有哪些顛覆常識的科學規律?

有哪些顛覆常識的科學規律?
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火星一号
2017-09-18

有哪些顛覆常識的科學規律?

要說顛覆常識的科學規律,首先讓我想到的是愛因斯坦在百年前創立的相對論,完全顛覆了人類對於時空和引力的基本認識。雖然相對論已經誕生很長一段時間了,但我們對於世界的認識往往還是基於經典物理學,因為經驗總是這樣告訴我們。但有時候經驗只是表層現象,不一定能夠反映本質規律。

從狹義相對論導出的質速關係、質能關係以及時間膨脹效應等結論,都顛覆了我們的日常認知。其中最著名的當屬質能關係E=mc^2(E為能量,m為質量,c為真空中的光速),這個方程表明,每個物體之中都蘊含著巨大的能量,這正是核武器具有巨大破壞力的原因之一,也是太陽能夠源源不斷地釋放出大量光和熱的原因。

時間膨脹效應表明,不同參照系之間的時間流逝速率是不一樣的。例如,地球上的觀察者測量高速飛行的人造衛星所攜帶時鐘的時間,則會測得衛星上的時間要慢於地球上的時間。

此外,狹義相對論表明兩個方向一致的速度疊加不是u+v的形式,而是(u+v)/(1+uv/c^2)。當u和v遠小於c時,後者近似於前者,也就是我們所熟悉的形式。當u或v接近於c時,只能使用後者。當u=c時,無論v取何值,它們的合速度都是c,這意味著光速不管與什麼速度的合速度都是光速,與光源的運動速度無關。

廣義相對論表明,引力不是物體之間的吸引力,而是物體扭曲周圍時空的表現。時空被物體彎曲之後,它們就會有彼此靠近的趨勢,這個趨勢就是我們所認為的引力作用。

除了相對論之外,量子力學也是完全顛覆了我們的常識。例如,海森堡測不準原理,我們無法同時測得一個粒子的速度和位置,這在宏觀世界中是不可想象的。

總之,經驗可能只是表層現象,背後還蘊含著更深刻的科學定律。

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