我们通过三个反转剧情,把爱因斯坦提出相对论的故事说完了。不过在最后,我们根据音频一开始提出的四个概念,再为你重新梳理一下知识点。
第一,所有的科学理论都需要具备可证伪性,具有可证伪性的理论才算是科学理论。任何科学理论都要能在适用领域中准确预言,而且这个预言还是可以被检验的。爱因斯坦提出的相对论也不例外。为什么说相对论是科学理论呢?因为无论狭义还是广义相对论,爱因斯坦都给出了精确的公式,公式所作出的预言,比如黑洞、宇宙大爆炸、引力波,都被事后的科学实验、天文观测证实,这就是可证伪性。
第二,在科学思维中,有一个重要的思想叫奥卡姆剃刀原理,如无必要,勿增实体,也就是我们要尽可能地减少假设前提。当年,面对颠覆认知的实验结果,其他科学家都在不停给实验找各种理由假设,而爱因斯坦却挥起奥卡姆剃刀,刮掉了几乎所有的假设,只剩下一条,那就是光速本身就是不变的。间接地帮助他提出了狭义相对论。
第三,在物理学的发展史上,有一种只在头脑中进行的实验起到了至关重要的作用,这就是思维实验。相对论的最终建立,思维实验起到的作用可以说是居功至伟。他想象自己如果和光速一样快会发生什么,也想象过宇宙飞船上的双胞胎谁更年轻,想象这些在现实条件下完不成的实验,帮助他看破了宇宙背后的逻辑。
第四,在物理学中,有一个术语叫佯谬,就是乍一听肯定是错误的,但是没想到却是正确的理论。在相对论的发现过程中,人们发现了非常多的佯谬,比如说双胞胎佯谬:一对双胞胎兄弟分别坐在两艘宇宙飞船上,一个朝左飞,一个朝右飞,那按照狭义相对论,在两个人眼里都是比对方年轻的。