• 洞见公理比推导更加困难
    • 除非可以跳出自身系统,从外部视角进行分析
  • 理念世界与思想实验
    • 爱因斯坦如何发现公理,两种独特的方法论
      • 定律中的定律
        • 深挖学科基础的第一性原理发现,几乎所有从实验室总结出来的物理学规律(第一性原理),都需要满足某些固定的定理,称为“定律中的定律”
          • 比如要满足对称性、能量守恒定律、某种最小作用量原理等
        • 以定律中的定律为前提,推导出相对论相关理论
      • 思想实验
        • 在大脑中进行纯逻辑的推演
    • “哲学起始于对所谓自明问题的追问” —— 康德
      • 元起点的定位需要
        • 好奇心
        • 想象力
  • 对牛顿力学体系的质疑
    • 牛顿把天上和地上力的理论打通的难度不亚于今天科学家把量子力学和相对论打通的难度
    • 麦克斯韦用电磁场理论将电学、磁学、光学统一起来
      • 用一组极简的方程
    • 爱因斯坦发现牛顿和麦克斯韦理论并不能相互验证
  • 两个全新的基石假设
    • 不需要实验,只要自己一个人通过大脑推演就可以进行思维实验
  • 推导出狭义相对论
    • 各速度的惯性系统光速不变,光是绝对参考第,时间不再绝对
      • $$时间 = \frac{光运动的距离}{光速} $$
  • 用理论定义现实
    • “”一般人认为‘新发现’是科学的标志,但几乎所有的科学革命都不是新发现的革命,而是概念的革命“
  • 爱因斯坦的升维
    • 时空在任何惯性系中保持不变
      • 时间是相对的,空间是相对的,但“时空”作为整体是绝对的
        • 时间和空间是实体不同的两个方面
        • 时间和空间可以通过数学方式相互转换
        • 如果时空能够被统一,逻辑上讲,用时间和空间测量的每个东西也将发生变化,如质量和能量
          • 狭义相对论推出,物体运动速度越快,质量越大,增加的质量来自哪里?
            • 额外的质量只能来自能量
              • 把狭义相对论和麦克斯韦方程结合,推导出质能方程$$E = mc^2$$
              • 打破质量和能量之间的边界,融合为独立的实体“质能”
    • 升维
      • 爱因斯坦认为,在问题的原有维度上不能解决问题,只能呈现问题;只有换一个维度,才能解决问题
      • “自然规律在高维空间更简单” —— 《超越时空》
  • 推导出的广义相对论
    • 牛顿经典力学理论,引力是远距离的、瞬时超光速的神秘作用
      • 狭义相对论,任何物理相互作用的传播速度都不能超过光速
    • 否定引力
      • 万有引力不是真正的力,而是时空弯曲的表现
      • 大质能的物体会造成周围的时空场弯曲,如果有其他物体在这个时空中运动,出于最小作用量原理,自然会呈现弯曲的运动轨迹
        • 与其说地球绕着太阳运动,不如说地球在最小作用量原理下,寻求一个最佳的惯性运动方式
    • 在时空和质能之间搭建了桥梁,用两者的关系重新阐释了星体运动的规律
    • “宇宙最不可思议的是它居然是可以被理解的“
      • 爱因斯坦的理论比爱因斯坦本人还聪明