“看”在物理學中是什么意思？如果你不知道，科普都讀不懂

今天，我的車出故障了，幾公里的路熄火4次，儀表盤上的故障燈集體報警，一路上修理工帶著電瓶全程保障，總算是到了修理廠，最后確認是電瓶老化。判斷一個電瓶是不是老化只需要用萬用表測量一下就可以了。但我的萬用表沒在車上，這就使得我瞪倆眼睛沒“看”出來。

萬用表是小伙伴們剛開始接觸到物理中的電學部分就會接觸到的儀器，我們可以用它來“看”電的各種屬性。所以借著我今天車輛故障的啟發，咱們來談一下，什么是物理學中的“看”？

對于大多數人來說，看的意思就是用眼睛看，但隨著科學技術的發展，物理學家們已經不局限于用肉眼看，更多的是依賴各種工具來觀測。從伽利略的天文望遠鏡到各種顯微鏡、分光鏡，到今天的粒子加速器，引力波探測器。這些儀器可以幫助人們與那些依賴人的生理功能無法感知的現象進行互動。

但儀器的引入，容易讓很多對科學不了解的人產生誤解，其中最著名的就是“觀察者”。不了解量子力學的人常常會因為在科普文章中看到“觀察者”會影響到實驗的結果，從而推論出“意識可以影響觀測結果”的錯誤結論。

其實量子力學實驗中提到的“觀察者”是一個科學術語，它指代的是在實驗中采用的測量儀器及測量所采用的技術方式。在實驗中，科學家們會根據理論做出預測，準備實驗并校準儀器。在測量之后，對結果進行分析，糾正自己的預言，并得出結論。

在經典的世界里，我們所說的觀察實驗現象通常就是指眼睛能看到的那些，然而自從上個世紀初，誕生了相對論和量子力學以來，物理學中的現象不再是能用肉眼看到的，這些現象通常都要與對應的儀器聯系到一起。

現代科學的現象無法與經典物理學中的現象一樣可以“主動出現”在你的眼前，它們只能通過實驗建立起來。但科學家們繼承了牛頓所制定的科學框架，仍舊將實驗作為檢驗先驗現象的衡量標準，然后用數學語言對現象進行描述。

在現代物理學的研究中，新現象不是簡單地被發現，而是被創造，被一點一點地建立起來的。現代的物理學家與20世紀之前的物理學家不同的是，物理學家們不再是觀察“事實”，而是依據理論的數學結構，通過使用高新技術來創造“效果”。

因此，對于現代物理學來說，“看”意味著在物理理論基礎上創造現象的技術，通過新技術甚至可以使一些人類從未預想過的現象顯現出來。

看完這些描述，可能你馬上會想到，這種方式就是量子力學的研究方法，不應該適用于廣義相對論這樣的物理學。因為廣義相對論主要是應用在宇宙大尺度的研究當中，我們根本沒有辦法改變宇宙中的任何星辰，哪怕是一顆天外飛來的小石塊。

但真實的情況并非如此。即使是天文觀測臺也需要通過信號來觀測宇宙，這些信號有時候很微弱，它們的波長不在可見光的范圍內，甚至是靠光子以外的其它粒子來傳播的。天文學家們通過特殊的望遠鏡可以讓我們看到肉眼不可見的現象。

把這些儀器記錄的數據，利用強大的計算機進行運算分析，就可以搜集到隱藏在可見光波段之外的信息。這幾天，我給自己的天文望遠鏡增配了一個紅外截止濾鏡，這是因為我只想讓我的行星相機能夠通過望遠鏡捕捉到行星的可見光部分，對于它們發射出的紅外信息，我不感興趣。

對于物理學家們來說“看”這個詞仍然是一個與現象聯系的行為，與經典物理中的看是同一個意思，只不過它包含了更多的含義，包括了利用儀器與物質進行互動測量并從中獲得與現象相關的信息。

在現代物理學中，如今的被研究對象不再是只有可見光、聲波、微觀粒子等相互作用，也包括更多頻率范圍的電磁波，甚至包括電磁波也不能參與的互動（暗物質、暗能量），新的儀器就需要能夠接收和測量與被觀測系統互動時所產生的信息。

以上就是我對現代物理學中“看”的講述，您GET到了嗎？

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