有物理基础知识的人,总会有一种怀疑,认谣言。学习物理可以激发我们的好奇心。学物理告诉我们很多常识性的东西。学物理可以教会我们辨别真假谣言。学习物理可以培养我们的抽象逻辑思维。学习物理可以告诉我们如何把握事物的本质。但我们也需要明白,每一个物理理论都有其适用范围。最根本的原因是,它总是从一些理想化的假设或公理出发。
学物理究竟有什么用?
普通人学物理,当然有用!第一学物理告诉我们许多常识性的东西。比如通过物理,我们认识了什么是力电是如何产生和利用的组成世界的基本单元是什么等,因此我们明白如何增大摩擦来防滑,如何利用杠杆和滑轮来省力,如何换灯泡时保证不触电等。这些常识对日常生活有直接用处。第二学物理可以激发我们的好奇心。物理研究的对象是世间万物宇宙苍穹古往今来,就是人类探索未知世界的历程。
直到现在,我们依然在探索未知世界,宇宙中的物质,仅有0.03%是人类比较熟悉的,其他的绝大部分都茫然物质,难道你不会好奇想知道吗?第三学物理可以教会我们辨别流言真假。物理学中的结论都是通过实验来验证的,即需要实践来检验真理,学物理过程形成这个习惯非常重要。如今社会上许多流言,特别是一些看起来就不太科学的谣言,其实只要实验检验一下,一戳击破。
有基本物理知识的人,就会常存一颗疑心,对流言存在辨识度。第四学物理可以培养我们的抽象逻辑思维。物理学的理论是建立在数学描述基础上的,但又不是直接的数学,而是基于现象的一种抽象描述。如何把一件具体的事情,变成一个简单的公式?法拉第积累了数十年的笔记,在麦克斯韦看来不过四个公式就能说清。如此强大的逻辑思维,岂不厉害?第五学物理可以告诉我们如何抓住事物本质。
为了描述复杂的自然现象,物理学实际上经过了一系列的简化和抽象,为了理解我们想知道的关键点,在一些不太重要的方面,物理学是忽略掉了,抽出其中的核心问题。例如关于物体之间的运动,物理学很多时候就把有形状和体积的物体等效为质点,如此数学处理起来要方便的多。但我们同样需要明白,每一个物理理论都有它适用的范围,最根本原因就是它总是从一些理想化的假设条件或公理出发的。
霍金在物理上学术造诣如何?
霍金在理论物理学方面的主要成就有两个,一个是与英国物理学家罗杰彭罗斯在1970年共同提出了彭罗斯霍金奇点定理,另一个是霍金自己在1974年提出霍金辐射,这两个理论均与黑洞有关,或者说与广义相对论有关。首先是彭罗斯霍金奇点定理。此前,物理学家已经通过广义相对论推导出宇宙中存在一种奇特的天体,其表面逃逸速度为光速。
这意味着这种天体无法辐射出光,是完全黑暗的,外界无法直接观测到,所以物理学家将其称之为黑洞。此后,霍金和彭罗斯从爱因斯坦的引力场方程中进一步推导出黑洞的中心有一个十分奇特的奇点,黑洞的所有质量全部集中在这里,而它的体积却是无穷小的,这意味着这里的密度无穷大。基于这样的结论,这两位物理学家还认为,在138亿年前的宇宙最初时刻,宇宙也是一个奇点,任何一切都是不存在的。
BIGBANG之后,宇宙万物开始诞生,逐渐演化成今天的样子。其次,霍金辐射。根据量子力学,宇宙真空不是完全真空,而是会随机出现一对正负虚粒子,很快就会湮灭消失。但是,如果这样的粒子对出现在黑洞表面的边缘,那么其中一个负能量的粒子就会被黑洞吸进去,而另一个正能量的粒子则会逃离黑洞。所以黑洞会不断向外辐射能量,导致黑洞逐渐蒸发,这就是霍金辐射。