本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。

科学自诞生以来，科学理论就一直是扮演着反常识的角色。几乎所有的科学理论都是反常识的，不行？那我们就从最基础的说起。

模型思维

举个例子，亚里士多德曾经做过一个实验，他把两个轻重不同的物体放到同一高度，然后同时释放，最后重的先落地。于是，他得出一个结论：自由落体运动中，重的物体会比轻的先落地。

实际上，这个结论是很符合我们日常生活中的常识的，很多人都是赞同亚里士多德的看法。而近代物理学的奠基人伽利略就要多想一步。

他曾经设想过：如果把轻的物体和重的物体绑在一起，然后举到一定高度后释放。按照亚里士多德理论，其实可以推出两个结果：

第一种结果：那如果按照亚里士多德看法，这时候物体变重了，那下落的速度就应该更快。第二种结果：因为轻的物体下落慢，重的物体下落快。那绑在一起后，轻的物体因为下落的慢拖累重的物体，以至于两者绑一起下落的速度比重的物体下落速度慢呢。于是，伽利略发现，按照亚里士多德理论来推，就会出现相互矛盾的情况，那只能说明亚里士多德的理论错了。

伽利略还做了一个斜面实验，在这个实验中，它想到了“摩擦力”的因素，既然排除了这个干扰因素，得到一个理想模型。排除了摩擦力的干扰后，他就可以得到一些很反常识的结论，比如：从斜坡滑落的滑块总是有回到原来的高度的趋势，如果没有回到原来的高度，它就可以一直向前运动。

正是伽利略的这些思考和实验，才使得牛顿可以在这个基础上提出牛顿第一定律。而这种“理想模型”的思维方式是一般人很难具备的，这是一种洞穿本质的思维方式，科学理论就是建构在“理想模型”之后的。而在我们日常生活中，干扰因素很多，“”拨开云雾，看穿本质”去得到“理想模型”对于一般人来说实在太难了。所以，科学理论才显得很反常识，总是和我们直觉对着干。

科学的尺度

不过，有些科学理论依然可以依靠一遍遍地学习最终纳入到我们的常识当中，比如：牛顿力学。很多人都会在初中，高中以及大学去大篇幅地学习一些基础的科学知识，但累计到了一定程度之后，量变产生了质变，这部分知识也成为了直觉的一部分。

不过，对于一般人而言，并不是所有的理论都可以最终变成常识的。比如：量子力学和相对论。那为什么这么说呢？

这其实是被“尺度”所局限的。人类生活在宏观低速的尺度下，牛顿力学就很好地解释了宏观低速下的物理学世界。所以，牛顿力学适配人类生活的尺度，学起来也相对容易一些。

但是，这个世界不仅仅只有宏观低速的尺度，实际上还有亚原子级那么大的微观尺度，以及高速或者引力最大的大尺度。

在这两个尺度中，牛顿力学就不那么精准了。而我们因为没有生活在这两个尺度，所以对这两个尺度是十分陌生的，这两尺度展现出来的物理学现象也是很荒诞的，以至于对于我们很多人而言都无法接受。

比如：在引力大，速度快的大尺度，时间和空间会随着运动状态发生改变，换句话说就是其实每个人的时间流逝速度是不同的。这就导致每个人眼里“一米的长短”都是不同的。

再比如：在微观世界中，粒子是呈现概率云的形式，就拿原子核外的电子来说，它同时在原子核外的各个位置，只有波函数坍缩，它才有确定的位置。这种“同时”的状态连爱因斯坦、薛定谔这样的物理学家都很难接受。

所以，解释其他尺度的理论其实都是极其反直觉的，甚至可以说是颠覆性的。所以，才会有很多人学不明白相对论和量子力学。其实这不怪我们，毕竟我们没有处在那尺度之中，所以那些尺度下的物理学现象是我们很难理解的，只有受到过一定的物理学训练，才能逐渐接受。

总结

科学中“模型思维”是科学理论的基础，它其实是一个“理想化”的思想，需要我们排除干扰，直接找到问题的本质。这种思维是没有经受过训练的人很难接受的，这就使得科学理论都是很反直觉的。而在这个世界上存在着不同大小的尺度，人类处于宏观低速的尺度。由于人类很难能够理解其他尺度的现象，这就使得人类很难理解解释其他尺度的理论。