地球上的物理規律適用於全宇宙嗎？

2023-04-01 04:31:00

在古代，許多人都在想:萬物運行的法則是普遍的，還是地球上的一套，宇宙中的一套？

以地球為中心的

關於這個問題的最早討論是由古希臘聖賢提出的。有一個叫泰勒斯的人，他提出萬物的起源是水。關於一切事物的構成和運動的討論的開始拉開了古希臘哲學的帷幕。

當時，古希臘有四個學派，即米利都學派、阿波菲斯學派、畢達哥拉斯學派和電子學派。泰勒斯屬於米利都學派。畢達哥拉斯創立了畢達哥拉斯學派。他提出萬物的起源是數字。

因此，很容易發現古希臘哲學的開端實際上是在討論所有事物的基本組成，或者說所有事物的基本單位。在古希臘的全盛時期，有許多相關的討論。其中，流傳最廣的兩個觀點是德謨克利特的原子理論和亞里斯多德的四元素理論。

德謨克裡特斯認為所有的東西都是由原子組成的，虛空。他認為原子和我們今天談論的是兩碼事。他所說的原子是不可分的。亞里斯多德認為所有的東西都由四種元素組成:水、火、土和空氣。

同時，亞里斯多德結合了前人的思想，將這一理論融入到地心模型中。所謂的地心模型意味著地球是宇宙的中心，一切都圍繞著地球轉。前面提到的畢達哥拉斯相信完美。他認為天體圍繞地球勻速圓周運動，這是完美的。這一思想逐漸演變成對天堂完美而不變的信仰，亞里斯多德也繼承了這一思想。然而，地球表面並非如此，所以亞里斯多德認為地球表面和宇宙遵循不同的規則。因此，構成地球表面的元素應該與構成宇宙的元素不同。因此，他提出宇宙是由以太構成的。

你知道，亞里斯多德是古希臘的百科全書大師。因此，他的理論被大家接受，成為主流。我們可以總結如下:

天球和地球表面的定律是不同的。他們被月亮分開了。月亮上方(簡稱月亮上方)是宇宙。他們遵守一套物理規則。月亮下面(簡稱月亮下面)是地球。他們遵守另一套規則。

以太是月球的組成元素，它的主要運動規律是:勻速圓周運動。

火、水、土和空氣是月球的組成元素。運動的主要規律是:力是維持物體運動的原因。

所以，你看，古人實際上相信宇宙和地球遵循兩套物理定律。事實上，這也非常符合我們日常生活中的直覺。

天文革命

在歐洲中世紀晚期，哥白尼首先提出了日心說模式。在這個模型中，宇宙的中心是太陽，而不是地球的中心。他的理論實際上與地心模型有相同的錯誤，所以當時並沒有引起太大的轟動。

儘管哥白尼沒有激起任何波瀾，但他影響了許多後來的學者，如伽利略、克卜勒等人。

克卜勒有一位名叫第谷的大師，他觀察了許多年，留下了許多珍貴的數據。同時，第谷還發現天球並不完美。例如，彗星不是均勻的圓，天空中會出現「新的恆星」。

根據第谷的數據，卡萊普獲得了行星運動的三個定律。例如，行星運動的軌跡實際上是一個橢圓，而不是一個均勻的圓。

伽利略用望遠鏡證明了不是所有的天體都圍繞地球旋轉。例如，木星有衛星，圍繞木星旋轉。此外，伽利略還提出了慣性定律，它解決了當人們跳起來時，他們不會落後的問題。

三位學者的發現都證明地心說是不可靠的。自從他們三人的努力，日心說在學術界引起了廣泛關注，這也被稱為哥白尼的天文革命。

科學的第一次「統一」

事實上，上面提到的偉大的神並不是最終的神。伽利略死後不久，一個影響世界的早產兒牛頓誕生了。牛頓提出了著名的力學三定律和萬有引力定律。這個理論統一了地球上的物理定律和天體在天球中的運動定律。讓我們知道天體的運動和蘋果的降落實際上是一回事。重力在起作用。

牛頓的偉大發現可以稱為科學家的第一次「統一」，創造了現代科學。但他實際上只解決了天球和地球表面的動力學。我們知道物理現象實際上包括聲音、光、電、力、熱等。此外，還有物質的成分。這些和宇宙一樣嗎？

宇宙學原理

客觀地說，如果我們必須驗證這個問題，至少我們需要看整個宇宙。但事實上，人類根本無法做到這一點。因此，科學家在研究天文學時，只能根據現有的觀察和理論做出合理的假設。天文學家中有一個非常著名的假設:宇宙學原理。

宇宙學原理意味著在整個宇宙的尺度上，在空之間的任何一點和任何一點的方向上，物理定律都是不可區分的。無論壓力、密度、曲率或紅移都應該相同。然而，在同一點上，在不同的時間，各種物理量可以不同，所以這可以保證宇宙的進化。

坦率地說，宇宙在大範圍內實際上是相同的，在小範圍內可能是不同的。這就像一片森林。

如果你從上面看，到處都是一樣的，但是當你聚焦在一棵樹上，你可以看到樹隨著時間而變化。

換句話說，在科學家的眼裡，物理定律在宇宙的任何地方都應該是一樣的。事實上，在今天的世界裡，地球上的一切也在宇宙中，畢竟地球本身就是宇宙的一部分。