我們都以現(xiàn)代人自居，可是我們除了會(huì)玩玩手機(jī)，使用使用一下各種科學(xué)發(fā)展創(chuàng)造出來的了工具，我們對(duì)世界的運(yùn)行方式似乎一無所知。當(dāng)然我們并不需要像科學(xué)家那么熟悉，但是至少我們需要知道一些常見的科學(xué)原理和定律，下面列舉了10個(gè)這樣的科學(xué)原理，很多是我們都學(xué)習(xí)過的，不管忘記沒忘記，我們一起再來熟悉一下：
1、大爆炸理論
如果你必須要知道一個(gè)科學(xué)理論的話，那么知道一個(gè)解釋宇宙是怎么來的理論應(yīng)該是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。在Edwin Hubble、Georges Lemaitre和albert Einstein研究的基礎(chǔ)之上，人們提出了大爆炸理論。這個(gè)理論認(rèn)為我們的宇宙大約140億年開始于一個(gè)大爆炸。在那個(gè)時(shí)候，整個(gè)宇宙被壓縮為一個(gè)奇點(diǎn)。隨后這個(gè)奇點(diǎn)發(fā)生大爆炸，形成各種微觀粒子，隨后形成各種元素物質(zhì)以及星系等等。這場(chǎng)大爆炸一直持續(xù)至今，我們的宇宙至今還在膨脹之中……
大爆炸理論在1965年Arno Penzia和Robert Wilson發(fā)現(xiàn)4k宇宙背景輻射之后，開始被廣泛傳播和認(rèn)可。這個(gè)背景輻射跟大爆炸理論預(yù)測(cè)的殘留背景輻射的溫度基本一致。
2、哈勃定律
1920年代，哈勃正在做一些開創(chuàng)性的天文學(xué)研究。哈勃不僅證明在銀河系之外還有其他星系的存在，他還發(fā)現(xiàn)這些星系正在逐步離我們遠(yuǎn)去，這些移動(dòng)被他稱為退行。
為了定量地研究這些星系的移動(dòng)，哈勃提出了哈勃宇宙鵬膨脹理論，即哈勃定律。用公式表達(dá)就是V = H * D。速度V表示星系的退行速度；H是哈勃常數(shù)或者說用來描述宇宙膨脹速率的一個(gè)參數(shù)；而距離D表示開始估算的時(shí)候星系離其他星系的距離。
一直以來，哈勃常數(shù)都很難被確定下來。但是現(xiàn)在一個(gè)可接受的值大約是70(km/s)/Mpc。哈勃定律給我們提供了一種計(jì)算星系遠(yuǎn)離我們的速度的方法。
3、開普勒定律
曾經(jīng)科學(xué)家們之間，以及科學(xué)與各種宗教的領(lǐng)袖之間就行星的運(yùn)行軌跡發(fā)生過無數(shù)場(chǎng)爭端，尤其就他們是不是圍繞著太陽為中心運(yùn)動(dòng)。在16世紀(jì)的時(shí)候，哥白尼提出了著名的日心說，在這個(gè)學(xué)說中，我們的行星都是圍繞著太陽為中心運(yùn)動(dòng)的，而不是當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為的那樣圍繞地球?yàn)橹行?。但是直到開普勒基于第谷和其他人的工作提出了科學(xué)的清晰的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這個(gè)概念才被人們所接受。
開普勒的行星運(yùn)動(dòng)共有三大定律，形成于17世紀(jì)早期。開普勒第一定律，通常也被稱為軌道定律，說的是指行星都圍繞著太陽以橢圓進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；開普勒第二定律，也被稱為面積定律，說的是不同的行星太陽之間的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過的面積是相同的。也就是說，你在太陽和地球之間作一條直線，然后讓地球運(yùn)行30天，那么這條直線掃過的面積跟初始的時(shí)候地球位于軌道什么位置無關(guān)；開普勒第三定律，也被稱為周期定律，能讓我們建立一個(gè)行星軌道周期與它離地球之間的距離的清晰的關(guān)系，根據(jù)這個(gè)定律離太陽越近，行星的周期約短。例如金星的公轉(zhuǎn)周期就比木星要短得多。
4、萬有引力定律
現(xiàn)在我們大家都認(rèn)為這個(gè)是理所當(dāng)然的事情，但是在三百年前牛頓第一次提出這個(gè)概念的時(shí)候，確實(shí)開創(chuàng)性的。這個(gè)理論認(rèn)為，任何兩個(gè)物體之間，不管它們的質(zhì)量如何，它們之間都有一個(gè)相互吸引的引力作用。這個(gè)引力作用的大小跟兩個(gè)物體的質(zhì)量成正比，而跟兩個(gè)物體之間的距離成反比。這個(gè)理論對(duì)太空火箭或衛(wèi)星的發(fā)射具有重要的意義。
5、牛頓定律
牛頓提出了三大定律。牛頓第一定律是說在不受外力作用的情況下，所有的物體都會(huì)保持靜止或持續(xù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。牛頓第二定律建立的是物體的質(zhì)量和它的加速度之間的關(guān)系，用公式表示就是F = m * a。即一個(gè)物體的加速度跟物體所受的作用力成正比，跟物體的質(zhì)量反比。牛頓第三定律是作用力與反作用力定律，即一個(gè)物體的作用力與反作用力相同。
6、熱力學(xué)定律
熱力學(xué)定律研究的是體系中的能量轉(zhuǎn)換方式。其研究范圍小至一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，大至整個(gè)宇宙。熱力學(xué)也有三大定律。熱力學(xué)第一定律，是能量守恒定律，即能量只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)物體上，而不會(huì)消失。因此，如果想一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)工作，你就必須提供能能量來源。在理想的封閉系統(tǒng)中，體系的能量是永遠(yuǎn)不會(huì)減少的。但是在實(shí)際當(dāng)中，系統(tǒng)不可能那么封閉，不可避免地會(huì)發(fā)生能量耗散的現(xiàn)象，因此也就引發(fā)了熱力學(xué)第二定律，即墑增定律，一個(gè)系統(tǒng)的墑是不斷增加的，因此系統(tǒng)是無法自動(dòng)保持相同的能量狀態(tài)的。能量總會(huì)從高密度的地方往低密度的地方流動(dòng)。最后一個(gè)定律，熱力學(xué)第三定律，絕對(duì)零度定律，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)到達(dá)絕對(duì)零度的時(shí)候，所有的粒子都會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，也就意味著沒有動(dòng)能，體系的墑也達(dá)到最低的可能值。但是在現(xiàn)實(shí)世界，絕對(duì)零度是不可能達(dá)到的，我們只能無限接近絕對(duì)零度。
7、阿基米德定理
阿基米德定理是描述浮力的定理。一個(gè)物體所受的浮力，跟這個(gè)物體排出的液體的質(zhì)量相同，不管這個(gè)物體是完全浸入還是部分浸入。這個(gè)定律對(duì)造船及航海的具有重要的影響。
8、進(jìn)化論及自然選擇
根據(jù)進(jìn)化論，地球上所有的生物都有共同的祖先，而不同物種之間的不同是通過進(jìn)化演化而來的。進(jìn)化論分兩個(gè)部分：首先，生物群體會(huì)產(chǎn)生各種不同的性狀，例如通過變異等等。然后，就是自然選擇過程，即具有那些更適合環(huán)境的性狀的生物體更容易存活下來，而那些不適合環(huán)境的性狀將被淘汰。這些被選擇的性狀會(huì)通過遺傳，傳遞到下一代。進(jìn)化論的提出，為地球上物種的演化提供了一個(gè)非常有利的解釋。
9、廣義相對(duì)論
愛因斯坦的廣義相對(duì)論廣為人知。這個(gè)理論改變了我們對(duì)這個(gè)宇宙的看法。愛因斯坦的主要突破是他提出了空間和時(shí)間并不是絕對(duì)的，而引力也不是簡單地物體之間的相互作用力。引力的本質(zhì)是，物質(zhì)引起了其周圍的空間和時(shí)間（時(shí)空）的扭曲。愛因斯坦的廣義相對(duì)論對(duì)未來的天文學(xué)和宇宙學(xué)具有重要的意義。
10、海森堡不確定性原理
1927年，德國科學(xué)家海森堡在量子物理中提出了一個(gè)突破性的理論即海森堡不確定性原理。在牛頓力學(xué)體系中，知道了一個(gè)粒子的質(zhì)量和動(dòng)量就知道了這個(gè)粒子的所有信息。然而在量子領(lǐng)域，海森堡認(rèn)識(shí)到，我們基本上不可能同時(shí)知道粒子的這兩種狀態(tài)。如果想知道粒子的位置，那么我們就無法知道其動(dòng)量，知道其動(dòng)量，我們就無法知道其確切的位置。換句話說，我們無法確定微觀粒子的狀態(tài)。
海森堡不確定性原理又稱為海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理，一個(gè)比較直觀的解釋是，我們?cè)凇坝^測(cè)”一個(gè)粒子的狀態(tài)的時(shí)候，需要改變這個(gè)粒子的狀態(tài)。例如，我們想觀測(cè)一個(gè)粒子，我們需要向其發(fā)射一個(gè)光子，然后根據(jù)光子的反射角度和速度來計(jì)算這個(gè)粒子的狀態(tài)。這個(gè)過程中，粒子的狀態(tài)發(fā)生了改變。不確定性原理只適合微觀粒子，這些粒子具有波粒二象性，其狀態(tài)通常需要食用波函數(shù)來描述，在“觀測(cè)”時(shí)，粒子的波函數(shù)會(huì)發(fā)生“坍塌”，這個(gè)海森堡不確定性原理的另外一種解釋。
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