科学家所理解的世界的结构是什么?不同时期的科学家理解都不同
世界的结构是什么?自古以来 , 地球上的每一个民族都在寻求这个问题的答案 。
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但即使是古希腊的哲学家也没有找到正确的答案 。 例如 , 毕达哥拉斯学派认为世界是由数字构成的 , 而泰勒学派则认为世界是由六种元素组成的 , 如土壤、水、空气、阳光等等 。 直到现代科学的起源之后 , 人类才逐渐揭开了世界的结构 。
这种跨越式的理解来自现代科学之父伽利略 。
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伽利略眼中的世界结构
《托勒密与哥白尼对话录》出版于1632年 , 被认为是现代人类科学的起源 。 在这本伟大的书中 , 伽利略用科学的方法分析了一个众所周知的自然法则——世界运动和动力学系统 。
古希腊哲学家亚里士多德1000多年来也曾描述过运动和动力学 。
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到了中世纪 , 这种描述被教会发扬光大 , 但对世界的描述却是完全错误的 。 伽利略通过研究光滑木槽中球体的运动规律 , 发现了运动学和动力学的基本理论、惯性定理和运动变换规律 , 即伽利略变换 。 从那时起 , 在伽利略的理论体系中 , 过去的无序世界被建构成一个可以定量描述并受惯性定律支配的动态世界 。
伽利略的科学发现不仅在物理学史上 , 而且在整个科学史上都占有极其重要的地位 。 他不仅纠正了亚里士多德统治欧洲近2000年的错误观点 , 而且开创了一种研究自然科学的新方法 。 伽利略在总结他的科学研究方法时说:“这是一种新方法第一次为新方法打开了大门 , 它将带来许多奇妙的结果 , 并将在未来几年吸引许多人的注意 。 ”
可以说伽利略的这一步是一个里程碑 。 这个复杂的世界之所以为人类所理解 , 主要是因为其中存在着客观规律 , 即惯性规律和伽利略变换 。 哥伦布发现了新大陆 , 伽利略发现了新宇宙 。 今天 , 斯蒂芬·霍金说:“自然科学的诞生要归功于伽利略 , 他在这方面的贡献可能是任何人都无法企及的 。 ”
然而 , 尽管伽利略在欧洲大陆提出了这一划时代的世界结构理论 , 但当时在欧洲大陆的教会中 , 中世纪的思想仍然是错误的 。 伽利略是被后世尊为现代科学之父的先驱者 , 晚年被教会软禁 。
尽管伽利略的世界构造理论尚未在欧洲广泛传播 , 但令人欣慰的是 , 在伽利略死后10天 , 另一位科学巨人牛顿诞生在英国的农村小镇伍尔索普 。 后来 , 这位年轻的英国人不仅发展了伽利略的世界结构理论 , 而且把经典的运动学和动力学理论推向了极端 。
牛顿的世界体系
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后人对牛顿的世界体系和结构的普遍评价是:牛顿的世界结构是一个完全机械的世界 。 情况就是这样 。 在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中 , 牛顿的三大运动定律和万有引力公式是构建“机械论”世界的基石 。
【科学家所理解的世界的结构是什么?不同时期的科学家理解都不同】虽然在牛顿死后的一个世纪 , 有些人试图重新表达这种“机械论”的世界结构体系 , 如20世纪初的拉格朗日、汉密尔顿和德国女数学家诺特 。 但是这些数学形式的改变并没有动摇牛顿“机械”世界结构的基础——惯性定律和运动的绝对性(当然包括时间的绝对性) 。 直到1905年 , 一位不知名的专利局职员爱因斯坦出现了 。
爱因斯坦手中的世界结构
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关于爱因斯坦是如何提出新的世界结构理论——相对论的 , 在这一领域有很多传记著作 。 最受欢迎的是丹尼斯·奥韦比的《爱中的爱因斯坦》和沃尔特·艾萨克森的《爱因斯坦:生命与宇宙》 。
从任何角度看 , 爱因斯坦都是现代科学的领袖 。 由于他的相对论和相对论下世界结构的展望 , 牛顿的“机械论”世界结构已经深入人心近三个世纪了 。
在爱因斯坦的世界结构中 , 一切都是相对运动 , 没有绝对运动 , 没有绝对时间 , 所有的物理单位都与运动的相对性密切相关 。
虽然新的世界构造的前景并没有被广泛认可的20年,它提出了,将来与物理实验技术的进步,新的世界构造的前景在爱因斯坦的相对论被证明是现代物理学的基石,一起和普朗克的量子理论提出了在同一个时代,现代物理学已经建造的建筑 。
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