有沒有人想過可能是愛因斯坦的相對論誤導了科學家的思維,導致人類物理科學停滯不前?

晴天0123456


首先不得不說一切皆有可能,我不能否定會有題主說的這種情況。這也是關於量子世界中不確定性的多世界詮釋所描述的情形。但我也不得不說至少在我們的這個世界,愛因斯坦的相對論並不是誤導而是極大地指導了物理學的發展。(只能揣測:可能在另一個平行宇宙相對論可能阻礙了那裡的人類物理學的進步。不過那個世界會不會很荒誕呢?很難說。)

相對論的驗證

自愛因斯坦提出相對論之後,不僅狹義和廣義相對論都不斷得到實驗的證實,如:

  • 麥克森-莫雷實驗證實了光速的各向同性特徵(並沒有被以太吹走);

  • 而後肯尼迪·桑代克實驗又證明了光在任何慣性參照系下往復運動的時間是相同的;

  • 之後,伊思-史迪威實驗證實了,運動中的原子鐘的頻率會按狹義相對論所述規律變化。

後來,這些經典的實驗又被以不斷提升的精度重複了很多次。除此之外,其他證實了狹義相對論的實驗還包括:

  • 高速度下相對論能量和動量的增加實驗

  • 時間膨脹實驗

  • 羅倫茲違反的現代搜索實驗

等等。

證實廣義相對論的實驗有:

  • 水星軌道近日點歲差觀測

  • 太陽對光的扭曲觀測

  • 光的引力紅移觀測

  • 慣性系拖拽觀測

等等。

相對論對物理學各領域的推動

狹義相對論帶來了在各種相對速度下不同於牛頓力學的物理預測的產生,並且當相對速度變得與光速相當時反直覺的相對論效應最為明顯。這些效應給物理學不同的領域都帶來了極大的推動,例如:

  • 在光學方面,以薩格納克效應制成的環激光干涉儀或者光纖干涉儀可以非常精確地度量角速度。激光測距,以及激光測速因為光速的不變性而變得可能。

  • 在宇宙學方面,諸如光年這樣的距離單位只有在光速不變性之下才能成立;此外像時間膨脹和尺縮效應對於觀測和測量遙遠的天體是不能迴避的問題,諸如泰瑞爾-彭羅斯效應,相對論多普勒效應等等。

上圖:一個立方體在加速到0.99倍光速的過程中的尺寸尺寸和視覺外觀的變化。上圖左側是實測尺寸,而右側是視覺外觀。在泰瑞爾-彭羅斯旋轉效應下,我們會觀察到此立方體發生了泰瑞爾旋轉,這是由於立方體背面的光線會晚於正面到達我們的眼睛(實際上該立方體並未發生旋轉)。

  • 在力學方面,依據狹義等效性原理推導出來的質能等效性,其最精闢的結論就是質能方程。此方程在力學方面意義深遠。

  • 在電磁學方面,經典電磁學的理論研究發現了電磁波。推廣的電磁效應方程發現電場和磁場的有限傳播速度牽涉到帶電粒子的某些行為,於是對於移動電荷的一般研究形成了李納-維謝勢,這是向狹義相對論邁出的一小步。雖然麥克斯韋方程組的3d形式,已經與狹義相對論的物理內涵一致,但狹義相對論為電場在不同慣性系之間的轉換提供了規則。

  • 在量子力學方面,狹義相對論與量子力學結合,形成了相對論量子力學和量子電動力學。較早的波爾-索默菲爾德原子模型利用狹義相對論和當時對量子力學的初步知識解釋了鹼金屬原子的精細結構。1928年,保羅·狄拉克又構建的相對論波動方程,即狄拉克方程,與狹義相對論和1926年以後形成的量子理論的最終版本完全兼容。此方程不僅解釋了被稱為自旋的電子的固有角動量,它還預測了電子的反粒子——正電子的存在,以及只能用狹義相對論來充分解釋的精細結構,併成為相對論量子力學的首個基礎。在非相對論量子力學中,自旋僅是現象學意義上的無法解釋。

廣義相對論導致了一系列的物理結論和預測,除了直接導致引力波天文學的誕生,還涉及天文學宇宙學和天體物理學等等諸多方面,基本上都與引力有關,諸如:

  • 引力時間膨脹以及頻移

  • 光線彎曲和引力時延

  • 引力波

  • 軌道極距點的進動

  • 測地線進動和參照系拖拽效應

  • 軌道衰減上圖:PSR1913+1630年間的軌道週期衰減(單位:秒)

  • 引力透鏡效應
  • 關於黑洞以及其他緻密天體的預測和理論
  • 宇宙模型

等等。



工程上的應用

相對論效應不僅僅是理論,而且還是重要的實際工程需要考慮的原理。大多數基於衛星的測量都需要考慮相對論效應,不僅因為多數衛星相對於地球上的使用者而言都是運動的,因此在相對論下處於不同的參照系,還因為它們在地球引力場中的距離導致時間流逝的速度與地面不同。

上圖:定位衛星的時鐘校準需要考慮相對於地面廣義相對論時間流逝加速的效應(上圖方塊連線)和狹義相對論時間流逝減緩的效應(上圖三角連線),最後得出總相對論效應造成的定位衛星時鐘偏差量。

全球定位系統,如北斗、GPS、GLONASS和伽利略等,都必須考慮所有得相對論效應,包括地球引力場的效應,以便精確地工作。如果忽略相對論,那麼從電子顯微鏡到粒子加速器之類的儀器都將不起作用。

總結一下

在我們當前的宇宙中,相對論提供了一整套得到了實驗驗證的理論基礎,並且持續不斷地被新的觀測和實驗所證實。由此看來,相對論不像是愛因斯坦對物理學界的“大忽悠”,反而越來越像是指導物理學前行的動力。


小宇堂


有啊,題主不就是這樣的人嗎?網絡上質疑相對論甚至叫囂著推翻相對論的人可不少,可一個能打的都沒有,無法動搖相對論的理論基礎,事實上也辦不到了。

相對論在最初確實引起了很大的爭論,但是現在對於物理學高等教育來說是必學內容,科學家們也不再懷疑相對論思想的正確性,只是相對論也還是基於一定歷史時期的研究成果,自然也還無法解釋所有問題,還需要繼續研究論證。現在,實際探測中發現了不少支持相對論的依據,也就是相對論已經不可能再被推翻了,只是隨著科學觀測手段的發展,相對論理論體系也會繼續發展,不斷完善,以解釋更多的宇宙問題。

很多人在網上說這說那,與網友辯論相對論的正確與否,其實這都是白搭,他們要做的不是去說服網友信服他們的說法,而是去說服整個物理學界,去發表論文證明自己的觀點,這可沒人攔著。物理研究對於我們普通人來說,是比較遙遠的,就算一堆研究成果擺在面前,也沒幾個人會潛心去通讀一遍,現代物理學絕不是停滯不前,只是受限於觀測水平難以再出現愛因斯坦提出相對論那樣轟動的研究成果,儘管如此在更細緻的方面,物理學理論體系也是在逐漸豐富著。

物理學理論不是出現了就完滿了,而是需要經過大量的研究論證,相對論出現到現在都110多年了,不僅沒有被推翻,一些原理也已經被應用於實踐,提升衛星的運行穩定性、引力透鏡的應用提升人類的觀測水平。迴避這些事實說相對論誤導了科學家的思維,恐怕是想渾水摸魚吧。


來看世界呀


愛因斯坦的相對論方向是正確的,只是這個理論還不健全,愛因斯坦用了近30年來尋找大統一理論,最後還是帶著遺憾走了。愛因斯坦的理論顛覆了人類對世界的直觀認識,這種思維只有極少數人能懂,所以有很多人反對相對論是可以理解的,因為你想象力不夠,你想不到,就理解不了,這不是你的錯,也不是愛因斯坦錯了,錯在你天資不夠就不要去討論這樣深奧而又抽象的物理問題。

相對論是一個了不起的偉大發現,確實愛因斯坦的相對論至少將人類對宇宙的認識提前了200年。

相對論難嗎?不難!我沒有專門學過物理學,也沒專門學過相對論,我只是看了一些有關相對論科普方面的記錄片,剛開始也是看得也是雲裡霧裡,但覺得非常神奇,我是看不懂就反覆看,並不但思考為什麼會這樣,慢慢就會發現,相對的真相併不在視頻中,而是在其表象的背後。相對論的光速不變、時空彎曲、鐘慢、尺短等描述都非常抽象,確實不好理解,如果你發現了相對論的本質,相對論就非常簡單。

愛因斯坦也沒想明白相對論的本質,否則相對論和量子力學在就統一了。我確切的說用了7天思考一個問題,逐步打開了相對論的大門,用了近半年時間間歇性思考,發現了相對論的本質,並且發現了相對的不足。相對論是完全可以用量子力學來解釋的,量子力學是相對論的本質,相對論是量子力學在宏觀的表象。

相對論近100年沒有任何進步,可以說連真正理解的人我也沒有看到,因為我看到最高學府的頂級物理學教授在講相對論時和100年前愛因斯坦講的相對論沒有什麼不同,沒有任何突破,我可以說他們沒能真正理解相對論,因為我很清楚相對論的本質,如果讓我來講相對論,將會和量子力學一起融合來講,將會非常容易懂,初中生都能聽得懂。

現在量子力學將質量、引力、強力等物理現象都試圖量子化,這是量子學的一個重大錯誤。宇宙空間由開弦能量主宰,閉弦的物質粒子只是宇宙空間的浮塵。質量、引力都是閉弦的粒子與開弦的空間能量相互作用的結果,與所謂的上帝粒子和引力子無關。強力是夸克與夸克強互補性造成的。

弦理論確實將會是物理學的終極理論,但弦理論確比我們想象要複雜的多。我們的整個宇宙都是由一根一根振動的弦組成的,振動的頻率不同,我們的世界就完全不同。

愛因斯坦的相對論為我們的思想打開了一扇門,進入這個門你會發現相對論只是起點,一個神奇世界正在顯露它的真容。


民工站在愛因斯坦肩上


有沒有想過這個問題那肯定是有的,然並卵!任何事物都有兩面性,只不過總有利大於弊,弊大於利之分!從目前的理論發展來看好像確實沒有重大理論的突破!


甚至還有一種說法就是指相對論的出現有點過早,根本不符合當時的科學發展水平!其實這本就是無稽之談,知道相對論誕生過程的朋友都明白相對論的誕生其實是水到渠成的事情!在愛因斯坦前早有許多科學家做出了鋪墊。

那麼為什麼理論研究沒有重大突破呢?其實這些年理論研究上並不是沒有突破,而是這些突破在某種意義上確實不能和三大方向相比,但這不代表其不重要!其次還有一個原因就是目前的理論水平足夠支撐人類發展,相對論尤其是廣義相對論可以說是為人類探索宇宙借了一束光,憑藉這一束光人類可以不斷驅逐黑暗。

這些人相對論不是一成不變而是在不斷完善,或者說更大的理論突破正在誕生中,大統一理論、弦論都在不斷髮展,這是一個過程需要無數科學工作者去鑄就。

人類總是在吸取教訓的,經典力學在特殊的歷史時期確實某種意義上禁錮了思想,所以相對論只會成為電亮黑暗的那一束光,更何況就算在經典力學時期也有許多科學家提出質疑,永遠不要小瞧科學家對真理的追求慾望。


科學認識論


我覺得有這樣的想法的人其實是不瞭解科學,更不瞭解科學家的特點。科學家其實是一個矛盾體,他們最喜歡搞得就是守舊和顛覆。著名的科學家大慄博司,就曾在他的科普書中提出過這樣的觀點:

科學家是激進的保守主義者。

那我們該如何去理解呢?

科學沒有權威,沒有高峰

實際上,科學、哲學、宗教都是人類的世界觀,他們沒有高低貴賤,只是世界觀不同。而世界觀的不同是由於方法論的不同導致。你會發現,我們在講述哲學歷史時,尤其是西方哲學史,常常會這麼說,西方哲學的第一座高峰從蘇格拉底開始一直到亞里士多德達到了巔峰;第二座高峰就是黑格爾。

我們再來看看神學,就來基督教來說,我們常常看美劇時,字幕會有聖父聖子聖靈,這其實是基督教的三位一體理論,其中聖父就是上帝,是絕對的權威。

我們再來舉箇中國的例子,一說起中國的哲學家,我們就得追溯到春秋戰國時期,易經,道德經,還有失傳的連山易,歸葬易,反正最厲害的就是那段時間留下來的著作。

看完這三個例子,不知道你有什麼想法。但是我們可以總結出這麼一個觀點,那就是對於哲學和宗教而言,高峰和權威都是高高在上的,要麼在過去,要麼在天上,你想夠都夠不到。(強調一下,我並不是要表達這有什麼錯誤,僅僅可觀描述事實而已。)

那我們再來看看科學,如果你要問科學家:科學的高峰在哪裡?這個答案其實十分簡單,科學的高峰就是現在!而且未來比現在更厲害。

那你要問科學有絕對的權威麼?那個曾經的大學霸牛頓正被量子力學的一群老男孩和搞出相對論的愛因斯坦踩在了腳下,你以為這批人就是權威?

那你就錯了,量子力學的老男孩和愛因斯坦就被粒子物理標準模型的開創者踩在了腳下,那你以為這批開創者就可以屹立不倒?不好意思,他們未來的宿命會跟前面那些大神一模一樣。

這其實就是科學與哲學、神學之間最大的不同,那就是不斷地自我革新。每一代科學家都知道的比上一代要多。科學界並不存在絕對的權威,更不存在所謂的高峰

那科學家是如何做的呢?

實際上,科學家只盯住一點,那就是理論和現實之間的擬合。說白了,就是誰的理論更準確,誤差更小,能解釋得更多,預測得更多。牛頓就開了個好頭,他的理論用紙和筆計算,就能預測海王星的存在。

愛因斯坦也很厲害,他的理論預言了黑洞,引力波,還在精確度上完勝了牛頓。

但是,科學家和一般的民科不同。我們會發現這麼一個現象,民科天天都在想著顛覆,恨不得牛頓,愛因斯坦,全錯了。

但是科學家並不是這麼做,他們遇到任何物理現象,都會用已經被證明是正確的理論去匹配,發現沒有?他們不會上來就搞顛覆。這就是科學家的保守主義

那什麼時候要搞顛覆呢?只有在現有的理論解釋新的物理現象時,誤差大到已經無法接受的情況下,他們才會思考新的科學理論。19世紀末的兩朵烏雲就是這種情況,於是才催生了量子力學和相對論。這就是科學家的激進,一旦他們發現誤差大到無法接受,就會果斷放棄舊的理論,全心全意去搞新理論。

科學的發展不是顛覆,而是兼容

客觀地說,科學家是很喜歡BUG的,因為只要有了BUG就會有機會,只要有BUG,就有可能千古流芳。但是,我們會發現,兩個理論的突飛猛進其實相隔很遠,少則幾十年,多則上百年。這其實也體現了科學家的操守,他們雖然很想顛覆現有理論,但是由於現有理論太過精確,所以沒有確鑿證據之前,他們不會輕舉妄動

所以,愛因斯坦的理論為什麼還沒有被顛覆?因為根本顛覆不了,因為那些被承認為主流的科學理論,在各自的尺度內都十分精確,愛因斯坦是把牛頓踩在了腳底下,但是愛因斯坦並沒有廢掉牛頓的理論,你會發現在初高中生的教材裡還都是牛頓理論。所以,科學還有一個特質,那就是新的理論其實要兼容舊的理論,這是因為舊的理論已經和它所解釋的尺度的物理現象擬合得十分準確。

之前美國NASA派去探索木星的朱諾號探測器,用的就是牛頓理論,幾年的旅途下來,到達預定地點只比計算值差了1秒鐘,這樣的理論如何推翻和顛覆?

所以,天天想著推翻舊的理論反倒是一種對科學無知的體現。如果無法兼容舊的理論,只能說所謂的“新理論”根本沒辦法解釋小尺度內的物理學現象,那還如何證明它是對的?

所以,我們來總結一下,科學的高峰其實永遠是當下,未來總比當下更強。而科學的發展並不是顛覆,而是兼容,新的理論最起碼的要求就是兼容舊的理論,因為舊的理論已經和它所適用的尺度的物理學現象擬合得非常好,所以新理論也需要同樣具備這樣的解釋力。而科學家其實很喜歡BUG,只是如果不是到了舊理論誤差極其大,大到不能用時,他們是不會輕易放棄舊理論去搞新理論的。

基於這些原因,我們至少可以得出,如果愛因斯坦錯了,一旦科學家發現了,就會立馬去找新理論,這是他們最樂呵乾的事情。但是由於愛因斯坦的理論和現實擬合得如此只好,因此,他的理論大概率是不會有問題的,新的理論只能兼容它,而不能推翻它。


鍾銘聊科學


有沒有人想過可能是愛因斯坦的相對論誤導了科學家的思維,導致人類物理科學停滯不前?

不得不說這個話題的想法非常大膽,但在大膽的背後卻隱藏這無知與傲慢!之所以形成科學理論,是需要經過一系列的驗證之後才能被科學界從質疑道接受,並被推崇!當然愛因斯坦就是從數不清的質疑中漸漸到被膜拜的大神,他的理論被接受的過程也在科學界有著相當的普適性,當然可能理解層次與描繪的對象不一,過程會有差異,但愛因斯坦的相對論是最具代表性的!

我們大概來了解下愛因斯坦的相對論中描述的幾個最具代表性的問題,再來看看這些問題是怎麼被驗證的的?

一、狹義相對論中的質能方程:

1.質能方程是描述質量與能量之間的關係,E=mc²也許是現代核電中天天都在發生的問題,但在狹義相對論提出的時候是1905年,那會連電站都很少哦!

在這個能量與質量的關係中,有兩個是狹義相對論的前提,1、任意來源的光在一切慣性參考系中的速度都各向同性為c(即光速不變理論)。 2、所有慣性參考系內的物理定律都是相同的(這個應該比較容易理解)。

光速不變理論在邁克爾遜-莫雷實驗中被證明以太不存在還得到了一個光速不變的副產品!但它與牛頓經典力學體系是相違背的,如上述公式中的洛侖茲因子就是狹義相對論提出之前洛侖茲在修正牛頓經典力學中用數學方式推導出來的,但洛侖茲並沒有解釋清楚這件事情的來龍去脈,簡單的說就是洛侖茲說不出所以然,但他知道怎麼做,不得不說這也是一個大神!但愛因斯坦徹底揭示這其中的根本緣由!

二、廣義相對論中的黑洞、引力波以及水星的近日點進動問題

1.黑洞是廣義相對論中預言的一種天體 當然現在被觀測到了,而我們地球所在銀河系中心就是一個名為Sgr A*的黑洞,當然黑洞並不能直接觀測,但它會產生引力透鏡效應以及吸積盤的高能X射線等,距離地球最近的黑洞是第一是麒麟座V616,距離約2800光年!

2.引力波則是質量波動對於時空的漣漪 當然這曾經也是天方夜譚,但LIGO引力波探測的證明說了愛因斯坦的廣義相對論不容撼動,未來還將有更加龐大的空間引力波探測計劃投入,想必全世界那些國家和科學界都應該不是傻子吧?

ligo和virgo確定的引力波信號在天區中的方位!

3.水星近日點進動 按牛頓經典力學理論,水星的運動是一個封閉的橢圓,每公轉一週軌道長軸也會略微轉動,而長軸的轉動則被稱為進動,觀測得到的進動數據是每百年1°33′20",但計算得到的數據是1°32′37",兩者之間的誤差高達43”,似乎看起來無法用觀測誤差來彌補!

水星的花瓣,看上去是不是很美?

因為牛頓經典力學中的物體之間速度並不是要參考的量,而在廣義相對論中,速度則是一個非常關鍵的參數,因為水星近日點速度比遠日點速度高出很多,用廣義相對論考慮水星近日點速度差後完美解決了水星近日點進動的問題!

當然除了這些之外,還有引力彎曲星光的實驗,即在當年日食提早觀測到了在太陽背後的星光!有哪個理論可以在獲得如此多的驗證情況下還被認為是誤導科學界?當然如牛頓經典力學被愛因斯坦的相對論給修正加以擴充,最後獨裡開創了狹義相對論和廣義相對論體系!我們未來的科學發展肯定是建立在原先的科學基礎上進行的,而不是推倒重來,即使是相對論也並非全盤否認經典力學,因為它仍然有應用的場合,甚至還非常簡便!


星辰大海路上的種花家


很奇怪,一群連高中物理都沒有搞清楚的人卻喜歡對這種高深的理論評頭論足、指指點點,一副高深莫測的樣子。不知道這種底氣從何來,難道是無知者無畏嗎?

說現代物理學理論停滯不前的原因其實在於相對論和量子理論把人類理解世界的尺度擴展到巨大的天體和微觀的粒子,要理解這些理論需要深厚的知識和豐富的想象力,而目前世界上真正理解和掌握這些理論的人並不多。參考初中物理和大學物理的區別。理論的突破實際也是一個機率問題,跟研究的人數和時間有關係,對一個問題研究的人越多,時間越長突破的機率就越大。物理是研究世界運行機制的科學,越是接近真理就越是困難,所以要是想有所貢獻就好好學習,只有真正理解了一個理論才能去證明它或者反駁它,而不是在這裡毫無根據的猜測和亂下結論!


八屍羅


恰恰相反,愛因斯坦並沒有誤導人們。現代物理學之所以停滯不前,是因為愛因斯坦構建出來的理論太超前太先進,遠遠超過了技術發展速度,技術觀測手段跟不上理論,理論無法驗證才導致物理學停滯不前。

愛因斯坦對於他創建的理論,最滿意的是廣義相對論。這是因為狹義相對論哪怕他不出手,過個三五年總會有人提出。然而,廣義相對論,如果不是愛因斯坦出手,可能二三十年都不見得可以建立起來。

廣義相對論原本就是一種超時代的理論,當時能真正理解這一理論的人屈指可數,而要驗證這個理論的實驗更是困難。有一些理論預測,比如引力波,黑洞,要等到廣義相對論提出一百年後的今天,才能真正被直接或者間接被觀測到。也就是說,單單是愛因斯坦時代的廣義相對論,就已經領先那個時代的技術一百年。

而愛因斯坦的徒子徒孫們,也不是吃乾飯的呀。愛因斯坦提出廣義相對論場方程後,宇宙就可以通過方程來描述,研究宇宙的變化就不只通過觀測,還可以通過場方程來推演。後來的理論物理學家就通過解方程跟數學推演,就可以得出各種各樣奇奇怪怪還沒被觀測到的天體跟現象,比如什麼中子星,蟲洞,霍金輻射之類等的,這些推導,有些還可以間接觀測,但有些以現在甚至幾十年後的技術條件都不一定觀測到。

更可怕的,還是弦理論。弦理論是為了統一量子力學跟相對論的萬有理論,但因為太難驗證了,以至於不少科學家都不承認弦理論是物理學。要驗證弦理論,恐怕要等上百年乃至幾百年,觀測技術才有可能達到實驗要求。

綜上所述,愛因斯坦並沒有誤導物理學,恰恰相反,正是他天才般的大腦,才能讓物理學出現了跨越式的爆炸性發展,才能讓理論物理遠遠領先於觀測技術,觀測跟不上,無法做實驗驗證,物理學自然就會出現停滯不前的現象。


用戶617163815742



肯定有很多人想過,並且你現在正在想。愛因斯坦的相對論是個顛覆已有物理學理論和大多數人常規思維的革命性理論,自誕生以來就不斷受到各方人士的質疑,這些人中不乏科學大佬,可以說相對論是在一片謾罵、質疑、抵制和攻擊中逐漸被人接受的。任何科學理論都有可證偽性,相對論已經被無數次驗證,是經得起驗證的科學理論,不是科學假說和猜想。下面我們從相對論的誕生背景來進一步論證相對論的出現是必然的。咱們用相對論出現的必然性以及對科學發展的貢獻來回答本題的詰問。

狹義相對論產生的必然性

科學認識水平與生產力的發展水平是相符的。狹義相對論討論的是物體高速運動的現象,而在石器和骨器的原始社會、

青銅器的奴隸社會、鐵器農耕的封建社會,甚至資本主義社會的蒸汽時代接觸的都是低速的運動,因此在電氣化時代以前是不可能出現相對論的。即使最早提出相對性原理聰明如伽利略,


因為所處的時代(十七世紀)所限,即使他認為光速是有限的並第一個試圖測量光速:他用相隔1.5公里的兩個山頭上的燈籠明滅來測量光速,最終還是失敗了。發現不了光速的秘密就發現不了嶄新的物理規律,換句話說,社會還沒有發展進步到發現新物理規律的地步,當時人們的生產實踐還沒有這種需要。

自從富蘭克林發現電以後,到法拉第發現電磁感應定律把電現象和磁現象聯繫在一起,再到麥克斯韋集電磁學大成,經典電磁理論大廈基本建成,電動力學成為一門獨立的科學。


麥克斯韋成功預言了電磁波的存在,從他的聯立方程組推導出電磁波的速度C=1/√μ0ε0是個常數,並認為光就是一種電磁波,將電磁學與光學聯繫在了一起。但人們發現電動力學並不滿足普通力學的相對性原理,麥克斯韋的電動力學運用到運動的物體上時,似乎引起一些不對稱,這些不對稱只與相對運動有關,這讓當時的人們,包括麥克斯韋本人更堅定認為存在絕對靜止的以太場作為光的介質,他們認為相對性原理是不適用於電動力學的,伽利略變換不適用於電動力學,因此麥克斯韋的電動力學只能稱為“靜體的麥克斯韋理論”。但十九世紀末的邁克耳遜-莫雷的“以太漂移”實驗結果否定了以太的存在,並得出光速不變的結論。

可直到那時人們也不願放棄絕對時空觀,物理學家洛倫茲為了解釋光速不變修改了伽利略變換式,引入了時間參數,他的變換式被法國數學家龐加萊稱為“洛倫茲變換”,後來成了狹義相對論的力學關係式,不過他始終認為變換所引入的量只是數學的輔助手段,並不包含相對論的時空觀,這是他的認識。


我們再來看看數學家龐家萊,應當說他是最接近狹義相對論的人了,他於1897年發表了《空間的相對性》,提出空間具有相對性。1898年發表了《時間的測量》,提出光速不變性假設,1902年提出相對性原理,1904年他命名洛倫茲變換,1905年早於愛因斯坦發表《論電子動力學》,這些內容與狹義相對論很相似,只是最終並沒完成,因為他雖然認識到了時空與光速的關係,但他並不願真正放棄絕對時空觀。

愛因斯坦在此時代背景下,於1905年6月30日獨立完成並發表狹義相對論,

論文的名稱就叫《論動體的電動力學》,他認為由磁體和導體之間電動力的相互作用效果實際上無法判斷誰運動誰靜止。再加上“以太漂移”實驗對以太的否定,他有了一個與當時大多數人不同的,可以說相反的猜想:他認為相對性原理應該是一個普遍性的原理,不僅適用於普通力學,也應該適用於電動力學,絕對靜止這概念不符合現象的特性,應該拋棄。並且他又把光速不變也上升為原理公設,這個公設表面上和相對性原理相牴觸,但恰恰能解決那些所謂的不對稱,加入了時間相對性的相對性原理徹底適用於電動力學。由這兩個原理根據靜體麥克斯韋理論就能得到簡單又不矛盾的動體電動力學,在這裡不需要絕對靜止的空間“光以太”作參照物和媒質。狹義相對論正確描述了慣性系中高速運動物體的運動規律,它把時空與物質及其運動聯繫在了一起,它的鐘慢尺縮效應、質速效應和質能關係等結論已經在實踐中得到證實,並指導實踐,





比如說對於核變反應、宇宙射線、大型對撞機以及未來實現的令人神往的亞光速飛船和時間旅行,都是必不可少的理論指導。可以說是大大加快了人類物理科學的發展。

由上面的敘述可知,到了1905年,狹義相對論已經呼之欲出了。即使沒有愛因斯坦,別人最終也會提出,只不過是愛因斯坦邁出了最後一步,這一點連愛因斯坦本人也承認:如果沒有他,別人也會在5年內得到狹義相對論。因為雖然狹義相對論的相對時空觀和打破常規思維的結論讓人難以理解,但發現狹義相對論的條件已經全部具備,最終人們必然會得出完全相同的物理規律,當然名字不一定叫狹義相對論。

廣義相對論出現的必然性以及對人類科學的推動。

廣義相對論雖然更難理解,並且不客氣地說,如果沒有愛因斯坦的話,廣義相對論的發現至少推遲50年,甚至100年。但廣義相對論或者與它相似的科學理論終將會被發現,因為它被證明是正確反映客觀規律並對自然實踐具有指導作用的科學理論。自問世以來,它的眾多預言絕大多數被一一證實,比如說水星近日點進動、引力紅移、引力透鏡、引力波、黑洞、導航定位、時空彎曲……。從科學理論的思想和邏輯結構上看,廣義相對論從引力場局域等效於加速度場的等效原理出發,結合推廣到非慣性系的廣義相對性原理得到完美自洽的理論。從數學上看,利用非歐幾何和張量分析,一氣呵成完備優美。在哲學和美學上堪稱傑作。從科學思想、哲學、邏輯、美學、數學上都如此完備的理論怎麼會使人類物理科學停滯不前?最終又怎麼會不被發現?

愛因斯坦基於廣義相對論提出宇宙有限無界的宇宙模型,開創了宇宙學。


現代關於宇宙起源的大爆炸理論就是1927年比利時的勒梅特基於廣義相對論的框架最先提出的假說,廣義相對論的場方程會推導出宇宙是一個有著從未停止的物質變化的動態宇宙。

1916年德國天文學家史瓦西找到了廣義相對論球對稱引力場的嚴格解――史瓦西解,這就是黑洞物理學的重要開端。

引力波是愛因斯坦在廣義相對論中預言的“時空的漣漪”已經於2016年被首次發現。

上述事實只是廣義相對論研究的眾多成果的一部分,相信隨著深入研究,以後還會發現更多的成果,這些成果都有利地推動著人類物理科學的發展,並沒有使之停滯。在目前時期,真不敢相信還能出現什麼理論比廣義相對論更能推動物理科學發展。最後,如果你覺著物理科學發展有所緩慢,那問題應該是出在數學上至今沒有大的突破,沒有為物理上大的突破提供相應的數學工具。


物原愛牛毛1


謝謝你的提問。你的問題不是愛因斯坦相對論正確與否的問題,而是物理學為什麼停滯不前的問題。

愛因斯坦的相對論,剛剛出來的時候,據說,全世界只有兩三個人算是能讀一讀,也不是懂,後來才有幾個人懂,然後有科學家願意做實驗,通過實驗證明,才引起大家重視的。


你以為你愛因斯坦發表《相對論》的時候,你敢說愛因斯坦是正確的?

世界上出現各種各樣的理論,一點也不奇怪,能夠成為科學的,是要經得起科學實驗的理論才叫科學,否則就叫科幻,或者魔幻詩歌了。

愛因斯坦被認為是二十世紀最偉大的科學家,是因為現代太空物理學,航天科技,都是建立在愛因斯坦科學理論基礎上的。

沒有愛因斯坦的理論,人類登上月球的時間表,絕對不會排在愛因斯坦去世僅僅7年以後。

中國的嫦娥也不可能到真正的月亮上去去看看。

世界上很多科學家的理論被證明,距離科學家死後十幾年甚至幾十年幾百年都是非常正常的。


那麼科學會不會停滯不前?我覺得,這個問題就問的比較好。

科學在一定的時期以內是會相對“停滯不前”的。

但是,這只是相對重大理論突破和巨大的發現而言的。

從愛因斯坦到楊振寧、李政道已經有了新的發展,怎麼能說科學停滯不前呢?

當然年年月月都有科學重大發現,你以為科學是母雞下蛋啊?今天沒下蛋就好奇怪是不是?

愛因斯坦的理論是一個偉大的宏觀物理思想體系。

要把愛因斯坦理論體系完全實踐成功,起碼還需要一百年,你以為未來一百年人類物理學家都白乾了?

所以,你對科學理論和科學實踐是缺乏認識的。

說人類物理學愛因斯坦之後停滯不前,實際上,是徹底的科學無知。


起碼據我所知,愛因斯坦去世之後,在物理學研究上獲得諾貝爾獎的科學家就不止三人,這是物理學停滯不前嗎?


從2001年到2018年有十八位世界科學家獲得物理學諾貝爾獎,這是人類科學停滯不前嗎?

假如沒有一代又一代科學家的努力奮鬥,愛因斯坦的偉大理論,將會一文不值!

因此,你就可以想象一下物理學的進步有多大。

當然,愛因斯坦的理論,也是一個逐步完善的過程,而這個過程本身,就是偉大的進步。

科學的進步,一方面需要像愛因斯坦這個樣偉大的理論大師和科學巨人頂天立地,一方面也需要千千萬萬的科學家進行科學實踐,最終要通過實踐成果來證明理論科學造福人類。

這個過程實際上也是更加艱難的過程,所以,我們還沒有完全完成愛因斯坦的理論思想,也就是說,愛因斯坦自己的理論還需要後人繼續去完成。這個過程遠遠比愛因斯坦的理論更加偉大。


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