为什么爱因斯坦能在没有验证情况下提出各种理论，而且还都正确？

爱因斯坦凭什么能在没有验证情况下提出各种正确的理论？~

过去曾有几句话描述理论和实验物理学领域的科学家：“理论物理学废纸，实验物理学耗资，理论和实验物理学费米”。既有实验物理学又有费米这样的科学家的稀有人才很少。但是，我们今天要说的是20世纪物理学领域的超人，甚至费米也仰慕：爱因斯坦。他在理论物理学领域首屈一指。他创立的理论，整个二十世纪甚至二十一世纪都在验证！
许多不了解相对论的朋友认为，相对论最初是由爱因斯坦创立的。通常，只有一句话。 1905年，爱因斯坦的狭义相对论从天而降。实际上，它是一无所有的。爱因斯坦曾经说过，如果他不引入相对论，那么科学家必须在5年内找到相对论！让我们了解狭义相对论的背景！
早期的地层是牛顿的引力和三定律，是太阳系行星轨道的拉普拉斯周期证明，以及李维埃计算的水星进动问题。在早期，人们认为许愿星会影响轨道。因此，以下问题更为关键：首先是麦克斯韦在1860年代引入的麦克斯韦方程。可以推断出电磁波是恒定的并且与光速一致，这使麦克斯韦认识到光也是电磁波。
然后，进行的漂移实验作为以太的证明，结果是强制零漂移结果，此事在科学界传播之后，许多政党都加入了氏族，但是没有什么区别，除了误差越来越小1895年，洛伦兹提出了高速运动物体长度收缩的概念，以解释以太漂移的零结果，并通过相关的状态定理提出了当地时间的概念。洛伦兹运用这一理论解释了光像差和多普勒。频移和Fizeau流量实验。同年，洛伦兹为坐标系统提出了一组转换方程，该方程使用麦克斯韦的电磁理论在以太中移动。这就是洛伦兹的转变！

　　曾经有这样几句话形容理论和实验物理界的科学家：“理论物理废纸，实验物理费钱，理论和实验物理费米”，当然这是褒奖费米同志是二十世纪最后一位理论与实验物理兼备的罕见人才，费米这样的科学家实在难得。但我们今天要说的却是一位连费米都仰望、二十世纪物理界的超级大佬：爱因斯坦，他是理论物理界的地位首屈一指，他创立的理论，整个二十世纪甚至二十一世纪都在验证！
　　
　　狭义相对论是爱因斯坦独创的吗？非也！
　　有很多不了解狭义相对论的朋友认为狭义相对论是爱因斯坦独创的，一般都只有一句，1905年爱因斯坦的狭义相对论横空出世，事实上确实是横空出世，但却是很多科学家的铺垫，爱因斯坦也曾经说过，如果他不推出狭义相对论，那么5年之内必定有科学家也会发现狭义相对论！我们来了解下狭义相对论的背景！
　　
　　早期的铺垫是牛顿的万有引力以及三大定律，还有拉普拉斯对太阳系行星轨道周期性证明，还有勒维耶计算出的水星进动问题，早期认为有一颗祝融星在水星轨道内影响所致，另比较关键的有如下几点：
　　首先是麦克斯韦在1860年代推出的麦克斯韦方程组，推导出电磁波是一个常数，并且和光速一致，这让麦克斯韦意识到光也是一种电磁波。
　　
　　然后是以太的爱好者迈克尔逊和莫雷为证明以太而进行的一次漂移实验，结果一脸懵逼的到了漂移零结果，这让迈克尔逊和莫雷目瞪口呆，并且此事在科学界传开后，多方都加入战团，但除了得到误差越来越小的结果外，其他都没有区别。
　　1895年洛仑兹提出了高速运动的物体长度收缩的概念来解释以太漂移的零结果，并且通过相关态定理提出了本地时的概念，用这个理论洛仑兹解释了光行差和多普勒频移以及斐索流水实验。在同一年洛仑兹提出了一组使用麦克斯韦电磁理论在以太中运动的坐标系的变换方程，这就是洛仑兹变换！
　　
　　1900年庞加莱则对洛仑兹的本地时以光速同步为之解释。1904年庞加莱独立于爱因斯坦提出了相对性原理：“任何力学和电磁学实验都不能区分静止和匀速运动的任何惯性参考系”
　　到这里大家应该都知道，狭义相对论的光速不变和下一相对性原理都已经准备好了，所以1905年爱因斯坦推出狭义相对论只是一个阶段性的总结+开创性的思维的结果，如果没有麦克斯韦、洛仑兹和庞加莱，那么爱因斯坦不知道还要耕耘多少年，而且就凭爱因斯坦理论物理的底子，那些需要实验物理支撑的数据是难以拿到的。当然爱因斯坦并没有独吞功劳，本文开头爱因斯坦就已经定义狭义相对论的性质了！
　　广义相对论是爱因斯坦独创的吗？很明显是！
　　广义相对论虽然用到了很多数学与物理工具，但这个理论从头至尾都是爱因斯坦独立思考成型的，唯一求助于其他科学家的也仅仅是数学工具，因此从这一点上来看，爱因斯坦独享广相的荣耀是毫无疑问的，十年的时间的对于一个理论与体系，也许先得太紧凑了，但对于爱因斯坦来说，他在1915年就完成了，并于同年11月在普鲁士科学院做了演讲，内容正是引力场方程！
　　
　　这个方程是一个二阶非线性偏微分方程组，在数学上求解十分困难，爱因斯坦自己也只能近似方法推导出多个预言，但最著名的还是要数史瓦希在1916年得到的第一个精确解：史瓦希度规，大家都知道这是黑洞的理论基础！
　　1917年爱因斯坦将引力场方程应用到整个宇宙，开创了相对论的宇宙学应用领域，但爱因斯坦比较倾向于宇宙静态论，因此他在引力场方程中增加了一个常数，以修正动态宇宙为静态。
　　
　　而弗里德曼和勒梅特则从引力场方程中得到了膨胀宇宙解，而哈勃则观测到了宇宙膨胀，这让爱因斯坦懊恼不已“这是爱因斯坦犯过的最大错误”，爱因斯坦自己认为！
　　当然爱因斯坦的广相还证明了水星进动，引力弯曲光线，解释了宇宙膨胀，发现了黑洞，预言了引力波.......等等，其实远不止此，还有光电理论和分子运动论，还有激光理论和玻色-爱因斯坦凝聚态等等，都是爱因斯坦在理论物理界做出的贡献！
　　
　　但爱因斯坦在量子力学上犯过的错误也是不可饶恕的，也许他太中意于世界的连续，以至于几乎就抛弃了他也是量子力学开创者之一，他反对量子力学从初期的试图根本性推翻，到中期和波尔的各个交锋，再到后期的量子理论不完备性等等，几乎可以说，1927年之后即使爱因斯坦去钓鱼也对科学界不会有大的损失，可见爱因斯坦还是犯了一个不可饶恕的经验主义错误！
　　但我们要说明一下的是，尽管爱因斯坦在量子力学上拖了后腿，但他提出的各种思想实验却是量子力学不断坚实基础的重要来源，也许对手的强大正给了量子力学野蛮的生长方式，但至少证明了一点，爱因斯坦并不是神，他是一个活生生的人，无论如何，我们敬佩与他的勇气和伟大，他开创性的理论甚至在未来数百年内依然照耀科学界，爱因斯坦的传说将永流传于科学界！

这个观点是不正确的，任何科学家提出理论都是有一定的实验基础的，即使是思想实验也是实验。理论物理学可能是自然科学中最便宜的专业。只需一支笔和一本书就足够简单，可以写出出色的理论。当然简单性只是对简单工具的描述。关键是要依靠大脑。爱因斯坦无疑是一位伟大的理论物理学家，他建立的理论是物理学史上最耀眼的光，迄今为止爱因斯坦发现的理论预言正在逐步得到证实，这就是爱因斯坦的伟大地方。

爱因斯坦在1915年发表了运动物体的电动力学理论，用通俗的说法称之为相对论，并在1916年正式发表了广义相对论，二者均由爱因斯坦在纸上完成。狭义相对论的两个基本出发点是恒定束原理和相对论，这两者都不是爱因斯坦独创的，而且由于爱因斯坦站在他的前人之前，可以说爱因斯坦提出了一个狭义相对论。在爱因斯坦之前，光速恒定的原理已经萌芽。当麦克斯韦提出电磁方程时，可以根据联立方程求解光速。也就是说，光速c=1 /√ε0μ0，ε0和μ0分别代表真空电容率和真空渗透率。两者都是恒定的，因此光速必须恒定。

另一个启发是迈克尔逊·莫雷（Michelson Morey）实验，该实验在1887年的摩尔（Morey）和迈克尔逊（Michelson）的实验充分证明了光速在任何惯性系统和任何方向都是固定的。没有以太坊的绝对静态参考系。但是有趣的是这两个实验最初是用来测量地球在以太运动的速度。没错像大多数科学家一样，他们相信以太的存在。实验结果与他们的想法相反，证明以太不存在。受此启发，爱因斯坦大胆地将光速的恒定原理视为狭义相对论的基本原理。相对论的原理最初是由伽利略提出的。

您可以看到爱因斯坦根据前几代人的经验提出了一种相对论。广义相对论是爱因斯坦个人思想的升华，创造性地指出重力是由质量或能量产生的几何效应，它扭曲了时空，并提出了解释物质运动的引力场方程。我研究了引力场方程。出现了许多新术语，包括引力波，黑洞，虫洞，引力透镜效应和引力红移。

他的很多理论是经过数学计算得出来的，并不是凭空想象一下就当理论物理学家了！

万有引力产生的原因(简述):宇宙空间中运行的高能粒子穿越物质(天体或粒子)时，一部分被拦截吸收从而形成弱能量区(爱因斯坦说的时空弯曲)，这种弱能量区就是引力作用范围mV2=E=Mv2(能量转换守恒定律公式)，具体详细阐述请看即将发表的引力假说《元素周期及万有引力产生的原因》一文。

先想后算。爱因斯坦是理论物理学家，他的方法是先提出假说，然后用数学计算推导。如果数学推导成功，则假说一定成立。所以关键还是如何提出假说，这就需要灵感和悟性了。灵感和悟性不是谁都有的，所以爱因斯坦才是独一无二的。

虽然他没有验证，但是通过推理一定是正确的，他通过一些必然成立的公式推算出的另一个公式也是必然正确的。我们可以举个例子，比如说我们不知道地球是什么形状，但是我们如果从一个点一直走最终回到原点，那么不需要证明也可以推理是个圆

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封开县19569131213： “当速度达到光速时时间会变慢”在不能实验的情况下爱因斯坦究竟是怎么样得出这样的结论?如果没有 爱因斯坦 这个人的话 物理学在这方面是否会持续一... - ？
皇时平肝：[答案] 1 能实验 2 爱因斯坦是从狭义相对论两个基本假设做理论推导得到的.

封开县19569131213： 为什么爱因斯坦的光速不变原理从来没有被任何实验证 - ？
皇时平肝： 光速不变不是爱因斯坦提出来的,是因为有实验证明了光速不变原理.爱因斯坦才提出了相对论.光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的,并为迈克尔逊—莫雷实验所证实.光速不变原理是爱因斯坦创立狭义相对论的基本出发点之一.

封开县19569131213： 爱因斯坦为什么能提出相对论而我们却不能、/? - ？
皇时平肝： 原因有很多,比如:爱因斯坦的大脑、他更善于观察和联想(光速行驶)、成功的公式、那时是二战期间、国家不同、不是为名利而提出、是在德国受歧视的犹太民族、深度思考.

封开县19569131213： 为何爱因斯坦能提出相对论?理论的提出不是旨在解决问题吗?那么爱因斯坦是因为什么问题而提出的相对论呐? - ？
皇时平肝：[答案] 爱因斯坦相对论想解决两个问题:为什么高速粒子现象是洛伦兹变换而不是速度叠加;光速为什么是不变的,当时认为太空是真空,没有介质,假设的以太也不成立. 现在我们知道太空不是真空,至少对光还不能称为真空,光的介质是空气、水、玻...

封开县19569131213： 爱因斯坦身为理论科学家,很少做实验,凭笔和纸提出波粒二象性,相对论,,这些不可思议的理论 - ？
皇时平肝： 爱因斯坦不做实验,但是他知道当时许多实验结果(他是否知道迈克耳逊-莫雷实验的结果,至今仍是科学史上的公案).物理学家搞理论和实验的分别越来越明显,一般认为费米是最后一个理论和实验同样出色的物理学家.

封开县19569131213： 爱因斯坦为什么可以提出质能方程 - ？
皇时平肝： 该公式表明物体相对于一个参照系静止时仍然有能量,这是违反牛顿系统的,因为在牛顿系统中,静止物体是没有能量的.这就是为什么物体的质量被称为静止质量.公式中的E可以看成是物体总能量,它与物体总质量(该质量包括静止质量和运动所带来的质量)成正比,只有当物体静止时,它才与物体的(静止)质量(牛顿系统中的'质量')成正比.这也表明物体的总质量和静止质量不同.反过来讲,一束光子在真空中传播,其静止质量是0,但由于它们有运动能量,因此它们也有质量.

封开县19569131213： 爱因斯坦研究科学做不做实验?他是怎么创立出相对论的? - ？
皇时平肝： 没听过他做过什么实验.这才是他的伟大之处,靠思想,靠感觉,靠灵感,就能创造出一套普适的物理定律,所以说他是天才.麦克斯韦也是在没有实验的情况下推导出了分子的速率分布,实验不是理论的必要条件

封开县19569131213： 相对论中物体总能量为mc平方是否经过实验验证?我感觉爱因斯坦只能推出动能为mc平方减去m0c平方,但怎么说明总能量为mc平方,一个物体的能量包... - ？
皇时平肝：[答案] 按照爱恩斯坦的理论,不同温度,质量其实也不是定值,我们说的M不变只是因为温度变化较小的情况下,M变化可以忽略.

封开县19569131213： 爱因斯坦的所有理论是不是都是推理或假设?都没有真实地去实验? - ？
皇时平肝： 应该是推理和假设多一些 大家都知道他是一个坚定的唯物主义者 他的定域论和实在论眼看就要完美结合时 量子力学把他打的体无完肤 他说了2句经典的话 我无论如何不愿相信上帝在掷骰子 难道月亮只有当我们看它的时候才存在吗 他的理论被否了 转了一圈还是原点 晚年和牛顿 达尔文 一样选择宗教

封开县19569131213： 如何评价爱因斯坦在物理学中的贡献与地位 - ？
皇时平肝： 第一个.光电方程 这个发现的重要性真的是被大众严重低估.其对物理学的震撼程度不亚于整个相对论. 普朗克只是假设能量的吸收和释放是不连续的,而爱因斯坦直接说,电磁场不仅在能量上不连续,而且本身就是粒子! 普朗克只是提出了一...