科技创新缺乏长期规划

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  1. 为何当今世界难以再出现爱因斯坦,人类科学停滞不前了吗
  2. 为何当今世界难以再出现爱因斯坦,人类科学停滞不前了吗

    事实上科学家是分级的。

    第一梯队以伽利略,牛顿,爱因斯坦,普朗克,玻尔等人为主。

    在科学史上,人类只有过两次巅峰。

    第一次以伽利略、牛顿等人为主。因为只有他们才系统建立起近代科学的框架,经典物理的框架中有热力学,统计学,电磁学等等

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    在经典物理框架中深耕的科学家有玻尔兹曼,麦克斯韦,法拉第,安培等人。

    从经典物理过渡到现代物理学的过程中,人类花了200多年时间。

    经典力学带给人类的成就包括第一次工业革命的蒸汽时代。具体包括蒸汽机、纺织机,冶炼,建筑等。

    而第二次科学革命以扩充经典物理为主

    因为经典物理无法解释微观、强场、高速世界下的自然规律。

    这时候以爱因斯坦、普朗克、玻尔为主的科学家分别建立了相对论,旧量子力学,新量子力学。

    第二次工业革命也就是电气时代。经典物理和现代物理学在第二次工业革命中被大规模使用。

    可以说,我们现在享受到的很多科技成果依旧来自牛顿那个时代的理论奠基。

    提出理论的科学家是超前同时代至少100年的人,之后一二百年依旧会吃老本。

    而现在我们连现代物理学的老本都没有吃完,在基础物理上的探索依旧艰难进行,提出新理论的时机尚未成熟。

    在历史中,我们都知道时势造英雄。这句话依旧适用于科学历史。

    伟大的科学家如果没有生到一个合适的年代,那么他一定不能提出类似牛顿力学和相对论那样的划时代理论。

    牛顿和爱因斯坦的诞生就生逢其时。

    因为在牛顿之前,第谷,开普勒,伽利略等人已经开始酝酿出科学思维了。人们研究自然不再拘泥于神学,而是注重于数据观测。比如开普勒就根据老师第谷的海量天文观测数据总结出开普勒三大定律。

    伽利略通过斜面实验否定了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点。

    牛顿生在那个年代,前人已经给后人灌输了注重实验和观测的科学思维。牛顿根据苹果落地而联想到万有引力就不足为奇了。

    而爱因斯坦提出相对论的时候,也启发于前人探索牛顿力学的禁区而留下的经验。

    比如牛顿引入的以太学说不符合麦克斯韦的电磁理论,也不符合迈克尔逊莫雷实验。

    还有马赫对牛顿绝对时空观的批判。

    爱因斯坦本人也曾表示自己提出狭义相对论是基于前人对牛顿力学禁区的探索的启发,特别是马赫的思想影响了他。这些信息在爱因斯坦67岁自述自己一生的时候明确被表达出来了。

    所以爱因斯坦提出狭义相对论是很正常的事情。那时候狭义相对论已经呼之欲出了。

    如果把爱因斯坦放到牛顿那个年代,他绝对是不会提出狭义相对论的,因为没有任何前人的探索,也没有任何显著的事实与牛顿力学相违背。

    当今世界很难出牛顿和爱因斯坦这么伟大的科学家,主要是因为时机未到。

    现在很多科学家探索的未知领域就是为接下来诞生的伟大科学家做铺垫的。

    下一个伟大的科学家很可能出自统一量子力学和广义相对论的人。而现在我们对万有理论的探索还在艰难进行中,可能还没有达到量变引起质变的程度。所以像牛顿、爱因斯坦那么伟大的科学家还暂未出现。

    停滞不前是过分了,科学的发展不是靠一两个人来推动的。

    科学的发展

      科学的发展

      第一座科学的高峰

        第一座科学的高峰

      其实人类科学的第一座高峰来自于牛顿的时代,大概在1700前后(当然,牛顿最大的科学成果是在1665年左右发现的,不过他没公布出来)。

      • 第二座科学的高峰
      • 而第二座科学家的高峰来自于爱因斯坦时代,大概在1900~1930年之间,这个时代不光有相对论,其实还有量子力学。牛顿力学,相对论,量子力学是目前物理学的三大根基。

        这两座高峰相距两百余年,而上一座高峰距今也就只有90年不到的样子,我们姑且算100年吧。所以,如果按等差数列来算,想要迎来下一波大推进,至少也要100年吧?所以,我们的科学其实发展的不慢的。

        当今的科学发展

        而且我们搞清楚,科学是一个叠加的体系,每一代科学家都要比上一代科学家知道的更多,因为每一代科学家都会往前拓宽一点认知。而像牛顿,爱因斯坦,海森堡这些科学家,其实是大跨步地扩展人类的认知边界。

        而我们如今的科学家发展,其实学科更多,方向更广。而且很多学科的研究需要借助大规模的人力和财力,以及设备。这些研究相比以前更加艰深,晦涩。即使是物理学同一个领域的研究者常常都听不懂同行在说什么。所以,更加细分领域的研究,也导致了很难会出现一个大规模推进认知边界的科学家。

        当我们的观测设备大规模提升,以及各细分领域到研究到头时,当然也就会有科学家站出来完成一次集大成者的角色,并大规模推进人类的认知边界。

        答:每一次物理学的巨变都不是偶然,而是前人把科学知识积累到一定程度后,因为量变引起的质变,自爱因斯坦以来,虽然部分物理学家在他的领域取得重大成就,但是都没有达到牛顿和爱因斯坦时期的那样巨变,或许我们这个时代的科学理论,还没有达到质变的时候。

        在物理学上有两个奇迹年,1666年的牛顿奇迹年,以及1905年的爱因斯坦奇迹年;牛顿建立经典力学基础,完成了物理学上的第一次大统一,天上和地面的物理规律都能在牛顿力学的范畴内得到解释;爱因斯坦则实现了时间和空间、质量和能量的统一。

        距离爱因斯坦的时代,已经过去了一百年,现在的物理学给人的感觉就是没有重大突破,虽然有杨振宁等人建立起来的规范场论,以及哈勃等人建立起来的现代天文学等伟大成就,但是始终无法与牛顿和爱因斯坦时代的巨变相比。

        在实际应用当中,我们集成芯片上的晶体管数目每18~24个月翻一番,核武器也发展到了第三代,商业上实现了5G通信,太空探索也越来越频繁;但是从本质上说,这些科学技术都是物理学第二次革命带来的,主要的物理基础是量子力学和相对论,任何科学技术都没有突破理论范畴。

        所以我们可以看出,人类的科学在近一百年内确实没有重大突破,其中的原因也不难分析,无论是牛顿之前,还是牛顿到爱因斯坦之间的时期,每次物理学的巨变,都和人类知识体系密切相关。

        牛顿建立经典力学也并非偶然,因为在牛顿之前,伽利略、开普勒、哥白尼、第谷等人已经把当时的科学理论推到了一个全新的高度,比如伽利略提出了惯性定律,后来牛顿写入《原理》当中成为牛顿第一定律,所以牛顿力学的出现,可以说是人类知识从量变到质变的一次提升。

        在爱因斯坦之前,以麦克斯韦电磁学理论为代表的经典力学发展到了巅峰,黎曼等人建立起来的非欧几何也为相对论打下了数学基础,洛伦兹也提出了著名洛伦兹变换,所以即便没有爱因斯坦,狭义相对论也会很快出现,相对论和量子力学引起的革命会照样进行,只是会晚几年而已。

        目前量子力学和相对论作为近代科学的两大基础,其中还有很多问题没有得到解决,科学家们还需要时间进行消化,比如在应用技术上,量子计算机、量子通信、可控核聚变、曲速飞行等才是现有理论的极限,在人类还没消化这些之前,是很难实现理论上的突破的。

        而且随着人类知识的积累,各个领域的知识变得越来越复杂,一个科学家要想掌握所有领域的前沿知识几乎是不可能的事,所以要想完成物理学的下一个统一,只有等下一个“爱因斯坦”出现。

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