20世纪物理学对人类社会的深刻影响(2)

　黔南民族师范学院学报2005年第6期　

处短短一年中,德国、奥地利物理学家海森伯、薛定谔创立量子力学;美国实验物理学家哈恩,斯特拉斯曼发现核裂变;美藉意大利物理学家费米建成了第一个核反应堆;美藉物理学家奥本海默等第一颗原子弹爆炸成功;同时期还有了中子的发现和晶体管的发明等。

从20世纪50年代到20世纪末,美国物理学家汤克斯、肖洛、梅曼等发明激光;美、德物理学家贝特、诺兹、绍勒发现高温超导;以相对论和量子力学为基础的近代物理学进一步促进了原子能、计算机、航天、激光、红外线、超导、通信、纳米等现代高新技术的广泛应用。1961年,苏联宇航员加加林乘载人航天飞船翱翔太空,1969年美国宇航员阿姆斯特朗等首次登上月球;1970年以后光纤通信逐步进入实用化、大规模集成电路计算机研制成功;1978年以后,计算机(电脑)大量普及,可见在这100年中,物理学取得了多么巨大的成就,对人类社会的发展产生了多么巨大的影响。

在这激动人心的100年中,爱因斯坦和牛顿是迄今为止,。正如2004年3月14日杨振宁教授在德国纪念爱因斯坦诞生125个伟大的概念上的革命,两个归功于爱因斯坦,;克在量子論的建立过程中,─爱因斯坦凝聚的设想而起了重要的作用。

2　20　　2.1向“微观世界”和“宇宙空间”进军。紧接三大发现之后,1905年爱因斯坦创立狭义相对论,发动了一场关于时空观的革命;1911年卢瑟福发现原子核并对原子稳定性的研究导致1913年玻尔量子论的建立;1925—1926年,海森伯、薛定谔等创立的量子力学,证明了在微观领域里关于粒子运动的牛顿力学已不再适用;爱因斯坦的质能关系和对原子核的认识,直接导致20世纪40年代原子能的利用和进一步深入到粒子物理的研究。在对小宇宙到大宇宙的渐近认识过程中,人们认识范围的尺度从小到-174510cm大到1023km即100亿光年,相差达10数量级,人类的视野一下扩展到神奇的微观世界和广阔无垠的宇宙空间,爱因斯坦感叹到:“宇宙间最不可理解的事物就是:宇宙是可以理解的。”

2.2向“新事物”和“复杂性”进军。20世纪初叶,物理学主要研究的是自然界天然存在的“物”之“理”,把各种金属、非金属晶体,气体和液体作为当初物理学研究的主要对象。但从20世纪下半叶以后,大量人工制造的材料问世,物理学研究的对象逐渐演变为含义更广的凝聚态物理,进入了物质存在的“离子体态”的研究,因为宇宙空间和天体的大都以“等离子体态”存在,等离子体物理与天体物理有着非常密切的关系。在对更为复杂的大分子体系的研究中,相继产生了原子物理、分子物理、化学物理和生物物理等,问题一旦涉及大量粒子(多体)的复杂体系,复杂所带来的不仅是量的改变,在质上也产生了新的规律,例如非线性动力学和自组织耗散结构等;这种复杂性也与科学界至今尚未解决的“生命现象”紧密相联,日益成为新一代物理学家高度重视的研究对象。

2.3产生了从基础性研究到促进高新技术应用的新发展模式。19世纪的热力学是在各种热机已经发明的基础上建立起来的,可以说是一种从生产技术到物理学理论再由理论进一步指导、提高生产技术的发展模式。在20世纪,物理学与高新技术的发展却出现了新的特点,如:原子能的利用是在核物理的理论和实验的基础上发展出来的;半导体晶体管的发明是在量子力学和半导体物理中的能带理论预言的基础上得以实现的,其过程是先从实验室的基础性研究(发现阶段)到应用性研究(发明阶段),再到开发性研究(中间试验阶段),成功后形成规模化生产变为商品进入市场。这是一种由基础性研究到形成高新技术的全新的发展模式,而这一发展链正日益呈现加速的趋势。

2.420世纪物理学正持续深入地影响着现代科技的进步。由三大发现和电子波粒二象性的发现诞生的相对论和量子力学,奠定了20世纪近代物理学的基础,相继产生了各个领域中高新技术的重大突破,而其影响正持续、深入和不断扩大,为社会现代化进程的迅速推进起着不可估量的作用,这从以下几项主要的现代高新技术发展前沿中可以看到:

61