愛因斯坦爲什麼能在當時沒有計算機、科技又不怎麼發達的情況下,提出那麼超前的理論?

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個人認為,愛因斯坦之所以能夠提出那麼超前的理論,不僅僅是因為他的高智商,很多時候解決一個問題需要的不僅僅是高超的學術手段,往往需要一些哲學的思維為自己提供一個大致的方向。



要說相對論的解決完全可以由數學家來完成,一個厲害的數學家完全是數學界和物理學界通吃的,有人說如果數學家轉行研究自己感興趣的物理方向,幾乎都能夠橫著走。比如數學王子高斯,有人說如果他把他的手稿全部公佈於世的話那麼數學至少可以往前進50年,高斯閒來無聊時玩玩電磁場推導出了高斯公式,而這成了電磁場的幾大重要公式之一;牛到天際的相對論,其基礎是非歐幾何,高斯早就早就研究出來了只是懶得公佈;高斯還玩過天文學,1801年,意大利人發現了一顆小行星,可是轉眼就找不到了,高斯也納悶了,於是就找一下吧,結果他用三個公式就算出了小行星的軌道,而要知道當初第谷用了一輩子畫星表,開普勒用了大半輩子才推導出開普勒三大定律。但是我們往往又忽略了一點那就是儘管數學家可以解決很複雜的問題但是不一定很富有創造性的想象力。


狹義相對論,其實並不能完全算愛因斯坦的功勞,在他之前洛倫茲就提出了洛倫茲變換也就是狹義相對論的雛形,而另一個數學家——龐加萊,也在愛因斯坦提出狹義相對論之前在這個方面做過大量的工作,但是他似乎無法接受愛因斯坦的狹義相對論,雖然兩個人的結果幾乎是一致的,但是龐加萊只是出於數學方面的考慮,無法將其具象化。而廣義相對論,愛因斯坦差點還失去了這一理論的提出機會,1915年11月,愛因斯坦公佈了完整的廣義相對論,他終於能夠鬆一口氣了,因為在這後半年裡面,他差點就失去了廣義相對論的獨立發現權,而他的競爭對手是希爾伯特,當時最偉大的數學家之一。他們的第一次見面是在1915年6月,當時愛因斯坦正在這個廣義相對論緊張工作著,他提出了一系列的微分方程,可是他似乎永遠也得不到這些方程的解。在這個時候他不得不求助於當時大名鼎鼎的數學家希爾伯特,他和希爾伯特溝通了一些這方面的想法,希爾伯特認真聽了非常感興趣而且還隱約察覺愛因斯坦的方法可能有問題,沒過多久愛因斯坦也發現了其中的問題,而希爾伯特就明確指出了這個方法的問題,並且表示自己也會深入研究這個問題。愛因斯坦一聽壓力便來了,因為希爾伯特是數學家,有著很強大的數學能力,而相比之下愛因斯坦顯然有所欠缺,於是沒日沒夜地計算,不過好在愛因斯坦有著更強大的想象力,最終也爆發出了強大的創造力,搶先希爾伯特一步提出廣義相對論,而希爾伯特僅僅比愛因斯坦晚了幾個星期。

其實從愛因斯坦求助於希爾伯特到希爾伯特得到光子相對論的解僅僅用了幾個月的時間,而愛因斯坦在提出廣義相對論之前有幾年的時間都是因為數學水平所限。

愛因斯坦曾說過:“提出一個問題往往比解決一個問題更重要。”因為解決一個問題需要的是強大的計算手段,這是可以訓練到的,而提出一個問題則需要創造力,這可比單純解決一個問題難得多,這才標誌著科學的真正進步,並且是真正需要天賦的。愛因斯坦就是這樣一個富有想象力的人,想象力比知識更加重要,因為知識是有限的,而想象力可以包含整個世界。如果僅僅從問題產生的那個層次去考慮,你永遠也不可能解決它。愛因斯坦在思考引力是什麼,為什麼行星會繞著恆星永不停息運轉時,依靠的是嚴密的演繹推理,計算並不是很複雜,如果用現在的計算機計算,那是分分鐘的事,但是理論的突破源自思想的突破,而計算機作為一種工具,對思想並沒有任何的突破意義,反而可以起到一個很好的驗證作用。

不然怎麼會說愛因斯坦是難得一見的天才呢?對於一個天才來說,靈感是至關重要的,愛因斯坦的貢獻並不是他計算出了什麼,而是他為人類打開了一扇新的大門,帶領人類進入了一個新的思維世界。有或者沒有計算機有什麼關係,有了計算機計算機就可以自己提出這一套思維理論嗎?沒有計算機愛因斯坦就無法算出方程的解嗎?顯然不是這樣的。


鏡像宇宙


愛因斯坦是搞理論的,有一個誇張的說法是搞理論只需要一張紙、一支筆就夠了。當然現在看是不可以了,現在搞理論甚至可以沒有紙和筆,但是必須要有計算機,要有文獻檢索系統,關鍵還要有一個靈活的頭腦。計算機的主要作用有加快計算過程、計算並模擬複雜過程、形象展示過程;文獻檢索系統可以讓你快速的瞭解你的研究領域最近又有了什麼新的進展,遇到了什麼新的問題。

愛因斯坦說過:提出一個問題比解決一個問題更重要。因為解決問題往往只是數學或實驗上的技能而已,而提出新的問題或新的可能性需要從新角度去看舊問題,需要有創造性的想象力,這標誌著科學的真正進步。如果當時能夠給愛因斯坦一臺計算機,他或許可以把得到相對論的時間由十年變為五年。但是計算機只是一種工具,並不能直接給愛因斯坦提供新的設想和創造力,沒有計算機並不能阻止愛因斯坦發現相對論。

另外,愛因斯坦之前的物理學基本是經典物理學,比起現代物理學要簡單很多。比起現在物理學上海量的運算(互聯網就是粒子物理學家為了傳輸實驗數據發明的),相對論的推導及計算簡直跟喝涼水一樣輕鬆。現在若是在沒有計算機的情況下去發現希格斯粒子,那是天方夜譚。


刁博


就算有了計算機又怎樣呢?要是沒有超前的物理直覺,相對論的出現可就要往後推遲了(尤其是廣義相對論)。這麼說吧,相對論的出現,完全是從幾個公理出發的,而公理或者假設,只有人可以提出,計算機能減輕你的運算。

先以狹義相對論為例子。就兩大公理或者加假設:①光速不變②狹義相對性原理。而這兩條只能靠人想出來,並且組合到一起,機器是沒辦法做到的(至於現在大熱的人工智能,是不是以後也具備人的思考能力,先拭目以待吧)

有了這兩條公理,剩下來的就是推導運算了。所以說狹義相對論難在人們對舊觀點的突破上,在愛因斯坦之前,其實已經有幾位學者得到形式上的結果了,比如洛倫茲變換就是以洛倫茲命名的,還有數學家龐加萊。

再說廣義相對論。也是兩個公理:等效原理和廣義相對性原理,也能再加一條馬赫原理吧。這些原理的提出和組合也是隻有人才能辦到,機器無能無力。但廣義相對論為什麼花了十年時間才出現呢?困難出現在數學上,畢竟愛因斯坦不是職業數學家,雖然物理直覺超前,但數學功夫和那群數學家還是不能相提並論的。

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賽先生科普


與有沒有計算機沒有太大關係,計算機只能讓運算速度更快,理論上只要有時間,就能達到計算機的運算結果,況且愛因斯坦時代並不需要如今這樣複雜的數學計算!

愛因斯坦之所以提出如此超前的理論,還是在於他異於常人的思維方式,這點更多的提現在了廣義相對論。

而狹義相對論的提出有兩個重要前提(也可以算是假設),那就是相對性原理和光速不變原理,你可以人類這兩個原理就是我們如今所說的公理。

所以,這兩個重要假設是一般人做不到的。如果知道了這兩個假設,只要你在擁有高中數學知識,也可以推導出來狹義相對論的幾個公式!

而廣義相對論相對比較麻煩,裡面有很多複雜的數學推導計算,包括高等數學裡面的微積分等。同時,廣義相對論剛開始時並沒有被大眾接受,在幾十年之後,隨著人類科技水平的不斷進步,才證實了廣義相對論的正確性!

所以說,靈感對於天才科學家來說顯得更重要,物理知識和數學知識比愛因斯坦好的科學家大有人在,但恰恰是在靈感(也可以說是思考問題的方式)的差別,讓愛因斯坦異於常人!

當然,這種靈感和想象力不是憑空而來的,是需要一定的理論知識為基礎的。我們可以說,愛因斯坦的相對論最開始的“假設”很重要,但不是誰都能想到,也不是誰都敢想到那樣的假設!


宇宙探索


好問題,愛因斯坦的確沒依靠計算機的幫助,就提出了相對論。

請注意相對論是個理論,也就是說這個理論只是比較接近真相,而不是真理。這話還就是愛因斯坦說的。

愛因斯坦回答了牛頓提出的問題,引力是什麼?他的理論闡述過程很囉嗦,另外一個現實是本人在聽這段課程的時候,居然被瞌睡吸引,昏睡過去了。下課後,按照記住的結論,居然通過了考試,慚愧中。

理論最重要的手段就是簡化,牛頓就是依靠簡化才完成了天體物理的計算,有了現代的計算機技術,有一些科技工作者是打算依靠計算機的高超計算能力來解決問題,可是現實卻是然並卵,沒有高超的理論推理能力,複雜的計算還是解決不了問題。

目前的計算機水平,還代替不了人類的科學探索思維。

就像牛頓第一次完成了天體物理的計算一樣,愛因斯坦第一個完成了相對論的理論推導,這就是愛因斯坦對人類的貢獻。

其實在愛因斯坦完成了理論推導之後,為了證明自己推導的正確性,就提出了天文觀測的驗證方法。依據愛因斯坦的理論,在巨大的質量作用下,時空會發生扭曲,導致通過這個扭曲時空的光線會發生偏轉。是不是有點拗口,簡單描述一下,就是光線會轉彎。

然後,藉助一次日食,天文界的確觀測到了光線的偏轉,一個應該隱藏在太陽後面的星星,居然在日食過程中被觀測到了。於是全世界開始逐步確認了愛因斯坦的理論,的確可以指導實踐。

然後,就是原子彈了,對這個故事大家都很熟悉,就不做更多介紹了。

愛因斯坦的科學研究,依靠嚴密的演繹推理,不太需要複雜的計算。計算機自然就沒什麼用。只是到了驗證愛因斯坦的理論時,才需要做複雜的計算,現代計算機才能派上用場。

人的思想能力,目前仍是我們最寶貴的創造力來源。


圓創觀點


1,首先看一下愛因斯坦的貢獻,是相對論,量子力學,研究的是微觀世界的規律,這些以前都沒有什麼研究,當時研究這方面的人很少,並且都是一個圈子的人,互相都很瞭解,所以不需要藉助互聯網去查資料,電腦這方面的用途對愛因斯坦沒用。

2,既然是研究的是微觀世界,現實中不能做實驗,所需的必備材料很少,都是靠豐富的想象力,有朋友說一張紙就夠了,這點並不誇張。這樣的研究,就算有電腦又能如何?把想象做成動畫嗎?這對傳播有用,對研究本事並沒用。

所以說,電腦對愛因斯坦的研究內容不是必需品,有沒有電腦並不影響這位科學巨人的。


熱點實驗室


原創思想,恕本人直言,愛因斯坦的理論層次是很低的,而且從相對論的假設前提一開始就出了與宇宙的實在完全不相符合的,很初級的錯誤。他的相對論既不能解釋宇宙從何而來,也不能解釋物質如何誕生。實際上,人類唯一正確的假設前提非常簡單,那就是:宇宙天然合理!在此前提下,原始宇宙,物質宇宙,萬物和人類的誕生皆可以合乎邏輯地推演出來,並能夠解釋一切的一切。所以,愛因斯坦及其相對論應該送進歷史的博物館了!


孤猴78345271


我以前認為愛因斯坦是偉大的科學家,隨著在頭條介紹的愛因斯坦相對論學說,才逐漸認識愛因斯坦是構建一個假說,並不是發現科學真理,只要讀者留意,在他學說中時間概念相互矛盾,他一面用日曆時間作基礎,即光速不變作基礎,另一面又說時間隨速度而改變,他的整個學說,特別是時間的部分是不能自圓其說的學說。

當飛船達到光速,時間都靜止了。這是相互矛盾的學說。什麼叫光速:光速,意指光在真空中的速率,是一個

物理常數,一般記作c,精確值為299,792,458 米每秒(≈3.00×10 m/s)。這裡的每秒是根據日曆中年,月,日再細分為:小時,分鐘,秒。是屬於日曆時間系統,速度是單位時間的距離,速度需要時間才能表達。時間靜止了,速度失去時間,也就失去速度自身。當光速的基本時間單位等於零,光速也等於零。光速x0=0距離,寫成:Cx0=0 光速就不存在了,這是自我矛盾的學說,一方面光速使用日曆時間,另一方面又說光速日曆時間不適用。作者自身沒有弄明白時間的規律。

如果用日曆時間系統來描述,就沒有時間靜止事情存在。

如果用時間靜止狀態來描述,就沒有光速存在。一切速度都等於零。


717wang


愛因斯坦相對論有高中知識就能推導出來了,關鍵是幾個前提假設,如不同參考系光速不變,一般人真心理解不了吧?能理解的話,就能像哥一樣,高二把狹義相對論重新推導一次了。廣義相對論複雜點,需要大學級別的微積分知識了,哥大學玩殘了,吃高中老本,勉強能考個90分,卻沒研究高級點的數學,把狹義也推導一遍。據說愛因斯坦原配是數學家,這樣為了狹義相對論愛因斯坦還去大學惡補微積分。真懷念可以荒廢時光的4年大學啊。


落陽之夏


簡單說就是愛因斯坦的投胎靈魂智商很高,是個三類文明外星人靈魂投胎,長大後大腦智慧之門開啟的數量又比常人高很多,構建的大腦神經網絡系統又足夠先進,所以能比較好的翻譯靈魂傳輸給大腦的先進知識。因為在發達的外星球投胎過,所以知道一些有遠見的先進知識。


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