前几天，河北燕山大学教授李子丰宣称推翻了爱因斯坦的相对论的消息在网络上刷屏了，李教授的研究项目叫《坚持唯物主义时空质能观 发展牛顿物理学》，入围2021年度河北省科学技术奖候选名单。此消息一出，舆论哗然，眼睛雪亮的“朝阳群众”纷纷站出来质疑李教授的荒谬，不过这不是本文要讨论的内容，老郭今天想就着李教授这个事，跟各位小伙伴们聊聊，20世纪之后，为什么再没出现一个“民科”物理学家，为什么现代物理让普通人不能自学成才？
第一个门槛：实验成本太高
科学从来都不认为自己是真理，正因为如此，科学才会一直在质疑中前进，也因此，从实践中来再到实践中去，就成为了一条科学的基本原则。每一个科学的理论，都是在建立在基本事实的基础之上，融入人类的理解，以数学语言进行描述，最后再通过实践（观测或实验）对理论预言进行验证之后，才能得到科学界的普遍认可。
相对论的建立也是如此，李教授所质疑的狭义相对论就是建立在光速不变这个观测事实的基础之上建立的。而相对论中的洛伦兹变换，只不过是在光速不变的基础上，通过逻辑分析做得出的与观测事实相符合的推论之一，另一个推论就是爱因斯坦后来补发的著名公式E=mc^2。
如果说相对论有什么瑕疵的话，问题出在光速不变这个理论基础上，而不是洛伦兹变换。这是因为，除了罗默利用木卫蚀近似测量了单程光速之外，所有近、现代实验都是采用双程（折返）光速测量的方案。严格来说，现代物理所说的光速不变，是双程光速不变，目前单程光速不变尚没有得到实验验证。
爱因斯坦对此解释说，由于光是传播速度最快的信息传递媒介，以目前的技术手段，尚无办法以超越光的速度同步两个异地时钟，单程光速不可测。爱因斯坦在广义相对论中，把光速不变上升为一个基本原理，并对时钟同步问题进行了更深入的讨论。
从上面的介绍我们可以看出，真的要想推翻相对论其实也很简单，只要在实验上推翻光速不变就可以了。然而精确测量光速其实很难，实验装置很贵。以100多年前迈克尔逊采用的旋转棱镜法测量光速为例，你需要有一个独立实验室，还要在几十公里无遮挡的另外一端设置一个反射镜，更不要说那套能让棱镜以恒定速度旋转的机械装置。这些都不是一个没有任何资金支持的普通人所能拥有的。
你可能会说，现在有激光了，实验成本应该没那么高了吧，然而事实是残酷的。以我自己为例，我在办公室有一套光学干涉设备，也是可以测量光速的，但如果要达到目前科学界测量的精度，我就需要一台高度相干的激光光源，一个这样的激光器，最起码要几万块，这不是用几十块的激光笔所能代替的，就更别提目前普遍采用的拍频法测量光速的专业装置了，没个几万块也下不来。
按说李教授是有这个条件的，他所在的河北燕山大学理学院有物理系，光速测量是物理专业本科生就能接触到的最基本的实验，令人遗憾的是，在李教授的论文中，没有看到任何光速测量有关的实验数据，没有实验数据支持，靠拍脑门质疑相对论，就是在“耍流氓”。
第二个门槛：数学工具难以掌握
科学离不开数学，更直接点说，物理学需要用数学进行描述。用我们普通人的话来说，就是科学是用数学语言进行叙述的。这与科学的特点有关，一是因为科学要给出定量分析，二是要对因果和过程进行精确描述，只有数学才能同时满足这两个要求。如果没有物理，数学就是单纯的高级思维游戏，但是物理赋予了数学与客观世界之间的紧密联系。
为什么不能用自然语言来描述科学呢？这是因为，自然语言通常与民族、国家、宗教、文化、时代等因素有关，同一个词语在不同的语境下经常会产生歧义。而科学则要求有明确的定义，故而自然语言无法满足科学的精确性要求。
数学有多难？姑且咱们不说量子力学中那些诡异的数学符号，也不提根本看不懂的广义相对论中的黎曼几何和张量分析，就算是已经发明了几百年的微积分，就已经让无数的大学本科生折戟沉沙。就算是我觉得比较简单的高中数学，有多少学子在走出高考考场的时候，在数学这个科目上哀嚎一片的？
对于错过了系统性学习的普通人来说，数学是他们迈不过去的一道槛。因为数学需要专业、艰苦的训练才能掌握。即使是以李教授所获得的石油和天然气博士学位所需要的数学水平也仅仅是用到了高级点的微积分就可以了。至于黎曼几何和张量分析，工程类的博导也是难以掌握的，所以我们看到，李教授的论文中没提广义相对论。爱因斯坦用的数学工具他看不懂，自然也无法辩驳。
结语
从前面的分析我们可以看出，一方面，随着科学所研究的范围从日常生活范围扩展到极端（大尺度、高速度、更微观）领域，已经超出了人类自身感觉的极限，需要用更专业的测量工具进行辅助，这就使得科学研究的成本不断拔高；另一方面，由于科学所研究领域的复杂性的提高，只能采用难度更高的数学语言进行描述。这两个方面，成为了普通人进入科学领域的门槛。
尽管如此，我还是希望能有更多的小伙伴成为科学家，希望你们能够通过系统的学习，成为专业队伍的一份子。有条件做实验，有条件能参与现代科学的研究，是一件十分幸福的事情。在此，我守着自己那套价值几千块的实验设备，实名羡慕你们