行星轨道偏移，60年找不到原因，他7天写出答案，轰动了世界
理论物理学家有多厉害？他们是人类洞穿迷雾的眼睛。
人类认知真理有两个办法：第1种，先实验观察，然后再总结；第2种，先提出猜想，然后再去验证。
我们人类的大脑中，具有天然的可以拟合物体运动规律的一种机能，这种机能在长期的生命的演化中达到了相当高的水平。
无干扰情况下，篮球运动员可以在二十几米的的距离，准确的把篮球命中篮框中，这需要大脑再提前计算出一个二次抛物线，然后才能指挥手臂的肌肉力量发力出球。
这种思维方式甚至可以在一定程度上修正空气阻力对于飞行中物体的影响，足球运动员踢出的香蕉球可以以弧线的形式飞进了球门中。
经过训练的杂耍运动员，最高能够抛出14个球。
但是这些都是有极限的。
》人类的直觉能够完成的，最复杂的数学拟合上限是x的二次方。
几百年前，牛顿做物理实验的时候得到的所有物理学规律都不超过二次方，比如说s等于1/2加速度乘以时间的平方。
在万有引力定律，力和距离的倒数的二次方成正比。
但是涉及到更加复杂的运动时候，人类的直觉已经无能为力了。这个时候就需要借助逻辑构造来探索更加精微的世界本质规律。
牛顿和莱布尼斯发明了微积分，直觉、经验在科学研究中的作用就越来越降低。
伴随着人类数学发展的物理学，在很多结论上都是超越人类直觉的。
在18世纪的时候，有一个非常有名的数学物理难题，就是最速降线的问题。伽利略认为这个速降线是一个圆弧线，实际上这是他根据直接猜测的。真正把这个问题解决的是约翰伯努利。
》最速降线和悬链线的问题，最终导致了泛函的出现。
泛函的出现，是科技进步史上一个非常重要的节点，是人类的文明从对自然规律的经验摸索状态，转向纯理论探讨的标志事件。
在进入19世纪中的时候，物理学已经变得非常复杂。由于工业革命的进步，仪器和观测设备越来越先进和精密，人类对于天体运动的规律掌握的也越来越精确。
对于天体运动的计算，牛顿万有引力定律计算出行星的短周期轨道已经非常精确。目前，在航空航天上应用的大气层外的飞行器的轨道计算公式，都是牛顿万有引力定律。
》太阳系轨道最内侧的行星是水星，每88天围绕太阳运行一周。
我们知道行星围绕恒星运行的轨道是一个椭圆，恒星位于椭圆的一个焦点。
椭圆就必须有一个长轴和一个短轴。长轴上的两个点，其中一个点是离恒星最近的点。
水星每绕行太阳一周，近日点就会偏离一个极其微小的角度，累积100年以后，这个偏离的角度就相当的可观，会达到1.3度左右。
这被称为水星的近日点进动。
但是，根据牛顿的万有引力定律计算出来的，水星的近日点进动的理论值与观测值，累积100年会偏差是43角秒。
1859年，法国天文学家尤宾.勒维力第一次发现了水星的近日点进动现象。
但是计算值和理论值之间的误差，谁也没有办法解释。很多著名的科学家，比如黎曼等人，试图用电磁学的理论来解释这种偏差现象，但是没有成功。
物理学研究，不是寻找普遍现象，而是寻找极端现象，所以这43角秒的偏差对物理学发展的意义重大。
》自然规律可以像以前那样凭经验凑出来吗？加拿大科学家西蒙纽康打算试试。
西蒙纽康解决问题的方法简单粗暴：直接去调整万有引力定律中距离倒数的平方关系。
西蒙纽康假定在太阳系内有一系列的看不见的物质，阻碍行星的运动，最后凑出来的结果是万有引力和行星距离倒数的2.15次方成正比。
但是用这个公式计算其他行星的运动轨道，却有极大的偏差。
我们知道，开普勒通过长期的天文观测提出的开普勒三大定律，已经有几百年的时间了。后来牛顿在开普勒定律的基础上，才提出了万有引力的计算公式。
引力之所以会表现出距离导数的平方关系，就是因为物质按照球面平均分布的引力势能，其单位面积上通量，和距离导数的平方成正比。
西蒙纽康的失败，标志着原来的实验主义物理学正式走到了尽头。
》人类必须用理论物理的方式来研究这个世界。
理论物理的意义就在于，科学家可以根据自己的智慧先验性的推导出公式、定理，然后再进行实验验证。
为了解决牛顿引力定律，在洛伦兹变换下不能协变的问题。爱因斯坦在1915年6月，开始构思广义相对论。
在11月25号，爱因斯坦正式公布了广义相对论场方程。在最困难的演算过程中，爱因斯坦把自己关在房间里，整整一个星期。
广义相对论一公布，立刻轰动了世界。
用广义相对论计算出来的水星近日点进动与实际观测值完美吻合，完美的解释了行星绕日的近日点进动问题。
》广义相对论，是第1个纯粹的，完全在纸面上推导出来的理论物理学成就。
爱因斯坦用纯数学的方式把狭义相对论升级为广义相对论，启发了杨振宁把麦克斯韦方程升级为杨.米尔斯理论。
纯粹理论物理学推导出来的成果有多么的牛叉？
在人类目前能够实验的任意精度范围内，广义相对论都完美吻合。
Gps导航卫星必须用广义相对论和狭义相对论联合修正，否则每天的定位精度会差10米。
广义相对论也用于计算宇宙、恒星的演化！除了关于宇宙之间物质密度的分布，广义相对论的计算和实际观测值有偏差以外，广义相对论是目前人类能够拿得出手的最完美的物理学理论。