愛因斯坦憑啥那麼強?沒有他,科學或許倒退50年!

2017-11-04啟迪認識論17評

如果要問人類自古以來最偉大的科學家,或許只有牛頓和愛因斯坦才能爭奪第一,其他科學家也只有觀望的份!的確,牛頓和愛因斯坦都太偉大了。牛頓的出現把人們從無知的邊緣拉到了科學的大船上,此後牛頓力學這艘科學大船平穩行駛了200餘年,直到20世紀初才被以愛因斯坦和普朗克為首的科學家群體顛覆了一番!

早在牛頓力學統治的時代,人類沒有速度極限的概念,認為速度是可以無限疊加的,那麼光速在牛頓理論里可以無限大。但在19世紀後半葉,邁克耳遜莫雷實驗則表明光速居然是不變的。但是大部分科學家對這個實驗保持了沉默,如果承認了光速不變,那將從根基上動搖了牛頓力學的穩固性。但當時還沒有一個科學家可以站出來扛起推翻牛頓力學的大旗。隨後有一個名叫洛倫茲的科學家得出了不同慣性系下的洛倫茲變換方程組,其實這時候的洛倫茲距離相對論的發現已經觸手可及了。但是洛倫茲依舊沒有膽量去挑戰牛頓的權威性!

時間推移到1900年,歐洲科學家匯聚一堂召開了新世紀物理學大會,與會同時提出了物理學上的兩朵烏雲,一朵是黑體輻射問題,另一朵是光速問題。而這兩個問題的解決都動搖了牛頓力學的權威性,最早顛覆牛頓力學的人並不是愛因斯坦,而是普朗克。普朗克在這次大會上就提出了能量量子化的概念,從而讓人類第一次看到了量子力學的雛形!而就在20世紀初那幾年,愛因斯坦還不屬於科學群體,他只是瑞士專利局的一個小職員。但是這個時候的愛因斯坦對物理學上空的兩朵烏雲也有著自己的思考。他在1905年終於厚積薄發,連續發表了影響物理學進程的5篇劃時代論文。一篇名為《論動體的電動力學》奠定了狹義相對論,另一篇則是用量子的概念闡釋了光電效應,鞏固了舊量子理論,並為此獲得諾獎!

可以說,20世紀的物理學最偉大的兩大成就便是量子力學和相對論。而量子力學是眾多科學家合力的結果,相對論則更像是愛因斯坦憑一己之力建立起來的。儘管在量子力學領域,也凝聚著愛因斯坦的眾多貢獻。

我們知道,相對論分為《狹義相對論》和《廣義相對論》,它們分別於1905年和1916年被發表!在愛因斯坦發表《狹義相對論》之前就有光速不變的思想和洛倫茲變換了,那麼狹義相對論的出世也並不會太遠。可以說,沒有愛因斯坦,狹義相對論也會在1905年之後的幾年內被其他人發表,但是廣義相對論就完全不同了!狹義相對論是關於光速和時間本質的科學理論,在沒有被提出之前就有實驗基礎了。而愛因斯坦在隨後發現:自己的《狹義相對論》並不能解釋引力和非慣性系(加速體系),所以就開動了自己大腦,做了個思想實驗,並把相對論拓展到解釋引力的本質和非慣性系。廣義相對論明確指出,引力的本質就是空間的彎曲,並成功預言了引力波的存在。

我們知道,一般的科學理論是通過解釋和總結自然現象建立起來的。而在《廣義相對論》指出引力的本質就是時空彎曲的時候,並沒有任何觀測實驗作為支撐,也沒有除了愛因斯坦以外的其他人思考過這個問題。而愛因斯坦憑藉著自己超強的大腦硬生生的「猜」出了上帝的秘密,然後再去指導實驗來驗證自己的猜想,而這在科學史上幾乎是空前絕後的。引力波就完全是由愛因斯坦猜出來的,在此之前,沒有任何一個人思考過這個問題。我們如今發現了引力波,是因為我們在愛因斯坦的理論上刻意設計了實驗來尋找它。如果沒有愛因斯坦,人類或許至今都不知道引力波的存在。即便以後發現了引力波,也是通過觀察天文現象而得出的,而不是通過大腦想出來的!

這就是愛因斯坦的偉大之處,僅憑一顆超強大腦,強行推進人類科學進步50年!

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