现代科学认为,人类诞生于200多万年前,当时地球上生活着各种各样凶猛的生物,人类的祖先猿类当时为了能够长久的发展下去,于是它们选择了群居生活,群居生活不仅仅能够促进彼此之间相互交流的机会,还能够有效的抵抗外来侵略者,科学家经过研究发现,频繁的交流能够使猿类的大脑变得越来越聪明,由于猿类生物长期在一起生活,所以猿类的大脑变得越来越聪明,最终成功进化为人类,人类从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,现在人类对世界有了大概的了解,并且能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度很快,人类之所以能够有如此之快的发展速度,离不开科学家做出的贡献,在人类科技发展的道路上出现了很多科学家,比如说牛顿、哥白尼、伽利略、爱因斯坦、薛定谔等等。
其中最著名的科学家要数牛顿和爱因斯坦了,牛顿之所以被很多人称为伟大的科学家,主要体现在多个方面:
1、在物理学领域:牛顿在1687年发表的《自然哲学的数学原理》中阐述了万有引力定律。该定律指出,任何两个物体都会因为彼此的质量而相互吸引,且这种引力与它们质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。这一定律解释了天体运动的规律,比如行星绕太阳的运动、月球绕地球的运动等,为天文学的发展提供了坚实的理论基础,也为后来的航天科学等领域提供了重要的理论支撑。
2、牛顿运动三定律:这是经典力学的基石。第一定律(惯性定律)指出,一个物体在没有受到外力作用时,将保持静止状态或匀速直线运动状态;第二定律(动量定律)表明,物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比;第三定律(作用与反作用定律)揭示,作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。
3、在数学领域:牛顿与德国数学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨各自独立地发展了微积分学的基本概念和定理。牛顿在几何学、代数和三角学等领域也有重要贡献,比如发明了幂级数展开式,解决了古典几何中的一些难题,在三角学中引入了“牛顿法”等。
4、在光学领域:牛顿发明并制作了第一台反射式望远镜,相比之前的折射式望远镜,反射式望远镜具有更高的分辨率和更清晰的成像效果,使得观测天体变得更为便捷,为天文学的研究提供了更有力的工具。
总体来说,牛顿的伟大不仅仅在于他的科学成就本身,还在于他对人类科学思维和科学方法的深刻影响,在人类科学界,能够和牛顿媲美的人也只有爱因斯坦了,他是20世纪最伟大的物理学家之一,主要体现在几个方面:
1、狭义相对论:1905年,爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》,标志着狭义相对论的诞生。该理论彻底颠覆了传统的时空观念,指出时间和空间并非绝对独立和不变的,而是相互关联且会随着物体的运动状态而改变。
2、广义相对论:1915年,爱因斯坦提出广义相对论。这一理论认为引力不是一种传统意义上的力,而是物质和能量使时空弯曲所产生的一种几何效应。
3、质能等价公式:爱因斯坦提出的质能等价公式,表明质量和能量是等价的,可以相互转化。
4、光电效应的解释:爱因斯坦对光电效应的理论解释是量子力学发展的一个重要里程碑。他指出,光不仅具有波动性,还具有粒子性,即光子的概念。
5、对量子纠缠的预言:爱因斯坦在研究量子力学的过程中,发现了量子纠缠这一奇特的现象。
爱因斯坦的理论为现代科学技术的发展提供了重要的理论依据,他的理论不仅仅推动了物理学的发展,也促进了其它学科的交叉和融合,为现代科学技术的综合发展奠定了基础。
不过这两个伟大的科学家他们对时间的概率都有不同的了解,在物理学当中,时间是最为特殊的存在,因为他只有一个方向,只能够向前而不能够后退,因此我们能够记住过去,却记不住未来,爱因斯坦甚至认为时间只是人类的幻觉,只为了理解这个宇宙而演化出来的一种感知功能,目前科学家最短的时间被称为是普朗克时间,它指的是光速粒子穿过普朗克长度所需要的时间,但这只是一个纯粹的理论参数,并没有实际意义,现实中即便只过去了一分钟,那也是完全无法挽回的一分钟,就算我们把宇宙中所有的粒子强行改变成一分钟之前的状态,这个过程本身也是需要时间的,所以时间是不可逆的,它就像是宇宙定律一样,无法改变。
牛顿认为,时间是绝对的,但同时也是没有办法被人类观测到的,只能够用纯粹的理论解释来阐述,简单来说我们可以理解绝对时间,但我们却无法证明绝对时间,而人类所感知到的时间,则是相对的时间,在绝对和相对之间,尽管只有一个字的差别,但最终让人类得到的答案却完全不同,在这个思维角度上面,人类能够对时间的触碰始终停留在外围,永远无法突破两者之间的屏障,按照牛顿对时间的理解,我们能够知道,所谓的祖父悖论,其实完全是在相对时间中发生的时间,如果上升到绝对时间的领域之中,悖论只是在正常不过的一件事情。牛顿的绝对时间,认为时间不会受到任何外部作用以及观测者的影响,更不会因此而改变,并且时间是一个严格的数学问题。
只能够通过数学的观点以及形式来展现,而我们感知时间的方式也只不过是将物体的移动为参照物,通过对移动距离的观测来体现时间的流逝。然而爱因斯坦却不这样认为,爱因斯坦曾在其挚友离世时说过这样一句话:像我们这样相信物理的人都知道,过去、现在和未来之间的区别,只不过是持久而顽固的幻觉。我们之所以认为时间真实存在,是因为我们看到了日夜更替、四季替换,看到了生命从无到有等等,这些都是我们生活中的积累,也是时间真实存在的证据,在相对论中,时间是和空间紧密相连的,它们共同构建了一个四维的时空连续体,这个观点的重大意义在于它使得我们不再将时间和空间看作是绝对的存在,而是将它们看作是依赖于观测者的运动状态和引力场的影响。在相对论中,不同的观测者处于不同的运动状态。
比如说地球上的观测者和太阳上的观测者,它们对于时间的感知也会不同,这种差异主要是由于爱因斯坦提出的著名的光速不变原理所导致的,简单来说就是,时间会随着物体运动的速度快慢而变化,如果物体的运动速度达到光速那么时间就会停止,如果物体的飞行速度接近光速,那么时间的流逝就会变得越来越慢,按照这个说法,那么乘坐飞机上人的时间和地面上人的时间是不一样的,为了证明爱因斯坦的理论,科学家还专门做了实验,在1971年的时候,科学家利用高精度的原子钟验证了相对论中的钟慢效应。实验过程:将四台原子钟分别放在两个飞机上,地面上放置了一台原子钟作为参照物,原子钟是目前精度最高的仪器,千万年误差还不到一秒钟。
两架飞机分别向东、向西飞行,向东飞行的飞机,由于顺着地球自转的方向飞行,相对于地面的速度就是飞机本身的速度加上地球自转的速度,而向西飞行的飞机,是逆着地球自转方向飞行的,所以相对于地面的速度就需要减去地球自转的速度。最终得出的实验结果是,向东飞行的飞机,原子钟的时间比地面原子钟慢了59纳秒,向西飞行的原子钟比地面原子钟快了273纳秒,这个结果和爱因斯坦预测是一样的,这也证明了爱因斯坦的理论是对的。而且时间除了受到速度影响之外,还受到重力的影响,根据牛顿的理论得出,重量越大引力越大,在宇宙中引力最大的天体就是黑洞,任何进入黑洞视界范围的物质,都会被黑洞所吞噬,连光都不例外。爱因斯坦的引力时间膨胀的原理也很简单。
具有质量的物体能够完全时空结构,产生我们所知道的引力,虽然质量能够扭曲时间本身的结构,导致它的移动更快或者更慢,但是对于质量小的物体来说,可以忽略不计,只有像恒星、中子星、黑洞等这种超大质量的天体,才能够明显的感觉出来,这是因为质量大的天体能够将时空弯曲,物体在其中的运动轨迹和时间流逝都会受到影响,在弯曲的时空中,光线的传播路径也会发生弯曲,由于光速恒星不变,而光线经过的路径变长了,对于处于该时空区域的观测者来说,时间就显得变慢了,目前这个理论也被科学家证实了,这说明时间并不是恒定不变的,它也会随着环境的变化而改变。虽然时间会变慢或者变快,但是爱因斯坦认为,时间不可能倒流,按照爱因斯坦的等价公式,物体速度增加会导致其能量和质量增加。
要使物体达到光速需要无穷大的能量,这在现实中是不可能实现的,更不用说超光速让时间倒流了,在广义相对论中,引力可以使时间变慢,但是同样无法使得时间逆转,而且因果律也表明,任何一种现象或者事物都必然有其原因,如果时间能够倒流,就会破坏因果关系的确定性,在祖父悖论中也体现了这一点,祖父悖论是关于时间旅行的,由法国科幻小说作家赫内·巴赫札维勒在1943年小说《不小心的旅游者》中提出。假如你穿越回过去,在自己父亲出生之前把自己的祖父杀死,这一举动会产生自相矛盾的情况:你回到过去杀了你年轻的祖父,祖父死了就没有父亲,没有父亲也不会有你,那么是谁杀了祖父呢?同时:你的存在表示,祖父没有因你而死,那你何以杀死祖父。
在一个宇宙中祖父悖论是不存在的。而且霍金也在1992年在大量论证的基础上提出了如下猜想:物理定律不允许闭合类时线的存在(因为不会有时间机器)。所以时间是不可能倒流的,除非有平行宇宙,平行宇宙理论认为,在我们的宇宙中存在无数个不同的宇宙,我们每一个人的不同选择,都可能衍生出不同的平行宇宙来,当你回到过去杀死祖父后,你所在的平行宇宙已经发生了变化,这时候历史宇宙中会衍生出另一个平行宇宙来,你原本的世界中,祖父并没有死亡,死亡以后的祖父历史影响,其实是在另一个平行宇宙中体现的,对于每一个似乎随机的事件来说,只要它的可能性不是零,它所有可能的情形都会在不同的平行世界中发生,造成历史的分支。
不过目前平行宇宙也是科学家的猜测,真相到底是什么?还需要科学家进一步的研究,未来随着人类科技的进步,说不定能够解开这个奥秘,对此,大家有什么想说的吗?
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