常有人说,目前的科学理论不对,哪里出了问题。相对论更是成为了“受灾”最严重的科学理论。有些人甚至是提出了自己的一套歪理邪说,认为这就是一套可以取代现有理论的新理论。这我不多做评价!
其实并不是说现有的所有理论不可以被推翻,但是我们首先要弄清楚现有的理论错了没有?如果没有错我们推翻个啥劲?还有要知道人类的科学是怎样发展的?简单的说,科学是靠你推翻我的理论,我推翻你的理论这样发展的,还是在通过前人和后人的努力共同去不断地完善一个理论的?再就是我们要搞懂,假如你想出了一套理论,你这套理论想要成功的话,需要具备哪些条件?
首先我们看下科学是怎样一步步发展到今天的
天空是我们观察和研究宇宙的窗户,人类科学的发展源于古人对天空中星光的运动规律的解释,在望远镜还没有出现的年代,只要有一双慧眼,我们都能看见太阳的东升西落,夜幕星辰的交替,这是怎么回事?古人就说了,这是太阳等一众兄弟再绕地球运行。
这就是人类最早对宇宙运行规律的理解,也就是地心说,但哥白尼并不同意这样的观点,尤其是再发现了行星的逆行显现以后,地心说就出现了严重的问题,不得不引入本轮和均轮的概念,就这样大轮套小轮、缝缝补补,哥白尼觉得宇宙的运行怎能如此的混乱,于是1543年在其临终前发表了自己的旷世杰作《天体运行论》提出了日心说,大大简洁了太阳系的模型。但哥白尼并没有为自己的理论提出令人信服的数学依据。
主要是哥白尼认为各大行星的轨道依然是正圆轨道,导致其对太阳系各大行星运行的预测精度还不如托勒密的地心说算的准。哥白尼死后就到了第谷·布拉赫,这是一位在望远镜发面前被认为最伟大的天文学家,因为他的裸眼视力在当时无人能及。
第谷在多年的观天中积累了大量的天文资料,但其数学能力很差,他认为哥白尼和托勒密的说法都不对,他将两个理论融合在一起认为,太阳系中其他得行星都在绕地球旋转,但太阳带着这帮兄弟在绕地球旋转,并创立了自己的理论。1601年第谷赫然离世,开普勒就继承了第谷大量珍贵的观测资料,他比较认同哥白尼的日心说,1609年开普勒就发便了著名的行星运行三大定理,首次以及其准确的数学模型为人们构建了一个完美的太阳系模型。而后来伽利略对木星卫星的观测和金星相位的观测更加有力地证实了日心说的地位。
开普勒虽然解释了行星的运动,但他说不清楚行星为何要绕太阳运行,是什么力量让太阳系在运动。时间来到了1687年,人类最伟大、最具轰动性和划时代意义的一篇论文《自然哲学的数学原理》发表了,牛顿提出了万有引力,不仅为人类解释地球上所有能看到想到的物理运动,而且也解释了开普勒留下的历史疑难,人类第一次能够用一套完整的理论完美的描述太阳系所有天体的运行规律。并且这套理论还具有很强的预测性,让人们发现了肉眼无法看到的行星天王星。
但是牛顿的理论在统御人类世界观200年后,却出现了问题。这时的时间已经来到了19世纪,随着人类科学技术和观测能力的提高,人们发现了水星轨道的进动问题,根据牛顿的理论怎么算都无法抹平每世纪43.11角秒的误差,而且牛顿到死都无法说清两个质量物体为何会产生万有引力,已经引力相互作用的方式。
这个问题的解决,相信大家都很清楚,也就是爱因斯坦1916年广义相对论的发表,不仅仅是解决了牛顿遗留下来的疑难,而且广义相对论还完美的容纳了牛顿理论所能解释得一些现象,并且还最初了人类科学史上最神奇的预测:星光在经过大质量物体时会发生弯曲。并且在1919年有爱丁顿爵士在日食的观测中得到了证实。
看到这里,我觉得你已经总结出了一个规律,不仅是科学发展的规律也是一个正确理论所必须具备的条件。
科学怎样发展?一个正确理论需要具备什么条件?
从哥白尼、开普勒、牛顿到爱因斯坦,我相信你会发现科学是一个不断完善的过程,而不是互相推翻的过程!时至今日,你能说哥白尼的理论是错误的?开普勒的三大定律不对?牛顿的理论错了?都没有,它们依然是争取的,即使已经被更高的理论所取代。但我们依然在学习以前的理论。那么你想超越爱因斯坦,并不是推翻相对论,而是要完善、补充发展相对论。
那么你的理论想要成功,想要胜过相对论必须满足什么条件:
首先,你的理论必须解释相对论目前已经被证实的所有现象。包括:星光弯曲,引力透镜,引力红移,引力时间膨胀等等。
第二,你的理论必须解决相对论现在面临的窘境,也就是无法解决的问题。例如:大尺度上描述星系旋转曲线异常(暗物质问题),无法与量子力学完美的融合,也就是你的理论必须将引力量化,提出引力在微观层面上介导的方式,以及解决引力为何如此之弱的原因。
第三,你的新理论在满足以上两点的同时,必须还要提出可以被证伪的新预测。也就是说根据你的理论,你可以提出一项新的预测,并且能够被人们通过实验和观测的手段来证伪。
看了以上的条件,我想问的是,你能超越相对论吗?推翻是不可能了,只要能超越你都会被彪炳史册。
那么量子力学呢?
量子力学作为一个跟相对论同时代的理论,它的完善和成功不是一个人的功劳,估计你能想到的二十世纪的科学家都在量子力学的发展上贡献了一份力量。这个理论很少被人诟病,因为它普通人也不是很懂,你想说人家不对也不知该说啥。
但是量子力学的成功是显而易见的,目前标准模型中的粒子以及这些粒子的作用方式基本上可以解释我们能看到的一些微观层面的现象。但这个理论也不完善,这是公认的。你想推翻整个量子力学是完全不可能的,但你可以去完善它。
例如:目前的标准模型中的粒子并不能解释宇宙中的所有现象,最熟悉的就是它里面还没有暗物质粒子,中微子振荡的问题也无法解决,因为根据目前标准模型中的粒子预测中微子是没有质量的,但事实上中微子有三种口味(电子中微子、μ中微子和τ中微子)可以互相转换,这说明中微子存在质量,这也意味宇宙中一定存在可以赋予中微子质量的未知粒子。
还有目前的标准模型无法解决反物质消失之谜,也就是为何正反物质不对称。我们目前发现了有部分介子会发生弱相互作用的对称破缺,但缺少强相互作用的对称破缺的粒子。
所以目前有很多的问题等待我们去解决和完善,并不是等着我们去推翻现有的理论。因为现有的理论是正确的,你硬要推翻人家这不是杠精吗?!所以根据以往科学发展的规律,哪怕再过上一两个世纪,牛顿的理论、爱因斯坦的理论、目前的量子力学都是正确的。但未来肯定会有更加完善的科学理论为我们决绝目前所有未知的问题。