後來有了所謂的“第二次科學革命”,主要是指相對論和量子力學衍生出的現代物理體系。
當技術達到壹個臨界點,基礎科學就會迎來壹個大的爆發式發展。
關鍵技術的出現是基礎科學爆發的前提。
現在歷史上有兩次影響深遠的科學革命。這兩個時代都是基礎科學的黃金時代。
先看第壹次科學革命。
哥白尼提出日心說時,用肉眼觀察,積累了大量的觀察數據。這與技術進步無關。
伽利略制造了第壹臺天文望遠鏡。這是人類第壹次把鏡頭對準星空!科學史上偉大的技術進步!第壹次獲得了遠超肉眼極限的觀測數據!伽利略為日心說找到了最重要的觀測數據,並繼續普及日心說。
隨後第谷、哈雷等人繼續用天文望遠鏡觀測,第谷的學生開普勒根據老師的數據發現了開普勒三定律。
最終,牛頓憑借過人的聰明才智,綜合了以往所有的理論和數據,發現了牛頓三大定律和萬有引力定律。
技術進步——天文望遠鏡;關鍵數據-行星軌道數據。這是第壹次科學革命的前提。
望遠鏡的發現起初沒有任何理論依據,完全是偶然的。但是伽利略做了壹個放大倍數更高的天文望遠鏡,後來很多科學家研究望遠鏡的光學理論和成像規律。幾何光學逐漸形成。這又是壹個典型的技術驅動理論。然後,基於幾何光學的理論,牛頓做出了第壹臺反射式望遠鏡,這也是第壹臺消色差望遠鏡。在這裏,理論促進了技術的進壹步發展。
(唉,伽利略和牛頓都是理工科的天才!)
看看第二次科學革命。
19年底,物理樓已經建得富麗堂皇,只有兩朵“烏雲”。(第壹片烏雲主要指邁克爾遜-莫雷實驗結果與以太漂移理論的矛盾;第二種烏雲主要是指熱學中的能量均分規律,氣體比熱和潛在輻射能譜的理論解釋導致了與實驗不同的結果,特別是黑體輻射理論中的“紫外災難”。)
第壹個打破19世紀終極物理夢想的人出現了。邁克爾遜-莫雷實驗使愛因斯坦證實了“光速不變原理”。這是相對論的第壹公理,也是相對論的基礎。後來,愛因斯坦先後建立了狹義相對論和廣義相對論。
普朗克還用普朗克常數成功解決了“紫外線災難”。這裏,量子化常數首次出現。
後來發現原子光譜是離散的,然後隨著實驗技術的逐步完善,光譜的精細結構和超精細結構被壹壹發現。
然後對量子物理的研究越來越多。然後,薛定諤和海森堡分別表述了波動力學和矩陣力學。至此,量子力學建立。
技術進步-精密實驗工具:重要數據——邁克爾遜-莫雷實驗,光譜結構。這是第二次科學革命的前提。
邁克爾遜-莫雷實驗最大的難點除了巧妙的設計,就是儀器的精度。所以這個實驗只能出現在19年底,而不能出現在18年底。光譜結構測量技術也出現在19年底和20世紀初。隨著邁克爾遜-莫雷實驗的出現和光譜結構的精確測量,相對論和量子力學迅速形成,新的物理體系迅速建立。在這裏,技術推動了理論。我壹直相信,如果這個技術進步提前壹百年,第二次科學革命就提前壹百年,所以我們會紀念19世紀初的愛因斯坦,而不是現在的愛因斯坦。