相对论和量子力学真的能被推翻么?答案出乎意料

我们常常会在网上看到各种否定科学理论的论调,尤其是否定相对论和量子力学。甚至还有些人提出“自己的理论”。当然,我这里并不是说科学不能有质疑,也不是说不可以有自己的“理论”。但问题的关键是,很多所谓的“很懂科学”的人,做的尽是一些很不科学的事。

首先,我们要搞清楚一点,每个领域都有自己的范式,即使你要否定,也得按照规则来,一板一眼,而不是连相对论和量子力学都没搞懂,就要开始盲目否定相对论和量子力学。

其次,我们来对比一下,现在相对论和量子力学是20世纪的两大支柱,但牛顿力学和麦克斯韦方程被否定了么?

没有!初高中生,包括一部分的大学生都要学习牛顿力学和电磁学理论,难道我们在学校学的都是错误的物理学知识?显然不是这样。

2011年8月5日,美国宇航局发射的朱诺号,从轨道,到探测任务都是基于牛顿力学建立起来的,2016年,朱诺号到达预定轨道时,只与理论计算相差了一秒。也就是说,这个精确度达到了5年多只差一秒的水平。

这种恐怖的精度不仅体现在航天器上,还体现在预言上,海王星其实就是科学家仅仅依靠笔和纸利用牛顿力学就算出来的,而不是观测得到的。

因此,我们会发现,如今的主流理论,牛顿力学、麦克斯韦方程、相对论、量子力学,他们能够被主流科学家界所接受,就是因为它们和实现观测的结果实在是太匹配了。也就是说,如果你要质疑或者否定这几个理论,实际上你是在质疑300多年来,天文学家,实验物理学家是不是手抖,把数据都给观测错了,也就是说,你其实是在跟客观现实作对,而不是在跟理论作对。所以,其实科学理论的发展压根不是否定,而是兼容,只有不懂科学的人才天天想着否定这种事。为什么这么说呢?

如果我们放眼整个科学史的发展,你就会发现,科学的发展其实是紧跟着观测水平的发展。牛顿时期,他们所能够看到的尺度是宏观低速下的尺度,范围也仅仅局限在太阳系内。而牛顿其实就是基于这些物理学现象提出的牛顿力学和万有引力定律。

到了近现代,人类科技水平逐渐可以观测到更大尺度和更小尺度的物理学现象了。比如,在小尺度上,卢瑟福就找到了轰击的方式探究原子内部的情况,而云室可以观测粒子的运动情况。

在许多的实验现象的堆积之下,科学家先建立了量子力学和而后又建立粒子物理标准模型。这是一个描述亚原子尺度的物理学现象。而牛顿力学在这个尺度下误差是极其大的,根本无法使用。

而在大尺度上,随着天文学仪器的更新迭代,同时人类对于高速以及引力巨大的场景的观测,科学家发现,牛顿力学在这些大尺度下也都出现了非常大的误差。而相对论恰恰可以弥补这方面的缺失。

而与此同时,牛顿力学在宏观低速下是量子力学和相对论的近似解,两者的差异在小数点后15,16位才体现出来。因此,量子力学和相对论实际上兼容了牛顿力学,而不是否定了牛顿力学。

未来的理论,其实只会诞生在更大和更小的尺度,而且它们能够成立的条件就是兼容已有的理论,比如,在小尺度上,它一定得能够兼容量子力学,在大尺度上,它一定得能够兼容相对论。(毕竟,两者都已经非常精确地描述了各自尺度下的物理学现象。如果新的理论连已有的物理学现象都解释不了,又如何才能成立?)