愛因斯坦為什麼能在「不少人認為,物理學理論已經接近完成,今後最多在數值測定上在小數點後面加上幾個數字」的時代里顛覆牛頓的理論?

以洛倫茲(Lorentz)為代表的老一輩物理學家採取補牛頓理論漏洞的辦法,提出各色各樣的假設,結果漏洞越補越多

普朗克在青年時就有人勸告他不要學物理,因為物理學已到了頭,沒有發展前途了。

結果是普朗克舉薦了愛因斯坦,使愛因斯坦在科學家嶄露頭角。

當真是於無聲處聽驚雷啊。


推薦所有心中還有這個疑問的朋友看一下《量子物理史話》

這個問題很有趣,因為在牛頓力學之後,牛頓理論對我們的世界,我們的宇宙解釋的是如此完美。

我相信即使沒有量子物理的發展,人類也能夠在50年代把火箭發射到外太空去。

因為,那個牛頓力學就足夠了。

而且牛頓力學符合「物理學」原教旨主義的那種完美定義,它精確,它可以預測,它能夠漂亮的描述物質的道理。

而且,在人類發展出量子物理之前,似乎也沒辦法去接觸到量子物理那許多今天看來仍然顯得異常奇怪的問題。連問題在哪兒都不知道,人類是如何發現量子物理的門縫的呢?

這就是光。

光是一個在人類社會還沒有誕生物理學的年代就被人類所觀察到和認知的東西。

伴隨著千年來人類科學的進步,人類對於光的觀察和研究也在逐步進化。

前面說道牛頓力學非常完美,然而牛頓力學這一塊寬廣完美的天幕,就有那麼一絲縫隙,這一條縫就是光。

牛頓力學是如此清晰完整的解釋了一切物體運動的規律(好吧,現在我們明白,這個「一切物體」實際上是指的一切宏觀低速物體),但是就是沒辦法解釋光是什麼。

人類物理的進化史中一直在不斷的解決一個又一個人類未知的難題或者不曾想明白的物理現象,但是上千年來,人們天天看到光,用著光來觀察世界和在光亮的普照下寫下一個個物理公式,但是人類就是無法真正的搞清楚光是什麼。

特別是當電磁學被建立,麥克斯韋方程被發現之後,人類對於光的認識再次陷入了巨大的爭論之中。今天即使是一個高中生也知道光有波粒二相性,雖然可能很多高中生乃至大學生並不理解什麼叫「波粒二相性」,但是大家總是知道光既是波,也是粒子。這種矛盾讓經典的牛頓力學,乃至所有經典的物理思維都裝上了一堵巨大的牆壁。

所有物理學家都在研究光的時候,發現了許多常識所不能解釋的奇異現象。

起初一些物理學家認為可能是誤差干擾導致。然而事實卻是,實驗越精確,試驗結果越「離譜」。

根據福爾摩斯的名言:「當排除掉一切不可能的原因後,剩下的解釋哪怕再離譜,那也是唯一正確的可能。」

這個可能就是,在牛頓力學之外,有驚天的秘密等著波爾、愛因斯坦、普朗克、海森堡、泡利等等等等那個時代的物理學精英們去發現。

這個秘密是如此的鬼神莫測,又是如此的精妙絕倫,造就了20世紀上半葉史無前例的物理學大爆炸,並引發了整個物理學和哲學界的大地震。

在和宇宙誕生之時就產生的光的指引下,人類終於發現了這個從未涉足的神秘花園的門縫。

20世紀上半葉的物理學家們是幸運的,他們集體推開了這扇大門,看到了一個人類從來未曾覬覦的物理學神秘花園。

所以說,回答題主的問題,為什麼他們能夠在那樣一個物理學似乎走到盡頭的年代裡顛覆了物理學?

因為,上帝說:「要有光!」


也可能就是一種信仰——人類的智慧與自然和宇宙的奧秘相比,實在是微不足道;永遠不要因自己對自然界所取得的(在自己看來很可能是極其偉大的)成就而狂妄自大甚至被沖昏了頭腦;永遠謙虛,虔誠地探索更多隱藏著的秘密。


現在也有人認為物理學理論接近完成了,只要再弄些高能對撞機撞撞就行了。


普朗克自己傻而已。牛頓時代的物理是一個體系,實際上到了理論物理的哈密頓函數就已經完備了。

但是牛頓物理並沒有考慮超大尺度和超小尺度問題,前者對應天文學和電磁學,後者對應粒子理論,實際上都在牛頓力學的範圍外。在此之前,這兩個領域都還沒有實驗基礎(因為需要傳統物理的發展才能發明相應的測量工具)所以沒人注意而已。

愛因斯坦除了相對論以外,光電效應和布朗運動都是想辦法把宏觀和微觀結合起來。

其實就算是在傳統物理領域,比如混沌理論、團簇等都是舊領域無法包含的,因為這需要新的數學工具。物理學的這種狂妄其實也和當時數學界的大一統理論有關。但是哥德爾不完全定律發現後,物理學完備的虛假底氣也被戳破了。

簡單而言,當時物理學的數學和數據都缺乏,自然不會看到巨大的前景還在前面。


經典物理學就今天來講也是漏洞百出的。


額~樓主說愛因斯坦顛覆牛頓的理論,這句話愛因斯坦從沒說過也不會認同這個觀點!請不要說顛覆!


建議樓主看一本書,托馬斯·庫恩《科學革命的結構》


有人在,一切就沒有盡頭。是悲觀,也是樂觀。


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