我们仿佛知道一切，又仿佛一无所知。

很久以前，有人提出了相对真理以及绝对真理的区别，就仿佛在述说，你永远也不可能知道世界的真实是如何的。

科学来源于哲学，是对世界真实的探讨和追求。历经千百年无数人的努力，在牛顿的时代，科学家们相信他们似乎即将能掌握世界的真理。然而接踵而来的那个时代，又颠覆了整个世界。

一、相对论

大名鼎鼎的万有引力理论，令牛顿名声大噪。这个理论成功地解释了天体的运动现象，将科学推进到了新的篇章。苹果树下的故事更是家喻户晓。然而当时的所有人似乎都有意无意地去忽略了一个牛顿无法解决的尴尬问题—–万有引力是怎么产生的？这个问题一直到爱因斯坦提出了广义相对论才得以解决。

那个时代，人们发现了一个奇怪的现象，即光速不因为参考系的改变而改变。意思就是对于一个跑着的的人，或是一个站着的人，光的速度是不变的。这个现象并不能用牛顿力学来解释。许多人不断完善实验，或研究，希望能找到这个现象的成因，皆无果而终。这时候一个年轻人却站了出来，以“光速不变”这个现象为前提，连同相对性原理，通过数学推导得到了一个理论体系。那个年轻人就是爱因斯坦，那个理论就是备受争议的狭义相对论

狭义相对论抛弃了当时倍受关注的以太（某种假想的光传播的介质）理论，更重要的是，它否定了绝对空间以及绝对时间的概念。

时间空间都是速度的函数，即时间和空间都受速度的影响。以现在的一个很流行的说法来说“如果你能超越光速，你也许能时光倒流。”然而这是一个几乎不可能做到的事情，以其他推论来说。速度增加，物体的质量会增加，尺度会缩小（空间收缩）。当物体的速度趋近于光速时，物体的质量会变得极大，再次加速时所需的能量是无穷的（动能定理）。而光之所以能到达光速，是因为光子的质量为零。

这一切，都在颠覆当时人的常识。就仿佛在说“只要你跑地越快，你就越重，越短，你的表也就走得越慢。”

然而狭义相对论仍有缺陷，万有引力无法运用其中。比起这个新生的理论，人们还是更愿意接受牛顿力学。狭义相对论卷入了议论的风口浪尖，被固守绝对时空观的科学家们百般诟病。

但是爱因斯坦却没有放弃，他形象化地将时空理解成了一张膜，将引力改描述成因物质与能量而弯曲的时空，发展出了广义相对论。引力不再是一种单纯的力，而是时空扭曲后的结果。

这个理论不仅融洽了万有引力，还解释了其来源，在完善了宏观高速领域的物理理论外，顷刻间，颠覆了整个世界。

二、量子力学

量子力学的发展对于很多科学家都是一个噩梦。起码爱因斯坦对它深恶痛绝。他的一句反映了他对物理看法的名言“上帝不会掷骰子。”，就是他一直坚守的因果律的悲鸣。那是那个时代的一次大争论中说出的话，物理学界两大神兽，“拉普拉斯妖”与“薛定谔的猫”的死斗。

拉普拉斯妖(Démon de Laplace)是由法国数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯于1814年提出的一种科学假设。此”恶魔”知道宇宙中每个原子确切的位置和动量，能够使用牛顿定律来展现宇宙事件的整个过程，过去以及未来。是决定论的代表。

而“薛定谔的猫” 是由奥地利物理学家薛定谔于1935年提出的有关猫既是死的又是活的著名思想实验的名字。在一个盒子里有一只猫，以及少量放射性物质。在一小时内，大约有50%的概率放射性物质将会衰变并释放出毒气杀死这只猫，剩下50%的概率是放射性物质不会衰变而猫将活下来。

作为一个新兴理论，量子力学完全颠覆了传统人们对微观世界的看法。其中最显著的一点，就是我们再次无法确认“微观粒子究竟是什么？”

我们无法看到微观世界，因为尺度太过短，当我们运用光或其他粒子去确定一个粒子的位置时，这些粒子同时也会影响那个粒子的动量。所以微观世界对于我们来说是一片混沌。

从前，我们套用宏观世界的经验，定义了电子等粒子，有定义了电磁波。我们天真地认为电子是一种粒子，认为光是一种波。

然而光电效应（特定光照在特定金属板上时会有电子溢出）的发现打破了这种幻想。异想天开的爱因斯坦提出了光量子假说，揭示了光的粒子性。而后人们对电子进行研究，得到了电子的衍射图（只有波才会衍射），揭示了电子的波动性。

这就是微观领域物质普遍拥有的特性—-波粒二象性(能展现出粒子和波的特性)。

我们如同盲人摸象一般探索着微观世界，我们摸到“粒子性”所以说电子是粒子，同理，我们认为光是波。实际上电子和光既不是波，也不是粒子，而是某种我们无法想象的东西，宛若盲人眼中的象，粒子性与波动性只是它的耳朵或鼻子。

我们无法准确的描述电子的位置，这是一个概率波，电子像波一样弥散在空间中，在空间的每一点拥有特定的出现概率，呈电子云（概率高的地方，云比较稠密）的形式。直到我们进行观察，波函数坍塌成一个点，电子的位置才被确定（这是一种假说，事实上许多科学家并不接受这一假说）。

这预示着一件非常颠覆性的事实：“我们观察与否，会影响到实验的结果。”（实际上不是观察，而是粒子的相互作用）

所以量子力学认为，在“薛定谔的猫”中，没有打开盒子的时候，猫处于生与死叠加的量子态。即是又生又死的，而打开盒子的刹那，由于观察者的存在，描述量子态的波函数坍塌，猫的生死才被决定。

薛定谔的猫引发的争论是空前的，它将微观领域的不确定性放大到了宏观层面。“观察”这个概念的主观性更是让人难以思考（倘若盒子中是人，他的观察对实验又有何影响？）。

然而从数学的角度，猫的确是半死半生的概率。当时的反方的科学家似乎就是被正方科学家以如此流氓的理由击败了。

量子力学也说明因果律并不适用与微观领域，所以喧嚣一时的决定论也就此从历史的舞台上退场了。

三、数学

“你的眼睛会欺骗你，你的耳朵会欺骗你，你的经验会欺骗你，但数学不会。”—《奥术神座》

数学自诞生以来，就是作为工具而存在的。无论物理还是化学都无法离开数学而单独存在。虽然数学并不具有实际上的现实意义，但能帮助我们计算推导，描述世界。到了科学的高深领域，我们的经验，理解毫无用武之地，例如超越三维的计算中，我们的大脑无法理解高维空间的存在，只能依靠数学计算。

数学基础之一欧几里得几何，是最接近我们日常生活的几何体系，它的五个公理与五个公设中的第五个公设“过直线外一点，有且只有一条直线与已知直线平行”太过繁琐，不像是公设，一直以来，无数数学家希望能证明这个公设，却全部失败。

直到19世纪，一个当时备受期待的青年数学家，罗巴切夫斯基，采取了反证法，假设“过直线外一点，有且只有两条直线与已知直线平行”，希望能借此证明第五公设。

然而结果却是荒谬的，假设完全符合其他四个公设以及五个公理，并与它们共同演化出另外一个光怪陆离的几何体系。

罗巴切夫斯基坚信自己发现了一个全新的几何体系，并且与欧几里得几何具有同等的价值。他在一次学术会议上推出了自己的几何体系，然而这个过于荒谬的几何体系却遭到了当时正统数学家的一致的冷漠对待。

“三角形内角和小于180度。”，“锐角一边的垂线可以和另一边不相交”。。。。一个个有悖于常识的推论让数学家们觉得罗巴切夫斯基简直是在胡说八道。

实际上，罗巴切夫斯基就逻辑上，推导上毫无错误可言，他积极地寻找其他数学家的意见，然而其他数学家持否定态度同时不愿意与他交流（事实上他们完全无法在逻辑推导上诟病这篇论文）。

仅仅凭借直觉，一个全新的几何体系被掩埋在了风沙之中。

罗巴切夫斯基并没有放弃，他完善自己的几何体系的同时，不断发表论文以及著作，向世人散布着自己的几何体系，然而迎接他却是贯穿他一生的谩骂，冷漠，鄙夷，嘲讽。

罗巴切夫斯基葬送了自己的前途，学术创作受到很大的限制，声名狼藉。但即使身患重病，双目失明，他仍然靠口述完成了他生命中最后的一篇著作《论几何学》

这个坚信着真理，忠诚于科学的数学家直到死亡也没有放弃自己的信念，他不断的向这个世界发出颠覆的声音，直到嘶哑，直到呕血，直到他的生命燃烧成澎湃的光与热，倏然而逝。

这个世界却始终没有听到他的声音。

直到他死后的12年后，有人提出一个数学模型，成功地证明了这个几何体系。

这个被命名为“罗氏几何”的几何体系终于发出了它应有的光与热，颠覆了整个数学界，然而这荣耀之光却永远地照不到他的创造者，罗巴切夫斯基那幽冷而饱受摧残的身躯上了。

四、我们

我们在不断的学习中，我们学习的知识越多，我们的经验越多，我们仿佛越加强大。

然而我们也在悄然地被这些知识所束缚着，我们有时并没能完美的奴役住我们的知识，甚至只是单纯地去接受，去运用，成为了知识的奴隶。

我们究竟为何而学习？

我们的世界似乎已经塑造成型了，然而谁知道，会不会在下一个瞬间，会有某个人顷刻间跳出我们所塑造世界，然后一念之间，倾倒了一方世界？

Reference

http://baike.haosou.com/doc/5040370-5267074.html

http://baike.haosou.com/doc/8494895-9108078.html

http://baike.haosou.com/doc/6966651-7189306.html

http://baike.baidu.com/link?url=LZhIKwIIbRQctC8Dal0lPOl-epJics1ou-x-UFCpNvA381kApFpNq9jQK6HDw6GHPS-xwQ_iSfs8v_aL1V0ITa

http://baike.baidu.com/link?url=uPXmCjuy7mXLPYpOzoXYAIe6hohtJMarpndise5lHRMQnmD2_CXXShoBWja4dJPcqomy3EvmUs1k6JotJIY1zTru4uHtCdzGirdzc7dGZca

爱潜水的乌贼，《奥术神座》

后记：本着科普的精神与目的写得一篇科普文，主要是希望在科普一些知识的同时激发大家对科学的兴趣或者是对学习的思考。我尽量用严谨而易懂的言语来写了，而且涉及到很多专业知识所以很难写，许多知识都是自学的所以可能会有理解不当的地方，所以如有错漏，还希望多多包涵。