03.03 為什麼物理學近百年都沒有重大突破了?

想飛起來的毛毛蟲


根據樓主的描述,所謂的物理學應該指的是基礎物理領域。但這個問題非常的複雜,很難用一句話兩句話來說清楚,需要逐步的進行展開!

第一、物理學近百年都沒有重大突破到底正不正常?答:這種現象看似不正常,實則符合事物發展的基本規律。

不管是物理學還是其它任何學問,要想取得重大的革命性的突破,都必須擁有必要的先決條件,和遵循事物發展的基本規律。

一、必要的先決條件:要有充分的歷史積澱。以萬有引力為例,雖然確實是出自牛頓之手,但客觀而言,在牛頓之前其他科學家已經對萬有引力有了一定的研究。如哥白尼、伽利略、開普勒、惠更新、胡克等,他們在各自的領域都先後發現了引力的存在,只不過沒有進行整合、歸納,形成系統性的理論,從而給了牛頓臨門一腳的機會。不管牛頓爵爺承不承認站在巨人肩上,但就客觀歷史而言,他確實是站在這些巨人的肩上成就了自己的偉大。沒有這些人的前期積澱,牛頓不可能憑空取得成功。

二、事物的基本發展規律:越到深水區所需的時間越長,所要克服的困難就越多。這很好理解,萬事萬物都是如此。就拿飛機制造為例,在100多年前,連大學學歷都沒有的萊特兄弟憑藉錘子、釘子、木材就發明了飛機;但隨著飛機制造逐漸進入高、精、尖領域,為了飛的更高、飛的更快更安全。現代飛機制造覆蓋空氣動力學、材料學、工程力學、熱力學等幾十個學科,已經到了沒有高精尖人才,沒有雄厚經濟基礎,沒有嚴苛的工程技術,沒有長時間的積累而不能的地步。這也是在二戰之後能造飛機的國家越來越少的原因。

第二、為什麼物理學近百年都沒有重大突破?答:缺乏充分的歷史積澱,需要克服的困難太多!

明白了以上的兩個問題就很好解釋了。先說歷史積澱,現代物理學的兩大支柱是以愛因斯坦相對論為代表的宏觀物理,和以泡利、海森堡等為代表的量子力學微觀物理。這兩大物理支柱,從提出到如今雖然過去了100多年,人人也都知道統一相對論和量子力學會給現代物理帶來革命性的變化,但由於人類直到今天對這兩大理論還缺乏足夠的瞭解,也沒有充分的進行驗證,現代物理實際還處於對兩大理論的研究和印證階段,因此很難進行下一階段的創新。以愛因斯坦的相對論為例,人類在2019年也是剛剛拍攝到了黑洞的照片,還處在兩大理論的門內。

其次從發展規律來說,還以今年的黑洞照片為例,為了得到這張照片,天文學家動用了遍佈全球的8個毫米/亞毫米波射電望遠鏡,組成了一個所謂的“事件視界望遠鏡”。從2017年4月5日起,這8座射電望遠鏡連續進行了數天的聯合觀測,隨後又經過2年的數據分析才得到這張模糊的照片。這還只是基礎物理領域極微小的一個點,從大型粒子對撞機到引力波測量設備,從巨型天文望遠鏡到巨型計算機,基礎物理發展到今天,投入已經越來越大,所需的科技含量越來越高,所花費的時間也越來越長,運氣所佔的成分也越來越小。

第三、基礎物理有沒有從其他方面取得突破的可能?答:有,天才的出現!

雖然客觀而言基礎物理發展到今天,靠運氣取得突破的概率已經越來越小,但也並非完全不可能。在科學史上牛頓被稱為千年一遇的奇才;愛因斯坦的相對論被稱為21世紀的理論。他們成就的取得固然是歷史的必然,但也有一定的運氣和概率原因。即便是在21世紀,在基礎物理發展到今天,也並不排除有某位天才的出現,將基礎物理向前再推一步。何況隨著人類科技的發展,教育水平的提高,每個普通人都有可能成為這個天才,這就為下次科技爆炸提供了無限的可能!

對於每個科學愛好者而言,我們只期待這個天才快點出現,快點出現!

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