2現(xiàn)代物理學(xué)的輝煌成就解析

2、現(xiàn)代物理學(xué)的輝煌成就二十世紀(jì)物理學(xué)對人類的思維方式和社會進展做出了三方面的重要奉獻：第一，相對論、量子力學(xué)和它們相結(jié)合產(chǎn)生的量子場論從根本上轉(zhuǎn)變了人類對時空和宇宙萬物的看頭的學(xué)科，它帶動了化學(xué)、天文、材料、能源農(nóng)業(yè)供給了強大的探測手段和爭論方法。物理學(xué)在半導(dǎo)體、集成電路、激光、磁性、超導(dǎo)等頭的學(xué)科，它帶動了化學(xué)、天文、材料、能源農(nóng)業(yè)供給了強大的探測手段和爭論方法。物理學(xué)在半導(dǎo)體、集成電路、激光、磁性、超導(dǎo)等流體運動和氣象預(yù)報時，覺察了自組織、混沌和分形等現(xiàn)象。隨后覺察非線性相互作用的開放系統(tǒng)中的現(xiàn)象，生命系統(tǒng)和社會系統(tǒng)也不例外。物理學(xué)是人們對無生命自然界中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變的學(xué)問做出規(guī)律性的總結(jié)。這種運動和轉(zhuǎn)變應(yīng)有兩種。一是早期人們通過感官視覺的延長，二是近代人們 通過制造制造供觀看測量用的科學(xué)儀器，試驗得出的結(jié)果。物理學(xué)從爭論角度及觀點不同，可分為微觀與宏觀兩局部，宏觀是不分析微粒群中的單個作用效果而直接考慮整體效果，是最早期就已經(jīng)消滅的，微觀物理學(xué)隨著科技的進展理論漸漸完善?，F(xiàn)今物理學(xué)〔狹義與廣義相對論、量子力學(xué)〔包含弱電統(tǒng)一理論和量子色動力學(xué)已經(jīng)把目前試驗?zāi)苡|及到的領(lǐng)域都涵蓋進去了。從尺度講，包含從10-17米的極微觀到1026米的宇觀范圍；從LHC的TeV110-17米以下尺度〔檢驗超對稱、超弦是否存在，檢驗超引力及量子引力〕；〔2〕從星系尺度到1026米的宇觀尺度〔檢驗所謂的暗物質(zhì)、暗能量是否存在及其本質(zhì)〕；〔3〕在LHC的TeV能標(biāo)之上，解決標(biāo)準(zhǔn)模型〔弱電統(tǒng)一理論和量子色動力學(xué)〕中消滅的一些疑難。雖然標(biāo)準(zhǔn)模示著的進展路線。標(biāo)準(zhǔn)模型現(xiàn)在的狀況就好比1900－1926年的舊量子論，將來還將存在TeV能標(biāo)以上的物理，包括弱、電、強力三者的統(tǒng)一〔大統(tǒng)一理論〕?！?〕超低能低溫下的豐富的對稱破缺。這是分散態(tài)物理的事情。能量標(biāo)度上升，對稱性增高及得以恢復(fù)，各種力都走向同一，物理學(xué)趨向統(tǒng)一，所以大統(tǒng)一理論〔弱、電、強力三者的統(tǒng)一〕以及四種力〔弱、電、強、引力〕的統(tǒng)一，都必定是在極高能標(biāo)下完成的；能量標(biāo)度下降，對稱破缺產(chǎn)生，四種力〔弱、電、強、引力〕都漸漸分別，表現(xiàn)不同行為?？傊?，高能量標(biāo)度使得對稱性恢復(fù)，物理世界變得簡潔及統(tǒng)一；能量標(biāo)度下降，世界變得簡單，豐富多彩。超低能低相，它們在高能標(biāo)下其實只有一個本質(zhì)。相對論格外猛烈的光輝，照亮了寬闊的未知領(lǐng)域?！边\動著的物體所占有的空間是變動不居的，當(dāng)我們看到時鐘指針的空間狀態(tài)就知道時間的位置間位置；在譬如：當(dāng)我們知道一個人的形體容貌就可推出其正常條件下的大致年齡及壽命，知道一個人的性別及年齡就可知道其大致的形體發(fā)育狀態(tài)。狹義相對論和廣義相對論建立以來，已經(jīng)過去很長時間，它經(jīng)受住了實踐和歷史的狹義相對論在狹義相對性原理的根底上統(tǒng)一了牛頓力學(xué)和麥克斯韋電動力學(xué)兩個體系的科學(xué)體系。相對論是關(guān)于時空和引力的根本理論，主要由愛因斯坦(AlbertEinstein)創(chuàng)立，〔慣系參照系〕之間的物理定律，后者則推廣到具有加速度的參照系中〔非慣性系，并在等效原理性”觀念，提出了“時間和空間的相對性”、“四維時空”、“彎曲空間”等全的概念。論的提出對人類社會的進展起到了不行估量的作用,但是在如今很多人從多學(xué)科多角度覺察相對論有缺乏之處.量子力學(xué)量子力學(xué)〔QuantumMechanics)是爭論微觀粒子的運動規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科，它主要爭論原子、分子、分散態(tài)物質(zhì)，以及原子核和根本粒子的構(gòu)造、性質(zhì)的根底理論，它與相在化學(xué)等有關(guān)學(xué)科和很多近代技術(shù)中也得到了廣泛的應(yīng)用，它準(zhǔn)確的預(yù)言與試驗驚人地符合，而它的成功應(yīng)用更是普及了現(xiàn)代社會的每個角落,比方1.00115965246〔這個數(shù)稱為狄拉克數(shù)〕，而周密試驗測得電子磁矩為1.001159652212009191900年熱問題上成功地運用了能量子概念，為量子理論的進展翻開了局面。1913年，玻爾在盧瑟福1925年-1928原子核及根本粒子原子核物理學(xué)起源于放射性的爭論，是19世紀(jì)末興起的嶄課題。在這以前，人1932年對于理論爭論動身點，是比它早幾年的1928年狄拉克所提出的相對論的波動方程式以及由此而得到的正電子的預(yù)言。而這一預(yù)言在1932年，由于安德森〔C.D.Anderson，1905年〕覺察1934〔E.Fermi，1901-1954年〕β蛻變的理論、1935〔1907〕的介子理論，方才形成了以根本粒子的相1929年建立的。無論是β蛻變的理論還是介子理論，都是在弄清原子核構(gòu)造的爭論中產(chǎn)生的。原子核物理學(xué)可以講是盧瑟福在1919α射線轟擊氮原子核覺察的1932年開頭的。這一年，科克洛夫特〔J.S.Cockcroft，1899-1976年〕同沃爾頓〔E.T.S.Walton，1903年〕用70萬伏的高電壓加速質(zhì)子撞擊鋰核，成功地實現(xiàn)了第一次人工的原子核轉(zhuǎn)化。還是在1932年，查德威克覺察了中子，明確了原子核的構(gòu)成要素，先是伊凡寧柯〔T.D.Ivanenko，1904年〕接著是海森堡馬上開展了由質(zhì)子同中子組成的原子核模型的理論爭論，并解決了過去有關(guān)原子核的性質(zhì)所產(chǎn)生的混亂。在前一年的1931年，范德格喇夫〔R.J.vandeGraaf1901-1967年〕制造了靜電高壓發(fā)生裝置，勞倫斯E.O.Lawrenc1901-1958年制造了盤旋19341900-1958；Irene，1897-1956〕覺察了人工放射性，同時費米在1935中子引起的核反響。作為剛開頭的核反響爭論的成果之一，是哈恩，邁特納〔L.Meitner，1878〕以及史脫拉斯曼〔F.Strassmann，1902〕在1938量來從事開發(fā)原子能的爭論。自從P.核反響來解釋恒星能量的來源的想法是埃丁頓在1920年首次論述的，而且阿特金遜同霍特19291938〔E.Teller，1908〕作了進一步的進展，同時，貝蒂〔H.A.Bethe，1906年〕在1939腦筋以它為依據(jù)，提出了作為太陽能量來源的CN循環(huán)理論。但是，當(dāng)時認為這些均是在超高溫的天體內(nèi)部所發(fā)生的，因而認為在地球上不行能獲得有用的核動力。所以，盧瑟福直至1937年他臨終前還認為核能19421219457種的社會背景，才可能建筑出巨大的，并運用不斷從事的覺察核爭論，同時伴隨著這些試驗爭論，也產(chǎn)生出很多理論爭論的成果。4、固體物理學(xué)20鍵的問題上取得了效果。海特勒〔W.Heitler，1904〕同倫敦〔F.London，1900-1954〕在1927年把量子力學(xué)應(yīng)用于由兩個氫原子所組成的系統(tǒng)，成功地說明白氫鍵的問題，并導(dǎo)入了“交換力”的概念，如此，在建立量子論的化學(xué)鍵理論根底的同時，在其次年的1928了韋斯以來沒有弄清楚的分子場產(chǎn)生的緣由。同樣在1928年，索末菲運用費米統(tǒng)計〔1926年〕解決了金屬電子論的難點，同時，布洛哈〔F.Bloch，1905年〕用量子力學(xué)論述了晶體晶格內(nèi)電子的運動，奠定了能帶理論的根底。威爾遜在1913年，成功地運用能帶理論說明20世紀(jì)20學(xué)領(lǐng)域中誕生了。5、物理學(xué)與技術(shù)1948產(chǎn)物。此外，諸如鐵氧體、量子放大器、萊塞〔激光〕等對于當(dāng)今電子學(xué)所不行缺少的要素也都是物質(zhì)構(gòu)造學(xué)進展的產(chǎn)物原。物質(zhì)構(gòu)造學(xué)中，卡曼林.昂尼斯〔H.Kammerlingh-Onnes，1853-1926〕1911一問題在1957年從理論上解決后，馬上親熱了與技術(shù)方面的聯(lián)系。很早以前曾有人提出，超導(dǎo)物體有可能利用制造高速計算機的電路元件1961年其次次消滅了超導(dǎo)磁體，這一技術(shù)有用的可能性引起了人們極大的留意。大規(guī)模、多方面的物理學(xué)爭論。6、科學(xué)的體制化端是十九世紀(jì)末進展起來的化學(xué)工業(yè)以及后來的電氣工業(yè)力于培植技術(shù)根底。而這種傾向到了第一次世界大戰(zhàn)〔1914-1918〕后又有了進一步的加強。另一方面，各國政府也通過第一次世界大戰(zhàn)，從飛機、潛水艇、坦克、毒氣等式武器的1929打算爭論等方面取得了驚人的成果。經(jīng)受了其次次世界大戰(zhàn)的閱歷，如何來維持和推動科學(xué)爭論的問題，目前已成為產(chǎn)業(yè)界、軍隊核政府的重要工作。為了要維護經(jīng)濟上、政治上、軍事上的生存核領(lǐng)先地位，最終生疏到全面地加強培育技術(shù)根底的科學(xué)必不行少的。在圍繞科學(xué)消滅的狀況當(dāng)中，特別是物理學(xué)處于中心地位。這是由于物理學(xué)已成為在其次次世界大戰(zhàn)中完成的雷達同原子彈以及戰(zhàn)后的技術(shù)革的根底所固然的吧！如今爭論物理已遠遠不能單靠個人單獨的制造了，由于它規(guī)模太大為象征的巨大的根底科學(xué)。7、物理學(xué)在地理上的擴大物理學(xué)的變遷，同時也伴有物理學(xué)在地理上擴大的含意。回憶一下歷史，到量子力學(xué)建立為止的物理學(xué)史上起重要作用的文獻，開頭用拉丁文，后來幾乎極大多數(shù)用英文、普遍性的問題，直到最近它還表現(xiàn)出是歐洲范圍內(nèi)的語言。俄國〔蘇聯(lián)〕、美國還有日本正的卻是美國，其次是蘇聯(lián)。日本也開頭在世界物理學(xué)中占有不行無視的地位。同時，在不久的將來，中國也會有很大的實力，這一點大致是可信的。所以，物理學(xué)在地理上的擴大，隨將來不會產(chǎn)生真正的物理學(xué)爭論。8、爭論技術(shù)化8、爭論技術(shù)化可以把這一趨勢同由物理學(xué)所支撐著的各種各樣技術(shù)所持有的可能性相結(jié)合，看須指出的，是在物理學(xué)本身內(nèi)部所能見到的“技術(shù)化”同常規(guī)化的傾向。再回憶一下量子力一種技術(shù)性的處理。所以，像根本粒子理論這種最根底的所謂的“純粹的”物理學(xué)領(lǐng)域中技術(shù)性爭論也占據(jù)了相當(dāng)大的局部，即常規(guī)化的狀況并非是很強的。彭羅斯說統(tǒng)統(tǒng)這些物理理論的完成規(guī)律體系都可以分成三大類第一類是超等的，如牛頓、麥克斯韋、玻爾茲曼、愛因斯坦的理論體系。其次類是有用的，如標(biāo)準(zhǔn)模型、宇宙大爆炸理論體系。第三類是嘗試的，如暴漲K—K、超引力、超弦理論等能導(dǎo)致的實質(zhì)性理解上的進步的理論體系。實質(zhì)上這像高、中、矮三種類樹，每一種既要看到它的局限性，也要看到第一類理論體系不行但還有其次類理論體系其次類理論體系不行還有第三類理論體系。Haw