花小蜜
霞飞路科普精灵
1915年的冬天,柏林正沉浸在第一次世界大战的阴霾中,中二少年爱因斯坦那时候却痴迷着科学公式……并没有他后来表现出的那样热衷于政治,他列出一组公式,带入了关于水星的两组观测数据,然后,开始变得狂热起来:因为这个结果,将颠覆近代科学大厦:
在爱因斯坦倒腾出相对论之前
这个世界近三百年是牛顿秩序主导的
爱因斯坦通过计算水星
得出的结论彻底否定了一颗大行星的存在
间接颠覆了牛顿力学的权威
之后他趁势瓦解了整个旧科学大厦
从此这个世界
进入了到一个崭新的时代
https://www.nationalgeographic.com/news/2015/11/151104-newton-einstein-gravity-vulcan-planets-mercury-astronomy-theory-of-relativity-ngbooktalk/#close
这是目前人类的太阳系结构地图
这个新体系建立在不断的颠覆与修正上
被人类命名的太阳系内大中型天体地图
系内常见天体的公转轨道地图
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科学界曾经的秩序人类近代科学秩序,是三百多年前的一个聪明人和他的小伙伴们建立的。这个人叫牛顿。当年他从莱布尼兹那儿“抢走”了国王,获得了大量的研究经费,并利用这个罕见的历史机遇建立了属于英帝国的一套秩序……
1684年,牛顿和他的小伙伴哈雷(那颗著名彗星的发现者)首次使用一套崭新的数学符号组,来概括宇宙间大到星体小到苹果的任何物体的基本运动规律,在经历了一连串的挫折后,最终定格了一堆公式,他将它们称为万有引力定律。牛顿的归纳了几乎所有前代欧洲科学家的成就并写成了《自然哲学之数学原理》,他要哈雷帮他作序,哈雷写下这样的豪言壮语:我们洞悉了牢不可破的世界秩序。
然而,这个引力是什么?它是如何“隔空”作用在咱们身上滴?牛顿不但没有在他的书里给出明确的答案,直到他死去,这个体系都只有一些来自经验的结论性描述,而缺乏更深层次的“揭露”。
1781年,依然是英国的科学家威廉·赫歇尔,将人类多次观测到的一个天体,天王星,确认为太阳系家族的第七个大行星。于是,太阳系的前七颗行星,全部通过仰望天空的方式寻找到了。这七颗星中,距离太阳最近的水星和最远的天王星,运行方式并不完全符合牛顿公式计算的结果。为后来的所有变故埋下了伏笔……
1845年,一次水星凌日中,法国科学家勒威耶通过牛顿的公式计算出的水星穿过太阳的时间,与实际观测中的时间,相差整整了16秒。对于那些完美主义科学大咖来说,无法解释这种差异,是一种毕生的煎熬。
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被计算出的大行星与此同时,天王星在之后的几十年间的运行轨迹,也很“不乖”!它的实际观测轨迹总是与计算中的结果,有那么一点点不一样。那么,科学家们就得出:宇宙中有两种可能,1·牛顿大师的公式是错的,2·有什么未知的天体影响了它的运动轨迹。
没人敢冒着被整个科学界唾弃的风险质疑牛顿,于是法国佬提出了一个大胆的设想:我们星系是否存在更多的大行星,在天王星外面?或者,在水星里边?也许当时的天文望远镜还不足以看见更遥远的那颗星,未知的星星一切都是未知的,但通过未知量带入方程式,是可以计算的。
计算竞赛开始了,1843年,英国科学家约翰·C·亚当斯计算出会影响天王星运动的第八颗行星轨道,并将计算结果给了皇家天文学家乔治·艾里,然而,由于迟迟没有回复最后一个问题,导致权威发布未能出炉;
1846年,法国天文学教师勒威耶算出,这颗额外的行星,距离太阳36个天文单位,质量是地球的36倍,直径是3.3角秒,位于摩羯座一颗很亮的恒星东侧约5度的地方。约翰·赫歇耳男爵天文学家用最精确的天文望远镜找到了它,它从来没有被发现过,它的所有数据都和计算的几乎一样。
这是人类历史上第一颗没有被看到,却被计算出来的星星,在一番争吵后,被取名为海王星。海王星的发现是牛顿理论的又一次胜利,没人再敢对牛顿的万有引力作出任何质疑。接下来的推论就顺理成章了:轨迹很不乖的水星内部,应该还有一颗人类难以看清的大行星……
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祝融星理论模型的建立1859年,算出了海王星的存在的勒维耶,再次晒出了计算结果:水星轨道内尚有一颗未被人们发现的行星。只是因为距离太阳太近,太阳的巨大光芒遮住了它,我们很难观测到。勒威耶以罗马神话中锻冶之神的名字(Vulcan)为之命名,中译名“祝融星”。
此后的半个世纪,全世界的科学家和天文爱好者们,开始疯狂搜寻这颗“幽灵之星”。令人振奋的是:欧洲天文学家们,忍受着灼目的太阳光,冒着视力受损的危险,陆陆续续发现了“祝融星”十多回,人们书写着它的历史,为它计算了轨道,但是,从没有确凿证据能证明。曾经,在英国皇家科学院,以及革命的法兰西科学院,众多的科学家在争议,谁才是发现祝融星的功臣……然而,喧闹了一阵后,大家似乎发现了一个可怕的问题:“祝融星”最大的疑点恰恰是,它也许“从来都没存在过”?因为那些“科学观测”的宣称都难以被别的天文台验证…
然而,承认祝融星不存在,就等于说牛顿力学的公式是错的……比起承担这个风险来说,院士们还不如选择装傻到正常退休……
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中二少年与皇帝新装1915年,这个寒冷的冬夜,柏林有个中二少年叫阿尔伯特·爱因斯坦,他不去关注全球瞩目的第一次世界大战,却痴迷于给科学界找茬。他本人有个不光彩的事迹,据称数年前,他为了逃兵役离开了伟大光明正确的瑞士,跑去了捷克布拉格生活……而现在他又跑来了德国,这个国家的民族主义氛围更是他痛恨的。
当然,在近代的欧洲和北美,涌现出了许多类似的找茬人士,比如1903年,美国霍普金斯大学物理系的伍德先生,就亲自跑了趟欧洲,当面追问并揭穿了盛极一时的N射线皇帝新装,那可是法国科学院反复论证、表彰并写入教科书的玩意儿,是一大票西欧科学大咖们用上百篇科学论文站台的“权威结论”……最终,因为犯二的伍德跑来搅局,N射线就成了历史闹剧;相似的案例还有英国皇家科学院的支撑进化论的重大发现“辟尔唐人”,也因一场“事故”导致假象被揭穿而被从教科书中删除。
从11月中旬的某一天开始,他已经多次列式进行复杂运算……最终爱因斯坦输入了水星的轨道参数和水星与太阳的最小距离,将光速带入方程。当他完成了最后一步计算时,一个运算结果出现了。他被自己震惊了…发呆了好一阵子。
后来他告诉他的朋友:那是心脏真正在胸腔里战栗的时候——真正的心悸。”美国传记作者托马斯·利文森是这样描述的:“通常,爱因斯坦是一个相当冷静的人,但在这件事上,他极为激动。他形容说,他整个人仿佛被闪电击中了,感到心跳加速,好像有什么东西从身体里迸发出来。”
这个神奇的计算结果表明,一直以来天文学家们追逐的那颗在水星轨道内的、被称为“幽灵之星”的“祝融星”,其实压根儿不存在。
11月18日,爱因斯坦跑去普鲁士科学院发表演讲,用三无少年的标配表情包公布了这一结果,世界物理学界为之轰动。爱因斯坦“摧毁”了一颗行星,同时摧毁了牛顿物理大厦……他为之欣喜若狂、甚至忘乎所以。这位年轻的物理学家趁势提出了他那些长期不被认可、看上去离经叛道的理论,而我们现在称其为广义相对论。这意味着3百年来,牛顿及一大群科学家建立的大厦,开始倾覆……而现代物理学的大门被打开了。人类历史进入了摩登时代。
花小蜜
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在爱因斯坦描绘的新图景中,物质和能量会告诉空间和时间如何扭曲,而空间和时间告诉物质和能量如何运动。在那个星期四下午,爱因斯坦向人类精英们展示了他的证明:考虑相对论效应后,水星貌似的“偏离”反倒是遵循了它的自然轨道。
爱因斯坦用他的公式推倒了牛顿大厦,但他本人创建的计算体系,依然不完美。很快,科学界新人又开始质疑这个体系中的漏洞,而且确实找到了爱因斯坦没搞对的地方……与此同时,彻底证明内水星轨道啥也没有,却依然是个艰难的活儿!这不,就在昨天,美国天文学家还宣布发现了一个水星金星轨道附近的天体,虽然很小,但它刚好证明了人类对太阳系的认知依然十分有限。