现代物理学已经发展到瓶颈了吗?人类科技真被“智子锁死”?

作者&投稿:萧妮 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

回首过往,在20世纪初,量子力学和相对论的出现刷新了人们的世界观,让人类对时间、空间和物质的关系有了全新的认识,使人类的科技飞速发展。21世纪初,物理学却没有什么爆炸性的发现,准确来说是在基础领域没有较大的发现。难道物理学的发展遇到瓶颈了吗?莫非真的像科幻小说《三体》中描述的那样,人类的科学发展已经被高等级文明锁死。

其实物理学在最近100年里不仅没有止步不前,而且比历史上其他时期的发展快得多。20世纪初,那是一个人才辈出的时代,现代物理学的许多重大发现都诞生于那个时期。从20世纪开始,人类文明就进入了飞速发展的时期。


下图为1927年第五届索尔维会议参会科学家的合影,那个时期世界上最杰出的物理学家基本上都出现在了这张照片上。


物理学究竟有多重要?


物理学是研究物质及物质运动变化最一般规律的科学,是自然科学中最基础的一门学科,物理学的进步能够带动其他自然科学的发展。人类科技文明的进步在很大程度上得益于物理学的进步,比如,电磁学和热力学的研究使人类进入了电气时代,量子力学催生的半导体技术、激光技术则使人类进入了信息时代。


物理学的发展简史


物理学的发展与自然科学的发展基本保持同步。


自然科学大约起源于2600多年前的古希腊,亚里士多德就是那个时代的代表人物。我国在2000多年前的春秋战国时期也出现了以墨家学派为代表的古代科学,可惜淹没在了历史潮流当中。古希腊时期还没有出现物理学这门学科,属于自然科学的萌芽期,大概持续了700年。那时科学家们主要根据观察和经验来总结规律。


上图为亚里士多德的雕像。


中世纪,科学一直停滞不前,大约持续了1400年左右。渡过了漫长而黑暗的中世纪,时间到了16世纪,文艺复兴为近代科学萌芽奠定基础,先有哥白尼提出日心说,后有伽利略开物理实验的先河,物理学和近代科学正式建立。


上图为伽利略的肖像。


在16世纪末(明朝末年),我国近代科学先驱徐光启与利玛窦等西方传教士翻译了大量西方科学著作,为中西方科学文化交流作出了重要贡献。可惜后来因为清朝的闭关锁国政策,中断了中西方文化交流,最终导致我国在科学技术领域落后世界近200年。


17世纪出现了一个划时代的人物——牛顿,开创了经典力学体系。至此,物理学开始蓬勃发展。18世纪末,蒸汽机的应用导致了第一次科技革命。19世纪中叶,麦克斯韦用一组优美的方程统一了电和磁。经典电磁学完善后,同时开启了技术上的大变革,第二次科技革命就是从19世纪60年代开始的。


从物理学的正式诞生到第二次科技革命开始,这一时期属于经典物理学时期,持续了300多年。在这一时期,物理学进入了实验为主的时代,并且数学与物理学开始紧密结合。因为实践表明,人的经验并不可靠,为了保证研究结果的准确无误,为所有人公认,科学家必须用可重复的实验来检验结论的正确性,并对物质的物理性质及运动变化过程中的物理规律进行定性定量的研究和描述。


19世纪末,物理学的天空飘来了两朵乌云。第一朵乌云指迈克尔逊-莫雷实验与以太说的破灭,第二朵乌云指黑体辐射与紫外灾难。物理学家们为了解决这些问题,不断的进行实验和理论推测,并于20世纪初诞生了相对论和量子力学。第二次世界大战后,世界整体趋于和平,并于20世纪50年代开启第三次科技革命。


现代物理学诞生于20世纪初,一直持续至今。随着物理学基础的成熟,在这一时期,理论物理崛起,使现代物理学发展成一门理论和实验紧密结合的科学。理论物理不是胡乱猜测,而是建立在现有的结论之上,并作出合理的推测。


科学的发展需要时间沉淀


不管是物理学还是其他科学,发展之路从来不是一帆风顺。工业的发展需要技术积累,科学的发展也需要知识的积累。牛顿曾说过,他能取得巨大的成就,是因为站在了巨人的肩上。原始资本的积累需要足够长的时间,基础科学的发展也需要足够长的时间来打地基。


科学的发展是从无到有、从少到多这么一个过程,当人类的认识达到了足够的广度,一些智者便会进行更加深刻的思考,就会引发科学革命,这就是量变到质变。如果没有前人的研究成果,爱因斯坦也不可能提出相对论。这个变化过程需要足够长的时间。


物理学的发展主要取决于观测能力


阻碍物理学发展的主要是人类的观测能力,包括观测技术和观测工具等。而实验的目的就是为了精确观测。


古人以为天圆地方,是因为活动范围较小。你以为你所听、所见、所感便是真实,实际上,人类的观察能力十分有限,要想探究事物的本质,必须要突破人类的感官限制。物理学家们用仪器代替人的感观能力,对这个世界进行观测,随着几次科技革命,这些工具的观测能力和精度越来越高,使物理学家能够进行更深层次的探索。从最初的望远镜、显微镜等工具,再到粒子对撞机,发明这些工具也不是容易的事。


上世纪初能出现那么多杰出的科学家和科学成果,在于教育体系的成熟,以及第二次工业革命使人类有能力研发更多高精度的观测工具,使物理学家的研究手段得到了空前提高。


物理学发展的大趋势并不是完全由天才人物决定的。500多年前的人为什么不能发现相对论?不是因为现代人更加聪明,而是因为我们站在了巨人的肩上,爱因斯坦所处的那个时代的观测能力远胜于牛顿时代,并且今人比古人知道的更多。


自然界中的物理规律非常复杂,至于这个复杂性究竟是有限的还是无限的?目前不知道。如果是有限的,当物理学发展到尽头,就会停滞不前。


现代物理学发展过程中遇到了哪些难题?


19世纪末,经典物理学已经相当完善,几乎可以解释当时人类了解的所有自然现象,这让一些科学家以为物理学发展到了尽头,只剩下些修修补补的工作。直到电子、X射线和放射性现象的发现,以及两朵乌云的岀现,最终导致了一场物理学革命,现代物理学就此诞生。


如今,量子力学和相对论已经成为现代物理学的两大支柱。相对论主要是爱因斯坦的成果,而量子力学是由普朗克、玻尔、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔、海森堡、费米、狄拉克、泡利、康普顿和玻恩等人发展建立起来的。经典力学研究的是低速宏观领域,而现代物理学则进入了高速、微观和宇观领域。


现代物理学中最大的梦想便是建立一个大统一理论,用以描述自然界中的所有现象。上世纪50年代起,物学家们建立了标准模型,用来描述夸克、轻子等基本粒子的性质,并统一了四大基本力中的电磁力、强核力和弱核力。此外,科学家们还建立了关于宇宙的标准模型,用以解释宇宙万物的起源。



不过,现代物理学自诞生起,就隐含着不可调和的矛盾,就是广义相对论和量子力学的矛盾,即引力无法被量子化。想要解决这个难题,可能需要全新的物理理论,比如弦理论或膜理论。


暗物质和暗能量的发现则彻底打破了这个美好的梦想,原来我们所了解的世界只是有5%普通物质构成的,其余95%的世界则知之甚少。其中,存在暗物质的猜测来自星系旋转现象中缺少的力;存在暗能量的猜测则来源于宇宙加速膨胀过程中缺少的能量,和引力不同,它具有斥力性质。暗物质和暗能量究竟是什么?目前还不清楚。


此外,还有许许多多的问题,等待我们探索。诸如:物质是否无限可分,黑洞的内部情况,正反物质的对称性破缺,多重宇宙和额外维度是否存在等等……


目前理论物理学发展的很迅速,可是现有观测能力远远不能验证当前的许多理论。无论是弦理论,还是关于黑洞的霍金辐射,都只能停留在理论层面上,还不能证实。正如前面所说,阻碍物理学发展的主要是人类的观测能力。


不过,物理学的发展并没有遇到难以逾越的瓶颈,并没有走进死胡同,待时机成熟,将会产生新一轮物理学革命,到时候又会产生新的难题。宇宙中是否存在更高等级的文明,还尚未可知。至于“智子锁死”这种低等级文明被高等级文明限制发展的想法,是未被证实的幻想。


感谢阅读,欢迎关注我。



没有,不会被锁死。物理学需要人类的智慧再次攻破创新,科技也会随之更加强大。

并没有达到瓶颈。现代物理学一直在不断地发展和拓展中,只会发展的越来越好,人类科技也一直不断创新和进步,所谓的“智子锁死”是不存在的。

我觉得应该还没有到这种程度,没有真的被锁死,只是还在发展,没有什么突破而已,不久之后还会好的。

不会锁死 很多东西都不完善 我们才了解到皮毛而已

~

物理学已经发展到瓶颈了吗?
答:然而,这并不意味着物理学的发展已经停滞。实际上,物理学仍然有许多未解之谜和挑战,等待着科学家们去探索和解决。例如,量子计算、量子通信和量子模拟等领域的发展,为物理学带来了新的研究方向和机遇。总的来说,物理学的发展虽然遇到了一些瓶颈,但仍然充满活力和希望。科学家们需要继续努力,不断探索...

为什么有人说:最近100年物理学的突破放缓了?
答:常常会有人说,现代物理学的发展速度好像放缓了。那有没有什么证据呢?其实也有,我们会发现,学自然科学的专业的许多同学,在毕业之后,很难再继续从事本专业的研究,这里的主要原因就是目前的理论物理学的发展到了瓶颈。那是不是这就意味着物理学的发展放缓了呢?客观地说,即便是如此,也不能说物理...

现在物理学是不是已经瓶颈了
答:不是。因为物理是伪科学,现在的理论就是世界上没有物理科学。

物理学的发展是不是又到了一个瓶颈期
答:不是又到、而是一直处于瓶颈期,如量子纠缠的超光速,双逢干涉实验,薛定谔猫谜团和悖论等瓶颈。那些远超人类感官次元以外的事物,再靠科学方法就摸不到了。就像让一个瞎子借助一条拐杖去‘摸’出一种颜色一样。这属于绝对瓶颈。

突发奇想,物理学的发展是不是又到一个瓶颈期
答:不是又到、而是一直处于瓶颈期,如量子纠缠的超光速,双逢干涉实验,薛定谔猫谜团和悖论等瓶颈。

为什么现代物理学很长时间没有任何进展了,有什么解释?
答:》现在物理规律的发现难度已接近人类大脑的极限。既是天才比普通人伟大很多,但也达不到和上帝比高度的级别。更何况绝大多数科学家和学者都达不到天才的级别。在相当一个时期物理学的发展方向不是要取得理论上的突破,而是在实验中积累一定数量的素材,供未来的天才们利用。物理学的规律是无法单纯从实验中...

你清楚为什么会有人说物理研究已接近极限了吗?
答:我们可以看看,普朗克在1900年提出「普朗克定律」,用以解释黑体辐射,算是量子力学的发端,到了1925年——整整二十五年之后,完整的基础量子力学才建立了起来,这个时间尺度与多数读者的年龄是相近的,换句话说,即是是放在那个物理学理论大爆炸的时代,也依然会有人觉得科学发展的不够快。另一个原因,是...

物理学在进入到21世纪之后,为何感觉发展越来越慢?
答:为什么会导致这种现象呢?难道是有人在限制我们发展吗?在未来是否还会出现像这张精彩的大合照一样的如此多优秀的科学家呢?3 其实在上个世纪物理科学在大爆发之后,这些科学理论在随后的一个世纪之内不断的被提出和完善,现在已经把人类的科学带到了比较高的顶峰,想要在这样的基础上继续向前推进是比较...

为什么很多人认为物理研究已接近极限?
答:物理学研究已经到极限了吗?答案是近似极限但是又不是极限,准确来说应该是到一个瓶颈了。甚至到了一个自我否定自我怀疑的阶段。“波粒二象性”、“测不准原理”、“薛定谔猫”,很多听着玄乎讲起来也很玄乎的物理原理和假想实验。如今物理学的成就都有哪些呢?归纳粒子与波的不可分割的“波粒二象性...

物理学近百年都没有重大突破是因为何种原因?
答:物理学真的发展到了瓶颈?一直以来都流传着一种说法:物理学近百年来没有重大突破了?好像从直觉上,好像确实是如此。但实际上,直接去下这样的结论有点过于草率了。这是因为物理学的发展不仅仅是和人类的智力有关,它还和测量有关,实际上人类的智力是超越物理理论而存在的。为什么这么说呢?物理学...