为什么物理学近百年没有重大突破？

物理学真的发展到了瓶颈？

一直以来都流传着一种说法：物理学近百年来没有重大突破了？好像从直觉上，好像确实是如此。但实际上，直接去下这样的结论有点过于草率了。这是因为物理学的发展不仅仅是和人类的智力有关，它还和测量有关，实际上人类的智力是超越物理理论而存在的。为什么这么说呢？

今天，我们就来聊一聊这个问题。

物理学发展的原动力

一直以来，很多人都有一种错觉那就是：物理学理论的诞生，是理论物理学家凭借着过人的智力而来的。但其实，这个观念是有问题的。因为我们忽略了一个极其重要的因素，这个因素就是测量技术。

实际上，科学真正的原动力是测量技术。为什么这么说呢？

不知道你想过没有，为什么牛顿没有提出相对论，而是提出万有引力定律？

其实这里最核心的要素就是测量。在科学发展的早期，人类观测物理现象基本上就是靠肉眼。

仅仅依靠肉眼其实是有非常大的局限性。首先，我们能看到的范围就是有限的。看不到很小的物体，也看不到离我们很远的物体。

如今我们也把我们肉眼可以观测到的范围成为宏观低速世界。因此，我们会发现，早期牛顿提出的牛顿力学和万有引力定律对于宏观低速世界的描述是极其精准的。这个宏观低速世界的范围大概是人的身高到地月系统之间。

其实，不仅仅是牛顿，事实上如果了解那段历史，我们会发现当时很多的学者已经意识到万有引力与两物之间距离的平方成反比，比如：胡克，哈雷等人。

然后他们和牛顿最大的区别在于牛顿发明了微积分工具，用数学证明万有引力定律。但是这里我们还要再提到一个关键性的人物，这个人就是约翰·弗兰斯蒂德。

他是格林威治天文台的第一任台长，掌握当时最全面的天文学数据。牛顿曾经利用政治权力迫使弗兰斯蒂德交出数据。为什么要这么做呢？因为牛顿只有基于这些数据才可以验证自己的理论是否正确。

类似的事情其实也发生在20世纪，爱因斯坦刚提出相对论时，并没有引起什么轰动。这其实就是因为相对论没有被验证。

后来，到了1919年，天文学家爱丁顿带队对广义相对论的现象进行验证，才一下子让爱因斯坦声名鹊起，相对论开始进入主流的科学理论的探讨当中，直到现在还有很多科学家在尝试用各种办法检验相对论。

所以，只有具备了相应的观测技术，并且验证了理论确实在一定的尺度下成立，才能够使得一个理论被主流的科学界所接受，成为主流理论。

理论先行

不仅如此，如果没有牛顿，大概莱布尼茨也是可能会接近万有引力定律的，或者再往后那些掌握微积分工具的数学家也同样可以。

同样的，洛伦兹和庞加莱也已经很接近狭义相对论，也就是说，在爱因斯坦的时代，狭义相对论已经呼之欲出了，即使没有爱因斯坦，也会有其他物理学家来完成这个任务；而大名鼎鼎的广义相对论，虽然未必有这么快，但毕竟这是狭义相对论的推广，总也会有人得到。

我们如果仔细回顾一下人类的科学史，就发现，牛顿一开始是基于已有的物理学现象，提出科学理论来解释。后来，法拉第和麦克斯韦也是基于已经观测到的电磁学现象，提出相关的理论以及预言。

而到了爱因斯坦和量子力学的一票大佬，他们有所不同，爱因斯坦的理论十分超前于实验观测，而量子力学的理论则是基于已有的理论。

而再往下的发展，我们就发现，往往都是理论先于实验验证，这也是目前的趋势。说白了，就是人类大脑思考的速度远比人类发明新的观测技术的速度快。所以，如今有许多科学家四处奔走，希望能建造更厉害的科研设备，就是为了能够验证那些超前的理论，比如，前段时间吵得沸沸扬扬的“中国是否应该建造加速器”？

除此之外，科学家还在努力找寻目前理论还没有覆盖到了物理学现象，尤其是探索那些未知的物理学现象，比如：暗物质、暗能量等，如果没有得到这些新物理学现象的数据，科学家根本没有办法检验那些预言，或者提出新的更有解释力的理论。

挡住科学发展的是观测技术

因此，挡住目前科学发展的，其实是观测技术，而不是人的智力。我们有一大把超前的理论解释了一大堆还没有办法验证的物理学现象，比如：霍金辐射，超弦理论等等。