下一个比肩牛顿、爱因斯坦的物理学大师需要解决什么样的问题?

纠缠于完美


光到不了的地方和尺度更小的地方

要搞清楚这个问题,我们首先要想弄清楚科学到底是如何发展的。直接给出答案:根本观测技术发展的。

为什么这么说呢?其实我们可以想象一下,一开始人类是没有很牛的观测仪器的,我们能研究的尺度是以人身高为基础,再放大十亿倍的范围内,大概就是1米~地月系统之间的尺度,这个时候人类主要是靠肉眼观测的,我们也管这个尺度叫做宏观低速的世界。在这个尺度上,首先出现的理论是地心说,但是误差稍稍有些大(相对牛顿力学来说),后来牛顿提出了牛顿力学和万有引力定律基本解决了这个尺度上的问题。

随着科学技术的发展,人类的观测水平不断提高,也就是说我们观测的尺度变大和变小了。变大来自于,我们可以看到更远和更快的世界,变小来自于我们能看到微观尺度,几乎可以到量子尺度上。这个时候,牛顿力学在这两个尺度误差都变大了。于是,爱因斯坦的相对论弥补了大尺度上的不足,量子力学拟合了小尺度上的问题。

但是,比量子世界更小的尺度,量子力学的误差也显现出来了。而相对论被限制在光速上,所以它无法解释光到不了的地方,比如:可观宇宙之外的世界,黑洞的奇点,引力波,暗物质,暗能量。

所以,我觉得未来的科学发展会往更大尺度和更小尺度去发展,这源自于我们观测技术的发展。而最有可能出成果的就是对引力波、黑洞奇点、暗物质、暗能量的研究。毕竟要观测比量子世界更小尺度的世界确实太难了。


钟铭聊科学


首先要说一下,要出现一位能够比肩牛顿、爱因斯坦的物理学家已经越来越困难。因为物理学已经发展成一个庞大的体系,要发展出一个适合这个庞大体系的理论,或者触动这个庞大体系的根基,可能性已经非常低。就像二十世纪初,量子力学没有在一个人的手下完成,而是依靠一大批杰出物理学家的共同努力才建立了起来。

如果真的能够出现一位牛顿、爱因斯坦那样的物理学大师,他有了什么发现真的难以预料。就像十九世纪末,谁也没有猜到二十世纪的物理学能够有翻天覆地的变化。不过当今物理学中依然存在很多重要的难题,一些难题如果得到了解决,相应的物理学家也有可能成为媲美牛顿、爱因斯坦的伟大科学家。

一个比较著名的难题就是广义相对论和量子力学的统一。广义相对论一般用来解决大质量天体的引力问题,量子力学往往用来处理微观世界的问题,如何把它们统一起来,一直困扰着物理学界。有人会问,干啥要把它们统一在一起?因为同一个宇宙的物理法则只能有一套,大小物体都会遵循同一套法则。

弦理论被认为能够实现广义相对论和量子力学的统一,不过仍然有很大的争议。很多物理学家认为弦理论只是一个数学框架,目前还看不到有什么有效的方法去检验这套理论是否正确。如果该理论得到了检验,爱德华·威腾就会是牛顿、爱因斯坦那样的伟大科学家。

还有一个比较有名的问题就是暗物质、暗能量。19世纪末的两朵乌云引发了物理学上翻天覆地的革命,相对论和量子力学由此诞生。有很多物理学家认为本世纪物理学的天空也有两朵乌云,这两朵乌云就是暗物质和暗能量。

为了寻找暗物质、暗能量,很多科学家设计了很多实验,可到目前为止仍未发现暗物质、暗能量存在的直接证据。这个问题若是得到了解决,必将是物理学上的重大事件。


刁博


谈到牛顿和爱因斯坦伟大的时候,其实和他们比肩的还有麦克斯韦,杨振宁。只是牛顿和爱因斯坦的方程简单不需要多深的数学知识就能看明白。牛顿和爱因斯坦的方程是引力,关于时空质量能量的所谓相对论。而我们的四维时空里还有三种力,电磁力,麦克斯韦的方程就是电磁学。还有两种核力,这是量子力学。杨振宁的方程就是量子力学和电磁学的大成,把除了重力之外的三种力统一在他的公式下。

未来,能比肩这四个人的,就是把爱因斯坦的公式和杨振宁的公式能统一成一个公式的人,超弦理论在十维空间下就能统一,但数学没有发展到这一步,所以只有假设,没有数学公式,就像霍金的黑洞和平行宇宙,都需要未来的数学发展和天文学观测实验。而爱因斯坦和杨振宁都是完美的数学公式表达,而且杨振宁的数学公式,不但被几十位诺贝尔奖获奖试验结果无数次验证,而且误差都是千万分之一的,所以被称为标准模型,因为几乎无误差的理论模型。爱因斯坦的关于引力和时空的数学模型也被多次验证的。下一个比肩的,必须是建立一个数学模型,能完美的包含爱因斯坦的关于引力和杨振宁关于除了引力外的所有力的模型的,等于把自然界四种力能用一个数学公式来表达。


用户9695356796501


那肯定是吹散当今物理学乌云的大师啦,凭一己之力拨开云雾见阳光,这样的大师才有可能与牛顿、爱因斯坦比肩。

在牛顿之前,科学还尚未诞生,主要是伽利略、笛卡尔、开普勒等人做出的工作,其中伽利略的成就最大,贡献也最大。

后来牛顿出现了,牛顿运动定律、万有引力算是给科学打下了坚实的地基。

后来又过了几百年,在这座地基上盖起的漂亮小楼已经有模有样了,这时开尔文勋爵站在这座漂亮的小楼里说了一句话,楼虽然很漂亮,但是笼罩在乌云下,不见阳光啊。

这两朵乌云就是光速不变以及黑体辐射了。

爱因斯坦披着风衣,拿着一把发着寒光的利剑,一剑劈开了这两朵乌云,并且玻尔、狄拉克、海森堡等人在旁边又搭起了一座小房子,就是量子力学了。

目前的话,这两个理论,相对论与量子力学可以解释大部分的问题。

现在距离上个时代已经过去了快一个世纪了,新的乌云也开始越来越浓了。

譬如暗物质、暗能量,譬如正反物质总量不对称,为何多出来那么多的正物质?

又比如黑洞的信息悖论,如果纠缠态的粒子,一个被吸进去,那么还能相互纠缠吗?

当然还有大家熟知的引力的量子化问题,现在人们发现了四大基本力,但唯有引力是特立独行的,还没被统一起来。

我们作为外行人了解的都是很浅显的表层,乌云肯定还很多,要比之前还要多,只要解决掉其中一片乌云,那都是物理大师了。

个人浅见,欢迎评论!


科幻船坞


从初中可理解的牛顿力学到高中大学可被理解的相对论,它们都容易理解且牛顿和爱因斯坦享誉全球。然而物理是不断发展的,第三个这样的人已经出现了,他叫杨振宁,而人们更多因为一些国家个人误解认识他,也许是因为他的宇称理论是研究生以上可被理解的已经超出大大多数人所能理解的范围。宇称不守恒的伟大,是提问者所无法体会的,它的地位不能说在任何理论之下。我想说的,不是谁发现什么而能在成为一个享誉全球的物理学家,而是每个物理学家不被因为某些个人原因被吹捧或被诋毁,并不是每个物理学家都是哲学家或心理学家或穷人或残疾人或精神病人等等。如果你真的想出名,请也千万不要随意制造一些看似合理却诡异的理论出来。没有最美最伟大的上帝理论,只有美妙的物理世界。谢谢。


一个爱好物理的疯子


牛顿和爱因斯坦是公认有史以来最伟大的两位物理学家,前者奠定了经典物理学的基础,后者奠定了现代物理学的基础。如果未来有物理学家能够与他们平起平坐,他一定是为大统一理论奠定了重要基础,或者直接完成大统一理论,因为大统一理论是目前物理学家所面对的最大挑战。

在人类目前的认知中,一切的物理现象都可以用四种宇宙基本力来进行解释。物理学家认为,四种宇宙基本力都能够用同一个理论来描述,这个理论被称为大统一理论。但迄今为止,大统一理论还没有实现。

在现有的理论中,三种宇宙基本力已经在量子力学的框架下得到统一,但引力始终无法纳入其中。目前描述引力最成功的理论莫过于爱因斯坦的广义相对论,这个理论在宇宙大尺度下得到了非常严格的验证。但由于广义相对论无法重整化,这使其与描述微观粒子的量子力学无法完全相容。

量子力学和广义相对论在各自尺度下能够很好地适用,但却无法被统一到一起,表明这两个理论都不是终极理论,它们都是大统一理论在微观和宏观尺度下的较好近似。如果未来有物理学家能够提出大统一理论的基础,或者直接完成大统一理论,那他肯定能够成为与牛顿和爱因斯坦比肩的物理学家,甚至成为最伟大的物理学家。

从目前来看,圈量子引力理论、弦理论等理论能够比较成功地把引力量子化,有望实现四种宇宙基本力的大统一。但现有的实验还无法验证这些候选的大统一理论,还需要更为强大的粒子加速器以及其他观测手段才行。


火星一号


我来抄袭我老师的观点。

物质不只是质量,空间占有,物质还有个本性,就是时间。任何物质不只是空间的也是时间的。时空是物质的一体两面。这是我们没有看到的。

量子力学背后还有一个场,这个场可以形成粒子,粒子也可以形成场。这个场就是物质的基本时空场,所有的物质在这个场内都是最简单的表达,没有能量没有质量,只是简单的时空排列。我们的时空是三维空间一维时间,某些粒子是二维的,一维空间一维时间。

量子力学的双缝实验,量子纠缠等都可以通过这个场得到解释。

时空有显隐之分,我们所在的所观察到的时空,时间是隐性的,空间显性,因为你只能看到空间。时间只能通过物质的运动变化察觉到。时空是物质的两面,时空只能一个显性一个隐性。时空的显性隐性也是测不准原理的根本。另外还可能有空间隐性的,时间显性的,这种物质速度可能极快,根据相对论可以推测出来。有三维空间也有可能有三维时间,比如光子是一维空间一维时间,质量是零也是一种有,可能是正负空间加和了。如果是二维时间光子,速度就是光速的二次方,三维时间就是三次方。算一算吧,多少。假设的。如果有负物质呢,估计速度更快。

关于引力,应该是三维空间排列,时间处于隐性,隐性的只能显示一维,大质量物体引力场就强,引力场由引力子组成,越靠近越强,远了就稀薄了。物体运动,空间维时间维也在变化。因为我们只看到了物质的空间占有,时间问题没有看到。量子场论出现的一些问题,我想通过时间维可能得到解决。从这个场可以推导出量子力学的一些公式方程。

这个场没有能量没有质量的,只有在这个场内物理学才能统一。如果在粒子层次,没法统一的。这个场可以称作基本时空场,基本时空态,所有的物质在这里都是简单的时空排列,时空组合,时空显隐,不同时间维不同空间维,都是最简单的加减。在时空基本场里,粒子反应也是一样的,前后时空相位守恒,物质总量守恒。好比化学反应,前后守恒。

物理学的八元数也可以从这里推算出来。

以上都是抄袭的,我老师的。不明白的我再来解释。

也许这些都超出常识,看到的记住吧,这不是唯心主义,这是新的常识。


时空量子与功能生命


牛顿体系解释了哥白尼布努诺伽利略的所有实验与探索,建立了一个基于数学基础上的力学体系,涵盖了当时物理学的大部分领域,以至于其他物理学家认为物理学已经完美到终结,再也不需要发展了,只有牛顿(这个级别的科学家)知道真理的大海还没有发现。

爱因斯坦创立了一个完全不同于牛顿时空观的体系,甚至取消了力的概念。由于这一体系如此宏大,以至于诺贝尔评奖委员会倾向于认为这是开玩笑。但是由相对论推导出的结论尽管违背常识,但却一再被实验证明。

爱因斯坦出现的时候,物理学上空漂着两朵乌云。当爱因斯坦拨开乌云,两片巨大的天空出现了:量子力学和相对论。

爱因斯坦既揭开了量子力学的序幕,又怀疑量子力学违背相对论。而这一怀疑导致了物理学上空看起来很小的一朵乌云:量子纠缠的相互作用超越了光速。

这朵乌云看起来很小,是因为它离人们很远。当它离人们更近的时候,人们会发现它遮蔽了整个天空。当这朵乌云被拨开的时候,人们会建立起一个比牛顿和爱因斯坦体系更加宏大的体系。


风dé旅程3


要解决的问题太多了!有数学,物理,化学,哲学,光学……!首先是哲学已死!因为从逻辑上讲:一切统治阶级无非就两条准则:实践是检验真理的唯一标准,和不用检验就是真理。那么它为什么已死呢?我们来举个例子,将介石买美帝国主义的国债,他当然有他的解释,但无论怎么样,对他来说其结果总是最好的结局!而事实上无能美帝强大,还是弱小,对中国有利,还是无利,要历史来回答!其次社会实践是发展的,唯一的,不可从复的,谁也无法证明到底谁执政更好!例如,无法证明将介石换成另外一个人来领导国民党为更好,或更差!现在我们来看数学!提起数学,可谓是汪洋大海!人类从原始社会到现在进过数亿万计的世界上最杰出的天才进过长期演变而来的科学体系!数学是有三个件条共同构建的:大前提,也叫公理,计算,逻辑推理等!当然从广义讲,任何论文,化学科学全都是这样。例如化学原子结勾假设,爱因斯坦的相对论都有大前题!大前题本身是一种假设,并不绝对,你也可提出超常假设进行改造物质世界!我们现在学的数学,化学,物理都存在大量错误,需要后人来改进,和推进,其著名的例子,有数学的三次危机,它当然还要向前发展,来456789……都是存在!例如:数想记纠正了欧几里德几何原本的逻辑错证题!同时对于以无理数为边的直角三角形人类至今还无法证明!这些问题的解决必将引起数学的重大变革,整座高等数学的大厦将重新修正!因为动一发而变全身!大量的数学书籍将进入历史的垃圾桶!另外还有费马大定理的初等证明,是否存在,有谁来完成,罢在了数学


Rock181538653


牛顿爱因斯坦不愧是人类科学史上的时代大家,人类是自然界演化的产物,人类对自然的感知必将随自然而演化,人类知识也将随之而丰富,也更步步深入,现代要在已有的知识智慧体系上更深入的体会自然反映自然励练自然规律才能比肩牛顿爱因斯坦,将他们解释了的未解释的人类对自然观测现象拿入一个统一的自然规律演化框架下解释,才称得上比肩牛顿爱因斯坦的现代理论大师,具体任务是什么呢?自然界的和谐自洽演化性,万物不相同性,万物不重复性,所谓万物都是演化中的万物,没有不变不动的万物,也没有永恒不死不灭的万物,将现代基础物理量的物质时间空间能量力统一于一个演化理论框架下,并且指出牛顿爱因斯坦等先辈们的理论适用范围,对在什么地方错又在什么地方,对物质能量空间时间力给出一定范围的规范定义,指出它们在演化过程中的机制和作用,这些旁大的统一理论体系它需要许多人的共同努力来完成,不只有物理体系的修正发展,数学也要进一步发展才行,因为自然界万物演化都是连续运动态,现代数学大多是定质定态近似或概率描述,远远不能适应一般自然现象演化动态描述并预设定位,例如1+1=2如果将1看做万物的基原,相加为2作为结果,那么演化过程呢?用数学描述物理必须注重过程,所以数学需要发展的空间还很大,1十1=2都描述不了过程,那么任何一粒电子在任何时刻都在转移无穷多的能量动态经过电子,人类要想定量定态描述电子形为就得用数学语言来描述,怎么描述?建立动态平衡方程体系是数学界未来艰巨的责任和任务。

要建立大统一理论,首先得建立宇宙整体世界观,就这点人类当今的多重多维宇宙观,大爆炸大澎胀大收缩宇宙观就已经不是合格者,宇宙万物的和谐自洽性又将定质定态的观测经验经典理论排开,万物的不重复不相同性也将引力扭曲时空论除外,因为这些理论根基没办法将宇宙万物的和谐自洽不相同不重复性用一个原理来获得解释。要建立统一理论,用人类语言来描述宇宙就是存在本身,它由存在过程来体现存在,存在过程是存在具体表现的动态形为,归结起来就是:存在是根,因动而有,不动存在无以体现。说具体点宇宙就是一个无穷大的动态整体,这一点可通过人类对遥远星光的获得来证实,一百多亿光年远的光能成功到达人类视野,如果不是整体是办不到的。宇宙动态整体又是由不同运动规模态的动态体组合而成,也就是说无论多大的天体,无论多小的粒子都是运动规模态的动态型体,不同运动规模态构成了形形色色的大千物质世界,任何一小点动态改变都将造成整体的联带反应,所以演化就是动态平衡形为过程态,因动产生几何造型为物为质,因动变化影响它物发生相应变化为能为量,因动从甲至乙显现空间,因动前后型态不相同产生时间,因动发生相邻位移传递而产生力形力,不同动态的不同过程点面产生不同的动变位移表现出不同运动形式下的力,动态体之间的动态平衡位移与平衡峰值同步,也就是说能量与力是同步进退的相同动态不同物理描述,万物共同遵守动态平衡规则,达到平衡的同时又突破动态规模界线,表现在万物始终存在非平衡体系中,自旋收缩产生对立耦合,耦合又再度收缩再耦合,永恒不相同不重复的演化,形成二进制创生模式,归结起来就是:宇宙万物遵守动态平衡的二进制演化模式规律,动态平衡是原理,二进制是模式,如电子创生,星系合并,人类及其动植物的有性生殖,台风,水漩涡等等造物动态体无一不是动态平衡的二进制创生物体。万物的创生都是演化创生,并非从无到有的原初创生,例如一个人此刻的你由上一刻的你演化而来,上一刻你的一切存在态转化为此刻的型态,过去的你永恒不复存在,由昨天向后推无论多久远的过去存在都演化成了此时此刻的存在实体,过去的有不会再有,也就等于不存在,也就不存在138亿年前万物始于奇点的无源宇宙论。变化体因自旋而收缩变小,因耦合而壮大,看似循环往复就是处处不同时刻各异,也就造成万物的不相同性和不重复性。(本文原创,个人研究结论供参考)


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