宇宙中的科学与玄学,谁更牛?10分钟看完人类科学300年
你觉得科学和玄学哪个更牛批?其实这个问题本身就是一个玄学问题,因为科学的诞生最初就是为了解释玄学。但你也一定听说过科学的尽头是玄学,这话其实也有它的道理。因为科学的终极问题看上去确实很像玄学,牛顿、爱因斯坦这些巨人到最后也没能例外,他们都在追问认知的边界之外到底是什么?是造物主的代码还是高维生物的实验?或者仅仅是一个冰冷完美的终极方程。
这一切的起点源于科学史上三个震撼瞬间,在这三个瞬间里最顶尖的智者都不得不怀疑神迹是不是真的存在。
·第一个瞬间来自牛顿,他用公式算准了每一颗行星的轨道却无法解释让这一切运动起来的第一下推力来自哪里,最终他留下了上帝之手的假说。
·第二个瞬间来自爱因斯坦,他的方程里蹦出一个宇宙常数,他自己都觉得多余,称之为一生中最大的错误。但今天这个错误却可能是那股撕裂宇宙的神秘力量暗能量的钥匙。
·第三个瞬间是量子力学,一个例子可以同时在这里又在那里像一个幽灵,爱因斯坦至死都无法相信他说上帝不掷骰子。
现在就让我们回到一切开始的地方,看看人类是如何从一个又一个神迹般的谜团中醒来,用这幅血肉之躯的凡人之力一步一步撬开宇宙的秘密。这不是神的故事,而是人类好奇心的史诗。
科学的起点其实不是你想象的沉思,而是生存。古埃及人仰望星空不是为了寻找失忆,而是为了预测尼罗河的泛滥。他们通过观测天狼星的起落制定了人类最早的太阳历,因为那决定了他们的收成,他们的生死。你没听错,科学第一个伟大的推动力是种地。
紧接着转折点来了,古希腊出现了一群奇葩,他们吃饱了饭就开始琢磨一些奇怪的问题。泰勒斯说:别谈什么神了,万物的本源是水。阿基米德在澡盆里发现了浮力定律,光着身子就冲上大街高喊着:尤里卡,我发现了。他们开创了一种全新的玩法,用理性的逻辑去解释世界而不是用神话。这就像一场天才的猜想游戏,逻辑很漂亮,猜想很大胆,但是他们猜的到底对不对?没人知道,因为他们缺少了最关键的一环。
这一环的缺失让科学之路再次中断,随后就沉睡了整整一千年。那个缺失的环节到底是什么?答案是实验,是那个我不一定对,但我们可以试一下的念头。文艺复兴思想的冰河开始解冻,一个叫伽利略的人站了出来,他做的最伟大的事不是是在比萨斜塔上扔铁球,而是亲手打磨镜片,把望远镜第一次指向了星空。他亲眼看见了木星的卫星,亲眼证实了哥白尼的日新说并非空想。
从他开始科学有了新的语言,数学加实验,出现猜想必须被验证。然后站在伽利略的肩膀上牛顿登场了。一六八七年他发表了自然哲学的数学原理,做了一件空前绝后的事,只用了几个简单的数学公式,比如f等于ma,比如万有引力,就把天上的行星运动和地上苹果下落的规律统一了宇宙。
在牛顿眼中就像一台精密的机器,一台按照宇宙宪法运行的机器,一切切都那么完美,那么确定。
还记得开篇的第一个问题吗?牛顿的体系真的完美吗?不,他的万有引力可以隔着遥远的太空瞬间作用。可这股力量到底是什么?他是如何穿越真空的?牛顿自己也无法解释,他只能将其归因于那只看不见的上帝之手。
第一个谜题看似被解开了,但却掉进了一个更深的谜题里。引力的本质究竟是什么?历史继续向前,这一次推动科学的变成了一些不务正业的玩闹。富兰克林在雷雨天放风筝,警告极度危险,请勿模仿。他只是好奇想证明天上的闪电和平时说的电是同一种东西。
还有法拉利,一个穷的叮当响的订书匠,连小学都没上完却成天摆弄着磁铁和线圈。然后他发现了一个奇妙的现象,旋转的磁铁竟然可以在线圈里产生电流,磁生出了电。这些零散的看似无用的发现像一块块拼图,直到麦克斯韦的出现。他用一组优美的令人窒息的方程把电磁光这三个看似毫无关联的东西完美的统一了起来,并且预言宇宙中充满了看不见的电磁波。
眼中的光不过是其中很小很小的一段。这时候人类第一次意识到生活在一片由各种波组成的海洋里。但是新的问题又来了,这个经典的机械宇宙观开始出现裂缝。既然波需要介质才能传播,水波需要水声,波需要空气,那光波在真空中传播,它的介质是什么?
科学家们假想出一种无处不在的东西叫以太,他们认为以太就像充满整个宇宙海洋的水。为了寻找它,科学家们设计了无数精密的实验,其中最著名的就是迈克尔逊莫雷实验。它的精度之高足以探测到以太的存在,但结果却是零,什么都没有测到。
这个幽灵般的以太到底存不存在?一个世纪的理论走到了悬崖边上,下一步该怎么办?就像睡
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接下来就是与以太的决战,而这个难体也即将点燃一场颠覆一切的革命。经典物理学的大厦乌云密布,所有人都觉得一定是哪里出了问题。一九零五年一个二十六岁的专利局小职员出手了,他叫阿尔伯特爱因斯坦。他没有实验室,只有思想。他问了自己一个问题:如果我追着光跑会看到什么?然后相对论诞生了,答案颠覆了所有人的常识。
这个世界上没有绝对的时间,也没有绝对的空间。运动的速度越快,时间就流失的越慢。引力根本就不是一种力,而是质量对时空的弯曲。想象一张巨大的蹦床放一个保龄球上去,蹦床就凹陷了,旁边的小弹珠自然会滑向他,这就是引力。爱因斯坦用时空几何的美取代了牛顿那只上帝之手。
第二个谜题解开了,但是就在爱因斯坦封神的同时另一个幽灵出现了,一个让他至死都无法接受的幽灵,那就是量子力学。他告诉我们一个光子既可以是一个粒子,也可以是一团波。它到底是什么取决于你看它的方式,这彻底颠覆了客观存在这个词的定义。
他还告诉我们你永远无法同时知道一个粒子的准确位置和它的准确速度。这不是你测量技术不行,而是宇宙出场设置就是如此,这就是不确定性原理。为了讽刺这种怪诞,薛定鄂提出了一个思想实验,一只猫关在盒子里,它的生死有一个量子的衰变决定。
在打开盒子之前,这只猫处于一种既死又活的叠加状态。这种状态听起来是不是比任何玄学故事都更离奇?这让爱因斯坦愤怒的想拍桌子,他说上帝不掷骰子,一个幽灵般的例子怎么可能决定一只猫的死活?
可是哥本哈根学派的回答是:没错,宇宙的底层逻辑就是概率,那个幽灵赌场就是真实的世界,只有当你下注也就是观测的时候,结果才会瞬间确定下来。
开篇的第三个问题,那个量子的幽灵被解开了吗?答案是没有。爱因斯坦的质疑至今依然回荡在物理学的上空,那只猫的生死之谜仍然是物理学最大的争议。
开始为了种地而仰望星空,一路走来为了追问上帝而凝视量子的迷雾。科学的故事从来不是一群聪明人无所不能的通关游戏,它是一代又一代人在无尽的黑暗里用好奇心作为唯一的火把跌跌撞撞前赴后继,还为我们换来了眼前这一点点光明。
牛顿留下了引力的疑问,爱因斯坦留下了统一理论的梦想,量子力学留下了猫的悖论。今天的我们站在他们的肩膀上面对着是更加巨大的谜团,占据宇宙百分之九十五的暗物质和暗能量黑洞中心的起点和信
息被论,甚至是意识本身。
这个由基本粒子构成的宇宙是如何诞生出能够反思宇宙的我们的?这些就是这个时代的上帝之手和量子幽灵。科学的史诗没有结局,它的每一张结尾都是下一张更宏大问题的开始,而驱动这一切的从来不是答案,而是人类那颗永不满足、永远追问的好奇心。
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