我們都以現(xiàn)代人自居，可是我們除了會玩玩手機，使用使用一下各種科學(xué)發(fā)展創(chuàng)造出來的了工具，我們對世界的運行方式似乎一無所知。當然我們并不需要像科學(xué)家那么熟悉，但是至少我們需要知道一些常見的科學(xué)原理和定律，下面列舉了10個這樣的科學(xué)原理，很多是我們都學(xué)習(xí)過的，不管忘記沒忘記，我們一起再來熟悉一下：
1、大爆炸理論
如果你必須要知道一個科學(xué)理論的話，那么知道一個解釋宇宙是怎么來的理論應(yīng)該是一個不錯的選擇。在Edwin Hubble、Georges Lemaitre和albert Einstein研究的基礎(chǔ)之上，人們提出了大爆炸理論。這個理論認為我們的宇宙大約140億年開始于一個大爆炸。在那個時候，整個宇宙被壓縮為一個奇點。隨后這個奇點發(fā)生大爆炸，形成各種微觀粒子，隨后形成各種元素物質(zhì)以及星系等等。這場大爆炸一直持續(xù)至今，我們的宇宙至今還在膨脹之中……
大爆炸理論在1965年Arno Penzia和Robert Wilson發(fā)現(xiàn)4k宇宙背景輻射之后，開始被廣泛傳播和認可。這個背景輻射跟大爆炸理論預(yù)測的殘留背景輻射的溫度基本一致。
2、哈勃定律
1920年代，哈勃正在做一些開創(chuàng)性的天文學(xué)研究。哈勃不僅證明在銀河系之外還有其他星系的存在，他還發(fā)現(xiàn)這些星系正在逐步離我們遠去，這些移動被他稱為退行。
為了定量地研究這些星系的移動，哈勃提出了哈勃宇宙鵬膨脹理論，即哈勃定律。用公式表達就是V = H * D。速度V表示星系的退行速度；H是哈勃常數(shù)或者說用來描述宇宙膨脹速率的一個參數(shù)；而距離D表示開始估算的時候星系離其他星系的距離。
一直以來，哈勃常數(shù)都很難被確定下來。但是現(xiàn)在一個可接受的值大約是70(km/s)/Mpc。哈勃定律給我們提供了一種計算星系遠離我們的速度的方法。
3、開普勒定律
曾經(jīng)科學(xué)家們之間，以及科學(xué)與各種宗教的領(lǐng)袖之間就行星的運行軌跡發(fā)生過無數(shù)場爭端，尤其就他們是不是圍繞著太陽為中心運動。在16世紀的時候，哥白尼提出了著名的日心說，在這個學(xué)說中，我們的行星都是圍繞著太陽為中心運動的，而不是當時人們認為的那樣圍繞地球為中心。但是直到開普勒基于第谷和其他人的工作提出了科學(xué)的清晰的行星運動規(guī)律，這個概念才被人們所接受。
開普勒的行星運動共有三大定律，形成于17世紀早期。開普勒第一定律，通常也被稱為軌道定律，說的是指行星都圍繞著太陽以橢圓進行運動；開普勒第二定律，也被稱為面積定律，說的是不同的行星太陽之間的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積是相同的。也就是說，你在太陽和地球之間作一條直線，然后讓地球運行30天，那么這條直線掃過的面積跟初始的時候地球位于軌道什么位置無關(guān)；開普勒第三定律，也被稱為周期定律，能讓我們建立一個行星軌道周期與它離地球之間的距離的清晰的關(guān)系，根據(jù)這個定律離太陽越近，行星的周期約短。例如金星的公轉(zhuǎn)周期就比木星要短得多。
4、萬有引力定律
現(xiàn)在我們大家都認為這個是理所當然的事情，但是在三百年前牛頓第一次提出這個概念的時候，確實開創(chuàng)性的。這個理論認為，任何兩個物體之間，不管它們的質(zhì)量如何，它們之間都有一個相互吸引的引力作用。這個引力作用的大小跟兩個物體的質(zhì)量成正比，而跟兩個物體之間的距離成反比。這個理論對太空火箭或衛(wèi)星的發(fā)射具有重要的意義。
5、牛頓定律
牛頓提出了三大定律。牛頓第一定律是說在不受外力作用的情況下，所有的物體都會保持靜止或持續(xù)運動的狀態(tài)。牛頓第二定律建立的是物體的質(zhì)量和它的加速度之間的關(guān)系，用公式表示就是F = m * a。即一個物體的加速度跟物體所受的作用力成正比，跟物體的質(zhì)量反比。牛頓第三定律是作用力與反作用力定律，即一個物體的作用力與反作用力相同。
6、熱力學(xué)定律
熱力學(xué)定律研究的是體系中的能量轉(zhuǎn)換方式。其研究范圍小至一個發(fā)動機，大至整個宇宙。熱力學(xué)也有三大定律。熱力學(xué)第一定律，是能量守恒定律，即能量只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另外一個物體上，而不會消失。因此，如果想一個發(fā)動機工作，你就必須提供能能量來源。在理想的封閉系統(tǒng)中，體系的能量是永遠不會減少的。但是在實際當中，系統(tǒng)不可能那么封閉，不可避免地會發(fā)生能量耗散的現(xiàn)象，因此也就引發(fā)了熱力學(xué)第二定律，即墑增定律，一個系統(tǒng)的墑是不斷增加的，因此系統(tǒng)是無法自動保持相同的能量狀態(tài)的。能量總會從高密度的地方往低密度的地方流動。最后一個定律，熱力學(xué)第三定律，絕對零度定律，當一個系統(tǒng)到達絕對零度的時候，所有的粒子都會停止運動，也就意味著沒有動能，體系的墑也達到最低的可能值。但是在現(xiàn)實世界，絕對零度是不可能達到的，我們只能無限接近絕對零度。
7、阿基米德定理
阿基米德定理是描述浮力的定理。一個物體所受的浮力，跟這個物體排出的液體的質(zhì)量相同，不管這個物體是完全浸入還是部分浸入。這個定律對造船及航海的具有重要的影響。
8、進化論及自然選擇
根據(jù)進化論，地球上所有的生物都有共同的祖先，而不同物種之間的不同是通過進化演化而來的。進化論分兩個部分：首先，生物群體會產(chǎn)生各種不同的性狀，例如通過變異等等。然后，就是自然選擇過程，即具有那些更適合環(huán)境的性狀的生物體更容易存活下來，而那些不適合環(huán)境的性狀將被淘汰。這些被選擇的性狀會通過遺傳，傳遞到下一代。進化論的提出，為地球上物種的演化提供了一個非常有利的解釋。
9、廣義相對論
愛因斯坦的廣義相對論廣為人知。這個理論改變了我們對這個宇宙的看法。愛因斯坦的主要突破是他提出了空間和時間并不是絕對的，而引力也不是簡單地物體之間的相互作用力。引力的本質(zhì)是，物質(zhì)引起了其周圍的空間和時間（時空）的扭曲。愛因斯坦的廣義相對論對未來的天文學(xué)和宇宙學(xué)具有重要的意義。
10、海森堡不確定性原理
1927年，德國科學(xué)家海森堡在量子物理中提出了一個突破性的理論即海森堡不確定性原理。在牛頓力學(xué)體系中，知道了一個粒子的質(zhì)量和動量就知道了這個粒子的所有信息。然而在量子領(lǐng)域，海森堡認識到，我們基本上不可能同時知道粒子的這兩種狀態(tài)。如果想知道粒子的位置，那么我們就無法知道其動量，知道其動量，我們就無法知道其確切的位置。換句話說，我們無法確定微觀粒子的狀態(tài)。
海森堡不確定性原理又稱為海森堡測不準原理，一個比較直觀的解釋是，我們在“觀測”一個粒子的狀態(tài)的時候，需要改變這個粒子的狀態(tài)。例如，我們想觀測一個粒子，我們需要向其發(fā)射一個光子，然后根據(jù)光子的反射角度和速度來計算這個粒子的狀態(tài)。這個過程中，粒子的狀態(tài)發(fā)生了改變。不確定性原理只適合微觀粒子，這些粒子具有波粒二象性，其狀態(tài)通常需要食用波函數(shù)來描述，在“觀測”時，粒子的波函數(shù)會發(fā)生“坍塌”，這個海森堡不確定性原理的另外一種解釋。
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