如果没有爱因斯坦,相对论到现在被发现的概率有多大?
▍如果没有爱因斯坦,相对论到现在被发现的概率有多大?
以今天的群论,微分几何和变分法的水平,发现广义相对论是必然的,如同一群初中生经过研究一定会发现三次四次方程的解法一样。
但以当时的数学水平确实是石破天惊,如同发现一般五次方程没有根式解一样不可思议。这大概等于连掷十次硬币却次次是正面一样让人惊讶。
▍如果没有爱因斯坦,相对论到现在被发现的概率有多大?
没有人去否认爱因斯坦的伟大,如今爱因斯坦四个字已经不仅仅是一个人名,更是高智商的代名词,比如说我们经常会听到:“某某”是行业的“爱因斯坦”,就说明爱因斯坦的伟大!
但是来了!
任何再伟大的人物都是时代的产物,而且没有任何人是不可替代的,简单说,如果没有爱因斯坦,相对论也肯定会被发现,肯定会有下一个爱因斯坦横空出世。
就如同有人经常说如果没有拿破仑或者希特勒,欧洲历史会如何进展,同样道理,没有他们两个,会有其他人取代他们两人的角色!
最明显的是爱因斯坦的狭义相对论,事实上在狭义相对论被爱因斯坦提出来之前,洛伦兹等科学家已经比较接近相对论的概念,比如说著名的“洛伦兹变换”已经明确了“光速恒定”和在不同惯性参照物下事物的相对运动速度,而之后“洛伦兹变换”也成为了狭义相对论的一个重要方程组!
所以,可以预见的是,即使没有爱因斯坦,狭义相对论也讲很快被提出来。
而广义相对论显得比较特别,它是对我们宇宙时空观的彻底颠覆,从绝对的时空观到相对的时空观,这绝对是一个思维上的巨大改变。如果没有爱因斯坦,相对狭义相对论,科学家们发现广义相对论的时间会比较晚,但不至于现在还没有发现。很多宇宙天体造成的异常现象(比如说引力透镜)会促使科学家向广义相对论靠近!
▍如果没有爱因斯坦,相对论到现在被发现的概率有多大?
如果没有爱因斯坦,狭义相对论到现在被发现的概率无限趋近于100%,但是广义相对论被发现的概率则无限趋近于0%。
因为在19世纪末、20世纪初的世界物理学界人才辈出,他们不仅将牛顿的经典力学发扬光大;而且发展出了经典电磁场理论。因此,完全有可能在20世纪前20年内发展出狭义相对论。即认为物体速度在接近光速的时候,会出现尺变短、钟变慢、质量变大的效应。因为大家在解决经典力学问题与经典电磁场理论问题时发现了二者之间的巨大矛盾!只有狭义相对论才可以解决这一矛盾!因此主客观条件都使得狭义相对论的出现有其必然性!
但是,关于广义相对论,由于其涉及到引力场与加速的自由空间之间的关系。因此,只有爱因斯坦这样的天才才能从一个电梯的例子来把这个问题阐述清楚。其他科学家,显然当时还没有这个能力去想清楚这个问题。尤其是他们在思想实验方面还达不到爱因斯坦的高度,因此如果爱因斯坦不提出广义相对论,有可能人类到现在也在这方面仍然在探索!
▍如果没有爱因斯坦,相对论到现在被发现的概率有多大?
如果没有爱因斯坦,相对论到现在被发现的概率有多大?
相对论分狭义和广义,如果没有爱因斯坦,狭义相对论到现在被发现的概率为1,广义相对论到现在被发现的概率为0。
狭义相对论即使被发现,也不会叫这个名字,一般会叫做XX定律或者XX力学或者XX方程组XX相对性原理;狭义相对论即使被发现也不会很早,的确当时物理学出现了一些困难:迈克尔逊――莫雷的“以太漂流”实验否定了绝对静止的“以太”的存在,测得的光速相对于不同参考系是不变的。而更早前的麦克斯韦的电磁理论并不满足伽利略相对性原理,因为通过麦克斯韦联立方程组计算的光速是个常数,这不符合伽利略变换。以上种种虽然说明发现狭义相对论的条件已经具备,但还需具有敏锐洞察力和超前抽象思维的人去发现,否则机会稍纵即逝,人们的思路会走向别的方向甚至歧路,再回来也不知过去多少年了。这一点从物理学家洛伦兹至死不接受狭义相对论可以充分说明。
当时洛伦兹为了解释光速不变改进了伽利略变换式,但他并不摒弃绝对时空观,他认为长度在运动方向上真的收缩而不是效应(相对时空观)。他的变换式后来成了狭义相对论的力学关系式,但他认为变换所引入的量只是数学的辅助手段,并不包含相对论的时空观。再说说数学家庞加莱,
应当说他是最接近狭义相对论的人了(有意思的是他是数学家却提出深刻的物理原理,而洛伦兹是物理学家却推出完美的数学关系式。),他于1897年发表了《空间的相对性》,1898年发表了《时间的测量》,提出光速不变性假设,1902年提出相对性原理,1904年命名洛伦兹变换,1905年早于爱因斯坦发表《论电子动力学》,这些内容与狭义相对论很相似,但他最终并没完成,因为他虽然认识到了时空与光速的关系,但他并不愿真正放弃绝对时空观。当爱因斯坦创立狭义相对论后,庞加莱从不提相对论,可见从绝对时空观转变为相对时空观有多难。尽管爱因斯坦本人说如果没有他,别人也会在5年内发现狭义相对论之类的话,那是客气话。如果没有爱因斯坦这样具有超常思维的人,狭义相对论一时还真难以发现。
关于广义相对论,爱因斯坦自己都说过,如果没有他发现,广义相对论的发现至少要推迟50年。比起狭义相对论,广义相对论完全是爱因斯坦自己创立的,这是纯思维领域的完美杰作,他凭着敏锐的洞察力,超前的意识思维,颠覆传统思维,突破意识极限,精准地为宇宙把脉,窥破思维中隐藏的宇宙规律,把自然界和思维完美统一。这样的人千百年出不了一个。如果没有他,广义相对论到现在也不可能被发现。这个理论还是很超前的,如果没有后来不断证实一些预言和研究黑洞,这个理论不会受到重视,即使现在在宏观上牛顿力学也足够用了,所以如果爱因斯坦不去创立,人们是不可能去创立至今很少能懂的广义相对论的。说明白点,这个理论是为以后准备的。只有科学水平发展到一定水平,广义相对论才会成为必须的工具。
▍如果没有爱因斯坦,相对论到现在被发现的概率有多大?
相对论是现代物理学的两大基础理论之一,宇宙学、未来的星际航行等方面都离不开这个理论的支撑。相对论有狭义和广义之分,前者是基于平直时空,并没有纳入引力,而后者则是目前关于引力的最好理论。那么,假如没有爱因斯坦,如此重要的物理学理论会被发现吗?
事实上,关于这个问题,爱因斯坦本人曾有过表态。在爱因斯坦看来,如果他没有提出狭义相对论,五年之内就会有其他物理学家提出。然而,换成广义相对论,则五十年之内也不会有其他物理学家提出。可以看出,爱因斯坦对于率先创立广义相对论感到十分自豪。
在爱因斯坦创立狭义相对论之前,当时的物理学面临一些难题,迈克尔逊-莫雷实验表明以太不存在,光速相对于不同参照系是不变的;并且更早之前的麦克斯韦电磁理论表明真空中的光速只能是恒定的常数,这与伽利略变换相矛盾。
对于这种现象,洛伦兹和斐兹杰惹独立提出洛伦兹-斐兹杰惹变换来进行解释,从而维持牛顿的绝对时空观。与此同时,庞加莱提出相对性原理,并猜想光速是物体的运动速度上限。虽然这些物理学家都已经逐渐接近狭义相对论,但他们在本质上都没有摒弃绝对时空观,只有爱因斯坦以相对论性原理和光速不变原理为基础提出了相对时空观,创立了狭义相对论。
至于广义相对论的创立,这就是源自于爱因斯坦那超凡的物理洞察力,他把引力产生的原因创造性地归结为物质弯曲时空。爱因斯坦对引力的解释是前所未有的,并且也取得了前所未有的成功。当年爱丁顿通过星光偏转实验证实了广义相对论的预言之后,爱因斯坦表现得很平静,因为他本人对这个自洽且优雅的理论非常自信。爱因斯坦表示,如果广义相对论错了,他将为“造物主”感到遗憾。
如果没有爱因斯坦,很难说后来的人能够提出广义相对论。或许未来的物理学家发现异常的引力现象之后,只是对万有引力定律进行修修补补,而非发现适用范围广得多的广义相对论。
------------------
推荐阅读:
韦德场均30.2分+得分王只能排MVP第三?前两是什么大神?