物理学发展
① 物理学的进步对社会发展的贡献
一、日心说的建立——科学战胜神学
二、力学热学与第一次工业革命,牛顿力学版是机械设权计和制造的理论基础。对蒸汽机的研制更是以力学和热学为理论依据。第一次工业革命延伸了人的肢体功能,深刻地改变了社会形态,第一次工业革命也促进了科学(物理学)的发展。
三、电磁理论与电气化,电磁理论使人类社会从机械化跃进为电气化,把生产、技术和科学三者间的关系倒置过来,扩展了人类认识自然的范围,有线和无线通讯使人类迈向信息化时代的第一步。
四、相对论量子力学与现代社会,相对论和量子力学的建立使人类进入了信息时代。把化学和生物学推向了新的高峰。大大丰富现代哲学思想,发展了科学研究的方法,对人类社会的政治、经济、军事、外交、文化和思想都产生如此全面、深刻的影响
② 物理学发展经历的三个重要时期是什么
古代:就是古希腊及其他地域物理学家的学说,如亚里士多德,托勒密;
近代:由伽利略牛顿等代表发展有实证的物理学;
现代:以爱因斯坦普朗克及庞加莱为代表的现代物理学。
物理学分类:
1、牛顿力学(Newton mechanics)与分析力学(analytical mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律。
2、电磁学(electromagnetism)与电动力学(electrodynamics)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律。
3、热力学(thermodynamics)与统计力学(statistical mechanics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现。
4、狭义相对论(special relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律。
5、广义相对论(general relativity)研究在大质量物体附近,物体在强引力场下的动力学行为。
6、量子力学(quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律。
(2)物理学发展扩展阅读:
物理学是对自然界概括规律性的总结,是概括经验科学性的理论认识。
六大性质:
1.真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2.和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。
麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3.简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4.对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5.预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6.精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
③ 如何评价中国物理学的发展
中国古代文明中的物理之光
“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了.当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则.从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的.
其实“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了,但当时的含义比现在的“物理”要广泛得多.它泛指人类对自然界及人类自身的理性认识或世界万物的道理.中国古代的学者很注意对自然现象的观察和理解,他们认为对自然规律的认识,对于每个人的世界观、人生观以至于人格的形成至关重要.当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则;后来有人把这个观点概括为“天人合一”.从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的.
例如,孔子在《大学》中把人的教育过程描述为:一个人首先要尽力探求世界万物的道理,深入理解得到的各种知识,才会有崇高的理想和坚定的信念,才能修养好个人高尚的品德;每个人有了好的品德,才能处理好家族、社会与国家的关系,达到天下太平.
生活在公元前4世纪的屈原,在他著名的《天问》一诗中就曾一连向大自然提出了172个问题,表现了中国古代先贤追求真理的精神.
中国古代学者对物理现象和规律的重视和探究不仅深刻地影响着人们的价值观,促进了中国社会经济和科学文化的发展,还导致一系列的技术发明.例如中国在很早的时期就建立了先进的天象综合观测技术,创建了一批珍贵的记录,包括用甲骨文记录的、世界最早的超新星爆发事件.通过长期的观测与实践,中国创造了与农业生产相结合的农历,促进了农业经济的发展,并延用至今.
又如声学上,在乐器制作、声音传播规律的掌握以及具备完美听觉的音乐殿堂的建造上都取得了突出的成就.1978年在湖北随县出土了公元前500年制造的曾侯乙编钟,共8组合计65件.现代中国物理工作者通过研究,发现它所包含的物理内容令人惊叹!由青铜铸成的编钟,钟形是扁瓦形的而不是圆的,每个钟具有双音性质,各自可以发频率相差大三度或小三度的两个音.整个编钟的音域共5个八度,中音区12个半音俱全,音高几乎与现代乐器的音高一致.编钟的延音短,能够演奏旋律快的音乐,钟上突起的钟枚起到滤波的作用,使音质更为优美,无论是中国民族音乐还是西方的交响乐曲都能演奏.声学分析表明,编钟正着敲时钟体振动波谱的最大振幅正好在正中,而波节则在离正中侧敲点处;编钟侧敲时振动波谱的最大振幅正好在侧边,而波节则正好在正敲点处,因此两种声音互不干扰.扁形的钟体刚性比圆形的要高得多,因此振幅衰减得快,从而延音短能够演奏旋律快的乐曲.
2000年9月在巴黎中国文化周上演出的古代编钟乐舞,曾引起欧洲观众的广泛赞扬.编钟在法国巴黎舞台上演奏时,除了中国古代乐曲外,还演奏了一段第9交响曲.
其他如力学方面我国在杠杆原理、静力平衡原理以及在能够演奏旋律快的音乐秤量工具和建筑结构等方面也很早就有很多建树;光学方面,在墨子的《墨经》中对几何光学的现象已有相当完整的表述,当时已发现小孔成像技术,发展了金属放大镜技术等.
历史上,中华民族以高度的智慧和能力通过各种各样的发明创造,为人类文明的发展作出了伟大的贡献.在16世纪之前的相当长的一个时期中,中国科技领先世界,其中对物理现象及其规律的研究和应用起了十分重要的作用.
无庸讳言,中国的物理尽管在当时是先进的,但与近代的物理相比,却有着质的差距:还没有在系统实验的基础上,通过“由此及彼”、“由表及里”、“去粗取精”、“去伪存真”的过程上升到系统的、科学的理性认识;还不能定量地表达客观世界的普遍规律,进而精确预言客观物体未来的状态.
中国近代物理学的历程
中国近代物理学的发展不如西方,一方面因为长期的封建统治不利于“求真唯实”的近代科学的萌发,“闭关锁国”又阻止了西方近代科学的传入;另一方面也因为我国的传统文化比较讲究实用,缺乏科学探索和建立理性思维体系的动力.
令人遗憾的是,近代科学并没有起源于先前经济科技发达的中国,中国近代物理学的起步比西方晚了200多年.其中深刻的原因十分复杂,需要历史学家从各个角度仔细研究才搞得清楚.一方面可能在长期封建统治下的伦理道德与文化观念,包括“君君、臣臣、父父、子子”,“唯君是从”,“唯古是尊”等等,不利于讲究“求真唯实”的近代科学的萌发;加上清代“闭关锁国”的政策又阻止了西方近代科学的传入.另一方面我国的传统文化比较讲究实用,缺乏科学探索和建立理性思维体系的动力也可能是其中的原因之一.我们往往讲“学以致用”讲得很多,而对“学以致知”讲得不够.这样的文化可以有利于技术研究的开展,却不足以推动科学探索的发展.结果我国不乏优秀的技术发明,但往往止步于其应用上的成就而很少形成系统的科学理论.尽管科学研究与技术研究在形式和方法上并没有什么不同,但技术研究的动机全在于应用,而基础科学则代表着一种探索,其目标在于揭示和认识客观世界的基本规律;它的动机是求知、求真,对客观真理的追求.
“落后就要挨打”,中国科技大幅度地落后,形成了前所未有的被动挨打的局面.1840年的鸦片战争和后来1894年中日甲午海战中国都以惨败告终.这些惨痛教训,激励国人“兴学救国”,开始以译书、建学、派遣留学生等方式向西方学习现代科学技术.我国正式用物理学作为Physic的学名也是于1900年从日文翻译的“物理学”出版开始的.
然而那时的学习还只停留于“西学为用”的层面上,没有深入到学习先进的科学与人文精神与先进的文化观念中去.1919年的“五四”运动高举“科学、民主”的大旗,才真正开始发展中国的近代物理和近代科学,成为中国人民摒弃陈腐思想、制度,争取民族独立解放,建立新中国的重要组成部份.
当时许多人在西方留学完成学业之后,立即返回苦难深重的祖国,发展教育,培养青年人才,并逐步开展中国物理学的研究.1919年我国首次在北京大学设立“物理学系”,开设完整的本科课程和实验.之后清华、南京、东南、中央等大学先后建立物理教育中心.1930年前后,全国有20多所高等院校设物理系.其中北大、清华、浙大、中大、燕京等若干大学等已开展物理学研究.
1928-1929年间,中央研究院物理研究所也先后于上海和北京成立.1930年左右,全国的物理学工作者发展到三百人左右.
中国物理学界还积极地与西方物理学界建立了广泛联系.著名物理学家爱因斯坦在1922年底、1932年初两度来上海访问,朗之万、狄拉克、玻尔等著名科学家也先后来华访问.1931年保尔・朗之万在北京建议中国物理学工作者联合起来成立中国物理学会并参加国际纯粹与应用物理学会联合会IUPAP.正是在这样的背景下,在日军侵华前夕,中国物理学会于1932年8月23日在清华大学正式成立.中国物理学会成立之后,即为发展中国的物理学努力奋斗,学会坚持不渝地每年举行一次年会,坚持出版物理学报,论文用英、法、德三种文字发表,附以中文摘要,做了大量的工作.
1937年7月7日日寇在卢沟桥发起侵华战争.八年抗战中,各地区的教育和研究机构被迫西迁到四川、云南、广西、贵州、陕西等地区,在极端艰难困苦的条件下,坚持物理教学和研究,从未停息.在海外从事前沿研究的爱国学者也不断回国工作,竭尽全力使中国物理教育达到先进水平.周培源关于湍流模式理论的奠基性工作、王淦昌提出的中微子探测方法、吴大猷的《多原子分子结构和振动光谱》专著、王竹溪和汤佩松关于植物细胞水势的研究等,都是当时具有国际影响的成果.西南联大等校还培养出以杨振宁、李政道、黄昆等为杰出代表的一批优秀学者.抗战期间中国物理学会坚持开了六次年会,出版了六期学报.1942年还开报告会纪念牛顿诞生300周年.这些努力为近代物理学在中国的发展培养了人才,奠定了基础,先辈们艰苦创业的精神令人钦佩.
新中国成立之后,我国物理学家在党和政府的领导下,建立起完整的物理学教育和研究体系,在数十所大学设立物理系,物理学教育的规模和质量空前提高,各大学物理系每年招生的数目,远远超过解放前各大学物理系所有在校学生的总和;还建立了几十个与物理有关的专业研究院所,从事物理学基础和应用研究.当时在国外的一大批中国物理学者,周培源、赵忠尧、钱三强、何泽慧、王大珩、胡宁、黄昆、朱光亚等相继归来,他们和留在国内的老一辈物理学家相结合,大大增强了中国物理学队伍的实力.
五十年代后期,许多优秀的物理工作者,坚决服从国家需要,放弃自己熟悉的专业,投入到“两弹一星”的研制工作中去.他们和其他方面的专家、干部、工人及解放军指战员一起,在当时国家经济困难、技术基础薄弱和工作环境十分艰苦的条件下,依靠自主创新,用较少的投入和较短的时间,突破了原子弹、氢弹和人造地球卫星等尖端技术,取得了举世瞩目的成就.
1999年9月18日中央决定表彰为研究“两弹一星”做出突出贡献的23名科技专家并授予“两弹一星功勋奖章”,其中物理学家有王淦昌、邓稼先、钱三强、郭永怀、于敏、王大珩、朱光亚、吴自良、陈能宽、周光召、钱学森、程开甲、彭桓武等13人.他们是中国优秀物理学工作者的代表,也是中国物理学工作者的楷模.我们要学习他们爱国奉献的精神和高贵品格!另一方面,从他们的贡献中我们既看到了物理学的发展对加强国防建设和提高综合国力竞争的重大意义,也看到了物理探索与需求牵引相结合对发展科学技术和国防安全的重要作用.
例如,为了制造原子弹,我们从教科书上就知道,必须使裂变材料达到临界体积,发生链式反应才能爆炸.但用什么方式来达到?怎么来提高爆炸的威力?这些都是高度机密的问题,谁都不会让你知道.这里涉及裂变物理、中子物理、爆轰物理、高压物理、流体物理等一系列复杂的物理问题.我们只能在没有任何设计资料和关键数据的条件下,靠自己的智慧,通过物理分析,来进行物理设计和研制.那时候,在彭桓武先生的领导下,周光召等理论物理学家,为了确定设计中的一个疑点,就用理想条件下炸药爆炸的最大功从头进行计算,经过反复9次仔细计算最后终于实现并确认了总体设计.1964年10月16日中国原子弹爆炸成功了.这是自主创新取得的一次重大胜利!1960年,前苏联毁约撤走专家时,曾有专家断言中国人20年搞不出原子弹来,结果我们短短四年就成功了.爆炸成功后,美国人通过尘埃测试不得不承认中国采用了先进的内爆型设计技术.我们依靠自主创新在物理上解决了热核点火和自持燃烧的关键.在原子弹爆炸两年零两个月之后又成功地突破了氢弹的研制,创造了核武器发展的最快速度.我们之所以能这么快和好的掌握核武器,除了有党中央的英明决策之外,最重要的是有像邓稼先、郭永怀等一心献身祖国的科学家.
改革开放以来,科教兴国的战略为物理学在中国的发展提供了新的机遇,注入了新的活力.首先是国家大幅度增加了对科技和教育的投入,包括建立国家自然科学基金资助自由探索,启动“863”计划、攀登计划和“973”计划,结合国家需求推动前沿物理研究.实施“科教兴国”的战略以来,年均科研投入的增长在22%以上.为了加强青年人才的培养,国家在发展高等教育规模的基础上,建立学位制度,强化了高层次人才的教育,还通过设立“国家杰出青年基金”、资助创新团队等其他举措,培育高素质科技创新人才.1993年来,物理学科上已有4500余人获得博士学位,150余人获国家杰出青年基金,资助总额1亿元,还有7个物理学的研究团队获“创新群体”资助.
与此同时,国家还以较大的经费力度先后建造了一批物理学的重大科学工程(如正负电子对撞机,同步辐射装置、重离子加速器,用于核聚变研究的托卡马克装置等)和一批国家重点实验室.这些重大举措为加快中国物理学赶上世界先进水平的步伐奠定了坚实的基础.
国家“科教兴国”战略的实施和中国物理学会各方面的努力,为中国物理学的大发展创造了极为有利的环境和条件,在物理学的各个领域都出现了空前良好的发展势头.在国际重要期刊上发表文章的数量迅速攀升.
国家大型科学工程上做出了诸如t-轻子质量精密测定、新的放射性核素,包括超重核素的合成、利用同步辐射光分析确定SARS病毒的结构等一系列为我国在世界同行中占有一席之地的工作.物理的各个领域包括理论物理、激光物理、微结构物理、高温超导、晶体生长、X-光结构分析以及碳纳米管等,都有一批高水平的工作.如上海光机所徐至展等发展了基于OPCPA的太瓦激光装置,他们还用超短超强激光与大尺度原子和分子团簇作用产生了高能离子(如1.3MeV氮).更加令人欣喜的是,近年来,我们有一批中青年科学家,在前沿领域,做出了不少在国际上有较大影响的工作.如在量子信息方面,中国科大潘建伟小组,创造了在13公里内自由通讯的纪录;中科院物理所薛其坤等在纳米超导体方面发现了量子尺寸效应导致的金属薄膜材料的奇异超导性质――超导转变温度随薄膜厚度的振荡现象等等.这些工作既体现了我们新一代物理工作者的活力,也展示了中国物理学进一步发展壮大的潜力.
④ 物理学史的发展史
物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一,如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究,而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比和古希腊时期,当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密;随后这些学说被传入阿拉伯世界,并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说;最终这些学说传入了西欧,首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。然而在当时的西方世界,哲学家们普遍认为这些学说在本质上是技术性的,从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上,类似的研究数学的方法也在发展中。
在这一时代,包含着所谓“自然哲学”(即物理学)的哲学所集中研究的问题是,在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段(而不仅仅是描述性的)。根据亚里士多德以及其后苏格拉底的哲学,物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的,这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先,同样来自于这些哲学传统,并在中世纪时由当时的哲学家菲洛彭洛斯、伊本·西那、布里丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。 在十七世纪的欧洲,自然哲学家逐渐展开了一场针对中世纪经院哲学的进攻,他们持有的观点是,从力学和天文学研究抽象出的数学模型将适用于描述整个宇宙中的运动。被誉为“现代自然科学之父”的意大利(或按当时地理为托斯卡纳大公国)物理学家、数学家、天文学家伽利略·伽利莱就是这场转变中的领军人物。伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴之后,在此之前列奥纳多·达芬奇所进行的物理实验、尼古拉斯·哥白尼的日心说以及弗朗西斯·培根提出的注重实验经验的科学方法论都是促使伽利略深入研究自然科学的重要因素,哥白尼的日心说更是直接推动了伽利略试图用数学对宇宙中天体的运动进行描述。伽利略意识到这种数学性描述的哲学价值,他注意到哥白尼对太阳、地球、月球和其他行星的运动所作的研究工作,并认为这些在当时看来相当激进的分析将有可能被用来证明经院哲学家们对自然界的描述与实际情形不符。伽利略进行了一系列力学实验阐述了他关于运动的一系列观点,包括借助斜面实验和自由落体实验批驳了亚里士多德认为落体速度和重量成正比的观点,还总结出了自由落体的距离与时间平方成正比的关系,以及著名的斜面理想实验来思考运动的问题。他在1632年出版的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中提到:“只要斜面延伸下去,球将无限地继续运动,而且不断加速,因为此乃运动着的重物的本质。”,这种思想被认为是惯性定律的前身。但真正的惯性概念则是由笛卡尔于1644年所完成,他明确地指出了“除非物体受到外因作用,否则将永远保持静止或运动状态”,而“所有的运动本质都是直线的”。
伽利略在天文学上最著名的贡献是于1609年改良了折射式望远镜,并借此发现了木星的四颗卫星、太阳黑子以及金星类似于月球的相。伽利略对自然科学的杰出贡献体现在他对力学实验的兴趣以及他用数学语言描述物体运动的方法,这为后世建立了一个基于实验研究的自然哲学传统。这个传统与培根的实验归纳的方法论一起,深刻影响了一批后世的自然科学家,包括意大利的埃万杰利斯塔·托里拆利、法国的马林·梅森和布莱兹·帕斯卡、荷兰的克里斯蒂安·惠更斯、英格兰的罗伯特·胡克和罗伯特·波义耳。 三大定律和万有引力定律
艾萨克·牛顿
1687年,英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家艾萨克·牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书,这部里程碑式的著作标志着经典力学体系的正式建立。牛顿在人类历史上首次用一组普适性的基础数学原理——牛顿三大运动定律和万有引力定律——来描述宇宙间所有物体的运动。牛顿放弃了物体的运动轨迹是自然本性的观点(例如开普勒认为行星运动轨道本性就是椭圆的),相反,他指出,任何现在可观测到的运动、以及任何未来将发生的运动,都能够通过它们已知的运动状态、物体质量和外加作用力并使用相应原理进行数学推导计算得出。
伽利略、笛卡尔的动力学研究(“地上的”力学),以及开普勒和法国天文学家布里阿德在天文学领域的研究(“天上的”力学)都影响着牛顿对自然科学的研究。(布里阿德曾特别指出从太阳发出到行星的作用力应当与距离成平方反比关系,虽然他本人并不认为这种力真的存在)。1673年惠更斯独立提出了圆周运动的离心力公式(牛顿在1665年曾用数学手段得到类似公式),这使得在当时科学家能够普遍从开普勒第三定律推导出平方反比律。罗伯特·胡克、爱德蒙·哈雷等人由此考虑了在平方反比力场中物体运动轨道的形状,1684年哈雷向牛顿请教了这个问题,牛顿随后在一篇9页的论文(后世普遍称作《论运动》)中做了解答。在这篇论文中牛顿讨论了在有心平方反比力场中物体的运动,并推导出了开普勒行星运动三定律。其后牛顿发表了他的第二篇论文《论物体的运动》,在这篇论文中他阐述了惯性定律,并详细讨论了引力与质量成正比、与距离平方成反比的性质以及引力在全宇宙中的普遍性。这些理论最终都汇总到牛顿在1687年出版的《原理》一书中,牛顿在书中列出了公理形式的三大运动定律和导出的六个推论(推论1、2描述了力的合成和分解、运动叠加原理;推论3、4描述了动量守恒定律;推论5、6描述了伽利略相对性原理)。由此,牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学,建立了基于三大运动定律的力学体系。
牛顿的原理(不包括他的数学处理方法)引起了欧洲大陆哲学家们的争议,他们认为牛顿的理论对物体运动和引力缺乏一个形而上学的解释从而是不可接受的。从1700年左右开始,大陆哲学和英国传统哲学之间产生的矛盾开始升级,裂痕开始增大,这主要是根源于牛顿与莱布尼兹各自的追随者就谁最先发展了微积分所展开的唇枪舌战。起初莱布尼兹的学说在欧洲大陆更占上风(在当时的欧洲,除了英国以外,其他地方都主要使用莱布尼兹的微积分符号),而牛顿个人则一直为引力缺乏一个哲学意义的解释而困扰,但他在笔记中坚持认为不再需要附加任何东西就可以推论出引力的实在性。十八世纪之后,大陆的自然哲学家逐渐接受了牛顿的这种观点,对于用数学描述的运动,开始放弃作出本体论的形而上学解释。 牛顿的理论体系是建立在他的绝对时间和绝对空间的假设之上的,牛顿对时间和空间有着如下的理解: “ 绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地、与任何外界事物无关地流逝着。 ” “ 绝对空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。 ” —牛顿, 《自然哲学的数学原理》 牛顿从绝对时空的假设进一步定义了“绝对运动”和“绝对静止”的概念,为了证明绝对运动的存在性,牛顿还在1689年构思了一个理想实验,即著名的水桶实验。在水桶实验中,一个注水的水桶起初保持静止。当它开始发生转动时,水桶中的水最初仍保持静止,但随后也会随着水桶一起转动,于是可以看到水渐渐地脱离其中心而沿桶壁上升形成凹状,直到最后和水桶的转速一致,水面相对静止。牛顿认为水面的升高显示了水脱离转轴的倾向,这种倾向不依赖于水相对周围物体的任何移动。牛顿的绝对时空观作为他理论体系的基础假设,却在其后的两百年间倍受质疑。特别是到了十九世纪末,奥地利物理学家恩斯特·马赫在他的《力学史评》中对牛顿的绝对时空观做出了尖锐的批判。
新课标高考:高中物理学史汇总,本专题肯定会在2013年高考理综物理试题中出现,一般小题形式出现。大家一定要注意了解这方面的内容。这个比较简单,背熟就可以了!I.必考部分:(必修1、必修2、选修3-1、3-2)一、力学:1.1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快。并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的)。2.1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验。3.1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。4.17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去。得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。5.英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律 。经典题目:胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)6.1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察 ——假设——数学推理的方法,详细研究了抛体运动。7.人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表。而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。8.17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律。9.牛顿于 1687年正式发表万有引力定律 。1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量。10.1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星。1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。11.我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同。但现代火箭结构复杂,其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比(火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比)。俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。多级火箭一般都是三级火箭,我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。12.1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星。1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船 “东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。13.20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。二、电磁学:13.1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律 --库仑定律,并测出了静电力常量k的值。14.1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。15.1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。16.1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。17.1826年德国物理学家欧姆(1787~1854)通过实验得出欧姆定律。18.1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象--超导现象。19.19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳--楞次定律。20.1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。21.法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说。并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。22.荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)的观点。23.英国物理学家汤姆孙发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流。24.汤姆孙的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。25.1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。最大动能仅取决于磁场和D形盒直径。带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同 。但当粒子动能很大,速率接近光速时,根据狭义相对论,粒子质量随速率显著增大,粒子在磁场中的回旋周期发生变化,进一步提高粒子的速率很困难。26.1831年,英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律 ——电磁感应定律。27.1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律--楞次定律。28.1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一,双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。Ⅱ.选考部分:(选修3-3、3-4、3-5)三、热学(3-3选考):29.1827年,英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象--布朗运动。30.19世纪中叶,由德国医生迈尔 。英国物理学家焦尔。德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律。31.1850年,克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响,称为开尔文表述。32.1848年,开尔文提出热力学温标,指出绝对零度( -273.15℃)是温度的下限。热力学温标与摄氏温度转换关系为T=t+273.15 K。热力学第三定律:热力学零度不可达到。四、波动学、光学、相对论(3-4选考):33.17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。34.1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律--惠更斯原理。35.奥地利物理学家多普勒(1803~1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象--多普勒效应(相互接近,f增大。相互远离,f减少)。36.1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。电磁波是一种横波。37.1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。38.1894年,意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章。39.1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线。1801年,德国物理学家里特发现紫外线。1895年,德国物理学家伦琴发现x射线(伦琴射线),并为他夫人的手拍下世界上第一张x射线的人体照片。40.1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律--折射定律。41.1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。42.1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射--泊松亮斑。43.1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,并指出光是一种电磁波。1887年,赫兹用实验证实了电磁波的存在,光是一种电磁波。44.1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理--不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。②光速不变原理--不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。45.爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式E=mc2。46.公元前 468~前376,我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播。影的形成。光的反射。平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作。47.1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。(注意其测量方法)48.关于光的本质:17世纪明确地形成了两种学说:一种是牛顿主张的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒。另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。49.物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验一相对论(高速运动世界);②热辐射实验一一量子论(微观世界)。50.19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:x射线的发现,电子的发现,放射性 同位素的发现。51.1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理--不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。②光速不变原理--不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。52.1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子。53.激光--被誉为20世纪的“世纪之光”。五、动量、波粒二象性、原子物理(3-5选考):54.1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界。受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖。55.1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对x射线的散射时--康普顿效应,证实了光的粒子性(说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子)。56.1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础。57.1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性。58.1927年美。英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高。59.1858年,德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线--阴极射线(高速运动的电子流)。60.1906年,英国物理学家汤姆生发现电子,获得诺贝尔物理学奖。61.1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。62.1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型。63.1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10m~15m。1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子。预言原子核内还有另一种粒子,被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现,由此人们认识到原子核由质子和中子组成。64.1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。65.1913年,丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式。66.1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结构。天然放射现象:有两种衰变(α、β),三种射线(α、β、γ),其中γ 射线是衰变后新核处于激发态,向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。67.1896年,在贝克勒尔的建议下,玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素--钋(Po)镭(Ra)。68.1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子,并预言原子核内还有另一种粒子——中子。69.1932年,卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子,获得诺贝尔物理奖。70.1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素。71.1939年12月,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时,铀核发生裂变。72.1942年,在费米。西拉德等人领导下,美国建成第一个裂变反应堆(由浓缩铀棒、控制棒、中子减速剂、水泥防护层、热交换器等组成)。73.1952年,美国爆炸了世界上第一颗氢弹(聚变反应、热核反应)。人工控制核聚变的一个可能途径是:利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。74.1932年发现了正电子,1964年提出夸克模型。粒子分三大类:媒介子——传递各种相互作用的粒子,如:光子。轻子——不参与强相互作用的粒子,如:电子。中微子。强子——参与强相互作用的粒子,如:重子(质子、中子、超子)和介子,强子由更基本的粒子夸克组成,夸克带电量可能为元电荷。
⑤ 物理学对人类发展的作用
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸,二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。
物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。
(5)物理学发展扩展阅读:
一、六大性质
1、真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
2、和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。
麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
3、简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
4、对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
5、预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
6、精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
二、发展前景
应用物理学专业的毕业生主要在物理学或相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术开发和相关的管理工作。科研工作包括物理前沿问题的研究和应用,技术开发工作包括新特性物理应用材料如半导体等,应用仪器的研制如医学仪器、生物仪器、科研仪器等。
应用物理专业的就业范围涵盖了整个物理和工程领域,融物理理 论和实践于一体,并与多门学科相互渗透。
应用物理学专业的学生如具有扎实的物理理论的功底和应用方面的经验,能够在很多工程技术领域成为专家。我国每年培养本科应用物理专业人才约12000人。
和该专业存在交叉的专业包括物理专业,工程物理专业,半导体和材料专业等。人才需求方面,我国对应用物理专业的人才需求仍旧是供不应求。
⑥ 对物理学的发展有贡献的是哪些人
在自然科学的重要学科物理学方面,杰出的代表人物有英国物理学家、天文学家胡克,有集物理学家、数学家、天文学家于一体的、对科学作出巨大贡献的牛顿,有法国数学家、物理学家帕斯卡,有给地球称“体重”的英国物理学家、化学家卡文迪许,有发现能量守恒定律的英国物理学家焦耳,有测量光速度的美国物理学家迈克耳孙,有发现X射线的德国物理学家伦琴,有闻名世界的法国物理学家、化学家居里夫人,有发现电子的英国物理学家汤姆生……
⑦ 物理学对人类的发展有什么重要意义
物理学是对自然界概括规律性的总结,是概括经验科学性的理论认识。物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。
自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。早期人们通过感官视觉的延伸,近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。
物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。
(7)物理学发展扩展阅读:
六大性质
真理性,物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
和谐统一性,神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。
麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
简洁性,物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
对称性,对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
预测性,正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
精巧性,物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
⑧ 物理学发展史是怎样的
从远古到公元5世纪属古代史时期;5—13世纪为中世纪时期;14—16世纪为文艺复兴运动时期;16—17世纪为科学革命时期,以N.哥白尼、伽利略、牛顿为代表的近代科学在此时期产生,从此之后,科学随各个世纪的更替而发展。近半个世纪,人们按照物理学史特点,将其发展大致分期如下:
①从远古到中世纪属古代时期。
②从文艺复兴到19世纪,是经典物理学时期。牛顿力学在此时期发展到顶峰,其时空观、物质观和因果关系影响了光、声、热、电磁的各学科,甚而影响到物理学以外的自然科学和社会科学。
③随着20世纪的到来,量子论和相对论相继出现;新的时空观、概率论和不确定度关系等在宇观和微观领域取代牛顿力学的相关概念,人们称此时期为近代物理学时期。
(8)物理学发展扩展阅读:
物理学来源于古希腊理性唯物思想。早期的哲学家提出了许多范围广泛的问题,诸如宇宙秩序的来源、世界多样性和各类变种的起源、如何说明物质和形式、运动和变化之间的关系等。
尤其是,以留基波、德谟克利特为代表,后又被伊壁鸠鲁和卢克莱修发展的原子论,以及以爱利亚的芝诺为代表的斯多阿学派主张自然界连续性的观点,对自然界的结构和运动、变化等作出各自的说明。原子论曾对从18世纪起的化学和物理学起着相当大的影响。
经典物理学形成之初,磨镜与制镜工艺对物理学与天文学都有过帮助和促进。早先发明的眼镜以及在1600年左右突然问世的望远镜、显微镜,为伽利略等物理学家观测天体带来方便,也促使菲涅耳、笛卡尔、牛顿等一大批光学家作出几何光学的研究。
后者的成就又促成反射望远镜、折射望远镜和消色差折射望远镜在17—18世纪纷纷问世。各种望远镜的进步又推动物理学的发展,如用它观察木卫蚀、发现光行差等。当牛顿建立起经典力学大厦时,现代一切机械、土木建筑、交通运输、航空航天等工程技术的理论基础也得到初步确立。
18世纪60年代开始的工业革命,以蒸汽机的广泛使用为标志。起初,蒸汽机的热机效率仅为5%左右,为提高蒸汽机的效率,一大批物理学家进行热力学研究。J.瓦特曾根据J.布莱克的“潜热”理论在技术因素上(加入冷凝器)改进蒸汽机。
但是,当时尚未有人认识到汽缸的热仅仅部分地转化为机械功。此后,卡诺建立了热功转换的循环原理,从理论上为热机效率的提高指明了方向,也因此在19世纪下半叶出现了N.奥托和R.狄塞尔的内燃机。
除了物理学与技术之关系外,在科学发展史上,物理学与邻近的天文学、化学和矿物学是密切相关的,而物理学与数学的联系更为密切。物理学的概念、理论和方法,也帮助其他学科的建立与发展,如气象学、地球科学、生物学等。物理学与哲学的关系也十分特别。
⑨ 近代西方物理学发展史
1、 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、发展和完善时期。
近代物理学是从天文学的突破开始的。早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”,即认为地球位于宇宙的中心。公元140年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。
这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年。
公元15世纪,哥白尼经过多年关于天文学的研究,创立了科学的日心说,写出“自然科学的独立宣言”——《天体运行论》,对地心说发出了强有力的挑战。
16世纪初,开普勒通过从第谷处获得的大量精确的天文学数据进行分析,先后提出了行星运动三定律。开普勒的理论为牛顿经典力学的建立提供了重要基础。从开普勒起,天文学真正成为一门精确科学,成为近代科学的开路先锋。
近代物理学之父伽利略,用自制的望远镜观测天文现象,使日心说的观念深入人心。他提出落体定律和惯性运动概念,并用理想实验和斜面实验驳斥了亚里士多德的“重物下落快”的错误观点,发现自由落体定律。
16世纪,牛顿总结前人的研究成果,系统的提出了力学三大运动定律,完成了经典力学的大一统。16世纪后期创立万有引力定律,树立起了物理学发展史上一座伟大的里程碑。
之后两个世纪,是电学的大发展时期,法拉第用实验的方法,完成了电与磁的相互转化,并创造性地提出了场的概念。19世纪,麦克斯韦在法拉第研究的基础上,凭借其高超的数学功底,创立了了电磁场方程组,在数学形式上完成了电与磁的完美统一,完成了电磁学的大一统。
与此同时,热力学与光学也得到迅速发展,经典物理学逐渐趋于完善。
(9)物理学发展扩展阅读:
近代物理学发展越发缓慢,主要是因为数学模型的复杂度和诠释的难度的提高造成的吧,或者换句话说,并不是物理学的发展变慢了,只是想把它简单的表述给人们变得越来越难。人们无从了解,自然就觉得是学科不发展。
早在经典物理比如经典力学和热力学,虽然数学模型也不简单但是诠释是很直观的。就是说数学符号对应的物理实际是很显而易见的。
而现代的,比如量子场论和弦论,甚至广义相对论的数学模型比经典物理要复杂的多。而且很多数学模型还不完备,这些其实都不是大问题。关键是如何诠释,如何理解量子场论中的量子场的物理实际,甚至更低级别一些,量子力学中的波函数是什么,目前虽有一些公认的解释但是很不令人满意。
而且对于物理过程的概率诠释从一方面直接从理论层面阻碍了对更基础的物理结构的研究,这也跟我们的实验观察能力的限制有关。我们不能建立超越我们观察能力的理论,或者我们可以建立任何理论但是对于超越观察能力的部分我们不能做任何研究。
综上所述,其实物理学现在的发展并不慢,只是人们的认知问题而已。