如果艾薩克·牛頓回來了,他能理解現代物理學嗎?

2020-08-10 天文在線

儘管我無意高估牛頓,也並不想低估愛因斯坦或海森堡,但我認為牛頓是足以改變當今物理學的人。牛頓當然能夠理解現代物理學。即使我能理解很多東西,但我的智力與當今最聰明的科學家相比,也只不過是九牛一毛。當然,與牛頓的智力相比,我的智力是微不足道的。所以,我所能夠理解的現代物理學,他自然也能理解。

但除此之外,我認為他會再次站在巨人的肩膀上,看到一些我們無法理解的東西。我在閱讀牛頓的一些作品節選時,驚訝地發現他的思想異常深刻。牛頓的光理論就是其中一例。雖然與波動理論相比,微粒理論顯然存在錯誤,但牛頓一定清楚其理論中存在的所有問題。牛頓在其他方面也有著深刻見解。他曾寫到,也許每個粒子都有一個單獨的概率,要麼被折射,要麼被反射。從本質上說,這屬於量子力學的觀點。我並不是說他在300年前就發現了量子力學,我只是說他的邏輯十分強勢,他認為粒子和波統一的觀點會導致某種概率描述。對我來說,他的想法實在天才。

圖 1牛頓著作《自然哲學的數學原理》

雖然從這個角度來說,牛頓是個例外,但我認為還有幾位科學家擁有與牛頓不相上下的智力:拉格朗日、拉普拉斯、麥克斯韋、愛因斯坦以及狄拉克。事實上,我認為愛因斯坦的廣義相對論的發現是唯一可與牛頓力學相媲美的成就。我知道量子力學也是一個可稱為奇蹟的發現,但對我來說,它還算不上真知灼見,只能算是人類想知道的與自然允許人類知道的二者之間的妥協(我說的自然可不是同名雜誌)。另一方面,廣義相對論對我來說就像《啟示錄》一樣。第一次聽說它的時候,我就被其深深吸引,並由此決定了我的職業生涯。

另一方面,儘管愛因斯坦是量子力學和量子場論的創始人之一,但他卻無法理解量子力學和量子場論的進展。他甚至不願意接受黑洞的存在,因而錯過了預測宇宙膨脹的機會。

愛因斯坦這樣做的原因其實不難理解:當人們長大後,會開始分析別人的觀點,批判性地思考「他們」告訴自己的任何事情。如果是和我一樣的普通人,發現自己的弱點後,什麼事都不會發生。但如果是愛因斯坦或牛頓發現了自己的弱點,世界就會因此改變。然而,在這種情況下,人們會形成自己的偏見和思維框架。在某種程度上,這些偏見和思維框架很難擺脫。因此,儘管愛因斯坦在古典物理學方面非常具有革命性,但他也因為自己的偏見而不能接受新發現和理論。

回到牛頓,如果牛頓在他60歲時出現在我們這個時代,改變並不會太大。以牛頓的智慧,他能夠理解廣義相對論,欣賞到利用相對論解決自己的引力理論奧秘的優雅。他也將能夠理解量子力學,以及量子力學如何解決波與粒子之間的衝突。其間,他還會解決一些千禧年的問題,證明微分幾何和泛函分析中的許多定理,展示弦理論的有限性,並將扭曲理論推廣到彎曲時空。但他永遠不會接受目前對宇宙的理解。

另一方面,如果現在誕生一個像牛頓那樣有智慧的人,他能夠不帶有任何偏見,且頭腦清醒,或許我們可以在物理學中見證真正的奇蹟。

但也許我錯了,自然如此複雜抽象,我們無法用任何智力去理解它。

原因很簡單:從別人那裡學習方法比自己用整塊布料做東西要簡單幾個數量級。

當我們自己創造某樣東西的時候,會經歷很多的死胡同,直到找到一個可行的方法。

在沒有任何物體是接近無摩擦環境的世界中,能夠提出F = MA這一定理的人來到雷射幹涉測量的世界,會因E = MC^2而困惑不已,這種想法無疑最為傲慢。

弦理論最大的延伸是多維非歐幾裡得地貌學。但牛頓通過考慮炮彈軌跡來假設萬有引力,隨後又發明了微積分來計算行星的軌跡,他當然可以弄明白這一點。

牛頓發明微積分的速度比大多數人在大學裡學習微積分的速度都要快。在大學中,微積分是通過書本、教授和成績掛鈎的方式灌輸給學生的,而牛頓則把微積分作為一個編外項目的副項目發明了出來。也就是說,他的工作不需要他去研究天體力學。這只是個編外項目。在這個項目的研究過程中,他發明了微積分,而且所花時間比今天最聰明的學生學習微積分的時間還要少。

作者: quora

FY: 陳聰

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    新東方網>英語>英語學習>英語閱讀>英美文化>正文英國歷史人物介紹:艾薩克•牛頓(雙語) 2013-08-09 23:12 來源:滬江英語 作者:
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