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相对论、量子力学等理论在未来会被推翻吗?为什么?
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
开普勒虽然解释了行星的运动,但他说不清楚行星为何要绕太阳运行,是什么力量让太阳系在运动。时间来到了1687年,人类最伟大、最具轰动性和划时代意义的一篇论文《自然哲学的数学原理》发表了,牛顿提出了万有引力,不仅为人类解释地球上所有能看到想到的物理运动,而且也解释了开普勒留下的历史疑难,人类第一次能够用一套完整的理论完美的描述太阳系所有天体的运行规律。并且这套理论还具有很强的预测性,让人们发现了肉眼无法看到的行星天王星。
但是牛顿的理论在统御人类世界观200年后,却出现了问题。这时的时间已经来到了19世纪,随着人类科学技术和观测能力的提高,人们发现了水星轨道的进动问题,根据牛顿的理论怎么算都无法抹平每世纪43.11角秒的误差,而且牛顿到死都无法说清两个质量物体为何会产生万有引力,已经引力相互作用的方式。
这个问题的解决,相信大家都很清楚,也就是爱因斯坦1916年广义相对论的发表,不仅仅是解决了牛顿遗留下来的疑难,而且广义相对论还完美的容纳了牛顿理论所能解释得一些现象,并且还最初了人类科学史上最神奇得预测:星光在经过大质量物体时会发生弯曲。并且在1919年有爱丁顿爵士在日食得观测中得到了证实。
看到这里,我觉得你已经总结出了一个规律,不仅是科学发展的规律也是一个正确理论所必须具备的条件。
科学怎样发展?一个正确理论需要具备什么条件?
从哥白尼、开普勒、牛顿到爱因斯坦,我相信你会发现科学是一个不断完善的过程,而不是互相推翻的过程!时至今日,你能说哥白尼的理论是错误的?开普勒的三大定律不对?牛顿的理论错了?都没有,它们依然是争取的,即使已经被更高的理论所取代。但我们依然在学习以前的理论。那么你想超越爱因斯坦,并不是推翻相对论,而是要完善、补充发展相对论。
那么你的理论想要成功,想要胜过相对论必须满足什么条件:
首先,你的理论必须解释相对论目前已经被证实的所有现象。包括:星光弯曲,引力透镜,引力红移,引力时间膨胀等等。
第二,你的理论必须解决相对论现在面临的窘境,也就是无法解决的问题。例如:大尺度上描述星系旋转曲线异常(暗物质问题),无法与量子力学完美的融合,也就是你的理论必须将引力量化,提出引力在微观层面上介导的方式,以及解决引力为何如此之弱的原因。
第三,你的新理论在满足以上两点的同时,必须还要提出可以被证伪的新预测。也就是说根据你的理论,你可以提出一项新的预测,并且能够被人们通过实验和观测的手段来证伪。
看了以上的条件,我想问的是,你能超越相对论吗?推翻是不可能了,只要能超越你都会被彪炳史册。
那么量子力学呢?
量子力学作为一个跟相对论同时代的理论,它的完善和成功不是一个人的功劳,估计你能想到的二十世纪的科学家都在量子力学的发展上贡献了一份力量。这个理论很少被人诟病,因为它普通人也不是很懂,你想说人家不对也不知该说啥。
但是量子力学的成功是显而易见的,目前标准模型中的粒子以及这些粒子的作用方式基本上可以解释我们能看到的一些微观层面的现象。但这个理论也不完善,这是公认的。你想推翻整个量子力学是完全不可能的,但你可以去完善它。
例如:目前的标准模型中的粒子并不能解释宇宙中的所有现象,最熟悉的就是它里面还没有暗物质粒子,中微子振荡的问题也无法解决,因为根据目前标准模型中的粒子预测中微子是没有质量的,但事实上中微子有三种口味(电子中微子、μ中微子和τ中微子)可以互相转换,这说明中微子存在质量,这也意味宇宙中一定存在可以赋予中微子质量的未知粒子。
还有目前的标准模型无法解决反物质消失之谜,也就是为何正反物质不对称。我们目前发现了有部分介子会发生弱相互作用的对称破缺,但缺少强相互作用的对称破缺的粒子。
所以目前有很多的问题等待我们去解决和完善,并不是等着我们去推翻现有的理论。因为现有的理论是正确的,你硬要推翻人家这不是杠精吗?!所以根据以往科学发展的规律,哪怕再过上一两个世纪,牛顿的理论、爱因斯坦的理论、目前的量子力学都是正确的。但未来肯定会有更加完善的科学理论为我们决绝目前所有未知的问题。
回答于 2019-09-11 08:43:50
不能简单地说是被推翻,自然科学的任何理论,都具有相对性,它的作用都是有条件的,都有其适用的特定范围。在此条件下它起作用,在彼条件下它不起作用。比如,牛顿力学在低速运动中起作用,而在接近光速的超高速运动中不起作用,这个时候相对论、量子力学就起用了。同理,也会有相对论、量子力学不起作用的领域,但肯定会有相应的理论来解释它。
回答于 2019-09-11 08:43:50
首先我们必须明白到底什么是科学!
科学具有可证伪性,也并不等同于正确,不能与正确划等号。科学也不是万能的,总是有局限性的,没有尽头,这就是意味着任何科学理论都有局限性,有局限性就代表着某种意义上的“不正确”,那么总有一天任何科学理论都会“被推翻”!
但通常,我们不会说某个科学理论“被推翻”了,而是突破局限性后被更高级更具普适性的理论代替了。
最明显的粒子,牛顿经典力学被推翻了吗?严格来讲确实被推翻了,被更具普适性的相对论推翻了。经典力学能解释的相对论都能解释,但相对论能解释的经典力学未必能解释。因为牛顿经典力学只是相对论在低速世界的特例和近似值,在高速世界并不适用!
那么,既然牛顿经典力学被推翻了,为何我们仍要学习它?甚至学习的光度比相对论还要广?因为我们就是生活在低速世界,经典力学很简单更容易理解,最重要的时,在低速世界经典力学已经足够精确了,如果非得用更加精确的相对论完全没有必要,反而会带来更多麻烦!
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