不少人知道,愛因斯坦是物理學史上一位具有劃時代意義的偉大科學家,他的狹義相對論為人類帶來了對時間、空間等概念的全新認識,他的廣義相對論將引力幾何化,推動著天文學進入一個新時期,除此之外,愛因斯坦還是量子力學的奠基人之一,用光量子解釋了光電效應令他一舉拿下諾貝爾物理學獎,事實上,上世紀二十年代起,愛因斯坦就坐穩了物理學領袖的位置,儘管他在四十多歲後就沒能再發表重大科學發現。
如今,大多數人普遍認為,這個世界上只有時間最為公平,無論是窮人還是富人,每天時間流逝的速度都是相等的,時間不會因此區別對待,少給窮人一分鐘,也不因為富裕多給他一分鐘時間,令人意想不到的是,早在100多年前,偉大的物理學家愛因斯坦竟發現時間並非絕對相等,在1905年的《狹義相對論》中,他表明當物體的速度越快,時間就會流逝的越慢,在1915年的《廣義相對論》中,他重新提出當物體周圍的引力場越強,時間就會流逝的越慢。
例如緻密的中子星以及黑洞的四遭,這意味著時間流逝的步伐是不一致的,這或許會讓不少人感到困惑,令人們不禁質疑難道這也是一個科學騙局?畢竟在很多人看來,這已經可以堪稱為世界上最荒妙的一件事,然而越來越多的科學實驗證明,在某種特定的情況下,時間流逝的步伐是不同的,例如,1971年的原子鐘實驗早已證明,四架飛機上的四臺橢原子鐘與地球上的橢原子鐘存在差異。
另外,21世紀的新原子鐘實驗也再次證明,無論人類在爬山,還是在騎自行車,都會對時間流逝的步伐造成影響,既然提起了時間流逝的步伐不一致這一現象,就不得不提到光,它是世界上最奇妙物質之一,有測量數據顯示,光在真空中的速度達到299792458米/秒,想來已經沒有什麼可以真正比光更快了,要知道人類最快的太空飛行器速度不及100公裡/秒,它連光速的千分之一都不及,你知道嗎?光還存在一種至今無人能解的自然現象,1905年,天才物理學家愛因斯坦發現了光速不變原理,隨後,他根據該原理順利的揭示了時間流逝步伐不一致的奧秘。
如此看來,每一次物理學的巨變都不是偶然,而是前人將科學知識積累到一定程度後,由量變引起的質變,或許你已經發現,自愛因斯坦以來,雖然部分物理學家都在各自的領域中取得了重大成就,但是都未能達到牛頓和愛因斯坦時期般的巨變,難道說我們這個時代的科學理論,還沒有達到質變?人們往往驚訝於物理學上的兩個奇蹟年,分別是1666年的牛頓奇蹟年和1905年的愛因斯坦奇蹟年,要知道牛頓建立的經典力學基礎,完成了物理學上的第一次大統一,無論是天上,還是地面的物理規律,都能在牛頓力學的範疇內得到合理的解釋,愛因斯坦則實現了時間和空間、質量和能量的統一。
現在,距離愛因斯坦的時代,已經過去了一百多年,令人震驚的是,現今的物理學卻給人一種沒有重大突破的感受,雖有楊振寧等人建立起來的規範場論以及哈勃等人組建起來的現代天文學等偉大成就,但是這些卻始終無法與牛頓和愛因斯坦時代的巨變相比,更驚人的是,在實際應用中,人類在集成晶片上的電晶體數目每18-24個月就會翻一番,核武器也發展到了第三代,商業上實現了5G通信,太空探索也顯得越來越頻繁,從本質上來看我們甚至不難發現,這些科學技術都是物理學第二次革命帶來的,主要的物理基礎是量子力學和相對論,顯然任何科學技術都沒有突破理論範疇。
實際上並非物理研究抵達了極限,因為科學研究是無止盡的,反而是研究的投入與產出比,達到了社會承受的極限,當下的科學研究,一方面是資金和人力投入巨大,如今一臺大型強子對撞機都會被幾萬甚至是十幾萬人頻頻批評成果不夠多,難道真的是它們完成的不夠好嗎?並非如此,其實是理論和實驗發展到現階段這個水平,這些投入已然無法滿足。
近十多年以來,物理學的重大發現或突破主要集中在實驗領域,理論卻在愛因斯坦、霍金等幾個物理學界巨頭的參與下,早已發展到目前人類社會的一個極致階段,而實驗物理、應用物理等方面又需要大量基層物理學家們不斷地進行探索與研究,可以說,物理學相對一百年前已經擁有了極大的進步,現在不過是它的一個休息時間點,正如上文中提到的近幾十年來物理學的重大發現,其實這些重大發現恰好是人類進步的證據,人類之所以認為物理學沒有進步,大多是因為平常人不了解這些概念,即使說明一些人也會感到無法清楚的滲透,或者說無法真正應用到生活中,從而導致絕大多數人產生物理學沒有進步的假象。
你知道嗎?所謂的物理學是指研究物質運動最一般的規律和物質基本結構的學科,身為自然科學的帶頭學科,物理學的研究對象大至宇宙、小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律,從而成為其它各自然科學學科的研究基礎,這意味著物理學一直在進步,人類看不到,也察覺不到,一旦它們爆發事實,人們就會發現,自己周圍的世界會迅速產生變化,對此,小夥們是如何看待的?歡迎在評論區下方留言,感謝觀看本期視頻,我們下期再見。