物理學近100年沒有重大突破,這是真的嗎?聽科學家是如何解釋的

2021-01-20 探索浩瀚星空

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數百年前,人類文明經過一萬年左右的文明發展,終於走進了科技時代。而科學的力量是無窮的,它能夠幫助人類實現過去只存在於幻想中的事物,比如飛天,比如登月等。

而科學又是一 門偉大博覽的知識體系,在科學的殿堂裡,分為很多個分支,比如數學,物理,化學,生物學等。而在眾多的科學分支中,對人類意義最大也是最重要的就是物理學。

物理學是研究物質運動最一般規律和物質基本結構的學科。作為自然科學的帶頭學科,物理學研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,因此成為其他各自然科學學科的研究基礎。

相信很多朋友在上學的時候,老師經常告訴我們:學好數理化,走遍天下都不怕。雖然這三個學科都非常重要,但是論起重要性和地位,非物理莫屬,因為萬物的本質,世界的本質以及整個宇宙的奧秘,基本都需要物理學來破解。從某種意義上來說,如果我們能夠將物理學研究到終極,那就相當於這個宇宙的神。

正是因為物理學非常重要,它直接決定著人類文明的等級,所以人類在走進科技時代之後,主要的研究探索學科就是物理學。而從事物理學研究探索的科學家也是最多的,而數百年的科學史上,出現的引領人類科技快速前進的偉大科學家也基本都是物理學家,比如牛頓和愛因斯坦。

物理學對人類的科技發展非常重要,越來越多的科學家加入到此行列,可是在科學界一直都有這樣一個說法:那就是有人認為物理學在近100年來並沒有重大突破,這是真的嗎?可能有人會說了,如果物理學沒有進步,那近百年來,不斷升級的科技是如何出現的?所以,很多人並不支持這個觀點。

可是不少的科學家卻基本認同這個觀點,這是為什麼呢?事實上,之所以說物理學在近百年來沒有重大突破,並不是所各種科技的出現,主要是指基礎物理學。相信每一個人都明白一個道理,任何事情的發展都需要一個基礎,就好比我們要蓋一個房子,沒有基礎是不行。

要蓋一個房子,除了要打基礎,我們還需要最基礎的一些東西,比如水泥,石子,沙灰等材料,沒有這些,你的技術再牛,也不可能建造一個房子再來。這個道理應用在科學界也是相同的,什麼一個科技的出現,都需要最基本的基礎科學。沒有基礎科學就不會有後面各種科技的出現。

人類的科技能夠在近百年來取得輝煌的成就,主要原因就是100年前有三位偉大的科學家提出了重要的幾個基礎科學理論。我們就拿物理學來說,如果我們給數百年來的物理學大師的地位進行一個排序,真正能夠進入第一梯隊的只有三位科學家,他們分別是牛頓、麥克斯韋和愛因斯坦。

他們三個人分別以一人之力就完成了偉大的基礎科學理論的構建。牛頓提出了著名的牛頓力學和萬有引力定律,統一了天上和地上的物理學。麥克斯韋提出了麥克斯韋方程,統一了電和磁的現象。預言了電磁波和光是一種電磁波。愛因斯坦提出了相對論,這是一種全新的時空觀,統一了時間和空間,質量和能量,並且解釋了引力的本質。

正是有了這三位偉大物理學家提出的基礎物理學理論,才有了後來輝煌的科技發展。我們可以統計一下,現在人類社會中的各種科技,各種設備包括探索宇宙所應用的科學,哪一個能離開以上三位偉大科學家提出的基礎物理學?

基本我們找不出一個,我們每天使用的手機,開的汽車等交通工具,探測宇宙所用的天文望遠鏡等,都是在基礎物理學的基礎上研究出來的。可以說,人類現在應用的各種科技,都是在沿著100多年前的那些基礎科學進行的。

如果站在這個角度來看,近100年來,人類的物理學的確沒有什麼重大突破。而人類文明想要升級,成為更高一級的星際文明,真正實現夢想中的星際探索,依靠100多年前的那幾個基礎物理學理論明顯是不行的。只有在基礎物理學方面再獲得重大突破,研究出另一個新的基礎物理學理論,人類文明才有可能真正升級。

我們就星際探索中最重要的速度來說,現代基礎物理學體系中,相對論對物體的速度進行了一個限制,那就是有質量的物體不可能達到不速。而在現有物理體系下,光速是速度的極限,不可能突破光速。可是我們都明白,浩瀚的宇宙以光年為基本距離單位,即使是光速在宇宙也只是龜速,以這樣的速度,我們都無法走出銀河系,更不要說探索整個宇宙了。

站在宇宙的角度,只有實現超光速飛行,才算是一個強大的星際文明。而要打破光速,依靠現在的基礎物理學是明顯不行的,我們需要新的基礎物理學出現,比如蟲洞理論。如果沒有能夠打破光速限制的基礎物理學出現,那麼即使人類的科技再怎麼發展,再怎麼強大,我們也永遠只能在光速之下進行發展,無法真正進入超光速時代。

而要實現這樣的超光速時代,科學家數量多是沒有什麼用的,人類需要一個真正能夠引領人類科技再次飛躍的牛逼物理學家的出現,可以比擬甚至是超過愛因斯坦的偉大科學家的出現。而這樣的科學家的出現是無法預料的,有可能未來幾十年就會出現,也有可能幾百年之後才會出現。

當然,近100年來的物理學也並不是沒有什麼建樹,還是有一些新奇的,大膽的物理理論出現,比如現在科學家一直在探索研究的量子力學。這是研究微觀物理學的基礎理論,其中的很多現象完全顛覆宏觀物理學,可以稱得上是一個新的基礎物理學。

只不過,人類現在對量子力學並沒有提出什麼統一的,標準的物理公式等,要知道愛因斯坦提出相對論之後,是已經有了一些能夠應用的公式,已經是一個可以應用的基礎物理學。而量子力學我們只是知道它的存在,卻還沒有真正能夠將它應用在現代科學中。

除此之下,還有一個更超前的理論出現,那就是弦理論。這是一個完全超出們認知的理論,弦理論之下的宇宙可是多元的,也就是科學家猜想的多元宇宙,平行宇宙論。當然,弦理論現在只是一個猜想理論,更沒有可以應用的公式被提出來。

因此,近百年來雖然出現了量子力學和弦理論這樣的偉大基礎物理學,但是它們仍然無法跟牛頓提出萬有引力,愛因斯坦提出相對論進行對比。不管是萬有引力還是相對論,提出的時候已經有了相關的公式可以進行探索探索證明。

而量子力學和弦理論我們只是提出了一些猜想,並沒有確定的公式等可以應用證明的東西出現,或許在未來,如果有科學家能夠提出完全適應於量子力學的公式,或者適用於弦理論的公式,那麼這個人也將會是一個超越牛頓,愛因斯坦的偉大科學家,我們期待著他的出現。

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