总结篇-物理学究竟给我带来了什么？20

本系列文章预计会有30个章节，这套文献将系统的讲述物理学本身，今天是第三季第21篇

我们先来看看万维钢老师所阐述的一个物理学简史。

这一切的开始，是你对生活的一个细致观察。

每次往空中扔出一个什么东西，你都注意到它走的不是直线，而是“抛物线” ——

比如说扔石头吧。

你做了精确的测量，发现石头既有一个往前走的速度，还有一个往下落的速度。往前的速度是匀速的，但是石头下落的速度不是匀速，而是越来越快 —— 有一个“加速度”。

你就想到，这一定是有什么东西在把石头往下拉 —— 石头是受到了某种摸不着、看不见的“力”的影响。这个力只能来自大地，于是你就发现了“ 引力 ”。

你进一步测量，发现不管石头有多重，它下落的“加速度”是恒定的 —— 这就是为什么一轻一重两个铁球会同时落地。于是你得出结论，引力应该正好跟受力物体的重量成正比。

现在你有了第一个引力理论！这个理论非常好使，你可以用它精确计算炮弹的弹道。有了引力理论，你的炮兵指哪打哪，这给你带来了巨大的声望。这时候你有了更大的野心。

你想到，所有有重量的物体，都受到引力的影响 —— 那行星绕着太阳转，会不会也是因为引力呢？为了验证这个猜想，你做了一番计算，想用你的引力理论把行星轨道给算出来。

结果你发现怎么算都不对！可能在这么大的尺度上，引力理论需要做些修改。你的旧理论中引力只跟物体的重量有关系，那可能是因为我们都住在地球表面。

行星距离太阳这么远，它感受到的太阳引力应该变小才对。你反复思考，发明了一个新的引力理论，让引力跟距离也有关系 —— 这个理论，就是 万有引力。

万有引力理论就更厉害了，它能精确预言行星的运动！什么椭圆轨道啊、速度啊周期啊你都能算出来，而且跟天文学家的观测非常吻合 ——从数学上来说，万有引力理论在地球表面的极端情况，正好就是那个旧理论。

所以现在万有引力理论是一统江湖，对地上和天上的东西都管用。

于是你就去挨着个地测量太阳系行星的轨道，想看着万有引力理论大杀四方。结果你发现，其他行星的轨道和你的理论计算都是精确符合的，但是距离太阳最近的那个行星，也就是水星，的轨道变化，总是和计算结果有一点点的差异。

这个差异非常非常小，每个世纪相差还不到1弧度。可你还是感到坐立不安。这不应该啊！如果我的理论是完美的，水星怎么就例外呢？难道说因为水星离太阳很近，万有引力理论就不好使了吗？

你克服了无数的困难，甚至把“力”这个概念都更新了，终于发明了一个更新的理论，这个理论叫 广义相对论。

广义相对论能完美解释水星轨道，而这仅仅个开胃菜。有了广义相对论，你就可以研究更大的问题。你预言了黑洞和引力波的存在，结果后来观测都证实了！而且因为有了广义相对论，我们居然可以研究整个宇宙的历史了。

多年以后，面对成熟的宇宙学，你准会想起第一次往空中扔石头的那个遥远的下午。

好，我们来总结一下。

其实物理学的发展就有点像修仙，人类总是用大理论包含小理论，就像爱因斯坦的思维公司又可以计算当时牛顿所提出来的万有引力。

我认为物理学的发展不仅仅是给我们带来了戏剧性的演化，更重要的是人们对一件事物所追求的态度，以及人类观念的变化。有一本书是查理德*德威特写的《世界观》，这本书详细讲解了人类是如何通过物理学的认知来不断改变自己的观念。

想想看，当年牛顿所处的时代，鼠疫横溢，人类的观念完全是建立在亚里士多德理念之上，科学的启蒙都还未形成，但他能在当年黑暗的欧洲时代启蒙人类的科学智慧，真是了不起！

也就是说，从柏拉图启蒙智慧、到亚里士多德、再到伽利略，每个人都在行使自己所拥有的权利，也不断在把这个世界变得更好！

以上是我们对本季物理学的总结。

接下来我要谈谈下一步计划我会做什么。

我认为物理学的故事，还没有结束，也许这只是个开始，从物理学的角度说，我们下一季会重点谈谈物理的思辨。也就是从物理学的角度总结人类的发展，以及人类智慧的启蒙。

另外，我经常所谈到的计算机体系的文章将会马上到来，感谢大家的关注~

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