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上帝是在掷骰子吗? 文/Daymoon

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19世纪末,是经典物理学最高峰的时刻,牛顿力学和麦克斯韦电磁理论这两大成就为物理学大厦铸造了牢不可破的基础,几乎可以完美地解释所有的物理现象,以致于当时的科学家们都自认为已经掌握了自然界的一切规律,后来者们要做的事情只是通过实验把一些数据计算得更为精确。著名的物理学家开尔文就曾这样断言过“物理学的未来,将只有在小数点第六位之后去寻找。”在当时的科学家眼中,一切就是如此完美,科学即将迈向终结。
然而就像古希腊哲学家芝诺的那个著名比喻:我们已知的圈子越大,接触的未知部分也越多。即使开尔文也不得不承认:“在物理学晴朗天空的远处,依然漂浮着两朵小小的乌云。”他指的是测定光速的迈克耳逊-莫雷实验和黑体辐射公式研究,二者的结论在当时依然无法得到完美解释。而此时的开尔文当然不曾想到,这两朵小小乌云最终变成一场前所未有的风暴,席卷了整座物理学的殿堂,摧毁一切的同时又重生一切。第一朵乌云带来的相对论和第二朵乌云带来的量子力学最终成为新生物理学的牢固基石,令后来者们能够重新认识物理学,认识我们身处的这个宇宙,这个世界。
未完_


来自Android客户端1楼2014-09-09 23:32回复
    《宇宙微澜》
    时至今日,虽然人类的足迹最远只到达过38万公里之外的月球,但科学家们的思绪却早已超出银河系之外,一百六十年前的亚当斯和勒威耶就根据万有引力理论计算出海王星的存在,今天的科学家们已经努力在实验室和头脑中试图演绎出宇宙的起源,而带来这一切的,是整个二十世纪,乃至人类历史上最伟大的科学天才:阿尔伯特·爱因斯坦。


    来自Android客户端7楼2014-09-10 20:08
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      有关爱因斯坦的各种故事实在是数不胜数,最有名的当然是他的那三个小板凳,从中我们可以得知他的手工课并不太好——实际在爱因斯坦的整个青年时期,他都没有表现出任何科学方面的天赋,大学甚至因为旷课太多差点被开除,早年的平凡经历与之后不朽成就的反差令爱因斯坦身上充满了传奇色彩,在善于幻想的各种小说里面也时常把他描述成外星人未来人机器人总之不是人等等,实际如果进一步了解爱因斯坦生平,人们也许会发现他并非传说中的无所不能,他也曾在大统一理论上饱受挫折,也曾在和量子力学的交锋中屡屡败阵,但相对他对物理学的贡献而言,这一切的夸大神话似乎都在情理之中,牛顿把自己的成功比喻是站在巨人的肩膀上,那么爱因斯坦毫无疑问就是二十世纪科学道路上一位新的巨人。


      来自Android客户端8楼2014-09-10 20:22
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        暂且先来看看第一朵乌云的由来。人们从古代起就对自然现象之一的光充满兴趣,在研究光的本质构成时,也一直有着认为光就是某种粒子的“微粒说”和光是某种波的“波动说”之争。牛顿时代因为巨匠牛顿的主导,微粒说占据上风,但进入十八世纪后,对于光干涉衍射现象的相继发现令波动说重振旗鼓,麦克斯韦方程组更为光是一种电磁波提供了证据,计算得出的光速也和理论完全符合,至此,看起来一切尘埃落定,光是波动已经无可争议。


        来自Android客户端10楼2014-09-10 21:01
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          不好意思 断更太久了,文字内容来自某高端系列书,全篇文章探讨了比较多方面的物理学问题,后面还有很多内容。由于出来工作,该书遗留在家里,想阅读的吧友可以回复,我尽努力更新全文。


          来自Android客户端11楼2015-08-14 01:35
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            接10楼:
            然而,任何波动的传播必然有媒介,水波在水中振荡,声波在大气中回响,星光作为电磁波却能够跨越穿过接近真空的宇宙映入眼帘,为了弥补这一缺陷,物理学家们搬出了“以太”构想。但这个概念有点常识的人就发现一堆问题,首先看不见“以太”,证明本身足够透明,感觉不到“以太”的阻力,又证明必须足够稀薄,而根据电磁波理论推算,“以太”又必须足够坚硬才能承载每秒30万公里的光速——这几样已经够自相矛盾了,但无可奈何下物理学家还是姑且先承认宇宙中到处都存在“以太”作为光波传递的媒介,迈克耳逊-莫雷实验目的就是为了探测“以太”相对地球的漂移速度,但那个足够精确的实验最后的结论却令大多数人失望,观测不到任何足以支持“以太”存在的证据,这个实验结论加上光电效应等问题,对光的本质发出新的质问,像当年波动说质疑微粒说一样,重新质疑已经成熟的波动说。
            现在,是爱因斯坦登场的时候了。
            1905年,爱因斯坦历尽坎坷后在瑞士伯尔尼的专利局找到了一份稳定而空闲的工作,这令他有足够多的时间开始思考。也就是在这一年,他积蓄许久的才华如火山般爆发出来,这一年里,他先后发表了六篇论文,具体内容这里自然不够一一阐述,比较易懂的说法是,这几篇论文的内容最少值三个诺贝尔奖!但最后为他获得1921年诺贝尔物理学奖的仅是其中对光电效应的研究,因为其余的论文已经远远超出了时代,而这其中意义最为深远的一篇自然是《论运动物体的电动力学》,之后它被加上了一个如雷贯耳的名字:狭义相对论。
            如同说起牛顿就会想到万有引力一眼,提起爱因斯坦就必然说起相对论,只是和中学生都能接受的万有引力比起来,要解释相对论是什么困难上百倍。在爱因斯坦提出相对论的时候,他甚至不具备任何实验验证的条件,仅在头脑中想象完成了这部分理论。在爱因斯坦的各种传记里都会提到一个故事:爱因斯坦从孩提时就在思考两个问题,第一个问题是如果一个人跟着一束光跑,他能看到什么;第二个问题是如果一个人被关在一架任意升降的电梯里,他能做些什么。但爱因斯坦想通第一个问题后,他给出了狭义相对论,想通第二个问题后,他给出了广义相对论。


            13楼2017-07-04 16:10
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