伽利略发现了什么定律
物理,乃人类对自然界数学化描述之学,其旨在于探寻物质运动之普遍法则。
如抛物线之例,虽高抛与低伸形态各异,其根本之物理公式Y=a×X^2始终如一。所见之变,非真变,真变隐藏于不可见之处。
自然法则之发现,常需超越所及。万有引力,其表现乃距离倒数的平方关系,此乃深藏之规律,非所能即见。
探寻物质运动之规律,实属不易。人类科学家发现物质运动规律之途径有二,一为观测,一为理论推导。
古时天文学家观测行星绕日运动,开普勒精确测量后发现行星轨道实为椭圆,而非初识之圆。由此启发了牛顿,得出万有引力定律之中必含平方关系之论断。
通过长时间对行星运动轨迹的累计观察,科学家方能发现万有引力定理之微小误差,如在水星近日点进动上初现。
而广义相对论之发现,则非简单之观察可得。爱因斯坦基于等效原理,以惯性系之加速运动替代引力场之局部效应,终推导出此深奥之理论。
广义相对论虽名曰“相对”,实则描述了引力效应之下之惯理论,即狭义相对论之延伸。
麦克斯韦方程之创见,首次以统一数学形式描述电与磁之相互关系。库伦定律、法拉第电感定律皆为其特例。
杨米尔斯方程之伟大,在于其将物理现象中不同形式之转变规律以数学方式表述出来。如电磁波、电磁场之描述,及至物质在波、场、粒子间转化之不变性皆囊括其中。
物理学之发展,一路探寻空间中物质运动之律,一路探索物质形态转变之秘。如牛顿定律、狭义相对论走的是第一条线路;而麦克斯韦方程、杨米尔斯理论则属于第二条线路。
杨米尔斯方程与广义相对论方程皆以偏微分方程形式存在,无法直接从自然界现象中得出。唯有形成理论后,方可物质世界并验证其正确性。
发现此类理论为物理学中最高难度,代表人类思维之极限。麦克斯韦、爱因斯坦、杨振宁等伟大科学家皆为此类理论之奠基人。
物理学之终极目标在于整合所有定理为更一般形式之大统一方程。此任务艰巨,必将由未来之超级科学家完成。
综上,物理之美妙在于探寻世界本源之真理。从伽利略到爱因斯坦,从麦克斯韦到杨振宁,人类在追求知识之路上永不停歇。