現代物理科學中最大的兩大支柱,一個是愛因斯坦的相對論,還有一個就是量子力學。
愛因斯坦是20世紀最重要的科學家之一,被譽為「現代物理學之父」,他提出的相對論這一理論改變了從本質上對空間和時間的概念。而量子力學的提出,更是讓整個科學界產生了革命性的變革,促進了科學社會的進步。
什麼是相對論呢?
簡單來說,相對論的籠統概念就是物理定律在任何地方都是相同的。比如在地球上我們遵循引力定律,而與宇宙遙遠角落裡的外星人(如果存在)那就是一樣的。相對論分為狹義相對論和廣義相對論,不過狹義相對論是首先提出,其基礎是光速在任何參考系下都是恆定不變的,後來又提出了廣義相對論,它告訴我們引力不是一種力,而是時空的彎曲。
隨著相對論的提出間接地讓導致了量子力學的誕生。不過量子力學中關於時空和引力的解釋則和相對論的觀點是完全不一樣的。量子力學認為,宇宙中的所有東西都是由一份份不連續的量子組成的。
那量子力學和相對論誰是正確的呢?
其實這兩個改變物理學的理論都是正確的,只不過針對的不一樣,於是產生了一個巨大的矛盾。其主要是因為相對論描述的是宏觀的世界,而量子力學描述的是微觀世界。在兩個不同的世界裡,自然物質所表現出來的性質也是不同的。比如在宏觀世界裡,有因必有果,所有的事情都是確定的,而在微觀世界當中,卻沒有我們平常的因果關係,任何事物都是存在不確定性的。
兩套物理法則只不過適用範圍不同,現在我們也在嘗試著去將兩套理論歸一化。比如超弦理論的提出,超弦理論認為宇宙中是不存在粒子的,宇宙中的所有物質和能量都是一種根據不同頻率的振動而產生的弦,而且宇宙中所發生的所有會相互作用,於是提出了物質和能量都可以用弦的分裂和結合來解釋。
超弦理論將宇宙分成了十一個維度,雖然這就會讓我們的宇宙變得更加複雜,不過卻可以將整個宇宙觀統一起來了,只是目前我們人類的認知還有很大一步要走,要想證明這個理論還需要努力。