近代科学起源于哥白尼的《天球运行论》的出版(1543年)。但是这并不是说人类就进入了科学的年代。近代科学诞生于开普勒和伽利略的研究(1609年),在他们的研究中,科学研究者终于意识到科学究竟是一个什么样子的存在,但是那个时候,他们的工作遭到了极大的反对。
进入到有史以来最伟大物理学家的前20位中,几乎都是理论物理学家,(在任何时代,理论物理学似乎都被认为是最没用的,但是历史告诉我们,理论物理才是科学发展的第一推动力)他们第一次发现了客观世界的一些真实结论(确定这一点很多时候需要漫长的时间)。当我们从物理学史中去看物理学的时候,这些概念和公式,一定都会有一个最初提出它的研究者。科学研究,只有第一,没有第二,更没有什么第三第四。
开普勒发现了行星轨道是椭圆的,当我们从当时的历史来看,就知道这个发现是多么的不可思议。如果在今天,这样的发现投到PRL,肯定都不会送审。因为当时所有人,包括伽利略都相信,这个运行轨道一定是圆的。为什么会这样呢?因为第谷的更加准确的实验数据,给出了理论判断的新可能。这个结果,直接否定了以前的想法。(但是这种情况是非常少见的)
这是一件非常重要的事情,也是近代科学一个基本的观念,就是实验可以否定理论,我们更应该相信实验。这样的结果,使得开普勒相信,太阳和行星之间存在作用,这是引力概念的开端。
伽利略的贡献,是首先提出了惯性的概念,并且从实验来研究运动的基本规律。世界的真相,应该从实验中寻找。这开启了近代科学的物理理解的基础,开启了经典物理的时代。
普朗克首先在解释黑体辐射谱的理论中,引入了量子的概念。有意思的事情是,这个概念,即使是普朗克本人都不是很相信。正是爱因斯坦,首先相信,光的量子性是真实的。他们的研究,开启了量子时代。
而理论的建立,我们都知道是从海森堡开始的。他的奇特文章首先揭示了,量子力学中的物理量,是一个矩阵。
如果一个概念是真实的,那么我们就会在越来越的实验中看到它。我们就会有各种新的理解和应用。
量子力学诞生以后,基本的数学工具就已经完备。但是依然会出现新的描述方式,比如费曼的路径积分描述,是极其重要的。但是对于量子力学的理解,也出现了的新的进步,比如埃弗里特的多世界理论,比如贝尔的不等式。
在他们的工作出现之前,没有人会这么想。而当他们发现以后,我们发现的确如此。
贝肯斯坦和霍金开启了物理学的第三次革命,这就是全息。但是由于这个革命还没有确定的结果,也很少这方面的科普。(现在开始多了起来)所以很多人对物理学的印象,还停留在一百年前相对论和量子力学的那个时代。
新物理学在50多年前就已经开始。只是全息过于深奥,也很难找到数学描述,(超弦里边有数学,但是和现实世界看不出有太大的关系)所以直到今天也依然不清楚究竟如何建立全息的正确理论。
我相信,在未来的50年内,新物理学有望建立起来。从当前的各种迹象来看,新理论可能会带来难以想象的巨大力量。而首先理解这个新理论的,可能会彻底改变人类的历史。
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