人类文明经过上万年的努力发展,终于在数百年前走上了科学之路。而科学的到来也为人类插上了飞翔的翅膀,可以让我们站在更高的位置,观察这个世界的本质,观察万物的本质。
而在科学的道路上,有许多的科学法则,科学理论,人类要做的就是去挖掘出这些科学理论,让它们为人类服务。在科学的殿堂里,物理学无疑是非常重要的,也是我们揭开世界真相的一把钥匙,而在物理学的探索道路上,有一位科学家最早给我们指明了探索方向,他就是牛顿。
牛顿在科学道路上的成就是伟大的,他最早开创了经典物理学,提出了经典力学理论,为后来的科学探索奠定了基础,指明了方向。他对人类做出的突出贡献,让他成为一位伟大的科学家,而他的经典力学理论也统治了2个多世纪,直到爱因斯坦的出现才有了新的方向。
牛顿的万有引力定律在我们研究万物,研究宇宙的一个重要自然法则。在牛顿看来,虽然我们发现了引力支配着天体的运动,但是我们却不知道天体最初是如何运动起来的,而在这一切的背后必然有一双无形的双在推动,那个时候人们称之为“上帝”。
在牛顿之后,又出现了一些伟大的物理学家,他们继承了牛顿的经典物理学,沿着这条道路继续前进,为人类又做出了不少的贡献,这些物理学家完善了经典物理学,建立起一座宏伟的物理大厦。那个时候的人们认为物理学的发展可能已经走到尽头,后面的工作也只是进行一些修补。
可是科学的探索道路就是这么神奇,当人们认为物理学已经发展到尽头的时候,一位更伟大的科学家出现了,他就是爱因斯坦。爱因斯坦提出了伟大的相对论,打破了牛顿长达200多年来确立的绝对时空观。
牛顿的经典物理学并不是万能的,它有一个适应范围,那就是在低速和弱引力场的情况之下。由于我们正常情况下,很难道真正实现亚光速,所以我们才会觉得经典物理学完全适用,它似乎到达了一个极限。
可是随着科学的不断发展,有科学家开始怀疑经典物理学,而且通过一些实验现象也的确违背了经典物理学。所以爱因斯坦根据一些研究和发现,提出了划时代的相对论,相对论自然也包含经典物理学,只不过它的适用范围更广泛。
在低速,弱引力场的前提下,经典物理学可以很好地描述应用,可是在调整,强弱力场的前提下,经典物理学就会失效,这个时候只有相对论能够对此进行描述。
通过这些了解,我们也可以看出,宇宙的本质远没有我们想象的那么简单,人类接触到的只不过是冰山一角,还有更多的谜团是我们不知道的。尤其是随着量子力学的出现,更是颠覆了我们对宇宙的认知。
这个世界的真相可以分为宏观和微观,宏观层面的自然法则我们可以用经典物理学,相对论来进行一些解释,可是在微观世界里,经典物理学基本已经失去了作用,即使是相对论也很难真正用来描述解释量子力学中的一些现象。
爱因斯坦称量子力学为“鬼魅”,很多的现象都无法用宏观理论的科学体系来进行解释。在量子力学中存在着许多反直觉,颠覆宏观理论的鬼魅现象,其中有一个非常著名的简单实验更好地说明了这种颠覆认知的现象。这个实验就是我们在高中时期就做过的电子双缝实验。
对于电子双缝实验,相信很多小伙伴都知道,我们在上高中的时候,老师就给我们做过。在实验中,我们让大量的电子穿过两条细缝,这个时候后面的屏幕上并不会得到与两条细缝相对应的图案,而是得到一些明暗相间的干涉条纹。
这样的现象我们无法用牛顿的经典物理学来解释 ,该实验告诉我们,电子也是具备波的特性,在穿过双缝的时候会发生干涉。即使我们让电子一个接一个单独通过细缝,同样会在后面出现干涉条纹,这说明电子是能够与自身产生干涉。
这样的结果还不是让科学家感到颠覆的现象,真正让科学家感到惊讶的是后面的实验。科学家为了更好地观察记录电子通过双缝的情况,在双缝旁边放置了监视器。可结果却是干涉条纹消失了,只留下了与两条细缝相对应的图案。
文章来源:《工程与试验》 网址: http://www.gcysyzz.cn/zonghexinwen/2022/0207/2801.html