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若無廣義相對論,人們能根據實驗統計的數據誤差,找出規律來解決GPS導航的時間差嗎?

林玟書2年前12瀏覽0評論

可以肯定地說,如果沒有廣義相對論,科研人員也有能力根據實驗統計的數據誤差,找出規律來解決GPS導航的時間差問題,來提高導航精度。只是沒有廣義相對論,可能科研人員不明白背后的道理是什么而已。

其實很多時候,技術走在理論前面并不是什么罕見的現象。科學和技術就像是一對龍鳳胎,他們分別代表著人類認識自然的能力,以及人類跟自然交互作用的模式。科學限制了技術的最大實現能力,而技術決定了科學的表達方式。

我們不妨再干脆地假設一下:只有經典理論,什么相對論和量子力學統統都沒有。其實我們的技術人員,這個時候也是有能力造出半導體的基本元器件的,甚至是大規模集成電路也有可能。因為這些東西,基本上可以用光的波動理論來解決。

但是要造出超大規模集成電路可能會有困難,因為量子效應已經非常明顯了。好了,關于集成電路,咱們不多說了,話還是要回到相對論上來。我之所以要說,即使沒有廣義相對論,科研人員也能找到規律解決GPS的時間差問題還有一個原因就是:這個時間差是有規律的。

任何有規律的事情,科學家們總是能通過實驗和測量的手段找出其中的變化規律的。科學在發展的過程中一直如此。比如開普勒行星三大定律,就是在開普勒處理了他老師的大量行星觀測之后,從海量的數據中總結出來的經驗規律。還有牛頓第二定律,雖然有伽利略的前期工作,但是牛頓的實驗總結,無疑起到了至關重要的作用。

上圖是普朗克的黑體輻射公式

如果說前面兩位的總結都太簡單我們再來看三個復雜的,其一是普朗克的黑體輻射公式;其二是玻爾的氫原子模型;其三是哈勃定律。尤其是哈勃定律,說真的,即使是今天這個定律已經被觀測所證實,我看到當年哈勃的實驗數據圖還是一臉的懵圈,完全搞不懂,他老人家當年是怎么看出這個規律的,非常懷疑他是穿越而來的外星人,或者是有人提前告訴他宇宙大爆炸模型。

從前面的案例中我們可以看出,從實驗中觀察現象、得到數據、對數據進行分析,總結歸納出規律,是科學的最基本研究方法。對于任何有規律的現象,科學家們發現它們的規律,并總結出數學公式這只是一個時間的問題。所以我們有理由相信,科學家們,即使沒有廣義相對論也能找到時間差的規律,最后成功讓GPS系統取得成功。只是無法知道為什么要做這個時間差計算的背后道理罷了。

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