牛顿如果穿越到现在,能看懂相对论和量子力学吗?

作者&投稿:寸剂 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
牛顿如果穿越到现在,能看懂相对论和量子力学吗?~

这种想法有一个极大的错误就是忽略了时代的客观性,总以现在的眼界去看历史。要知道科学家厉害之处不在于能理解多高深的理论,这些只是基础,而是摸黑前行,需要什么去创造什么的能力。

牛顿的厉害不需要多说,单单从将自然科学提高到了那个时代的极限,乃至超越了极限来看就是无法想象的。
许多人对牛顿的认识还只停留在三大定律,认为学懂其三大定律就是将牛顿的理论完全掌握了,简直是有点天真。
例如天体轨道为圆锥曲线的证明过程这个问题可能让你现在看证明过程好像很简单,但是这可是牛顿先创造力学定律,万有引力定律,微积分,然后将其融合在一起的结果。
如果你没学过微积分,你能因为这个问题创造出微积分吗。牛顿的理论确实在现在看来入门很简单,但单单以现在的眼光去评判牛顿的智慧就太不客观了,其次牛顿就算放在现在也是天才,拿到一个博士学位可以说是一件轻松的事,甚至我认为一名院士或者诺贝尔都不是很难的事。
牛顿是经典力学的缔造者,如果想要考取现代物理学博士学位,起码需要理解量子力学和相对论的基本原理。事实上,从牛顿力学切换到相对论的核心就是让牛顿抛弃以太学说,并坚持光速不变原理。我想牛顿本人在学过麦克斯韦的电磁理论和迈克耳逊莫雷实验后一定会放弃自己坚守的绝对时空观。

牛顿的经典力学是描述宏观物体在低速状态下物理规律的理论,也就是我们通常可以看见的、较易理解的物理规律。不适用于微观粒子(例如原子内部)、接近光速的运动。而爱因斯坦的相对论是在牛顿经典力学的基础上更进一步,囊括了宏观物体在高速、低速状态下的各种运动规律。即除了微观粒子,其他一切物理规律都遵循相对论。


量子力学则是最为神秘、最难以被世人理解的一种物理理论。该理论只用于研究微观粒子的运动规律,与我们所熟知的世界格格不入!但却是事实存在的。其代表人物是当今的霍金。量子力学也是现代物理学发展的又一个方向。不过别忘了,现在的一切物理理论都不是完全正确的!因为最终,不管是相对论、量子力学……所有的理论都应当归为一种理论,而这种理论将能解释一切物理规律。


首先说相对论吧,相对论的研究对象和适用范围是那些大尺度,高速度的宏观物体.爱因斯坦的相对论分为两个阶段,第一个阶段叫狭义相对论,他研究的是物体在惯性系中(也就是我们初中,高中物理中的理想状态)的高速运动状态,第二个阶段叫广义相对论,主要是研究物体在非惯性系(也就是万有引力场)中的运动状态.相对论的推导过程相当复杂,是个超级的数学推导过程,需要相当高的数学工具才可以理解,所以在研究广义相对论的时候爱因斯坦本人也遇到了困难,找了他一个朋友,当时的一位数学家帮他的忙才得到的结论,据说到目前为止全世界能真正理解相对论的原由的人也不到100人,既然楼主说了不要太复杂,要通俗的可以直接理解的话来解释的话,就不谈由来,只谈结果,相对论的几个重要的结论。


第一个是光速不变,我们初中,高中所学的物理学都是牛顿的经典力学,牛顿的经典力在我们日常生活当中的低速,小尺度的环境里是适用的,我们的观念里的速度是叠加的,比如当我们骑自行车前进的过程中向前开了一枪,那么这个子弹的速度是自行车的速度和子弹本身的速度相加,而光则不然,光速恒定不变,你骑自行车打手电筒和站在地上打手电桶,光的速度不发生变化,即便是你以很快的速度向着光射出的放行追逐,光速依然不变.

有一个大胆的猜想,牛顿如果能穿越,他能明白现代的相对论吗,还有另外十分有名的量子力学?看得懂其实是一个浅层次的理解,要知道所有做过开创性工作的物理学家,思维跟平凡人比起来就是四维和三维的差距。科学家厉害之处不在于能理解多高深的理论,这些只是基础,而是摸黑前行,需要什么去创造什么的能力。

牛顿的三大定律闻名于世,但是许多人对其也仅仅知道这个,甚至觉得牛顿并没有传言中那么厉害。这种想法完全是片面的,因为他们并没有站在牛顿那个时代背景去思考牛顿的伟大。在牛顿发明很多物理学定律之前,物理学是一片空白的,牛顿就是在这种完全没有任何理论指引的情况下,发现了三大定律。牛顿的伟大不在于发现了多么高深莫测的理论,而在于他开创了一个崭新的理论天堂。


天体运行的轨迹,是我们熟知的圆锥曲线,这一看似简单的知识点,在我们以前的物理课堂上都有学过。这个看似简单易懂的证明过程,其实证明的理论依据却是很高深的。这个证明过程融合了力学定律、万有引力定律和微积分三理论。将这三个看似不相关的理论结合到一起,然后解决一个难题,这便是牛顿的厉害之处。


牛顿的创造力和想象力在现代也是很多人难以企及的高度,在他们那个年代更是前无古人,牛顿即便是300年前的古人。但是理解事物的能力和学习力丝毫不输现代人。再加上牛顿本身对物理学的敏锐直觉,不但很快能看懂,而且相信也在这一领域做出很突出的成绩。



假如牛顿穿越到现在,他能看懂相对论和量子力学吗?



这种想法有一个极大的错误就是忽略了时代的客观性,总以现在的眼界去看历史。要知道科学家厉害之处不在于能理解多高深的理论,这些只是基础,而是摸黑前行,需要什么去创造什么的能力。


牛顿的厉害不需要多说,单单从将自然科学提高到了那个时代的极限,乃至超越了极限来看就是无法想象的。

许多人对牛顿的认识还只停留在三大定律,认为学懂其三大定律就是将牛顿的理论完全掌握了,简直是有点天真。

例如天体轨道为圆锥曲线的证明过程这个问题可能让你现在看证明过程好像很简单,但是这可是牛顿先创造力学定律,万有引力定律,微积分,然后将其融合在一起的结果。

如果你没学过微积分,你能因为这个问题创造出微积分吗。牛顿的理论确实在现在看来入门很简单,但单单以现在的眼光去评判牛顿的智慧就太不客观了,其次牛顿就算放在现在也是天才,拿到一个博士学位可以说是一件轻松的事,甚至我认为一名院士或者诺贝尔都不是很难的事。

牛顿是经典力学的缔造者,如果想要考取现代物理学博士学位,起码需要理解量子力学和相对论的基本原理。事实上,从牛顿力学切换到相对论的核心就是让牛顿抛弃以太学说,并坚持光速不变原理。我想牛顿本人在学过麦克斯韦的电磁理论和迈克耳逊莫雷实验后一定会放弃自己坚守的绝对时空观。



以牛顿的天纵英才不要说看懂相对论和量子力学,在各个领域都做出贡献也是很轻松的事!

牛顿是现代物理学的奠基人,学会和看懂是不难的,但是是需要有个接受的过程,尤其是量子力学,他需要放弃自己认为光速不变的想法。


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