從小開始學相對論和量子力學會怎麼樣?
現在相對論和量子物理對於一般人來說都很難懂,很大程度上是因為我們從小接觸的是牛頓的物理學框架,有的時候拐不過玩來。那如果從小開始學相對論和量子物理,從小培養這樣的思維方式,那會怎麼樣呢?世界觀會發生怎麼樣的變化?對量子物理的發展會不會有幫助?
因為數學跟不上,淪為民科
數學跟不上的物理就是玄學
初一買了一本以為是宇宙天體百科全書的《果殼中的宇宙》,然後就開始了與相對論的第一次接觸。你別問我懂不懂,我肯定不懂,但還是一字一句的認真的看了三遍(因為真的覺得太奇妙了)。從那以後我發現原來我們的世界並非是我們眼睛所看見的那樣,從那以後我發現原來光也可以打彎,從那以後我發現時間的形狀居然像個大菠蘿,從那以後我樹立了一個成為物理學家的夢想(雖然慘死在應試教育的洪流中,但時至今日我依然能為之心潮澎湃)我想說的是,無論你懂不懂它們,也許它們能為你提供一種全新的看待世界的角度,激發你在成長的過程中更多的對於世界,宇宙,生命,時間的思考
評論里有很多建議。
首先,有說牛頓力學也不好學的,建議這麼想的好好審題。沒有人要求你們牛頓力學學得多麼好,甚至不需要會微積分,高中物理能及格就行,就能滿足題中「從小接觸的是牛頓的物理學框架,有的時候拐不過玩來」的特點。同理,按題中的要求,也不需要把相對論量子力學學得多精,只要能幫助建立不一樣的世界觀就行。
然後就是大多人說的,數學跟不上。還有其它高票答案也持有同樣想法。我和上一點一樣反駁:牛頓力學裡微積分照樣是基礎,不會微積分你連橢圓軌道都推不出,但這不妨礙你建立牛頓力學世界觀;而建立相對論或量子力學世界觀,或許也不必學微分方程高等代數,由於未來科技帶來的體驗,加上適當的中學程度的學習,也許建立相對論或量子力學的世界觀並非難事。
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我覺得不一定不行。
我們說量子力學脫離經驗,牛頓力學符合經驗。可是牛頓力學大多也是在極端理想情況下才顯然,比如天體運動、光滑平面、彈性碰撞等。在非理想情況下,雖然不是不能用牛頓力學,但它的定律體現得並不顯然,因為有許多missing part是不處理的,比如耗散等,即使用牛頓力學處理也是訴諸許多微觀機制,這麼做和使用量子力學差別也不大。
換句話說,我們對牛頓力學的熟知,也有一個發展過程。把它硬生生加入一千年前的科學或哲學教育中,也許和你們想像中的給現在的兒童教授量子力學一樣荒誕。反過來說,以後給孩子教授量子力學,也許和現在教授牛頓力學相仿。大言不慚拿自己舉例子。小學自學完了初等數學,初二自學了微積分線性代數、大學物理那些東西以及相對論。
結果是並沒有什麼卵用,因為本來很普通,學完了也不會變成天才。
當今在世智商最高的十大天才 華裔陶哲軒列榜首陶哲軒,今年37歲,華裔澳洲人,其IQ得分為230。
不管這些消息是否真實準確,至少我們知道,有些差距是真的無法彌補的。
搞科研的人是已經經過重重篩選了,不會有能力不如你的人,不要妄想能像初中高中讀書時那樣不怎麼努力就能比別人成績好。
談到對世界觀的影響,高票答案已經說了,如果你不學數學而把相對論和量子力學當「哲學」來學,你就會變成民科。如果你像我一樣踏踏實實學過來,你能比別人多知道一些真相,看懂闖紅燈由於多普勒效應紅燈變綠燈之類的笑話,最重要的是明白物理規律有可能和常識相悖的道理。
所以說會有些用處吧,更早的接受科學訓練,掌握解決問題的方法,幫助自己處理事情時候能夠更加理性更加有條理?反正是不可能有翻天覆地的變化。人的經驗是衣食住行,看聽觸嗅,積累的。人活在宏觀的世界裡。
不建議從小就灌輸這些知識。
不知道題主有沒有被薛定諤的貓、EPR佯繆、單電子雙縫干涉實驗、祖母悖論這些給整的神經衰弱。
又有沒有因哥本哈根解釋、MWI理論、平行宇宙、M理論而懷疑自己的世界觀。
或者因觀察者、不死之身、奇點大爆炸的第一推動力等問題而覺得整個世界都瘋了。
物理學的路還有很長,我們無法解釋的東西還有很多,不完整的相對論和量子物理會得出許多非常「荒謬」的預言,連物理學家們都只能搬出上帝來解釋的問題,不能隨便去教小孩子。他們的世界觀應該是「經典」的。
繼續說這兩種理論難以理解的問題。
我覺得一般人不需要理解它們,不從事專業活動的話完全沒用。
而對於接受過大學物理教育的人來說,根本不存在理解的問題,學不好那是因為數學水平不夠,任何物理學理論都要經過嚴格的數學推導。所以對於想從事理論物理研究的人,學好數學才是關鍵。會學不懂
你兒子撞樹上了,哇哇大哭。你告訴他:不要哭,樹並不是你看到的這樣,樹是一個波函數,你也是波函數,世界上一切都不是真實的,你並沒有撞到樹上,是你的波函數和樹疊加和干涉了。你兒子會抑鬱的。相對論性量子力學的基本方程——狄拉克方程:
並沒有什麼用。人的理解能力也是需要慢慢積累知識來提高的。如果你的知識面沒達到,就算接觸早也沒用。
從小接觸牛頓力學並不是你後來學量子力學拐不過來彎的主要原因 懂吧 其實是智商了 如果從小就接觸量子力學 那麼現實生活你會一直拐不過彎 看你自己的選擇了
你會考上初中
等我拿我孩子做實驗,等其長大之後來知乎回答。
首先你得是扎克伯格然後,懂不懂量子力學不重要了
六歲就謝頂了。圖文無關。
相對論並不是依賴特定範式來闡述的理論,因此並不存在難以理解是因為接觸太晚這種可能。你覺得難以理解,也許是沒有人教你用正確的方式建立理論的框架。
量子力學在一定程度上必須依賴某些特定範式,接受了它的框架之後,學習和應用就比較快。不過在我看來,這也是沒有採用正確的方式教授知識的結果,或者說授課者、教材作者並未真正理解量子力學,只是背誦了它的要點。
相對論與量子力學的難以理解除了上面的原因,還有一個原因是它高度依賴抽象思維和數學直覺,人類並不天生具有抽象思維的能力,而數學直覺需要長期訓練。當然,讓中學生接觸一些基本的概念並非不可能,比如高維空間。小學生就算了,加減乘除還沒搞清楚呢。
提問者的關鍵問題在於存在「絕對正確」的物理理論相對論和量子力學,為什麼我們還需要學習相對不正確的經典理論。那麼,所謂不正確的理論的意義何在?
經典物理並沒有被科學家和理論學家所放棄,它們不過是作為更為一般概念的特殊情況(牛頓力學會做為相對論和量子力學的理論極限和推理依據),並且,除了極端關注前沿科技進展和理論推理,除去極少數的例子(高溫超導),經典理論對於日常發生事件和使用的裝置都能做出有效意義的推理和使用。
如果提問者能夠真正的在學習和使用量子物理和相對論,都能夠利用抽象的數學表達代換對應原理(及其類似於數學遊戲)得到它們在經典條件下的對應物我覺得不用急著否定。
你們誰小時候不知道牛頓的蘋果?不知道力?不知道機械決定論的一些基本觀念?力學三大基本定律什麼時候學的?微積分什麼時候學的?學明白了嗎?能證明微積分的數學基礎嗎?知道光速不變嗎?知道黑洞嗎?知道質量能轉化成能量嗎?知道時空彎曲嗎?知道黑洞嗎?
又不是培養天才少年,僅僅是「知道」,需要的不過是時間。
曾經牛頓驚天動地的結論,我們只當是平常。在不遠的未來,我們大概會把相對論與量子力學的基本觀念,當成是生活常識,講給我們的孩子。什麼是坐標?什麼是動量?什麼是哈密頓量?什麼是李群的生成元?
這些玩意都沒聽說過,怎麼學量子力學。。。先給樓主一句話:世界不是它本來的樣子,而是我們理解的樣子。相對論和量子力學都是物理學中的分支,個人認為從小開始學不太合適,因為這兩個分支都是上層分支,其下層應該是經典力學。如果你連基礎都沒打好,怎麼對更高一層作深刻的理解。換句話說就是感官認識都沒有怎麼去認識抽象的?學經典力學才知道,慣性系以及非慣性系,才知道參考系的選擇,以及相對運動的分析,然後進行一系列的深入理解並融合,才到了相對論的層級。知識的積累是循序漸進的,思維方式才可以是跳躍式的,不要搞混,不要本末倒置。如果對經典力學的掌握不到位,很難去理解相對論。量子物理也是一樣,你要先明白低速環境下宏觀物體的世界才能去研究微觀,明白物質的組成,分子間作用力,電子能級躍遷,能量守恆定律等等來支持你打到後期的量子力學。所以我們先學習光學、機械運動後學習電學、磁學是有道理的,都是抽象的後去認識。
第一次答題,希望對你有幫助。(*^__^*)
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