1. 相对论刚提出时,号称全球能完全理解的人不超过十人,现在却成为理工科必修课程,是我们智商提高了吗?

相对论刚提出时,号称全球能完全理解的人不超过十人,现在却成为理工科必修课程,是我们智商提高了吗?

并非是我们智商提高了,而是因为我们放弃了根深蒂固的传统思维定式,接受新的理论,同时狭义相对论本身也不是很难理解,主要涉及到质能方程,时间膨胀,尺缩效应等,而且都是一些简单的公式表达!

所以刚开始很少有人理解相对论,更多的原因这个理论太有颠覆性了,人们不愿意去理解,去接受。

就像在几千年以前,有人对你说地球是圆的,你可能会认为那个人是个疯子,但如今你还会认为他是疯子吗?

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同样的道理,在爱因斯坦刚刚发表他的相对论时,我们几千年来固有的观念认为时间是绝对的,万事万物的时间流逝速度都是一样的。

但突然有个叫爱因斯坦的人告诉你,如果你在外太空飞行一段时间,再回来就会变年轻(相对地球上面的人),你肯定也会认为,爱因斯坦是不是疯了?(当时的爱因斯坦没有如此权威)

事实也正是如此,狭义相对论刚发表时,大部分人都持怀疑态度,这也说明了“能完全理解相对论的人不超过10个”更像是一种调侃,更说明了愿意去接受了解相对论的人很少很少!

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不过随着人类科技提升,在各种精密仪器和实验的完整下,狭义相对论得到了全方位的证实,一切质疑自然烟消云散!

如今,相对论不再是难以理解的高深理论,它也会成为像牛顿经典物理力学那样的广被接受的大众理论!

关于相对论有几个人理解的说法主要有两种,一种是全世界只有3个人理解;一种是只有12个人理解(还有人在此基础上添了半个人说是12.5个人理解,那0.5个人指周培源)。其实不论是3个还是12个人理解,都严重夸大了相对论的难度。

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这两种说法只有第一种说法有相对可靠的来源,不过也只是来自两人的对话。有人对爱丁顿(就是那位验证了广义相对论的爱丁顿)说世界上只有三个人理解相对论,爱丁顿就是其中之一。爱丁顿似乎不认同,别人说爱丁顿是在谦虚,爱丁顿却说“我想知道那第三个人是谁?”借着爱丁顿的幽默,这个故事得以广泛流传,相对论也被传的没几个人能懂。

相对论包括狭义相对论和广义相对论,写入《大学物理》教材成为理工科专业必修课程的是狭义相对论,狭义相对论比广义相对论要简单很多。费曼曾评价过相对论,大意就是任何一位大学物理专业的毕业生都能理解相对论。费曼的这一说法也得到了很多物理工作者的认同。物理专业的学生,只要认真学习,总能理解狭义相对论。狭义相对论章节在《大学物理》教材中也没有占据太大的篇幅,狭义相对论并没有传说中的那么高深。

而广义相对论就要复杂很多,需要数学工具相对也更难一些。即使物理学专业,在大学阶段也很可能没有系统的学习广义相对论,在研究生阶段也只有部分专业会用到广义相对论。广义相对论只是学的人少一些而已,也并非全世界只有几个人能懂。

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这个问题问的好。

我认为这个问题的核心在于两个方面:“探索”和“学习”

探索

什么是探索?接着题主提的相对论去说,就是在理论出现之前,爱因斯坦为理论做的一切事情。从一个或者几个现象或实验出发,凭借着物理数学基础以及自身对世界对物理的理解,通过数学手段表现出来

虽然相对论现在大学本科就能学到。但是学到和探索是两码事。

他们当中绝大多数,能力还远未能够达到独立创立出一个理论的程度(就好比让他们在不知相对论的情况下,回到20世纪初始,他们能创造出相对论的概率有多大呢?)就更不要谈如今的现代物理学了,个人是很难做的出跨世纪的理论。

学习

这还有分两点:被动接受和主动求知

①被动接受:这一点可能不单单针对物理,应该是针对绝大部分的学科,学生的学习,几乎大部分都是为了考试或者应付。

那么试问,如果一个学生可以把相对论的题目做的非常熟练,是不是就代表他懂了呢?客观来说:好像是真的懂了,不然那么多五花缭乱的题目,也做不出来。

但是有一点要考虑到,科学家在研究一个理论的时候,是为了让这些理论去当做学生的考题吗?

可能一个理论的某个点,科学家当时是花了很久才提出来的,结果到了教课书上就被直接一说,学生就直接一记,到时候考试直接用好了,不用考虑那么多。

问题就出来了,被动接受就代表:更善于死用,难以创新。

②主动求知:在这个层面上,这些学生是比较好的,因为他们有兴趣有动力。对于理论的理解会求根问底,可能会将书本上没有提到的,都能自己学会。

一个比方,拿引力波来说,可能书本上没有提到。但是这些学生在学习并了解时空弯曲的概念后,可能就会想,因为天体在运动,那么会时空会不会想湖面那样,有了弯曲之后还能波动呢?因为能弯曲说明就不像刚体,能恢复那也不是柔体,那是不是和弹性体类似呢?那么这样的话,这个波动就应该有个速度?那么速度是多少呢?等等。。。

如果一个学生可能这样的去思考去问,如果再有一些天赋,那就很出彩了。意味他在朝着探索的方向前行。

一个理论刚刚被提出来的时候,由于大家的信息有限,能够完全理解这个理论是有困难的。

比如相对论刚刚提出来的时候,可以说只有爱因斯坦一个人理解相对论,其他科学家,即便如普朗克、马赫、彭加莱等那么伟大也没有完全理解这个理论的意义。

今天我们对相对论的理解,除了爱因斯坦的工作,还包括后续的一系列实验及理论工作,这些都在帮助我们深化对相对论的理解。

比如哈勃红移说明宇宙在扩大,这对我们理解宇宙是很有帮助的,而研究宇宙学必须用到广义相对论。那么自发现哈勃红移以来我们对宇宙的研究就都对我们理解相对论有帮助。

这样的例子,我们还可以举很多很多。在物理学里面,只要是后来证明是对的理论,甭管多难,学起来都是很容易的。但如果要你第一个构建出一个理论,哪怕像玻尔模型那么简单,换你回到上世纪初你也很难猜出来。

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