03.03 为什么物理学近百年都没有重大突破了?

想飞起来的毛毛虫


根据楼主的描述,所谓的物理学应该指的是基础物理领域。但这个问题非常的复杂,很难用一句话两句话来说清楚,需要逐步的进行展开!

第一、物理学近百年都没有重大突破到底正不正常?答:这种现象看似不正常,实则符合事物发展的基本规律。

不管是物理学还是其它任何学问,要想取得重大的革命性的突破,都必须拥有必要的先决条件,和遵循事物发展的基本规律。

一、必要的先决条件:要有充分的历史积淀。以万有引力为例,虽然确实是出自牛顿之手,但客观而言,在牛顿之前其他科学家已经对万有引力有了一定的研究。如哥白尼、伽利略、开普勒、惠更新、胡克等,他们在各自的领域都先后发现了引力的存在,只不过没有进行整合、归纳,形成系统性的理论,从而给了牛顿临门一脚的机会。不管牛顿爵爷承不承认站在巨人肩上,但就客观历史而言,他确实是站在这些巨人的肩上成就了自己的伟大。没有这些人的前期积淀,牛顿不可能凭空取得成功。

二、事物的基本发展规律:越到深水区所需的时间越长,所要克服的困难就越多。这很好理解,万事万物都是如此。就拿飞机制造为例,在100多年前,连大学学历都没有的莱特兄弟凭借锤子、钉子、木材就发明了飞机;但随着飞机制造逐渐进入高、精、尖领域,为了飞的更高、飞的更快更安全。现代飞机制造覆盖空气动力学、材料学、工程力学、热力学等几十个学科,已经到了没有高精尖人才,没有雄厚经济基础,没有严苛的工程技术,没有长时间的积累而不能的地步。这也是在二战之后能造飞机的国家越来越少的原因。

第二、为什么物理学近百年都没有重大突破?答:缺乏充分的历史积淀,需要克服的困难太多!

明白了以上的两个问题就很好解释了。先说历史积淀,现代物理学的两大支柱是以爱因斯坦相对论为代表的宏观物理,和以泡利、海森堡等为代表的量子力学微观物理。这两大物理支柱,从提出到如今虽然过去了100多年,人人也都知道统一相对论和量子力学会给现代物理带来革命性的变化,但由于人类直到今天对这两大理论还缺乏足够的了解,也没有充分的进行验证,现代物理实际还处于对两大理论的研究和印证阶段,因此很难进行下一阶段的创新。以爱因斯坦的相对论为例,人类在2019年也是刚刚拍摄到了黑洞的照片,还处在两大理论的门内。

其次从发展规律来说,还以今年的黑洞照片为例,为了得到这张照片,天文学家动用了遍布全球的8个毫米/亚毫米波射电望远镜,组成了一个所谓的“事件视界望远镜”。从2017年4月5日起,这8座射电望远镜连续进行了数天的联合观测,随后又经过2年的数据分析才得到这张模糊的照片。这还只是基础物理领域极微小的一个点,从大型粒子对撞机到引力波测量设备,从巨型天文望远镜到巨型计算机,基础物理发展到今天,投入已经越来越大,所需的科技含量越来越高,所花费的时间也越来越长,运气所占的成分也越来越小。

第三、基础物理有没有从其他方面取得突破的可能?答:有,天才的出现!

虽然客观而言基础物理发展到今天,靠运气取得突破的概率已经越来越小,但也并非完全不可能。在科学史上牛顿被称为千年一遇的奇才;爱因斯坦的相对论被称为21世纪的理论。他们成就的取得固然是历史的必然,但也有一定的运气和概率原因。即便是在21世纪,在基础物理发展到今天,也并不排除有某位天才的出现,将基础物理向前再推一步。何况随着人类科技的发展,教育水平的提高,每个普通人都有可能成为这个天才,这就为下次科技爆炸提供了无限的可能!

对于每个科学爱好者而言,我们只期待这个天才快点出现,快点出现!

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