为什么现在物理学近100多年都没有重大突破了?
纵观物理学史,有两个高峰期,一个是以伽利略和牛顿为代表的现代科学启蒙运动,持续了大约17到18个世纪。第二个是爱因斯坦和普朗克领导的现代物理学的兴起。物理学的两个高峰相差200多年。理论上,下一次物理革命应该在本世纪末或下个世纪初才会发生。
事实上,物理学在牛顿时期才刚刚起步,研究对象是最常见的自然现象,如时空规律、机械现象等。第二次物理革命只是第一次革命的扩展和改进。
我们知道经典力学研究正常物质现象中的宏观和低速定律。只有在20世纪,人类才有更先进的手段来理解高速和微观世界。但是这时人们发现牛顿的力学不起作用。然后相对论和量子力学诞生了。前者弥补了经典力学在高速强引力场中的不足,而后者填补了亚原子世界经典力学的空白。可以说,18世纪的经典物理学和20世纪的现代物理学已经把物质世界的各个方面都安排妥当。因此,下一场物理革命不太可能在正常的物质世界爆发。
除了正常物质,宇宙中很可能还有大量暗物质和暗能量。它们甚至占宇宙总质量和能量的95%。然而,我们对暗物质一无所知,只知道暗物质参与重力,暗能量加速宇宙的膨胀。暗物质和暗能量比正常物质有更多的定律。所以下一个物理突破可能是关于暗物质和暗能量。
但是到目前为止,我们观察它们的手段只能依靠重力,甚至不能完全确定它们的存在。面对一个占宇宙总质量和能量95%以上的黑暗世界,我们只能望着大海叹息,毕竟我们手头的工具太少了。
所以要更深入地了解暗物质和暗能量,我们需要突破引力,寻找到更多的观测手段。可目前看来还没有任何希望。所以物理学目前就僵持在这里了。最近20年是很难爆发第三次物理学革命了。
自伽利略时期开始人类开始对物理现象有了研究,而伽利略就是现代物理学的创始人。在18世纪末到20世纪初,这段时间内物理学出现了翻天覆地的变化。