统一场论,一直没成功。
量子力学提出来后,爱因斯坦一直非常反对,说其是伪科学。
量子物理学中有个实验是为了证明粒子同时激发出来的两个电子无论距离多远,其偏转都是相反的。爱因斯坦坚决不相信,实验结果证明他错了。
以上种种描述并不是我在单纯科普物理学知识,而是在说牛顿推导出了物理学三定律,在低维度适用但不适用于更高维度;爱因斯坦提出了相对论,解决了一部分问题但不是全部,他也有错误处未能解决。
我们一直走在了解这个世界、这个宇宙的路上,但总有限于自身认识和当时环境的思维遮蔽性的存在。
牛顿在前人基础上的成就以为找到了真理,不是。爱因斯坦推翻了牛顿的理论建立了自己的相对论,其实也不是真理(他的宇宙常数也被哈勃证明是错的)。
没有绝对的真理,真理的适用是有范围的。
为什么现在我们初中和高中还在学牛顿物理,那是因为我们用这么点就够应付日常生活了。杀鸡焉用牛刀?
跳出思维的遮蔽,说不定我们能更有成就。
有个物理学分支,叫弦理论,用到了11维空间,看你能冲破几层思维遮蔽,理解到第几层:
0维 :空间一点;
1维 :空间一线(直线);
2维 :空间一面(平面);
3维 :空间一体(长宽高立体);
4维 :3维空间+1维时间(我们的世界);
5维 :3维空间+2维时间(我们世界的可能性);
6维 :3维空间+3维时间 (1至6维是从宇宙大爆炸时间点开始的所有可能性,用∞表示 );
7维:把∞描述成一点 (参考空间一点概念);
8维:∞的发生以线轴的可能性出现(参考空间一线,很多宇宙大爆炸);
9维:∞的发生以面的形式出现 (参考空间一面,更多宇宙大爆炸);
10维 :∞的发生以体的形式出现 (参考空间一体,即所有以可能性发生的宇宙大爆炸);
11维 :∞的发生以体在1维时间内的形式出现 (不理解,只能凭自己想象了。)