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為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

作者:宇宙怪談

網絡上确實有這種聲音,基礎實體學已經很長時間沒有取得突破了,于是就認為相對論可能誤導了實體學界,進而導緻基礎實體學停滞不前。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

這裡我想說一句:一切皆有可能。确實存在相對論誤導實體學界的可能性,但即便真的如此,我們也不能否認過去的一百多年時間裡,相對論極大地指導了現代實體學的發展,而不是誤導。

同時,即便相對論被最終證明是“錯誤”的,我們也不能說相對論誤導了實體學界,這裡就牽扯到了科學的本質,後面會詳細講解。

先說說相對論的相關證據,有很多證據表明相對論的正确性。

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比如說,邁克爾遜莫雷實驗,雖然這個實驗的初衷并不是證明光速不變,但結果恰恰指向了光速不變,也是相對論的間接證據。

還有,科學家在實驗中證明了光在任何慣性系下運動的時間都是相同的。

第三,原子鐘在運動狀态下的頻率完全符合狹義相對論的表述,明顯地展現出了時間膨脹效應,也就是說時間是相對的。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

以上都是狹義相對論的相關證據,廣義相對論的證據也有很多,比如說水星軌道近日點歲差觀測,也就是水星進動問題。

還有,科學家們觀測到光經過太陽附近時會發生扭曲,光的引力紅移等現象都是廣義相對論的有力證據。

同時,廣義相對論很早就預測出了黑洞這種神秘天體的存在,而天文學家也真的在2019年拍攝到了黑洞的首張照片。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

相對論在哪些方面推動了實體學的發展呢?對于普通的吃瓜群衆來講,确實沒有多少機會和管道去了解,這裡也隻是簡單地列舉幾個方面。

在力學方面,最直接的展現就是質能方程。

在電磁學領域,狹義相對論為電場在不同慣性系之間的轉換提供了近乎完美的規則。

在量子力學領域,狹義相對論已經與量子力學完美結合,進而誕生了新的理論,比如說量子電動力學,還有後來建構出來的相對論波動方程,也就是狄拉克方程,該方程預測了正電子的存在。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

廣義相對論的推動作用也很明顯,直接導緻了引力波天文學的誕生,同時還涉及到了天體實體學,天文宇宙學等很多領域,具體展現在很多領域的研究。

比如說,引力引發的時間膨脹,光線彎曲,引力波,測地線進動,軌道衰減,引力透鏡效應,黑洞以及其他天體的預測,還有宇宙模型的建立等,都離不開廣義相對論。

當然,在我們日常生活中,相對論的作用也無處不在。我們日常生活離不開的導航系統,就需要利用相對論充分考慮到時間膨脹對導航系統的影響。還有電子顯微鏡和粒子加速器等儀器,都需要考慮到相對論效應,否則這些儀器都将失效。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

說了這麼多,可能你還不服氣,無論如何都不相信相對論。沒關系,我也不是相對論的專家,不會去強迫你接受相對論,說實話我對相對論的了解也談不上有多全面,下面就換一種思維方式來解讀相對論。

也就是對科學本質的解讀,文章開頭也提到了這點。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

科學的本質是什麼?面對這個問題,可能很多人會一臉懵逼。通俗來講,科學的本質其實就是假設,所謂“大膽假設,小心求證”就是對任何科學理論的最好描述。

任何科學理論都是建立在假設的基礎上推導出來的,當然,這裡的假設并不是拍腦門自己臆想出來的假設,而是建立在對客觀世界不斷觀察和大量實驗基礎上進行的假設,符合最終的實驗結果。

就拿牛頓經典力學來講,它是正确的嗎?

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

隻能說,在時速和低引力世界,牛頓經典力學是正确的,但這種“正确”而已是相對的,嚴格來講,即便是在我們生活的低速世界,牛頓經典力學也是“錯誤”的,但誤差非常微小,以至于完全可以忽略不計,不會對我們生活有什麼影響。

為什麼牛頓經典力學是“錯誤”的?因為牛頓經典力學是建立在絕對時空觀基礎上的理論,而我們所在的時空并不是絕對的,而是相對的。

這就是局限性的直接展現,任何時代都有無法突破的局限性,牛頓時代根本不可能突破絕對時空觀的束縛。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

既然,牛頓經典力學是“錯誤”的,理論上錯誤的東西肯定會誤導實體學的發展,但事實上呢?牛頓經典力學與相對論一樣,都極大地推動了人類實體學的發展。

如果非說誤導的話,也不是一點沒有。在19世紀末20世紀初,牛頓的絕對時空觀思想确實在一定程度上束縛了實體學家們的思維,不然相對論可能會早幾年就誕生了。

而相對論是以四維時空為背景,相對論适用于四維時空。理論上講,如果真的存在高次元時空,相對論可能就不再适用了。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

也就是說,與“牛頓經典力學在高速世界是錯誤的”一樣,相對論在高次元空間也可能是“錯誤的”。

但即便如此,我們也不能說相對論就是錯誤的,正如直到今天我們也不會說“牛頓經典力學是錯誤的”,事實上統治我們日常生活的反倒仍舊是牛頓力學,而不是相對論,原因很簡單,因為我們生活在低速世界。

為什麼基礎實體停滞不前?難道愛因斯坦的相對論誤導了實體學界?

是以,如果将來某天科學家發現了高次元時空存在的證據,并建立起了更高一級的實體定律來描述高次元世界,而相對論隻是更高一級的實體定律在四維時空的特例,我們也不能說相對論就是錯誤的。

原因很簡單,我們就是生活在四維時空!

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