三年前，有人在中國科學技術(shù)大學校園宣傳他的熱力學第二定律研究。 那是我第一次接觸民間科普愛好者。 這位科學愛好者對探索科學知識的熱情深深感動了所有人，但他對現(xiàn)有相關(guān)知識的漠視卻令人震驚。 最近讀了很多民間科普愛好者的論文，發(fā)現(xiàn)有些人極其聰明，敢于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新。 但由于基礎(chǔ)知識不足，他們的研究仍停留在中世紀水平，令人遺憾。 雖然我是一個民間科學愛好者，但在創(chuàng)造新理論、發(fā)明新事物時，我也需要盡量避免科研誤區(qū)，以免浪費時間和精力。 因此，筆者寫此文，旨在與廣大科學愛好者共同探討更有效的科學探索方法。
很多民間科學愛好者都渴望擁有自己獨創(chuàng)的理論，或者推翻現(xiàn)有的理論，成為著名的科學家。 那么，歷史上的著名科學家是如何研究的呢？ 為什么人們會接受他們的理論？
亞里士多德
亞里士多德是人類幾千年來最偉大的科學家之一，也是哲學、物理學、生物學、心理學等學科的鼻祖。 可以說，人類的整個理性思維和科學發(fā)展都是受他影響的。 影響。 亞里士多德于公元前384年出生于一個富裕家庭，他的父親是馬其頓國王的御醫(yī)。 他從小就受到了良好的教育。 17歲進入著名的柏拉圖學院，后來成為亞歷山大大帝的老師。 亞里士多德收集了大量的生物信息，對許多動植物做出了驚人的觀察和記錄。 與此同時，亞歷山大大帝在征戰(zhàn)期間向亞里士多德送去了許多動植物樣本。 現(xiàn)在很多動物都以亞里士多德作為其種名，因為他在兩千多年前就進行了深入的觀察和詳細的記錄。 正是由于他獨特的條件，他對當時已有知識的了解，他對事物的仔細觀察和勤奮思考，亞里士多德取得了如此偉大的成就。
牛頓
牛頓1642年出生于英國第二物理學家，是世界著名的物理學家、天文學家和數(shù)學家。 他小時候喜歡制作機械玩具，中學時受到化學實驗的影響。 牛頓1661年進入劍橋大學，廣泛研究了許多自古流傳的名著。 這一時期，牛頓掌握了算術(shù)和三角學，研究了歐幾里得的《幾何原理》，閱讀了開普勒的《光學》，笛卡爾的《幾何》和《哲學原理》，伽利略的《哲學原理》。 托勒密與哥白尼兩大世界體系的對話等，為牛頓的研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。 可以說，牛頓的科學成就離不開他的智慧，更離不開廣泛深入的研究和掌握當時最新的科學成果。 任何研究都必須基于以前的工作。 著名的牛頓三定律是基于伽利略等人的實驗結(jié)果； 萬有引力的公式需要利用開普勒的實驗定律推導出來。 從牛頓開始，物理學成為可以定量計算的精確科學的模型。 利用牛頓力學，人們可以精確地計算行星軌道并計算建筑材料所受的力。 由于他的計算結(jié)果準確地符合當時的地面實驗和天文觀測，牛頓獲得了極大的威望！
愛因斯坦
1879年，愛因斯坦出生于德國[1]。 愛因斯坦小時候就喜歡雕刻。 12歲時，他讀完了歐幾里得的《幾何原理》，并自己導出了許多公式。 在別人的指導下，他還讀完了12冊的《自然科學通俗讀本》，對動物學、植物學、天文、地理學有了基本的了解。 這本書包含對光速等自然現(xiàn)象的分析。 通過閱讀，了解這一自然現(xiàn)象，對他創(chuàng)立相對論具有根本意義。 在大學期間，愛因斯坦閱讀了德國著名物理學家基爾霍夫、赫茲等人的著作，研究了麥克斯韋電磁理論和馬赫力學，并經(jīng)常到理論物理教授家中請教。 此外，他大部分時間都在實驗室做實驗，癡迷于直接觀察和測量。 愛因斯坦還自己進行了實驗來發(fā)現(xiàn)以太的存在。 1902年進入伯爾尼專利局后，愛因斯坦廣泛關(guān)注物理學的前沿發(fā)展，對許多問題進行了深入思考，并形成了自己的見解。 1905年，愛因斯坦發(fā)表了6篇論文，在3個領(lǐng)域做出了4項劃時代的貢獻。 他寫了三篇關(guān)于液體中懸浮粒子的運動（布朗運動）的論文，三年后佩林的實驗證實了這一點。 佩蘭獲得諾貝爾獎。 愛因斯坦提出了光量子假說并解釋了光電效應，并因此獲得了諾貝爾獎。 他還撰寫了《論運動體的電動力學》，全面提出了狹義相對論。 他從狹義相對論中推導出質(zhì)量和能量的等價關(guān)系：E=mc2。 該公式已被核物理和粒子物理實驗廣泛證實，是核能利用最重要的理論基礎(chǔ)。 幾年后愛因斯坦也提出了廣義相對論。 廣義相對論的許多計算結(jié)果已被實驗證實，開創(chuàng)了宇宙學研究的新時代。
一個好的科學理論最重要的是能夠指導人們的生活實踐。 評價一個科學理論，不僅要了解該理論的內(nèi)容，還要了解在該理論的指導下我們得到了什么。 1945年美國原子彈的爆炸，消除了很多科學家對相對論的懷疑和猶豫！ 大家都非常尊敬愛因斯坦，因為根據(jù)他的理論，人們做了很多以前做不到的事情！ 如果相對論完全錯誤，那如何解釋原子彈的存在和航天事業(yè)的發(fā)展呢？
2、自主創(chuàng)新首先要了解現(xiàn)有的相關(guān)知識
從亞里士多德、牛頓、愛因斯坦的成長過程和研究經(jīng)歷中不難發(fā)現(xiàn)，這些著名科學家對當時已有的科學成果有著全面、深入的認識。 廣大民間科普愛好者要想自主創(chuàng)新，還必須了解現(xiàn)有的相關(guān)知識。 如果你不了解現(xiàn)有的科學知識，你的研究就會像盲人摸象一樣。 你只知道你的理論與某種現(xiàn)象是一致的，但你不知道它違反了其他實驗。 偶爾你會得到一個正確的結(jié)論，你認為你有了一個偉大的發(fā)現(xiàn)，但你并不知道。 幾百年前也得出了同樣的結(jié)論。 因此，調(diào)查和學習現(xiàn)有的相關(guān)知識是自主創(chuàng)新的第一步。
了解您已有的相關(guān)知識可以幫助您避免重命名已經(jīng)有名稱的東西。 不重命名已經(jīng)有名字的東西的第一個原因是尊重他人的研究成果。 只有第一次發(fā)現(xiàn)某個物體的人，才有資格為其命名。 如果你不尊重別人的研究成果，就很難指望別人尊重你的研究。 已經(jīng)有名字的東西不重命名更多是為了方便溝通。 如果有一個物體，每個人都會給它一個不同的名字。 那么溝通的時候，誰都不知道對方在說什么。 因此，為了便于交流，也為了讓別人了解你的研究成果，已經(jīng)存在名稱的東西不能在論文中重新命名。 為了避免重命名已經(jīng)有名字的東西，你需要了解相關(guān)知識。 當你有“新發(fā)現(xiàn)”時，首先要廣泛調(diào)查已有的相關(guān)知識，并確認別人是否已經(jīng)研究過！
從牛頓開始，物理學已經(jīng)成為一門可以定量計算的精確科學。 其規(guī)律基本上用數(shù)學公式來表達，可以給出與實驗一致的計算結(jié)果。 精確計算是現(xiàn)代物理理論的精髓。 例如，根據(jù)量子電動力學，理論上計算出電子的磁矩為1個單位（這個數(shù)稱為狄拉克數(shù)），而精密實驗測得電子的磁矩為1個單位。 理論值和實驗值的差距只有四十億分之一！
如果你想創(chuàng)造一個新的宇宙理論或者批判相對論，那么就應該有數(shù)學公式，并且計算結(jié)果必須與現(xiàn)有的實驗一致。 宇宙新理論至少要能夠計算出行星軌道，計算出如何向月球發(fā)射宇宙飛船等等，否則你的新理論不會像三百多年前創(chuàng)立的牛頓力學那樣有效。 。
純粹從邏輯上研究宇宙只能算是哲學思辨，而不是現(xiàn)代科學。 單純從邏輯上批判現(xiàn)代科學理論也是無力的，因為現(xiàn)代科學理論不僅有實驗基礎(chǔ)，而且在應用過程中也取得了良好的效果。 例如，熱力學第二定律和相對論中的光速恒定原理都是實驗定律。 在新的實驗證明它們在某些條件下不正確之前，對它們的純粹哲學批評是無效的。
因此，民間科普愛好者想要研究宇宙和相對論，就必須了解現(xiàn)有的相關(guān)知識； 提出的新理論必須有數(shù)學公式，計算結(jié)果不能違背現(xiàn)有實驗，并且必須能夠預測新實驗的結(jié)果。
3、物質(zhì)結(jié)構(gòu)和相對論六題練習
專業(yè)科學家在學習期間做過許多計算問題并通過考試來檢驗他們對知識的掌握程度。 由于條件有限，民間科普愛好者很少做練習或通過考試，因此不知道自己的水平。 為了方便大家評價自己對現(xiàn)有知識的理解，編輯了以下六個問題。 這些問題所涉及的內(nèi)容都可以直接通過實驗來證實。 如果這六個問題你做不到，也不要灰心，而是應該通過查找資料來學習和掌握。 在你回答這些問題之前，請不要提及有關(guān)宇宙構(gòu)成的新理論，因為你提到的理論很可能以前被別人提過，但你不知道； 不要批評相對論，因為你還不懂相對論，批評是無能為力的。 的。
關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的三個問題
如果10克氫氣和10克氧氣混合并充分燃燒，會得到多少克水？
這是中學化學的內(nèi)容，很多中學生都知道怎么做實驗驗證。 所以在創(chuàng)建你的理論之前，你必須做這個計算，以避免因為你的理論與此相矛盾而被嘲笑。
-15是一種放射性同位素，半衰期為2分鐘。 99.9% 的氧 15 原子核衰變需要多長時間[2]？
這是高中物理的內(nèi)容。 本題的計算結(jié)果是氧15的醫(yī)學應用的基礎(chǔ)。 -15廣泛應用于醫(yī)學。 它標記的水和二氧化碳可用于測量腦血流量和定量分析心肌耗氧量。 標記的氧還可用于檢測腫瘤壞死。
電子處于方向向上、強度為 1 特斯拉的均勻磁場中。 電子自旋向上和自旋向下狀態(tài)之間的能量差是多少[3]？
自旋是粒子的基本屬性，也是現(xiàn)代物理學的基本概念。 當前計算機硬盤的磁頭利用電子自旋的檢測來讀取數(shù)據(jù)。 如果你做不到這道題，就不要試圖建立新的物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論。
關(guān)于相對論的三個問題[4]
根據(jù)相對論的質(zhì)能關(guān)系，如果核反應發(fā)生1公斤的質(zhì)量損失，會釋放出多少能量？
相對論的質(zhì)能關(guān)系已被原子核和粒子物理的大量實驗所充分證實。 它是利用原子能的理論基礎(chǔ)。 如果你認為相對論是錯誤的，你需要解釋為什么今天有原子彈和核電站。
一顆以3公里/秒的速度沿圓形軌道繞地球運行的衛(wèi)星，從正上方向地面接收站發(fā)射頻率為5x10^14（10的14次方）Hz的激光信號。 由于相對論效應，地面接收站接收到的信號頻率與衛(wèi)星發(fā)射的頻率5x10^14（10的14次方）Hz相差多少Hz？
在垂直于光運動方向的方向上，觀察到的輻射頻率小于靜止光源的頻率。 這稱為橫向多普勒效應，它是相對論時滯效應的證據(jù)之一。 橫向多普勒效應已被艾夫斯實驗證實第二物理學家，在航空航天技術(shù)和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中起著決定性作用。 如果你認為相對論是錯誤的，你需要解釋一下，為什么根據(jù)目前的理論，人類已經(jīng)成功地進行了載人飛行，并成功地使全球定位系統(tǒng)精確到米。
