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基础物理学中,这3个发现堪称是科学史上的

来源:航标 时间:2025/6/1
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概述通过研究科学认知的方法,我们设想了一个清晰的过程,接下来,你就可以了解宇宙中发生的自然过程。我们从一个想法开始,进行一个实验,并根据结果去确认或否定它的存在。有时候,我们进行一个实验,会得到一个与预期完全不同的结果。今天,我们对宇宙有了很好的了解,但在通往宇宙的路上,我们遇到了很多意想不到的结果。当我们取得一点进展时,我们肯定会遇到其他的情况。以下是描述科学史上三大奇迹的历史之旅。正文1)光速不因光源的速度而改变想象一下,你非常努力地掷球,它的速度可以达到45米/秒。现在,假设你在一列以米/秒的速度行驶的火车上:1如果你把球从火车上朝它运动的方向扔出去,它会以什么速度飞行呢?那么只需把速度加起来,即:米/s;现在你又想象一下,你发射的不是一个球,而是一束光,把光的速度和火车的速度加起来,那就是一个错误的答案。这个想法是爱因斯坦狭义相对论的核心,但它不是由爱因斯坦在实验中发现的,是阿尔伯特·米歇尔森发现的,他在19世纪80年代证明了这一结果。不管你是沿着与地球运动方向垂直的方向运行,还是相反方向运行,都没有任何区别,光总是以相同的速度运动。迈克耳逊发明了一种干涉仪,用来测量地球相对于以太的运动速度,并为相对论铺平了道路。年,他获得了诺贝尔物理学奖,它仍然是最著名的“零结果”,也是科学史上最重要的。2)原子质量的99.99%集中在一个异常致密的原子核中你听说过“原子布丁的模型”吗?今天它看起来很奇怪,但在二十世纪初,人们普遍认为原子是由带负电荷的电子嵌入在带正电荷的材料中,用来填充整个空间的混合物所构成的。电子可以从中被移除,这就解释了静电的现象。多年来,汤姆逊原子的复合模型是很常见的,其电子位于正电荷基片上,这已被接受了。卢瑟福希望,在一块非常薄的金箔上发射高能带电粒子(由放射性衰变产生),并将通过它,它们中的大多数都是这样做的,但是有些反弹是非常惊人的!正如卢瑟福回忆的:这是我一生中遇到的最不可思议的事,这就像你朝一条15英寸的纸巾射出一枚“炮弹”一样,让人难以置信,它会从纸巾上弹起来,并击中你。卢瑟福发现了原子核,它几乎包含了原子的全部质量,其有界体积相当于整个原子的10-15倍。这就是现代物理学的诞生,为20世纪的量子革命,铺平了道路。3)这个“缺失的能量”导致了一个微小的、几乎看不见的粒子的出现在所有观测到的粒子间相互作用中,能量始终是守恒的。它可以从一种类型转变为另一种类型,如电势、动能、静止质量、化学、原子、电等,但能量不能被创造或毁灭。因此,近一百年前,得知某些放射性衰变产物获得的总能量比原来的试剂要少一些,这是很令人惊讶的。这让玻尔产生了这样的想法:能量总是守恒的……除非它丢失了。但玻尔错了,沃尔夫冈·泡利却有另一个想法。沃尔夫冈·泡利认为,能量应该是保持不变的,所以,在20世纪30年代,他提出了一个新粒子的存在:中微子。这个“小中子”粒子,没有进入磁相互作用,而是拥有一个很小的质量并带走自身的动能。许多人对此表示怀疑,但在20世纪五六十年代核反应产物的实验中,最终发现了中微子和反中微子,这帮助物理学家找到了一个标准和弱核相互作用的模型。这是一个生动的例子,说明了一旦开发出适当的实验技术,有时理论预测可以带来巨大的突破。结语回顾一下,到目前为止我们收集的科学知识,它们的预测能力以及数百年的发现是如何改变我们的生活,人们就会情不自禁地把科学看作是思想的“航标”。但事实上,科学的历史并不是“完整”的,它充满了各种惊喜和分歧。对于那些在现代知识的边界上工作的人来说,科学意味着风险,探索新的情景,试图走向未知的方向。我们记忆中的故事充满了成功,但真实的故事陷入了死胡同,包括有不成功的实验和明显的错误。然而,一个开放的思想,一个检验思想的欲望和机会,我们有从结果中学习和修正它的能力,最终我们能够从黑暗走向光明。而且,每个人可以从中受益。

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