一个科学爱好者如果立志要修正已知理论,应该怎么做?

bdqnwqk6个月前问题13

实际上,每天出版的学术论文,绝大部分都是对已有理论的“修正”。所以,修正已知理论并不可怕,问题是如何获得同行的认可。我觉得,有以下几步需要做。

1、弄清楚原有理论的局限性任何理论都不是放置四海而皆准的,都会有一个前提条件。就从力学方面来说,最简单的重力公式G=mg,它的适用范围仅仅是地表,或者忽略g变化的情况。材料力学里面的梁应力计算公式,也对应的只是细长杆的欧拉梁。

2、完备的数学证明自然科学与其他不同,必须有数学模型,以基础理论为依据,拓宽现有理论的范围。比如万有引力公式就比重力公式范围更广。除了细长的欧拉梁,还有短粗的铁木辛柯梁。这些进阶版的理论,在某种简化条件下,都可以退回到已知理论。

3、大量的文献阅读文献可以让你充分了解本领域内其他人的研究成果,不会让你做无用功。你会知道别人做到了什么程度,还缺少什么。别人缺少的,就是你的亮点。

4、逻辑缜密的论文撰写学术论文撰写其实有固定的套路,而不是文学上的议论文,更不是散文。论文推进层层递进,讲清楚方法,写正确公式,得出靠谱的结论。

5、论文的投递找正规学术期刊,而不是个人博客、网站。学术期刊也要找准对应的领域,否则主编看都不看。这时候,看看阅读的那些文献都在什么期刊上,往那里投肯定没错。

讲真,即使是物理学的研究生,现在要修正已知理论都是瞎扯淡。时代已经不同了,不是随随便便在家看看书就能搞科研,搞理论的。这要从理论是如何来的角度去思考。本质上,一个理论的诞生来自于误差。牛顿理论适用于宏观低速的世界,在大尺度出现了误差,相对论来补;在小尺度也出现了问题,量子力学来补。相对论和量子力学在自己统治的尺度内精度都极其高,很难会有新的理论出现,这又不是华山论剑,比高低?

不过,在更大的尺度和更小的吃顿,还是有机会的,相对论其实局限于客观宇宙内,毕竟光速是个坎,量子力学在更小的尺度也失效了。所以未来的新理论是出现在这两个尺度内的。

那为什么在这些尺度内还没有相对应的理论?

因为观测手段有限,这就是为什么牛顿时代不会出现量子力学和相对论的原因。随着科学的进步,科技的发展,观测技术也会发展。所以,大师都是聚堆出现的。我们这个时代还没出现,正是因为观测不行。

而题主想要去修正的已有理论,其实在它自身的尺度内已经符合得很好,很难会有突破。只能寄希望于极大和极小尺度的观测技术能够提升,并且把自己的科研水平想先提升到世界顶级的水平再说。

万有引力与质量成正比,究竟谁能证明是对的?怎么证明?

这是一个老掉牙的问题,因为引力与质量成正比,与距离成反比是牛顿时代就证明了的,他的理论在世界上已经流传了300年了,谁的牙有这么老?

严格的说,万有引力的表述是与两个相互作用物体的质量乘积成正比,与它们距离平方成反比。

计算公式为F=GMm/R^2

式中,F是万有引力的大小;G为引力常量,即G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2;M和m为两个相互作用的物体质量,R为相互作用两个物体之间的距离。

牛顿是万有引力定律是在他1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中提出的,但在当时,上述万有引力精准的公式并没有得到,他得到的万有引力计算公式只是:F∝mM/r^2

也就是说引力是正比于相互作用物体质量,反比于物体之间的距离平方。

道理是对的,但无法精准的计量。

这其中就是因为缺少了一个引力常量“G。

这个G本来很好得出,只要测出两个物体的质量和它们之间的距离,再测出它们之间的引力,代入万有引力定律,这个G就出来了。但由于地球上一般的物体质量太小,它们之间的引力也微乎其微,实在没有找到方法能够测量出来;而天体质量又太大了,那时有没有办法测出其质量,所以这个公式就无法完善。

科学家们为此苦恼了一个世纪。一直到1798年,在牛顿逝世后70年后,英国人卡文迪许才用他的扭秤实验,结束了这种状态。

卡文迪许用扭秤实验,精准的得出了引力常量“G”的数值为6.754×10^-11N·m^2/kg^2,现代经过精准的调校,最新推荐标准为G=6.67259×10^-11N·m^2/kg^2,通常取值为6.67×10^-11N·m^2/kg^2。

如果用厘米克秒制表述则为G=6.67×10^-8 dyn·cm^2/g^2。

牛顿发现了万有引力定律后,一直难以精确量化引力的大小,为此科学家们苦恼了100年,都没有找到一个好方法来验证这个在地球上微乎其微的引力。

卡文迪许是个科学怪杰,他决定来解决这个问题,鼓捣了若干年,他弄出了一个扭秤,采用引力扭动金属线的方法,并且用光学方法放大了这种细微的扭动,验证了牛顿万有引力定律的正确性,并且测出了万有引力常量,取得的数值与现代精准数值非常接近。

著名的卡文迪许扭秤实验做法如下:

将两个小金属球固定在一根长6英尺木棒的两端,像个哑铃形状,并在木棒的中间用金属线吊起来;再将两个重350磅的铜球放在相当近的地方,这两个大球将产生引力让绑着小球木棒转动,这样就扭动了金属线。

这个装置最关键的部分是在扭动的金属线装置的T型架上,有一面镜子,会随着金属线的扭动而转动。然后让一束光射到镜子上,镜子则把这束光反射到较远的刻度上,这样放大了扭动的效果,从而能够准确的测量出扭动角度的数值。

然后根据牛顿外有引力定律,就能够算出它们之间的引力常量。

一个伟大的结果就这样诞生了,有了这个精确地常量,万有引力理论如虎添翼,指导着人类文明的进程,一直到今天。

从此,人们根据物体的质量和它们之间的距离,就能够准确的计算出它们之间的万有引力;反之,也能够从万有引力的大小,得出万有引力与质量和距离的相关性结果。

其实牛顿的万有引力定律也是继承了胡克、哈雷等一些科学家的研究成果,但牛顿完美的诠释了这个定律。

牛顿的万有引力定律问世后,哈雷用这个定律测算出了哈雷彗星的轨道周期约为76年,并在哈雷逝世后,这颗彗星如期而至,引起整个欧洲轰动,为此人们把这颗彗星命名为“哈雷”。这个结果验证了万有引力的正确性。

天王星是比海王星更早发现的,天文学家们发现根据万有引力定律,天王星的轨道不正确,难道是万有引力有问题?

后来英国剑桥大学生亚当斯通过计算和研究,得出天王星附近还有一颗行星,是这颗行星影响了天王星的轨道。根据亚当斯的测算数据,天文台的研究人员用望远镜找到了海王星。

当时轰动了世界,这个发现成为万有引力定律最辉煌的一次胜利。

即便到了今天,在天文发现和观测方面,万有影定律依然有着无法替代的作用。爱因斯坦发现了万有引力的本质是质量对时空造成的扰动,并且修正了经典力学在高速状态的一些误差,这并没有否定万有引力的伟大意义。

就是这样,欢迎讨论。

时空通讯专注于老百姓通俗的科学话题,感谢粉丝朋友们一直以来的关注支持与厚爱。

原创版权,未经作者许可的任何转载与内容引用,均视为侵权抄袭行为,会受到法律责任追究,敬请理解与合作。

一块磁铁,吸引力一公斤,两块磁铁合在一起,吸引力就是二公斤。

这就证明质量越大引力越大。

太阳的体积比地球,月亮,土星,木星,体和都大,所以,这些星球都被太阳引力拉住,围绕着太阳运转。

万有引力与质量大小成正比。

质量大引力大,质量小引力小。

有人会说,有的磁铁磁性大,体积却很小,这怎么解释?

如果把两块磁性强的磁铁合在一起磁性更大,这也就证明磁铁体量越大,磁性越强。

各种物质的磁性是不一样的。

磁铁单位面积的磁性,大于地球单位面积的磁性,人们才能够感觉到磁铁的磁性在地球上的存在与特殊性。

水的液体状态比水固体状态(冰)引力小,所以水可以轻松分开,而冰却不容易轻松分开,必须用一定的力量。

任何物质在液体状态都能够轻松分开,而固体状态就不好分开。

一个同样的物质在液体,气体,固体状态引力不一样,但是都存在引力,引力大小不一样,气体相互之间引力最小,固体状态最大。