物理定律是不是永恒不变的？ 第1页

两个问题，一个一个说：

一、物理定律是不是永恒不变的？

当然不是，物理定律不是真理，无法证明，只是人类从实验结果里总结归纳的理论，并且在一定范围内得到了验证。

比如牛顿第二定律F=ma，在牛顿时期的测量条件下就是准确的（当然，今天我们日常用用也没问题），但相对论提出后，质量m不再固定，而是随运动速度而变化。静止时保持原样，速度越接近光速，质量越接近无穷大：

所以F=ma不再适用于高速运动的物体，必须使用相对论加以修正。

但是这说明了牛顿错误，爱因斯坦正确吗？并不是。当物体速度比光速小四五个数量级，比如你推箱子或踢足球时，用牛顿定律足够了。

因为牛顿运动定律能够解释并精确计算相对论诞生之前所有低速物体的运动情况，所以，相对论也必须能解释并精确计算这些运动情况，顺便把牛顿不适用的高速运动一并修正过来。

如果以后相对论力学公式也被证明有误，新的理论取代了它，这个新理论必须得保证：

1. 相对论和实验结果不一致时，新理论要和实验结果一致；
   
2. 相对论和实验结果一致时，新理论要和它们俩都一致。
   

所以相对论是无法彻底推翻的，因为它经过了几十年、无数实验直接和间接的验证，始终符合实验结果。而且每颗星体轨迹的预测、每个航天器发射的成功，都从侧面佐证了它的正确性。

新理论只能扩展相对论的应用范围，变成一个更为普适的理论。而让相对论成为它在某个特殊情况下（宏观、真空光速恒定为29979246m/s）的近似理论。

就像经典力学公式是相对论力学在低速情况下的近似一样。

二、物理定律会随时空变化吗？

这是个好问题，因为迄今为止几乎所有的物理实验都是在地球上做的，而且大部分是最近一百多年里做的。就算我们能看到几百万光年外的宇宙，也只能“观测、推论、验证”三步走，而没法施加影响、修改实验条件。

所以科学家对于把地球上的物理学推向全宇宙这回事还是心里挺没底的。

早在上世纪30年代，狄拉克就提出大数假说，即万有引力常数G随时间推移而变化。限于当时对宇宙结构和动态的认知，这个假说的结论有很多错漏之处，但它给了人们很多启发。

后来物理学家又盯上了描述基本粒子时使用的精细结构常数。有人通过测量遥远天体的光谱发现，那里的精细结构常数与地球有可测量的差异（百万分之一级别）。由于此常数与真空光速有关联，有可能会推出真空光速在宇宙尺度上的不均匀，所以轰动一时，媒体又开始宣传“相对论被推翻”。但这结果还需要大量实验的验证，目前下结论为时过早。

另外，几乎所有物理常数都会随时间而变化，但尺度极小（往往小于级别），估计在我们冲出太阳系之前，万有引力常数的变化还不足以让飞船跑错轨道。

可能你发觉了一个问题：上面说的全是“物理常数”的变化，而非定律的变化。没错，物理定律的变化一般需要这三步：

1. 发现大量与理论不符的实验结果；
2. 修正理论，或提出新理论；
3. 验证理论是否符合实验结果。

其中第2、3步可能反复多次，持续数年到数十年。

至于题目中询问物理定律是如何变化的，只能说，如果变化有规律，那这个规律就是新的物理定律本身。

现在就预言物理定律是否能随时空而变化？古板的人会说“不能”，想象力丰富的人会说“一定能”，谨慎的科学家会说“至今未观测到但不排除”，至于科幻小说作家，他们早就换来稿费买酒喝了。