When We Knew 物理学 · 我们如何揭示宇宙

古代至今 · 一部不断展开的编年史

物理学 流变史。

沿着思想与预测通往观测与证据的链条前行。

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T 理论／模型 P 预测 O 观测／发现 C 证实 I 概念

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物理学

爱因斯坦之路

沿着思想与预测通往观测与证据的链条前行。

  1. 1900年

    普朗克的量子假说

    Max Planck

    为再现炽热物质的光谱，普朗克把能量交换视为以离散能量包的形式发生。他最初把这看作一种数学手段，而非自然的完整图景。

  2. 1905年

    狭义相对论

    Albert Einstein

    爱因斯坦重新表述空间与时间，使物理定律以及测得的光速对所有惯性观察者都相同。

  3. 1905年

    光量子与光电效应

    Albert Einstein

    爱因斯坦提出光本身有时表现为局域化的能量量子，并以此解释为何低于阈值频率的光无法使电子从材料中逸出。

  4. 1905年

    质能等价

    Albert Einstein

    爱因斯坦表明质量与能量等价，这一结果如今通常写作E = mc²：微小的质量减少可以对应巨大的能量释放。

  5. 1908年

    闵可夫斯基时空

    Hermann Minkowski

    闵可夫斯基表明，狭义相对论最自然的描述是把三维空间与时间结合起来的四维几何。

  6. 1915年

    广义相对论

    Albert Einstein

    爱因斯坦于1915年完成广义相对论，用由物质和能量决定的动态时空几何来描述引力。

  7. 1916年

    史瓦西解

    Karl Schwarzschild

    爱因斯坦场方程的第一个精确解描述了球对称质量之外的时空，并包含一个后来通过黑洞理论加以理解的临界半径。

  8. 1917年

    相对论宇宙学与Λ

    Albert Einstein

    爱因斯坦把广义相对论应用于整个宇宙，并引入宇宙学常数Λ，以得到一个静态模型。

  9. 1910年代起

    块宇宙诠释

    Hermann Minkowski · 研究时间的哲学家

    一种有影响力的诠释把过去、现在和未来的事件视为四维时空整体的组成部分。它是从相对论引出的哲学推论，而非天文观测。

  10. 1919年

    日食检验光线偏折

    Arthur Eddington · Frank Dyson · Andrew Crommelin

    考察队观测日食期间太阳附近恒星的位置，以检验广义相对论所预言的光线偏折。结果支持爱因斯坦的数值，尽管早期精度有限。

  11. 1922年–1924年

    弗里德曼的膨胀解

    Alexander Friedmann

    弗里德曼找到了广义相对论的数学解，其中宇宙尺度随时间变化。这些是理论上的可能性，而非已经得到观测的发现。

  12. 1925年–1927年

    量子力学形成

    Werner Heisenberg · Erwin Schrödinger · Max Born · Paul Dirac

    矩阵力学、波动力学、概率诠释和统一形式体系在数年间相继出现。量子力学是集体发展的成果，而非某一天的发明。

  13. 1927年

    不确定性原理

    Werner Heisenberg

    量子态无法同时为某些成对的物理量（如位置与动量）赋予任意精确的值。这是结构性的限制，而不只是仪器不完美造成的问题。

  14. 1927年

    索尔维会议关于量子含义的争论

    Niels Bohr · Albert Einstein · Werner Heisenberg · Erwin Schrödinger

    在第五届索尔维会议上，顶尖物理学家围绕测量、概率、完备性以及新量子理论的含义展开争论。

  15. 1927年

    勒梅特把膨胀模型与观测相联系

    Georges Lemaître

    1927年，勒梅特发表了爱因斯坦方程的膨胀宇宙解，并根据已发表的红移和星系距离估算了速度—距离关系。

  16. 1929年

    1929年的距离—速度关系

    Edwin Hubble · Milton Humason · Vesto Slipher

    1929年，哈勃发表了星系距离估计值与由红移推得的速度之间的相关关系。这一观测结果不同于斯里弗早先的光谱观测和勒梅特1927年的膨胀分析。

  17. 1998年

    宇宙加速膨胀

    超新星宇宙学项目 · 高红移超新星搜寻团队

    两个利用遥远Ia型超新星的团队发现，宇宙膨胀正在加速，而不是在引力作用下持续减速。

  18. 2015年–2016年

    首次直接探测引力波

    LIGO科学合作组 · Virgo合作组

    Advanced LIGO于2015年9月14日记录到GW150914：两个恒星质量黑洞并合产生的特征性时空应变。这次探测经过广泛检验后于2016年公布。

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