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相對論和量子力學並非終點,但時隔100年,物理學為何再沒突破?

2024-08-19辟謠

相對論和量子力學的出現,將人類對世界的認知帶入了一個新的階段。

但我們也知道,相對論也好,量子力學也罷,它們都不是物理學的終點,既然不是終點,未來就一定還會出現更大的突破。遺憾的是,在過去100年的時間裏,人們也沒有等來新的突破,這又是為什麽呢?要解答這個問題,我們先要來思考另一個問題,即科學理論是如何誕生的?表面上看起來,科學理論是源自理論科學家的大腦,但實則不然,如果一種理論只是純粹地透過思辨方式思考而出,那它就是哲學,而非科學。

一種科學理論的誕生首先必須是源自「觀察」,也就是必須以所觀察到的事實為基礎。

古人為何沒有辦法準確地認知世界?因為肉眼存在著很大的局限性。視覺是人的主要感官,也是人類認識世界的最主要手段,而視覺本身是依靠光為媒介來感知世界的,但並非所有的光,人類都可以看見。人類能夠看到的光被稱為「可見光」,而可見光只占電磁光譜的一部份,既然沒有辦法看到世界的全貌,自然也就沒有辦法準確地認知世界。

牛頓力學體系的建立被視為現代科學誕生的標誌,但同時我們也知道,牛頓的理論只是宏觀低速環境下的一種特例,而並非真正的世界規律。

但這絲毫不能磨滅牛頓在理論科學界的地位,這是因為兩點。第一,我們所生活的環境就是宏觀低速的,所以牛頓的理論幾乎可以解決我們身邊的一切問題,即便是在航天航空領域,萬有重力公式也已經完全夠用了。第二,牛頓已經把他所能觀察到的世界思考到了極致。在牛頓的時代,受制於觀測技術的限制,他無法看到奇妙的微觀粒子,也無法親身領略亞光速和強重力環境所帶來的變化,自然無法產生與之相匹配的思考。

後來,隨著科學技術的飛速發展,人類對於世界的觀測水平逐漸提升,微小的量子世界和亞光速環境都呈現在了眼前,人們才發現牛頓的理論不再適用了,於是才開始了新的思考。

正是在這樣的背景之下,相對論和量子力學才應運而生了。相對論無疑是對萬有重力的一次顛覆,但它可以完美地計算出水星進動,相比之下,只適用於宏觀低速環境的萬有重力公式則出現了極大的誤差。這讓人們不得不以新的視角重新審視這個世界,從此,人類由牛頓的時代跨入了愛因史坦的世界。

相比相對論,量子力學對於人類認知的顛覆更大,人們難以理解,卻又不得不承認它是正確的。

相對論和量子力學無疑是偉大的,但我們也必須看到,這些偉大理論的誕生並不是源於空想,而是基於實實在在的觀察。為什麽時隔100年,物理學都沒有出現新的重大突破?原因也在於此。在現有的科學技術之下,人類想看到的,已經全都看到了,如果想看到新的東西,就必須要有更精密的儀器,比如對撞機。

建造一台大型對撞機是一項巨大的工程且耗資甚巨,即便如此,建成之後也未必能夠取得什麽有價值的收獲,這讓很多國家望而卻步。

現在這個時代,一個科學家憑借一些自制的簡單儀器和深入的思考就可以誕生一種偉大的理論,這種事情已經不存在了,科學家需要新的觀察結果,才能產生新的思考,而新的觀察結果誕生太過困難,所以物理學也難以從根本上出現突破。