相對論剛提出時,號稱全球能完全理解的人不超過十人,現在卻成爲理工科必修課程,是我們智商提高了嗎?

何心蕊


說句實話,就現在真正理解相對論精髓的人也不多。大學裡學習相對論,也僅僅是學點皮毛而已。都是用通俗易懂的例子給你講解一下,然後記住一些略去了推導過程的公式以及一些相對論預言。比如時間膨脹公式、時空扭曲等概念。而且很多人也就瞭解了點這些,然後就認為自己似乎是懂了愛因斯坦的相對論!



如果我給你一個愛因斯坦引力場方程,不讓你解,你能看懂我都服氣你:


這是一個二階非線性偏微分方程組,數學上想要求得方程的解是一件非常困難的事。愛因斯坦運用了很多近似方法才解出了部分解,從而得出了很多最初的預言。而黑洞、引力波等都是這個方程解出來預言的。我們現在影視劇常見當然黑洞-史瓦西黑洞,就是天文學家費勁解出來的一個解而已。所以,現在我們學習的相對論,都是經過科學家們千辛萬研讀相對論,然後費盡周折解方程,然後得到的最終結果而已。就像裡面男主角的女兒解的一個方程,經過了兩代人甚至進入黑洞才給解出來,然後利用解制造了反引力飛船幫助人類。



再說在愛因斯坦提出相對論的年代,很多科學家根本就不信愛因斯坦的相對論,認為是完全的“叛經離道”。再加上解愛因斯坦相對論方程是如此困難,所以幾乎沒有人願意費力不討好地去研究一個可能是錯誤的理論。故而,真正去研究相對論的人也是少數,所以能夠理解相對論的人就更少了。而我們現代人,則直接是接受到了別人的研究結果,當然學習的快了!


PhD肖


關於相對論有幾個人理解的說法主要有兩種,一種是全世界只有3個人理解;一種是隻有12個人理解(還有人在此基礎上添了半個人說是12.5個人理解,那0.5個人指周培源)。其實不論是3個還是12個人理解,都嚴重誇大了相對論的難度。

這兩種說法只有第一種說法有相對可靠的來源,不過也只是來自兩人的對話。有人對愛丁頓(就是那位驗證了廣義相對論的愛丁頓)說世界上只有三個人理解相對論,愛丁頓就是其中之一。愛丁頓似乎不認同,別人說愛丁頓是在謙虛,愛丁頓卻說“我想知道那第三個人是誰?”藉著愛丁頓的幽默,這個故事得以廣泛流傳,相對論也被傳的沒幾個人能懂。

相對論包括狹義相對論和廣義相對論,寫入《大學物理》教材成為理工科專業必修課程的是狹義相對論,狹義相對論比廣義相對論要簡單很多。費曼曾評價過相對論,大意就是任何一位大學物理專業的畢業生都能理解相對論。費曼的這一說法也得到了很多物理工作者的認同。物理專業的學生,只要認真學習,總能理解狹義相對論。狹義相對論章節在《大學物理》教材中也沒有佔據太大的篇幅,狹義相對論並沒有傳說中的那麼高深。

而廣義相對論就要複雜很多,需要的數學工具相對也更難一些。即使物理學專業,在大學階段也很可能沒有系統的學習廣義相對論,在研究生階段也只有部分專業會用到廣義相對論。廣義相對論只是學的人少一些而已,也並非全世界只有幾個人能懂。


刁博


一個理論剛剛被提出來的時候,由於大家的信息有限,能夠完全理解這個理論是有困難的。

比如相對論剛剛提出來的時候,可以說只有愛因斯坦一個人理解相對論,其他科學家,即便如普朗克、馬赫、彭加萊等那麼偉大也沒有完全理解這個理論的意義。

今天我們對相對論的理解,除了愛因斯坦的工作,還包括後續的一系列實驗及理論工作,這些都在幫助我們深化對相對論的理解。

發現紅移的哈勃。

比如哈勃紅移說明宇宙在擴大,這對我們理解宇宙是很有幫助的,而研究宇宙學必須用到廣義相對論。那麼自發現哈勃紅移以來我們對宇宙的研究就都對我們理解相對論有幫助。

這樣的例子,我們還可以舉很多很多。在物理學裡面,只要是後來證明是對的理論,甭管多難,學起來都是很容易的。但如果要你第一個構建出一個理論,哪怕像玻爾模型那麼簡單,換你回到上世紀初你也很難猜出來。

因為你作為局中人,只看到棋行一半的局面,決定下一個子往哪裡落,是很難的,甚至當我們走完正確的一手之後,我們有可能還是不確認自己是否下錯了。

下一半和下完對棋局下判斷能一樣嗎?

但如果一盤棋已經下完(類比理論已經牢固建立),我們看著整盤棋評點哪一手是關鍵總是容易的。

當然,反過來說正是因為我們佔有更多信息,看到更多棋局,我們今天對相對論的理解很可能已經超過了愛因斯坦呢。


物理思維


先說一個故事:

從前,有一隻猴子要學人去砍柴。於是它拿著一把砍柴刀去砍樹,幾天後柴刀越來越鈍,連小樹也砍不斷。它便去請教砍柴人:“老師傅,請您告訴我,您的刀為何那麼鋒利?”砍柴人說:“我的刀在石頭上磨過哇!”

“磨過就行了嗎?”猴子半信半疑地問.

“對, 磨過就行了.”

猴子高興地跑回去,拿起刀就在石頭上磨起來,它磨了一會,就去試一下,感覺不像老師傅說的那樣越磨越鋒利,於是再拿去磨,結果越磨越鈍,它拿去再砍樹,就更加砍不動了。

猴子想:我已經學了別人的經驗還是沒有成功,要麼就是經驗不可靠,要麼就是這把刀有問題,猴子下結論。

這是一個《猴子磨刀》的故事,猴子向別人學習了磨刀經驗,卻因為沒有真正理解其中的含義,結果失敗了。

在現實生活中,我們是否能夠真正理解別人話中的意思麼?

很多時候我們以為我們知道了,事實上我們一點都不知道。

現在言歸正傳,很多人都在談相對論,你確定你真的理解相對論了?



知天命513652050


等你找到一個18歲就能發表相對論學術論文、編寫百科全書相對論專題的人我們再來談智商提高問題←_←

在100年前,對,就是1918年,廣義相對論提出後的第三年,18歲的泡利在“高考”後的假期發表了一篇廣義相對論的專業論文,次年又寫了兩篇廣義相對論的相關論文,批駁了外爾的引力理論。並接受導師索末菲的任務編寫德國數理百科全書的相對論專題,一共編寫了兩百多頁在21歲時完成並正式發表,隨機成為廣義相對論的學術權威,這一年泡利21歲。。。。



你要是現在能找出一個21歲的相對論學術權威我們再來討論是不是現在智商提高的問題┐(´-`)┌

實際上在廣義相對論剛提出時,物理界能看懂的人確實不多,但這不是因為智商不夠,而是他們都沒學過黎曼幾何這個廣義相對論的數學基礎。因為在廣義相對論之前,黎曼幾何從來沒有應用於物理方面,物理學家都沒必要學它。而廣義相對論剛提出時尚待驗證,很多人也沒有打算馬上去學習黎曼幾何,所以搞不懂廣義相對論很正常,但把這歸咎於智商不足就不對了。


星宇飄零2099


這裡的相對論應是特指廣義相對論。因為就狹義相對論來說,在狹義相對論尚未提出以前,人們已經有所瞭解,愛因斯坦在之前的基礎之上,提出了狹義相對論,而廣義相對論不是,完全是愛因斯坦的思維智慧的昇華。

當時確實沒幾個人理解愛因斯坦的廣義相對論,直到1919年,著名的物理學家愛丁頓發現了太陽的重力可以使遠行過來的光線發生彎曲、偏折,愛丁頓的這一發現立刻被報道出來,受到了更多人的關注。

再來說說愛丁頓這位科學家,他第一個提出了恆星的能源來自於核聚變,他第一個向世界宣講愛因斯坦的相對論理論。

後來,世界範圍內的物理學家都開始研究廣義相對論,但苦於研究廣義相對論的工具太難了,研究廣義相對論所用到的數學工具在當時來說很冷門且很難,於是,物理學家又回過頭來先學習張量分析、微分幾何、黎曼曲率等在當時有點冷門的數學分支學科。

經過了物理學家數十年的研究,可以說,就現在來看,人們對於廣義相對論的研究成果與理解是要超過愛因斯坦他本人的理解的。經過了那麼多年的解讀,廣義相對論已不再晦澀難懂,正如那句話所說的一樣,“一個好的物理理論,在100年後,看起來一定是通俗易懂的。”


一枚遊戲科幻迷


光速不變是相對論的核心思想,光速是速度中一種,什麼叫速度,速度是單位時間經過的距離,例如火車1小時行駛50公里,當時間過一小時,火車由原點移動到50公里距離處。寫成式子,火車速度50公里x1小時=50公里/小時。這裡使用的是公元日曆時間。 光速可表示: 1、當時間還沒有加入,即時間為零。式子光速x0時間=0光速/0時間。 2、當時間用1秒作單位時間,式子光速x1秒=光速/秒。 3、當時間用1年作單位時間,式子光速x1年=光速/年。 ⋯⋯。 為認識時間與速度的關係,寫出幾個式子:在式子中用1小時作單位時間,1、飛機速度x1小時=飛機速度/1小時。2、火車速度x1小時=火車速度/1小時。3、汽車速度x1小時=汽車速度/1小時。4、自行車速度x1小時=自行車速度/1小時。5、人行走速度x1小時=人行走速度/1小時。由以上5式可以看出,單位時間1小時是共有的,核心的,穩定的。是屬於本質的東西,而速度是多變的,表面的,屬於現象的東西。單位時間沒有發生變化,而速度不斷變化。 我們再看單一交通工具速度的變化,例如火車:速度10公里x1小時,速度20公里x1小時,速度30公里x1小時,速度40公里x1小時,速度50公里x1小時,⋯⋯,速度一直在加快,單位時間仍然不變。 光速不變就是將現像的速度作為核心,將不變的時間核心變成可變的現像,是與客觀事實存在不符的學說。

如果有速度不變這件事,火車的行駛不用燒煤,用電。即速度與動力有關聯,我們就可以看到太陽光與地球的關係,如果光速不變,也可以認為其動力能量不變,在地球上有四季存在,有熱帶,溫帶,北極,南極,不同的氣候,但這些不同的氣候都是由同一光源太陽的作用下形成,其發生都與太陽的位置有關,太陽光與地球遠近,直射,斜射,都影響著地球的溫度,春,夏,秋,冬,在地球上溫度的變化,這些變化都與光在地球上的作用有關,光速不變那麼太陽與地球的位置改變,也不會使地球上有四季的發生,這顯然與客觀事實不合。說明光遠,近距離產生的能量不同,依據火車動能與速度的關係,速度也不同,有文章說夏天只要是太陽光直射,也說明太陽光直射與斜射的不同,這些都與力學的原理一樣,力的作用點,距離,方向的不同。產生力的作用也不同。


717wang



愛因斯坦相對論完全是在解釋邁克爾遜一一莫雷實驗而提出光速不變原理上提出的純理論推導。不是科學家不理解這套理論,而是支持這套理論的只有邁克爾——莫雷實驗,而理論中的“尺縮效應”、“鐘慢效應”、“引力波效應”等等推論均無實驗支持(當時的實驗條件不可能作出驗證),所以科學界“不感興趣”,愛因斯坦也因此沒有因相對論的提出而獲諾貝爾獎。愛因斯坦的諾貝爾獎是一個在科學史上比相對論差幾個數量級的光電效應實驗而獲得。有一個笑話講給大家聽聽,從這個笑話中你會知道當時科學界對愛因斯坦相對論的重視程度。愛因斯坦的司機常與愛因斯坦一起去學術廳聽愛因斯坦講相對論。一日,又有一個學術團體邀請愛因斯坦去講相對論,到目的地後愛因斯坦覺得很疲倦,司機說,你在車裡歇著,我去看看。司機走到講臺上就學著愛因斯坦平時的講演大講了一通相對論,聽得臺下的學者矇頭蒙腦。後來,有聽眾提問,犯難的司機說,你們等等,我去把我司機叫來給你們解答,我想休息會兒。哈哈故事講完了。結論:你不想去學習,真懂相對論的可能不到十人,但只要你想學,司機都學得懂。



沈大哥


答:那是因為人類的知識體系在不斷地增長當中。你以為可以像1000年前那樣,看過幾何原本就是數學家?知道勾股定理就是工程師啊!現在這些都是中學生的內容。


人類的知識體系在不斷地增長當中,知識的學習是容易的,但是知識的創造是很難的。

在現代人當中,很多人都可以通過學習來掌握微積分知識,但真正有能力創造新知識的人卻不多。




相對論的基本概念,對於一個足夠優秀的中學生就能掌握,但是在相對論剛誕生之時,只是極少數天才才能理解相對論,這並不是說現在能掌握相對論的都是天才,而是我們人類的整個知識體系在提升。



就如日心說是現在每個人的常識,但是在哥白尼之前,人們都認為地球才是宇宙的中心。

可是,人類消化新知識的速度是非常緩慢的,牛頓力學利用了200多年才達到巔峰;量子力學和相對論至今都還在探索研究當中。


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艾伯史密斯


首先說兩點作為開篇:

  • 即使現在相對論成為理工科必修課程,但是真正理解相對論的可能也很少,最多就是看質能方程,時間膨脹,尺縮效應這幾個狹義相對論的推論公式能看懂。但是至於怎樣來的或者是為什麼這樣大多數人都會是一知半解;而對於廣義相對論更不必說,只是聽別人說時空彎曲了,至於過程和為什麼也不會很瞭解;


  • 相對論剛發表時,正是經典物理學統治的天下,牛頓的絕對時空觀深入人心。突然就出現了這樣一個理論,說時間是相對論、說光速是不變的、說時空是彎曲的。當時的背景下主要是人們不願意去相信相對論,認為這個理論是“離經叛道”的,所以說相對論剛提出時很少有人理解也不足為奇,因為人們就不相信。

相對論剛提出後是不太被接受的,直到他通過理論預言了光線偏折以後,並不成功證明。觀測值與預言值相差無幾。至此之後愛因斯坦才名聲大噪。而最近的引力波被成功觀測到,廣義相對論的最後一個預言已經被證實。現在相對論已經是被大多數人接受並認為是正確的。

舉一個簡單的粒子,現在課程中授的相對論就像是愛因斯坦告訴你怎樣去畫一個圓;而當時相對論提出後那幾個完全理解相對論的人可能是理解了愛因斯坦這個圓為什麼要這樣畫。所以題中的說法並不能證明,現在我們的智商提高了。而事實是隨著時間、生活水平等等因素,我們的大腦利用率可能越來越高,這也是一種趨勢。


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