「物理學的大廈已經落成,上面只有兩朵烏雲」是什麼意思?

閱讀時間約 4 分鐘

這源於一場巔峯對決:
武林盟主級的牛哥和韋仔發揮餘熱,建立起了經典物理學的大廈,從此稱霸武林。
結果後來這座大樓上,飄來兩朵烏雲……
——————————
科學史出現了這麼多科學家,如果按照他們的貢獻來分類,無非就是這幾類:
就好比各門各派的武林高手——
而要論誰最有資格問鼎武林,那就得是靠一己之力,統一了幾大門派的絕世高手。
比如統一了天和地的牛頓。
又比如統一了電和磁的麥克斯韋。
如果要討論物理學家的歷史地位,牛頓和麥克斯韋都是武林盟主級的。
可誰都沒想到,差了兩百多歲的兩位大佬,竟然跨越時空,來了一場巔峯對決。
天黑請閉眼……
歡迎來到——
物理學狼人殺!
一、1號發言陳述:麥克斯韋
韋仔,蘇格蘭人,在律師父親的調教下,從小就對數學產生了濃厚的興趣。
長大後被送到當地有名的少年班——愛丁堡公學。年少有爲,十六歲就當上了大學生,學習成績一直名列前茅,典型的別人家的學霸。
從前有棵樹,叫高數……
旁邊有座墳,叫微積分……
後來,他把目光聚焦在了電磁學,並用數學的方法,總結了一套規律,算出了電和磁之間的關係。
這就是令人聞風喪膽的——
這個方程被譽爲最美的公式,它是如此清晰,好比那一汪清泉河;它是如此優美……好吧,我編不下去了。
穩住!別急!
如果混子哥告訴你,你也能搞懂這個方程組,你信不?
來,我們來聽個故事。
話說,世界上有一種東西叫電荷。
甭管它在幹啥,它的周圍都有一種神祕的物質,叫——
因爲電場的存在,電荷纔會表現出吸引力等特點。
而電荷一旦跑起來,形成了電流,就會形成另一種神祕的物質——
如果我們讓電流也變化起來……
神奇的連鎖反應就發生了。根據電磁感應理論,
而因爲所有東西一直在變,
恭喜你!一不小心就搞懂了麥克斯韋方程組的實際含義。
更天才的是,根據上面的推理,韋仔做出了一個大膽的預測:如果變化的磁場能生成新電場,變化的新電場又能生成新磁場,這麼循環往復……
這就是傳說中的電磁波。
就這樣,麥克斯韋用數學推演做預測,抽到了電磁波這個盲盒。
不過更神奇的還在後頭,韋仔不僅預言了電磁波,還順手計算出了它的速度。
他通過一種方法(說了你也不明白就乾脆不說),得出電磁波在真空中的速度,竟然是一個常量!
而且這個常量,和當時測出的光速,是驚人地一致!
真相只有一個——
光就是一種電磁波!
這就是麥克斯韋的第二個預言。這條微博一出,立馬上了熱門話題榜。
各路物理學家,紛紛點贊轉發。
可惜韋仔沒活到預言被證實的那天。他死後沒多久,一個德國小青年就通過實驗,證實了電磁波的存在。
這個小青年就是赫茲。後來,爲了紀念他的貢獻,就把赫茲定爲頻率的單位。
大家發現,麥克斯韋太神了,吹的牛居然都成真了,所以對他留下的理論,大夥都深信不疑,並紛紛開始進一步研究。
可研究着研究着,就發現了不對勁,貌似韋仔的理論背後,還藏着一個異常可怕的預言。到底多可怕呢?
二、2號發言陳述:牛頓
牛頓,三觀不正,五官還行,不僅物理能力頂天,數學能力更是逆天。
從前有棵樹,叫高數……
旁邊有座墳,叫微積分……
當然關於微積分是誰發明的,牛頓和萊布尼茨吵了十來年沒有定論。現在的說法是,這哥兒倆都是微積分的發明者。
作爲站在物理界鄙視鏈頂端的男人,在牛哥心中,其他物理學家排第四,自己呢?排在第三……
……第二,還有第一……
這就是傳說中的牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律。
總之在他的世界觀中,世界上除了自己絕對厲害之外,只有兩個東西是絕對的:
大致意思就是:時間的流速、空間的形狀不會隨着物質運動狀態的改變而發生改變。
這就是牛頓的絕對時空論。
牛頓用三大定律和萬有引力定律親手搭建了經典物理學的大廈,稱霸武林兩百多年,大家都奉爲真理,無人可以撼動。
而麥克斯韋方程組的出現,補充了牛頓理論原本缺失的部分。牛哥的理論和韋仔的理論共同構成了經典物理學的地基。
在經典物理學當中,輻射電磁波的能量是連續變化的,可無限分割,能取任意的值。
而牛哥和韋仔沒想到的是,電磁波的發現,勾起了大夥兒的興趣,針對電磁波的兩個問題展開了研究,還得出了結論。
後面我們就接着講
愛因斯坦與相對論。
天黑請閉眼……
女巫請睜眼。
你有一瓶毒藥要用嗎?
這場狼人殺的結局,就是愛因斯坦使用女巫角色,跳出來用毒藥踢牛頓出局。
這瓶毒藥就是相對論。
簡單地講,就是牛頓說時間和空間是絕對的、不變的。愛因斯坦發了篇論文,說時空會變,是相對的。
這篇論文的內容就是相對論。除了這個,愛因斯坦還搞出了質能方程、光電效應、布朗運動啥的。
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