物理學界:自牛頓和愛因斯坦時期後,有什麼重大發現嗎?

2020-08-19 科學探索之路

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。

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    愛因斯坦是一位直言不諱的和平主義者,在猶太復國主義運動中被公認為是猶太人。第二次世界大戰前,納粹執政後,愛因斯坦從德國移民到美國。他一生都在新澤西州普林斯頓生活和工作。幼年愛因斯坦你知道嗎?愛因斯坦(Albert Einstein)得知日本使用原子彈後幾乎立刻就成為了核裁軍的擁護者。他成立了原子科學家緊急委員會,並支持曼哈頓計劃的科學家羅伯·奧本海默(J. Robert Oppenheimer)反對氫彈。
  • 自愛因斯坦去世後,近幾十年來,物理學有無重大發現?
    但細心一點的人就會發現,這幾位偉大的科學家相互之間至少都相隔了2個世紀的時間。可見科學的每一次進步其實都非常依賴於前人的積累。17世紀的牛頓給我們奠定了一個前無僅有的絕對時空觀。但20世紀的霍金又給我們揭示了一個宏觀與微觀的世界,至此,相對論和量子定論都已橫空出世。量子科學不同於傳統的物理學。它給我們揭示的這個時空每時每刻都可能崩塌。
  • 愛因斯坦死後,瘋狂科學家偷走「愛因斯坦大腦」,他研究出了什麼
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  • 阿爾伯特•愛因斯坦 時間是什麼?空間是什麼?宇宙又是什麼
    當時的物理學界,因牛頓力學的蓬勃發展,宏觀低速下的一切問題,都能夠用牛頓力學解釋。但是科學家發現,當涉及到高速運動時,牛頓力學所預測的結果,跟實際情況有極大的差距。愛因斯坦的相對論順勢而生。在相對論發布的前夕,愛因斯坦發布了許多有水平的論文,但是都石沉大海,沒有得到任何的反饋,直到有一篇關於光電效應的解釋,一發出,讓物理學界感到了驚訝,一個名不見經傳的小職員竟然完美的解釋了光電效應。但是他們沒有想到,與光電效應相比相對論的橫空出世,卻讓物理學界經歷十級地震似的驚訝。
  • 愛因斯坦和牛頓對科學界的貢獻誰更勝一籌?
    牛頓與愛因斯坦都是物理學界的大神級人物,科學界流傳著「一牛二愛三麥」的說法,也就是說大多數人認為歷史排名牛頓第一,愛因斯坦第二。但是在這個問題上筆者認為是仁者見仁智者見智,畢竟他們的差距實在太小了。那麼他們都在什麼時代背景下作出什麼樣的科學成果呢?艾薩克 牛頓牛頓,1643年-1727年,牛頓所處的年代距離今天已經很久遠了。很多人不知道那時候的歐洲或者大不列顛島到底是怎麼樣的社會,歐洲正處於文藝復興後的大發展時期,而中國正處於清朝康熙年間,正是中國封建社會的頂峰。
  • 愛因斯坦為何說:「一切都是被安排好的」?他到底發現了什麼?
    愛因斯坦對於量子力學有著奠基的作用,尤其是前期的發展愛因斯坦做了很大的貢獻,但是後期愛因斯坦專心於自己的相對論,而量子力學的發展在另外一部分人的手中走向了新的方向。哥本哈根派對於量子力學有了全新的詮釋,他們認為微觀量子都是不確定的,或者說是處於疊加態的,只有觀測之後才坍塌成一種狀態。
  • 網友:為何近百年來科學上沒有重大發現,還能出一個愛因斯坦嗎?
    每一次物理學的巨變都不是偶然,而是前人把科學知識積累到一定程度後,因為量變引起的質變,自愛因斯坦以來,雖然部分物理學家在他的領域取得重大成就,但是都沒有達到牛頓和愛因斯坦時期的那樣巨變,或許我們這個時代的科學理論,還沒有達到質變的時候。
  • 愛因斯坦臨終前說了什麼?
    根據1983年,被曝光出來的「秘密檔案」資料可以看出,1932年底,即將移居美國的愛因斯坦已經受到了指控。由此,美國告知柏林領事館對愛因斯坦進行審查。隨後,在「面籤」的時候,愛因斯坦憤怒的質問:「這是什麼?是宗教法庭嗎?」隨後表示如果籤證在24小時之內拿不到手的話,美國之行就此取消,領事館這才將籤證發給愛因斯坦。此後,在美國生活的愛因斯坦,遭到了嚴密的監控。