新世纪物理学面临的机遇和挑战(陈黎)

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1、当代物理学面临的机遇与挑战陈黎20120511443物理学2012摘要：在20世纪，物理学革命大大改变了我们对于空间、时间和物质以及我们自己在宇宙中的存在等问题的思考方式。它对许多诸如事物的终极本质、宇宙如何起源等一些重大问题做出了解答。它动摇了我们关于牛顿宇宙和宿命论的观念，并提出了有关平行宇宙、时间旅行和万物起源的问题。21世纪已经到了，在这个充满机遇与挑战的时候我们又能做些什么呢？关键词：当代，物理学，机遇，挑战引言：当今世界是一个充满机遇与挑战的社会，物理同样如此，还有许多正等待我们解决的问题。虽然它们是一个又一个的难题，但

2、是这也是我属于我们的机遇与挑战。很多科学家错生了时代，我们更应该把握住这个挑战，让其变成我们的机遇，俗话说时势造英雄。我们要做的就是英雄。回顾历史1.古代物理学时期这一时期是从公元前8世纪至公元15世纪，是物理学的萌芽时期。无论在东方还是在西方，物理学还处于前科学的萌芽阶段，严格的说还不能称其为“学”。物理知识一方面包含在哲学中，如希腊的自然哲学，另一方面体现在各种技术中，如中国古代的科技。这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎；在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的

3、猜测；在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识，其中静力学发展较为完善；在发展速度上比较缓慢，社会功能不明显。这一时期的物理学对于西方又可分为两个阶段，即古希腊-罗马阶段和中世纪阶段。〖1〗古希腊-罗马阶段（公元前8世纪至公元5纪）。主要有古希腊的原子论、阿基米德（Archimedes，公元前287-公元前212）的力学、托勒密（ClaudiusPtolemaeus,约90-168）的天文学等。〖2〗中世纪阶段（公元5世纪至公元15世纪）。主要有勒·哈增（AL-Hazen,约965-1038）的光学、冲力说等

4、。maintenancemeasures,thereisabigsecurityrisk,managementhashadagreatimpacttothecity.3.1-8busterminalstationstatusinYibincitylayouts(4)hoursofoperationmostofYibincitybuslinesin5:30-6:20,andbasicallymeettheYibintravelneeds.Bus2.近代物理学时期（又称经典物理学时期）这一时期是从16世纪至19世纪，是经典物理学的诞生、

5、发展和完善时期。物理学与哲学分离，走上独立发展的道路，迅速形成比较完整严密的经典物理学科学体系。这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上采用实验与数学相结合、分析与综合相结合和归纳与演绎相结合等方法；在知识水平上产生了比较系统和严密科学理论与实验；在内容上形成比较完整严密的经典物理学科学体系；在发展速度上十分迅速，社会功能明显，推动了资本主义生产与社会的迅速发展。这一时期的物理学又可细分为三个阶段。〖1〗草创阶段（16世纪至17世纪）。主要在天文学和力学领域中爆发了一场“科学革命”，牛顿力学诞生。〖2〗消化和渐进阶段（18世纪）。建

6、立了分析力学，光学、热学和静电学也取得较大的发展。〖3〗鼎盛阶段（19世纪）。相继建立了波动光学、热力学与分子运动论、电磁学，使经典物理学体系臻于完善。3.现代物理学时期这一时期是从19世纪末至今，是现代物理学的诞生和取得革命性发展时期。物理学的研究领域得到巨大的拓展，实验手段与设备得到前所未有的增强，理论基础发生了质的飞跃。这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上更加依赖大规模的实验、高度抽象的理性思维和国际化的合作与交流；在认识领域上拓展到微观（10-13）与宇观（200亿光年）和接近光速的高速运动新领域，变革了人类对物质、运动

7、、时空、因果律的认识；在发展速度上非常迅猛，社会功能十分显著，推动了社会的飞速发展。这一时期的物理学又可大致地分为两个阶段。〖1〗革命与奠基阶段（1895年至1927年）。建立了相对论和量子力学，奠定了现代物理学的基础。〖2〗飞速发展阶段（1927年至今）产生了量子场论、原子核物理学、粒子物理学、半导体物理学、现代宇宙学、现代物理技术等分支学科。物理学面临的挑战1.宇宙起源：宇宙学观测表明宇宙是膨胀着的。通过对微波背景辐射和宇宙大尺度结构等的观测，宇宙的历史可以追溯到极早期发生的大爆炸。我们所知的基本物理，比如广义相对论和粒子物理标

8、准模型，在那里都不适用。为理解宇宙起源，需要了解大爆炸时期的基本物理。maintenancemeasures,thereisabigsecurityrisk,managementhashadagreatimpacttothecity.