爱因斯坦|爱因斯坦的科研思路是啥?为啥他能做出如此重大的成就

前面的文章我多次讲解过爱因斯坦的相对论 , 但是爱因斯坦作为一个普通家庭的孩子 , 为啥能够给在年轻的时候做出如此卓越的科学成就 , 这一点不禁让无数科学家感到好奇 , 今天我就针对这个问题来和大家谈谈 。
首先你还是需要了解爱因斯坦所处年代的物理学发展情况 , 当时是牛顿力学无所不能的时代 , 所以有科学家直接断言:牛顿力学就是这个宇宙力学的终极理论 。 因为当时牛顿力学的确是把99%的问题都解决了(注意:当时还没有研究到微观领域 , 所以对微观世界的研究还没有进展) 。
爱因斯坦|爱因斯坦的科研思路是啥?为啥他能做出如此重大的成就
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在这样一个背景下 , 按道理来说 , 后人再努力也无法做出突破性的物理成果 , 因为牛顿力学相当于给物理学大厦打了一个稳固的地基 , 后人只能在地基上面做一些修补工作 。 但是当时有个问题一直没解决 , 那就是光速问题 。
按照经典的伽利略变换 , 速度这个物理量是可以叠加的 , 比如一列火车以速度4m/s往左走 , 此时车里有个人也往左跑在车里计算出来的速度是1m/s , 那么地面上看车里面的人速度肯定就是4+1=5m/s 。 也就是说速度是可以直接相加的 。
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但是随着人们的测速仪器越来越先进 , 人们终于可以精确的去测量光的速度 , 这一测量不打紧 , 居然发现光速相对于任意参考系速度都是固定值 。 这是什么意思呢?如果还是有一列火车往前走 , 如果车里面有个东西在跑 , 速度的确是可以简单加起来 。 但是车里面跑的东西不能是光 , 如果是光的话 , 无论车里面看光速度还是地面上看光速度都是C不变 。 这也就意味着说光速是不需要任何参考系永远都是C不变 。
这与我们的直觉非常违背 , 速度这个物理量应该是相对的才对 , 换了一个参考系原来处于高速运动的物体也可能速度变为0 , 这是再正常不过的了 , 也就是说速度本身就是可变的 , 看你选参考系是啥速度就是啥 , 但是光例外 。
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为啥光例外 , 当时无人能解释 。 所以大家明白了没?其实“光速不变”并不是某个科学家用某种理论推导出来的结论 , 而是大量人用不同的实验方法和原理 , 采用不同的仪器测量出来的 。 虽然我们理论告诉大家光速应该是可以变的 , 取决于选的参考系 。 但是实验却打脸理论了 , 实验告诉大家光速不依赖任何参考系且永远固定为C 。
面对这样的问题 , 一般的科学家可能毕生都去研究光为啥不变 , 去寻找各种理论来解释这个问题 。 但是爱因斯坦却不一样 , 爱因斯坦认为既然实验说光速不变 , 那我就姑且把这个当做真理 , 看看往后推理能得出啥结论 。 结果一推理发现一个惊人的秘密:原来我们的时间和空间居然也是相对的 , 世界上没有绝对的1秒 , 也没有绝对的1米 , 相同的物理过程在某个参考系下是1秒 , 换了一个参考系也许是1年 , 同样的道理 , 相同的棍子在某个参考系下是1米 , 换了一个参考系也许是0.01米 。