愛因斯坦到底比牛頓偉大在哪些方面?

2020-12-05 小彭來給您解惑

我們都知道愛因斯坦和牛頓都是物理學的大咖級別人物,從時間上看牛頓在先愛因斯坦在後,但是從名氣上來看,似乎愛因斯坦更佔據上風,那麼愛因斯坦究竟比牛頓再哪些方面技高一籌,今天我們就來談談這個問題。

首先你要明白當我說愛因斯坦比牛頓更偉大,其實並不是否認牛頓做出的學術成果,相反小編認為牛頓也是人類智慧的代表,所以要比較出兩者誰更偉大其實很難,不過好在兩者所研究的對象範圍大致相似,因此才具有一定的可比性。

牛頓研究的對象是啥?其實牛頓在力學、光學、聲學等諸多領域都有很大的貢獻,其中力學方面更是史無前例,也就是憑藉其出色的牛頓三定律和萬有引力定律,打遍當時宏觀世界物理規律無敵手,所以說牛頓的力學貢獻在一定程度上體現了萬物規律之精髓一點不為過。

不過牛頓力學和萬有引力也有不足的地方,首先牛頓的運動三定律中體現了一個速度疊加公式,上一期文章我專門講解了為啥在一個運動列車上面打一束光,地面人去看這束光依然是光速c,不會出現超光速現象。也就是說牛頓的定律雖然大部分時候非常適用,但是面對光這種特殊事物時,無法解釋為啥總是光速不變,這根源於人類對時間和空間的認知上有了幾千年未發現的錯覺。

而愛因斯坦則重新審視了下我們對時間和空間的認識,發現時間和空間竟然具有相對性。我們都知道速度這個物理量是相對的,一個物理量相對則表示一旦參考系換了,這個物理量值是會變得,如果物理量值不變則表示這個物理量是絕對的,不是相對的。

牛頓一直認為只有速度才具有這種「變來變去」的特性,但是愛因斯坦卻認為除了速度具有這個特性,時間和空間也具有,也就是說換了一個參考系,時間和空間數值也會變來變去,並且沒有標準答案,就好像速度沒有標準答案,大家從自己參考系看同一個物體得出的速度值都是正確的。

有了時間和空間的相對性,光速不變馬上就得以合理解釋,並且也與牛頓的力學不衝突,這也是狹義相對論的核心內容,所以當一個物體速度如果達不到0.1倍的光速,其實狹義相對論效應很微弱,牛頓力學依然適用,但是一旦速度超過0.1倍的光速,時間和空間的相對性就不能再忽略,如果此時繼續用牛頓力學來計算,會發現理論計算與實驗數據相差甚遠。所以總結一句話,愛因斯坦的狹義相對論,相當於是給牛頓力學做了一次全面修復,當物體速度較低時牛頓力學正確,當物體速度較高時狹義相對論正確,當然狹義相對論在物體速度較低時也正確。

有了以上基礎思維我們再看牛頓的萬有引力定律,這個定律是用來計算任何兩個有質量物體之間的引力大小的,通過萬有引力公式計算,然後再去實際測量數據,發現理論與數據高度吻合,所以證明了萬有引力的正確性,但是讓牛頓沒想到的是,這個世界上還存在著質量非常大的天體,比如黑洞。在牛頓時代由於沒有發現黑洞,我們所能解除的天體無非就是太陽系範圍內的一些天體,這些天體由於質量都相對小,所以萬有引力的缺陷並未體現出來,但是隨著科學的發展,黑洞的出現讓牛頓的萬有引力頓時蒙圈,通過萬有引力公式去計算黑洞周圍的運動情況會發現,理論與實驗數據偏差非常大。

這是咋回事?難道牛頓的萬有引力不正確了?其實並不是不正確,只是因為牛頓的萬有引力也是有一個適用範圍的,質量小的天體沒毛病,但是質量大的天體就出問題了,此時誰的理論能夠優於牛頓的萬有引力呢?那就是愛因斯坦的廣義相對論。在廣義相對論中,愛因斯坦把引力解釋成為「時空彎曲造成」,也就是引力已經不是力了,只是時空彎曲的幾何效應,通過愛因斯坦的廣義相對論場方程去計算黑洞周圍的運動情況,理論與實驗數據高度吻合(當然用廣義相對論去計算低質量天體一樣高度吻合),所以愛因斯坦高明的地方就在於,再次把牛頓力學不能解決的問題解決了。

所以愛因斯坦為什麼比牛頓更高,就高在愛因斯坦用狹義相對論解決了光速不變問題,重新刷新了人們對時間和空間的認知,同時愛因斯坦又用廣義相對論解決了黑洞問題,再次重新了人們對引力的認知,我是小彭來給您解惑,如果喜歡文章可關注我,如果有異議可留言評論。

相關焦點

  • 世界最偉大的科學家是誰?德國是愛因斯坦,英國是牛頓,中國呢?
    因為世界上偉大的科學家實在是太多了,每個人都有自己的選擇,從諸多網友的投票來看,我們也一一選出了前100位偉大的科學家,我們就簡單的介紹一下個別科學家。,是德裔猶太人,1905年,是愛因斯坦成名的一年,發表了量子論,提出光量子假說,解決了光電效應,獨立而完整的提出了狹義相對性,開創物理學新紀元,這一年也被稱為「愛因斯坦奇蹟年」。
  • 英國最偉大的科學家是牛頓,德國最牛依舊是愛因斯坦,那中國呢?
    在世界歷史上出現的許多「天才」,都無一例外的取得了驚人的成就,比如世界的公認的牛頓、愛因斯坦等等,那麼中國又有哪些科學家比較出名呢?關於「蘋果」的故事,相信大家都比較熟悉了,牛頓在蘋果樹下思考問題時,突然被一個熟透的蘋果砸在頭上,因此而受到啟發,提出了最有名的地球存在「萬有引力」的猜想,也由此奠定了人類現代物理學的基礎。
  • 德國最偉大的科學家是愛因斯坦,英國是牛頓,那中國的代表人是誰
    導語:科學技術是第一生產力 牛頓和愛因斯坦是是世界有名的科學家,他們給科學做出了傑出的貢獻。 英國的牛頓發現萬有引力,這是科學界的裡程碑,無數的發現,比如發現哈雷衛星,都是應用萬有引力定律。
  • 下一個哥白尼、牛頓、愛因斯坦在哪裡?肯定不是那些賣腎爭諾獎的
    有人問:下一個哥白尼、牛頓、愛因斯坦級別的科學巨人可能會出自哪個領域?牛頓、愛因斯坦級別的科學巨人不常有,但哥白尼級別的很多,現代很多科學家都可以比肩哥白尼。所以這個問題實際是,未來牛頓、愛因斯坦級別的科學家會出自哪個領域。
  • 西方國家有愛因斯坦、牛頓和愛迪生,那中國有什麼天才科學家?
    天才應該是對人類、對社會做出了非常大的貢獻,而那些人往往都是科學家,在世界上著名的科學家有很多,比如在德國有個天才科學家愛因斯坦,英國有個天才科學家叫做牛頓,那不知道小夥伴們覺得我們中國有哪些天才科學家呢?
  • 各國的超級科學家,英國選牛頓,德國選愛因斯坦,中國選誰呢?
    英國大部分民眾都覺得是牛頓,而德國則基本上都選擇了愛因斯坦。許多網友也紛紛猜測,中國應該選誰呢?畢竟為中國做出貢獻的偉人數不勝數,今天就讓我們一起來看看吧!英國的牛頓可謂是實至名歸,牛頓是物理學的奠基人,堪稱是「天才物理學家」,其所創造的「牛頓三定律」,更是影響了整個物理學史,對如今人類的發展起到了至關重要的作用。
  • 解讀牛頓|萬有引力定律為啥是科學的?牛頓到底偉大在哪裡?
    牛頓出生於1643年,他建立了一套在人類可感知的範圍中能夠解釋世界上許多的物理現象的萬有引力理論。萬有引力定律為啥是科學的?牛頓到底偉大在哪裡?之所以說牛頓的理論只能夠解釋人類的可感知範圍內的現象,是由於現代科學指出,牛頓力學在面對兩個極端世界(即宏觀和微觀世界時)就會失去解釋力。有趣的是,在牛頓理論失效的地方,正是廣義相對論與量子力學這兩門堪稱現代物理學支柱的學科能夠發揮所長的地方。
  • 艾薩克·牛頓與阿爾伯特·愛因斯坦的水平真的只有理科本科生水平嗎
    這兩人大家早已耳熟能詳,都是劃時代的偉大的科學家,可是最近國內很多民科大神聲稱他們的水平與理科本科生相當,甚至聲稱推翻了他們的經典著作,說牛頓和愛因斯坦智商不高,看得人家一驚一乍的。但是牛頓在當年是最優秀的科學家,牛頓發現的三個定律,高中生不難理解,有不少人能夠融會貫通,而牛頓創立的微積分(有爭議:萊布尼茨更先發表積分論文,思路更容易,也流傳也更廣)對於理科本科生並不難理解。可以說現代理科生的知識量遠超牛頓。
  • 《地心引力》:從牛頓到愛因斯坦再到未來--中國數字科技館
    《地心引力》:從牛頓到愛因斯坦再到未來□文/ 蕭星寒 《地心引力》上映後,好評如潮。著名導演詹姆斯·卡梅隆稱之為「有史以來最好的太空題材的影片」。關於它,你以前了解的一些知識,到底是真是假呢? 真實的牛頓發現萬有引力的故事說來令人吃驚,自從有了地球,引力就一直存在著。生命誕生之後也一直生活在引力裡,至於人類這種自詡的萬物之靈,不管還是猴子的時候,或者是後來褪了毛變成人,也是一直都生活在引力裡,可是在牛頓告訴我們之前,我們竟然一直都不知道引力的存在。
  • 英國天才叫牛頓,德國叫愛因斯坦:中國改變世界的天才叫什麼?
    只要一個國家出現這樣的天才,無疑這個國家都會發生極大的改變,世界各國都有天才,英國有個天才叫牛頓,德國有個叫愛因斯坦,那麼中國的天才代表叫什麼呢?很多人認識牛頓,是因為牛頓發現了萬有引力,牛頓對萬有引力和三大定律的描述,奠定了現代工程學的基礎,並且對太陽中心說提供了有力的理論支持。當然牛頓的成就不僅僅是在物理上,在光學、數學、天文學等等一些領域都有很高的成就,是當之無愧的天才。
  • 有人說牛頓、愛因斯坦、特斯拉在研究「神學」,是事實還是謠傳?
    流傳得最廣的莫過於愛因斯坦晚年信奉佛學,牛頓晚年研究神學。我們先來說說愛因斯坦。愛因斯坦信奉佛學?如果我們仔細去找這個說法的記錄,最後的最後,我們會找到相反的結果。也就是說,愛因斯坦曾經評價過佛學,但他可從來都沒有說過自己信奉佛學。後來,很多人就謠傳愛因斯坦信奉佛學,實際上都是捏造的,沒有人可以拿出直接證明的證據。
  • 人類歷史上最偉大的十個物理學家,愛因斯坦只排第二,第一是他
    物理論壇(Physics Forum)2007年做了一項民意調查,投票選出人類歷史上最偉大的十個物理學家。,在放射性和原子結構等方面做出了重大的貢獻。愛因斯坦阿爾伯特·愛因斯坦,猶太裔物理學家,現代物理學的開創者、奠基人,被公認為是自伽利略、牛頓以來最偉大的科學家、物理學家。
  • 牛頓、愛因斯坦等人晚年究竟發現了什麼?
    我們知道,牛頓是力學體系的建立者,現基礎所有的科學理論都是在牛頓的科學體系內誕生。可以說,牛頓所提出的科學理論在推動著目前科學界的發展。既然牛頓是一個如此厲害的科學家,那他為什麼要在最後去研究神學呢?
  • 牛頓與愛因斯坦關於引力觀點的異同
    牛頓的靜態引力學和愛因斯坦的引力學在時空曲率上並沒有實質區別。比如我們知道兩個學說在低速率和中等質量的結果上有重疊。那是因為牛頓本人也身處時空當中!並且因為力的概念在牛頓公式F=ma中是不必要的,比如你設m=1那麼你可得F=a。
  • 有哪些名人遺物被保留下來?愛因斯坦大腦、愛迪生的最後一口氣
    我們知道人類文明已經發展了5000年,但是人類文明真正發起起來的只有短短的200多年前時間,人類用200多年時間取得成果超過過去5000年所取得成就,除了人類擁有不怕吃苦、勤奮努力的優秀品質以外,更離不開那些為人類文明發展帶路的引路人,這些引路人包括伽利略、牛頓、愛因斯坦、愛迪生、
  • 英國的天才叫牛頓,德國有個叫愛因斯坦,中國有個天才叫什麼?
    西歐國家作為工業革命的發源地,自然是出現了很多改變世界的天才科學家,他們帶來的成果至今還在影響著人類文明社會的運轉方式,就像英國的牛頓,德國的愛因斯坦等等,那麼,中國有沒有這樣改變世界的天才呢?其實是有的,他就是錢學森。先來說說英國的牛頓。
  • 為什麼中國歷史上沒有像牛頓,愛因斯坦這樣聞名世界的科學家呢?
    為什麼中國歷史上沒有像牛頓,愛因斯坦這樣聞名世界的科學家呢?中華文明延續了千年之久,其中也湧現出了很多的歷史名人。這些名人也為我國創造出了很多有用的東西,給我們的子孫後代留下了豐富的遺產。那麼既然出現了這麼多偉大的名人,為什麼就沒有出現過牛頓、達文西、斯特拉、愛因斯坦這麼優秀,聞名世界的科學家呢?首先,一直以來中國的貿易和文化都是對外封閉的,人們接觸的都是本國的文化。那麼他們的思想因為接觸的都是國內的事物,對其他國家的新鮮事物缺乏了解,所以腦子裡就沒有創新思維。
  • 科學的背後隱藏了什麼,為何牛頓愛因斯坦,晚年研究神學?
    更何況有傳言稱牛頓、愛因斯坦這樣的大科學家,在晚年的時候也拋去了科學的唯物主義觀,變成了唯心主義者,甚至還去研究起了虛無縹緲的神學。要知道作為三大定律的提出者,牛頓可以說憑藉著一己之力推動了人類文明的科學進步,為後來科學發展打下了堅實的基礎。但是科學素養如此之高的人老年為什麼會研究神學呢?是因為他在研究科學的過程中發現了一些顛覆認知的秘密嗎?
  • 牛頓一生有哪些故事?
    自然和自然規律,隱藏在黑暗之中,上帝說:讓牛頓出生吧!於是一切顯現光明!後世的人,為了讚揚牛頓的偉大貢獻,寫下了無數詩篇,其中最為人們喜愛的是上面引用的讚美詩。它是英國古典主義代表詩人蒲伯在《威斯敏斯特牛頓墓志銘》一詩中寫下的詩句。
  • 愛因斯坦和牛頓晚年究竟有沒有研究神學?為什麼謠言反覆被提起?
    網上的一些問答裡總是有人借著提問的機會來造謠,我不知道為什麼說愛因斯坦晚年研究神學的謠言這麼流行,對於一個去世70年不到,n個版本的自傳隨處可買的近代科學偉人,要了解他的晚年並不困難,所以這種謠言是不應該有市場的,然而它就是會被反覆提起……牛頓我們就不說了,他比較古老,他的實際情況已經難以考證了