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现代物理所

发布时间: 2021-08-08 08:29:36

『壹』 现代物理是一个惊天骗局吗

小朋友,你这是看无脑小编的渣渣文看多了吧?你知道什么是现代物理吗?它包含什么内容你知道吗?现代物理在我们的生活中发挥多么重要的作用知道吗?
近代物理包括相对论和量子物理两大部分,这两大部分都和大科学家爱因斯坦分不开,关于科学家们对物质世界的讨论那不是寻常人可以理解的,虽然我们的理论还需完善,但不是那些一知半解脑残们所说的惊天骗局!
爱因斯坦1917年提出了受激辐射理论,于是到19 6 0 年诞生了第一台激光器,如今现代激光被广泛应用,一节小电池就能产生激光,你说现代物理是惊天骗局?
2 0世纪初量子力学诞生,再结合后面的费米狄拉克统计理论和固体的能带理论发展,催生了19 47年的晶体管,19 62年的集成电路,再到70年代后期的大规模集成电路出现和应用,你说现代物理是惊天骗局?
在上世纪20年代提出的相对论虽然不能帮助你返老还童,但在GPS定位系统和太空航行中是必须考虑的影响。你说现代物理是惊天骗局?
奉劝多读书!

『贰』 现代物理有哪些

前期量子论

经典物理学并不能恰当地解释比热、黑体辐射、光电效应、原子稳定性等问题。普朗克、爱因斯坦和玻尔用量子化的思想解决了这些问题。

新量子论

就事论事的量子化奏效了,但是没有一个人知道为什么——那时基本理论还不存1925~1930年间,出现了三种形式的量子理论——海森伯的矩阵力学,薛定谔的波动力学,狄拉克的算符力学。所有这三种形式的量子力学

都没有考虑相对论效应。狄拉克方程解决了这个问题。

量子谜团

量子理论很管用,但是没有一个人知道如何来解释这些方程。玻尔在不确定性原理和互补原理的基础上提出了哥本哈根诠释。但是,爱因斯坦并不能接受它。争论在继续,然而,实验结果支持的是量子理论。

量子力学

人们试图解释光和物质是如何相互作用的努力却导致了无穷大的难题。1948年费恩曼和朝永振一郎创立了一种新的量子场论——量子电动力学(缩写为QED)。l962年欧洲原子核研究组织(CERN)举办了第ll届国际高能物理学术会议

解释物质

原子和核

对阴极射线的研究表明,原予不是不可分割的一一所有原子都包含有电子。a粒子散射实验向世人揭示了核。瑟福提出原子核的“行星模型”。查德威克发现中子。卢瑟福解释了核嬗变和放射性。汤川提出了束缚核子的强核力模型。提出核的液滴模型和作轨道运动的核子模型。

标准模型

对宇宙线、放射性和粒子碰撞的研究发现了许多归人不同家族的新粒子:轻子——类电子粒子和中微子;强子——重子和介子,受强核力的作用而运动;强子图式促使人们想到了更深的层次——夸克。规范玻色子起粒子相互作用媒介的作用。

粒子加速器

高能物理学的研究使用两种最基本的工具:加速器——从范德格拉夫的高压静电发生器到大型强子对撞机(LHC).探测器——从验电器到大型正负电子对撞机物理探测器(ALEPH).

万物论

统一是物理学的远大目标。电磁学是第一个重要的物理学的统一理论。电弱相互作用统一理论。从对称到超对称。从量子电动力学到量子色动力学以及量子引力问题。弦理论。

空间与时间

光速

麦克新韦证明了,光的速度可以从电磁定律推导出来。迈克耳孙毕其一生精益求精地进行光速的测量,并力图寻找支持所谓以太的媒质。迈克耳孙一莫雷实验并没有检测到这种“光以太”。光的速度是一切速度的极限。

狭义相对论

牛顿力学和麦克斯韦的电磁理论在处理空间一时间和运动问题上并不一致。爱因斯坦提出物理学的定律对所有观测者都应该是一样的,而与他们的运动状态无关。相对论的原理导致了许多与人们的直觉不一致的结果:时间延缓、长度收缩、质能等效等。闵可夫斯基则把相对论解释为一个四维空间一时间几何学的理论。

广义相对论

怎样才能把引力和加速度包容进相对论?爱因斯坦认识到,自由下落的观察者是感觉不到引力的。等效原理则把引力和加速度联结了起来,并预言了一些新的物理现象:光在引力场中的偏折、引力的时间延缓以及近日点的进动。引力又可解释为闵可夫斯基的四维空间一时间的畸变:“物质告诉空间该怎样弯曲,而空间告诉物质该怎样运动。理论预言了引力波和黑洞。

天体物理

编辑

天文观测

人类在地球表面观测天体的范围以及成像的清晰度受到地球大气层以及望远镜孔径衍

射效应的制约。克服这种限制的方法之一就是将望远镜送人太空。天文学始于可见光波段的观测,现已扩展到电磁波谱的全部波段。

恒星

为测量到恒星乃至星系的距离,我们需要一系列技术手段,涉及恒星发光、生长和死亡

的详尽的理论。恒星光谱提供了包含恒星的本质、宇宙的历史以及元素起源的信息寸赫一罗图汇总了恒星的种类和特点。图中主序带以外包括了红巨星、白矮星、中子星和黑洞。超新星爆发冶炼出的各种重元素推动了整个星系化学成分的演化,同时超新星可以作为标准烛光用于测量宇宙大尺度的距离。

宇宙学

宇宙中有数量极多的星系,彼此相距遥远。银河系只是其中的一个星系。哈勃定律指出,星系的红移量正比于其距离。宇宙正在膨胀中心宇宙的膨胀意味着它的大爆炸起源。微波背景辐射和高丰度轻核的证据都支持这一学说。宇宙的年龄大约为150亿年(译注:更准确的数据为137亿年)。早期的宇宙可能是处于一种按指数规律暴胀的状态々这是由不稳定的真空态坍缩引起的。宇宙的未来取决于它的密度。当前我们只能检测到它的部分质量,可以解释恒星和星系的运动。

时间温度

热力学第二定律表明物理过程固有的不可逆性。熵永不减少。玻尔兹曼对熵和不可逆性作了有效的微观解释,但也引起了争议。诸如麦克斯韦妖这样的思想实验表明,熵与信息是相互关联的。霍金开创了黑洞热力学。

向绝对零度进军

尽管人们对温度很熟悉,但它是一个微妙的、与熵和能量有关的概念。绝对零度是不可能达到的。按照热力学定律,利用从有序到无序的转变可以获得很低的温度。昂内斯将氦液化从而开创了低温物理学,揭示出物质的一些奇特的新性质——超导性和超流性。接近绝对零度时,这种奇异行为涉及量子统计以及费米子和玻色子之间的区别。最近的研究已经创造了一种新的宏观物质态——玻色一爱因斯坦凝聚。

18、正反共轭(C)、空间反射(P)和时间反演(T)

守恒定律与对称性原理有关。在某些粒子相互作用中,单独的正反共轭、空间反射和时间反演对称性都遭到破坏,但是它们的联合效应(CPT)应当守恒。在某些衰变反应中,时间反演对称性的破坏表明有一个基本的微观时间箭头,它与热力学箭头并没有明显的联系。

『叁』 《现代物理》期刊 怎么

你说的这个是汉斯出版社的开源期刊吧,是一本关注现代物理领域最新进展的国际中文期刊,主要刊登有关生物物理与医学物理、复杂系统物理学、计算物理等领域的论文,反映国内外该领域的最新研究动态。

『肆』 现代物理学的现状及前景

如果说现状,那么有三大事实:第一,在一个目前最有力的理论框架下,标准模型已经建立。只剩下希格斯玻色子和引力子还未找到,但至少量子场论加上标准模型已是当今最完整最禁得住考验的理论支柱。第二,最有希望发展为终极理论的超弦理论和M理论在西方发展势头最强,尽管它们看似美妙但实际上困难重重,离所谓的终极理论还有不可预想的距离。第三,实验技术方面也难有大的突破,即便提出了更强更基本的理论,也很难在现有的技术条件下获得验证,除非实验判定理论的观念不在被坚持。再说前景。还有很多触及最基本问题的为什么,如今任然无法解答,不是说现有的理论不对,而是它们并不是最根本的,走向最终的方向并不很明朗,没人敢肯定的说M或超弦或扭量理论其中的那个就一定会走到底。现如今很可能需要一个摆脱已有理论和思维框架的新理论,就像当初提出量子化一样,打开一个新局面。这是理论上的需求。但事实上,如今和将来奔向理论的人都越来越少而选择应用的人却越来越多,在中国尤其显著。换句话说,前景取决于学术界共同意识形态的大方向,而很难再由个别出色的人所创造。

『伍』 现代物理学中,有哪些发现让人们意料不到

在初中的学习当中,那么我们初步进入了物理学的学习,那么其实在以前的物理学的了解当中都是非常小的,我们只了解到关于力与力之间的作用,还有速度与力之间的作用,那么就是相关的牛顿定理。几乎都是关于力的一个知识,比如说你的做功或者是另一之间的一个动力性比,那么其实随着我们科技或者是随着我们各个方面的发展,那么科学极大地推进了在各方面的进步之后,那么物理学在我们的生活当中也是广泛应用,给我们的人的社会也带来了很多的好处。

就拿现在我们的高铁运行和手机的通讯,通用以及许多的电子产品的使用,那么以至于更大的就是一些航天器或者是一些神舟飞船的发射。对于太空的探索已经有了很大的进步,那么这一些都是我们物理学中运用到的知识,而让我们意想不到的成果。

『陆』 现代物理学已经发展到瓶颈了吗人类科技真被“智子锁死”

回首过往,在20世纪初,量子力学和相对论的出现刷新了人们的世界观,让人类对时间、空间和物质的关系有了全新的认识,使人类的科技飞速发展。21世纪初,物理学却没有什么爆炸性的发现,准确来说是在基础领域没有较大的发现。难道物理学的发展遇到瓶颈了吗?莫非真的像科幻小说《三体》中描述的那样,人类的科学发展已经被高等级文明锁死。

其实物理学在最近100年里不仅没有止步不前,而且比历史上其他时期的发展快得多。20世纪初,那是一个人才辈出的时代,现代物理学的许多重大发现都诞生于那个时期。从20世纪开始,人类文明就进入了飞速发展的时期。


下图为1927年第五届索尔维会议参会科学家的合影,那个时期世界上最杰出的物理学家基本上都出现在了这张照片上。


此外,还有许许多多的问题,等待我们探索。诸如:物质是否无限可分,黑洞的内部情况,正反物质的对称性破缺,多重宇宙和额外维度是否存在等等……


目前理论物理学发展的很迅速,可是现有观测能力远远不能验证当前的许多理论。无论是弦理论,还是关于黑洞的霍金辐射,都只能停留在理论层面上,还不能证实。正如前面所说,阻碍物理学发展的主要是人类的观测能力。


不过,物理学的发展并没有遇到难以逾越的瓶颈,并没有走进死胡同,待时机成熟,将会产生新一轮物理学革命,到时候又会产生新的难题。宇宙中是否存在更高等级的文明,还尚未可知。至于“智子锁死”这种低等级文明被高等级文明限制发展的想法,是未被证实的幻想。


感谢阅读,欢迎关注我。

『柒』 现代物理和近代物理有何区别

现代物理主要是以相对论和量子力学为主,研究的是宏观的宇宙与微观的原子核。
近代物理学就是通常我们所学的经典物理学。

『捌』 现代物理要学些什么

现代物理研究方向:

相对论
量子理论(包括量子力学,量子场论和量子统计)
粒子物理学
亚原子粒子(内见详细分类)
天体物理学
核子物理和放射线学
凝聚态物理及相关科目:
半导体
材料科学
计算物理学
***

世纪之交谈物理学发展的方向

摘要: 回顾了物理学发展的历史,讨论了二十一世纪物理学发展的方向。认为二十一世纪物理学将在三个方向上继续发展:(1)在微观方向上深入下去;(2)在宏观方向上拓展开去;(3)深入探索各层次间的联系,进一步发展非线性科学。可能应该从两方面去探寻现代物理学革命的突破口:(1)发现客观世界中已知的四种力以外的其他力;(2)通过审思相对论和量子力学的理论基础的不完善性,重新定义时间、空间,建立新的理论。
二十世纪即将结,二十一世纪即将来临,二十世纪是光辉灿烂的一个世纪,是个类社会发展最迅速的一个世纪,是科学技术发展最迅速的一个世纪,也是物理学发展最迅速的一个世纪。在 这一百年中发生了物理学革命,建立了相对信纸和量子力学,完成了从经典物理学到现代物理学的转变。在二十世纪二、三十年代以后,现代物理学在深度和广度上有了进一步的蓬勃发展,产生了一系列的新学科的交叉学科、边缘学科,人类对物质世界的规律有了更深刻的认识,物理学理论达到了一个新高度,现代物理学达到了成熟的阶段。
在此世纪之交的时候,人们自然想展望一下二十一世纪物理学的发展前景,探索今后物理学发展的方向。我想谈一谈我对这个问题的一些看法和观点。首先,我们来回顾一下上一个世纪之交物理学发展的情况,把当前的情况与一百年前的情况作比较对于探索二十一世纪物理学发展的方向是很有帮助的。
一、历史的回顾
十九世纪末二十世纪初,经典物物学的各个分支学科均发展到了完善、成熟的阶段,随着热力学和统计力学的建立以及麦克斯韦电磁场理论的建立,经典物理学达到了它的顶峰,当时人们以系统的形式描绘出一幅物理世界的清晰、完整的图画,几乎能完美地解释所有已经观察到的物理现象。由于经典物理学的巨大成就,当时不少物理学家产生了这样一种思想:认为物理学的大厦已经建成,物理学的发展基本上已经完成,人们对物理世界的解释已经达 到了终点。物理学的一些基本的、原则的问题都已经解决,剩下来的只是进一步精确化的问题,即在一些细节上作一些补充和修正,使已知公式中的各个常数测得更精确一些。
然而,在十九世纪末二十世纪初,正当物理学家在庆贺物理学大厦落成之际,科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现:电子、X射线和放射性现象的发现。其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”:“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。[1]这些实验结果与经典物理学的基本概念及基本理论有尖锐的矛盾,经典物理学的传统观念受到巨大的冲击,经典物理发生了“严重的危机”。由此引起了物理学的一场伟大的革命。爱因斯坦创立了相对论;海林堡、薛定谔等一群科学家创立了量子力学。现代物理学诞生了!
把物理学发展的现状与上一个世纪之交的情况作比较,可以看到两者之间有相似之 外,也有不同之处。
在相对论和量子力学建立起来以后,现代物理学经过七十多年的发展,已经达到了成熟的阶段。人类对物质世界规律的认识达到了空前的高度,用现有的理论几乎能够很好地解释现在已知的一切物理现象。可以说,现代物理学的大厦已经建成。在这一点上,目前有情况与上一个世纪之交的情况很相似。因此,有少数物理学家认为今后物理学不会有革命性的进展了,物理学的根本性的问题、原则问题都已经解决了,今后能做到的只是在现有理论的基础上在深度和广度两方面发展现代物理学,对现有的理论作一些补充和修正。然而,由于有了一百年前的历史经验,多数物理学家并不赞成这种观点,他们相信物理学迟早会有突破性的发展。 另一方面,虽然在微观世界和宇宙学领域中有一些物理现象是现代物理学的理论不能很好地解释的,但是这些矛盾并不是严重到了非要彻底改造现有理认纱可的程度。在这方面,目前的情况与上一个世纪之交的情况不同。在上一个世纪之交,经典物理学发生了“严重的危机”;而在本世纪之交,现代物理学并无“危机”。因此,我认为目前发生现代物理学革命的条件似乎尚不成熟。
虽然在微观世界和宇宙学领域中有一些物理现象是现代物理学的理论不能很好地解释的,但是这些矛盾并不是严重到了非要彻底改造现有理认纱可的程度。在这方面,目前的情况与上一个世纪之交的情况不同。在上一个世纪之交,经典物理学发生了“严重的危机”;而在本世纪之交,现代物理学并无“危机”。因此,我认为目前发生现代物理学革命的条件似乎尚不成熟。 客观物质世界是分层次的。一般说来,每个层次中的体系都由大量的小体系(属于下一个层次)构成。从一定意义上说,宏观与微观是相对的,宏观体系由大量的微观系统构成。物质世界从微观到宏观分成很多层次。物理学研究的目的包括:探索各层次的运动规律和探索各层次间的联系。
回顾二十世纪物理学的发展,是在三个方向上前进的。在二十一世纪,物理学也将在这三个方向上继续向前发展。
1) 在微观方向上深入下去。 在这个方向上,我们已经了解了原子核的结构,发现了大量的基本粒子及其运规律,建立了核物理学和粒子物理学,认识到强子是由夸克构成的。今后可能会有新的进展。但如果要探索更深层次的现象,必须有更强大得多的加速器,而这是非常艰巨的任务,所以我认为近期内在这个方向上难以有突破性的进展。
2) 在宏观方向上拓展开去。 1948年美国的伽莫夫提出“大爆炸”理论,当时并未引起重视。1965年美国的彭齐亚斯和威尔逊观测到宇宙背景辐射,再加上其他的观测结果,为“大爆炸”理论提供了有力的证据,从此“大爆炸”理论得到广泛的支持,1981年日本的佐藤胜彦和美国的古斯同时提出暴胀理论。八十年代以后,英国的霍金[2,3] 等人开始论述宇宙的创生,认为宇宙从“无”诞生,今后在这个方向上将会继续有所发展。从根本上来说 ,现代宇宙学的继续发展有赖于向广漠的宇宙更遥远处观测的新结果,这需要人类制造出比哈勃望远镜性能更优越得多的、各个波段的太空天文望远镜,这是很艰巨的任务。

我个人对于近年来提出的宇宙创生学说是不太信的,并且认为“大爆炸”理论只是对宇宙的一个近似的描述。因为现在的宇宙学研究的只是我们能观测到的范围以内的“宇宙”,而我相信宇宙是无限的,在我们这个“宇宙”以外还有无数个“宇宙”,这些宇宙不是互不相干、各自孤立的,而是互相有影响、有作用的。现代宇宙学只研究我们这个“宇宙”,当然只能得到近似的结果,把他们的延伸到“宇宙”创生了初及遥远的未来,则失误更大。

3)深入探索各层次间的联系。

这正是统计物理学研究的主要内容。二十世纪在这方面取得了巨大的成就,先是非平衡态统计物理学有了得大的发展,然后建立了“耗散结构”理论、协同论和突变论,接着混沌论和分形论相继发展起来了。近年来把这些分支学科都纳入非线性科学的范畴。相信在二十一世纪非线性科学的发展有广阔的前景。
上述的物理学的发展依然 现代物理学现有的基本理论的框架内。在下个世纪,物理学的基本理论应该怎样发展呢?有一些物理学家在追求“超统一理论”。在这方面,起初是爱因斯坦、海森堡等天才科学家努力探索“统一场论”;直到1967、1968年,美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆提出统一电磁力和弱力的“电弱理论”;目前有一些物理学家正在探索加上强力的“大统一理论”以及再加上引力把四种力都统一起来的“超统一理论”,他们的探索能否成功尚未定论。

爱因斯坦当初探索“统一场论”是基于他的“物理世界统一性”的思想[4] ,但是他努力探索了三十年,最终没有成功。我对此有不同的观点,根据辩证唯物主义的基本原理,我认为“物质世界是既统一,又多样化的”。且莫论追求“超统一理论”能否成功,即便此理论完成了,它也不是物理学发展的终点。因为“在绝对的总的宇宙发展过程中,各个具体过程的发展都是相对的,因而在绝对真理的长河中,人们对于在各个一定发展阶段上的具体过程的认识只具有相对的真理性。无数相对的真理之总和,就是绝对的真理。”“人们在实践中对于真理的认识也就永远没有完结。”[5]

现代物理学的革命将怎样发生呢?我认为可能有两个方面值得考试:
1) 客观世界可能不是只有四种力。第五、第六……种力究竟何在呢?现在我们不知道。我的直觉是:将来最早发现的第五种力可能存在于生命现象中。物质构成了生命体之后,其运动和变化实在太奥妙了,我们没有认识的问题实在太多了,我们今天对于生命科学的认识犹如亚里斯多德时代的人们对于物理学的认识,因此在这方面取得突破性的进展是很可能的。我认为,物理学业与生命科学的交叉点是二十一世纪物理学发展的方向之一,与此有关的最关于复杂性研究的非线性科学的发展。

2) 现代物理学理论也只是相对真理,而不是绝对真理。应该通过审思现代物理学理论基础的不完善性来探寻现代物理学革命的突破口,在下一节中将介绍我的观点。

三、现代物理学的理论基础是完美的吗?

相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱,这两大支柱的理论基础是否十全十美的

呢?我们来审思一下这个问题。

1) 对相对论的审思

当年爱因斯坦就是从关于光速和关于时间要领的思考开始,创立了狭义相对论[1]。我们今天探寻现代物理学革命的突破口,也应该从重新审思时空的概念入手。 爱因劳动保护坦创立狭义相对论是从讲座惯性系中不同地点的两个“事件”的同时性开始的[4],他规定用光信号校正不同地点的两个时钟来定义“同时”,这样就很自然地导出了洛仑兹变换,进一步导致一个四维时空(x,y,z,ict)(c是光速)。为什么爱因劳动保护担提出用光信号来校正时钟,而不用别的信号呢?在他的论文中没有说明这个问题,其实这是有深刻含意的。

时间、空间是物质运动的表现形式,不能脱离物理质运动谈论时间、空间,在定义时空时应该说明是关于什么运动的时空。现代物理学认为超距作用是不存在的,A处发生的“事件”影响B处的“事件”必须通过一定的场传递过去,传递需要一定的时间,时间、空间的定义与这个传递速度是密切相关的。如果这种场是电磁场,则电磁相互作用传递的速度就是光速。因此,爱因斯坦定义的时空实际上是关于由电磁相互作用引起的物质运动的时空,适用于描述这种运动。

爱因斯坦把他定义的时间应用于所有的 物质运动,实际上就暗含了这样的假设:引力相互作用的传递速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速传递的呢?令引力相互作用的传递速度为c’。至今为止,并无实验事实证明c’等于c。爱因斯坦因他的“物质世界统一性”的世界观而在实际上假定了c=c’。我持有“物质世界既统一,又多样化的”以观点,再加之电磁力和引力的强度在数量级上相差太多,因此我相相信c’可能不等于c。工样,关于由电磁力引起的物质运动的四维时空(x,y,z,ict)和关于由引力引起的运动的时空(x’,y’,z’,ic’t’)是不同的。如果研究的问题只涉及一种相互作用,则按照现在的理论建立起来的运动方程的形式不变。例如,爱因斯坦引力场方程的形式不变,只需把常数c改为c’。如果研究的问题涉及两种相互作用,则需要建立新的理论。不过,首要的事情是由实验事实来判断c’和c是否相等;如果不相等,需要导出c’的数值。
我在二十多年前开始形成上述观点,当时测量引力波是众所瞩目的一个热点,我曾对那些实验寄予厚望,希望能从实验结果推算出c’是否等于c。令人遗憾的是,经过长斯的努力引引力波实验没有获得肯定的结果,随后这项工作冷下去了。根据爱国斯坦理论预言的引力波是微弱的,如果在现代实验技术能够达到的测量灵敏度和准确度之下,这样弱的引力波应该能够探测到的话,长期的实验得不到肯定的结果似乎暗示了害因斯坦理论的缺点。应该从c’可能不等于c这个角度来考虑问题,如果c’和c有较大的差异,则可能导出引力波的强度比根据爱因劳动保护坦理论预言的强度弱得多的结果。

弱力、强力与引力、电磁力有本质的不同,前两者是短程力,后两者是长程力。不同的相互作用是通过传递不同的媒介粒子而实现的。引力相互作用的传递者是引力子;电磁相互作用的传递者是光子;弱相互 作用的传递者是规范粒子(光子除外);强相互作 用的传递者是介子。引力子和光子的静质量为零,按照爱因斯坦的理论,引力相互作用和电磁相互作用的传递速度都是光速。并且与传递粒子的静质量和能量有关,因而其传递速度是多种多样的。

在研究由弱或强相互作用引起的物质运动时,定义惯性系中不同的地点的两个“事件”的“同时”,是否应该用弱力或强力信号取代光信号呢?我对核物理学和粒子物理学是外行,不想贸然回答这个问题。如果应该用弱力或强力信号取代光信号,那么关于由弱力或强力引起的物质运动的时空和关于由电磁力引起的运动的时空(x,y,z,ict)及关于由引力引起的运动的时空(x’,y’,z’,ic’t’)
有很大的不同。设弱或强相互作用的传递速度为c’’,c’’不是常数,而是可变的,则关于由弱或强力引起的运动的时空为(x’’,y’’,z’’,Ic’’t’’),时间 t’’和空间(x’’,y’’,z’’)将是c’的函数。然而,很可能应该这样来考虑问题:关于由弱力引起的运动的时空,在定义中应该以规范粒子的静质量取作零时的速度c1取代光速c。由于“电弱理论”把弱力和电磁力统一起来了,因此有可能c1=c,则关于由弱力引起的运动的时空和关于由电磁力引起的运动的时空是相同的,同为(x,y,z,ict)。关于由强力引起的运动的时空,在定义中应该以介子的静质量取作零(在理论上取作零,在实际上没有静质量为零的介子)时的速度c’’取代光速 c,c’’可能不等于c。则关于由强力引起的运动的时空(x’’,y’’,z’’,Ic’’t’’)不同于(x,y,z,ict)或(x’,y’,z’,ic’t’)。无论上述两种考虑中哪一种是对的,整个物质世界的时空将是高于四维的多维时空。对于由短程力(或只是强力)引起的物质运动,如果时空有了新的一义,就需要建立新的理论,也就是说需要建立新的量子场论、新的核物理学和新的粒子物理学等。如果研究的问题既清及长程力,又涉及短程力(尤其是强力),则更需要建立新的理论。

1)对量子力学的审思

从量子力学发展到量子场论的时候,遇到了“发散困难”[6]。1946——1949年间,日本的朝永振一郎、美国的费曼和施温格提出“重整化”方法,克服了“发散困难”。但是“重整化”理论仍然存在着逻辑上的缺陷,并没有彻底克服这一困难。“发散困难”的一个基本原因是粒子的“固有”能量(静止能量)与运动能量、相互作用能量合在一起计算[6],这与德布罗意波在υ=0时的异性。
现在我陷入一个两难的处境:如果采用传统的德布罗意关系,就只得接受不合理的德布罗意波奇异性;如果采纳修正的德布罗意关系,就必须面对使新的理论满足相对论协变性的难题。是否有解决问题的其他途径呢?我认为这个问题或许还与时间、空间的定义有关。现在的量子力学理论中时宽人的定义实质上依然是决定论的定义,而不确定原理是微观世界的一条基本规律,所以时间、空间都不是严格确定的,决定论的时空要领不再适用。在时间或空间的间隔非常小的时候,描写事情顺序的“前”、“后”概念将失去意义。此外,在重新定义时空时还应考虑相关的物质运动的类别。模糊数学已经发展得相当成熟了,把这个数学工具用到微观世界时空的定义中去可能是很值得一试的。

1)在二十一世纪物理学将在三个方向上继续向前发展(1)在微观方向上深入 下去;(2)在宏观方向上拓展开去;(3)深入探索各层次间的联系,进一步发展非线性科学。

2) 可能应该从两方面去控寻现代物理学革命的突破口。(1)发现客观世界中已知的四种力以外的其他力;(2)通过审思相对论和量子力学的理论基础,重新定义时间、空间,建立新的理论

3)由于现代物理学尚未发生“危机”,因此目前发生现代物理学革命的条件也许还不成熟,物理学的发展和物理学革命都有赖于在物理实验和对客观物质世界的观测中获得新的结果,实验和观测是发展物理学的量重要手段,这是我们要关注的首要问题。然而,科学的发展和物理学的发展有本身的逻辑,符合客观规律的、有真知灼见的思维也是一个关键。

我的观点与众不同,可能不算什么真知灼见,也可能被有些人认为是不合常规、有悖常理的。然而我期望这些观点能起到抛砖引玉的作用,引出大量有真知灼见的“玉”。当不合目前的“常规”和“常理”的思想在物理学花园中百花盛开的时候,我们将迎来物理学更光辉灿烂的明天!

『玖』 现代物理的研究方法是什么

物理中的研究方法
一、控制变量法 当我们研究不同物理量之间的关系,为了确定一个物理量与另一个物理量之间的关系,就需要控制其他物理量不变,看所研究的物理量与另外一个物理量变化的关系,这种方法就是“控制变量法”。
具体例子:
1.探究导体中的电流与导体两端电压和电阻的关系
2.研究导体电阻大小与导体材料、长度、横截面积的关系
3.研究滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度的关系
4.研究压力的作用效果与压力和受力面积的关系
5.研究液体的压强与液体密度和深度的关系
6.研究物体动能的大小与质量和速度的关系
7.研究不同物质的吸热能力8电流所作的功与电流、电压的关系

二、理想化法 所谓理想化法就是借助于逻辑思维和想象力,有意识的突出研究对象的主要因素,排出次要因素和无关的干扰因素,对实际的研究对象加以合理的概括和描述,在我们头脑中形成理想化地研究客体或相互联系、代替实际的研究对象,并用来探索物理世界奥秘的方法,初中物理理想化法主要体现在以下三个方面
(一).理想化条件 1.忽略外界影响与一些不重要的力的影响。例如研究物体的运动时,不考虑空气的阻力 2.忽略一些摩擦力。例如只研究物体在“光滑平面”上的运动在研究定滑轮、动滑轮、滑轮组时,不考虑轴上的摩擦力
(二.)理想化模型 在物理学中,常常把实际研究对象或过程抽象成理想模型。例如 1.在研究光的传播路径和传播方向时,引入光线 2.在研究磁场的分布时,引入磁感线 3.将光滑的表面看成没有摩擦的理想表面。 4.杠杆也是一种理想模型。杠杆在实际应用中,忽略受力产生的形变,不考虑形状 5.在研究原子的组成时,引入原子核式结构, 6.电流表看成一段导线,电压表视为开路
(三.理想实验) 也叫假象实验理想实验以真实的科学实验和科学理论为基础,加以推理得出结论。即实验加推理。 1.研究真空不能传声,是建立在空气越少听到声音越小得出的 2.牛顿第一定律,是以摩擦越小,小车前进的越远为基础的

三、等效替代法 将某个物理量、物理装置、物理状态(过程),用另外一个物理量、物理装置、物理状态(过程)来替代,得到同样的结论。在间接测量中有许多物理量的测量都采用了这种方法 1.研究平面镜成像实验中,用两个同样的蜡烛,其中一个找另一个的像 2.求多个用电器组成的串联、并联的总电阻 3.“曹冲称象”,用石块的重量的总和替代大象的重量 4.排水法求不规则物体的体积 5.测量摩擦力时,用二力平衡原理测得拉力,从而求摩擦力 6.托里拆利实验,利用水银柱产生的压强求大气压的数值
四、转化法 在研究看不见的物质或现象时,可以通过研究物质或现象所产生的可见效果,进一步认识该物质或现象。需要注意的是,等效替代法虽然也有转化的思想,但其研究主体已经产生
转移,而转化法则是通过研究主体所产生的效果来求其原因的一种思维方法。 1.利用小球的振动来判断发声体在振动。 2.通过电流的效应来认识电流的存在 3.通过小磁针是否受力来判断磁场的存在 4.电磁铁磁性强弱通过它吸引的大头针来确定 5.研究压强时,利用小桌陷入海绵的深度来判断压力作用的效果 6.研究流体压强时,用纸片的飘动显示压强的变化 7.研究动能大小的因素,通过小球推动木块运动的远近判断小球动能的大小 8.通过固体、液体、气体的扩散来认识分子的热运动。 8电流产生热量的多少通过温度计示数变化量来判断
五、类比法 在分析较为抽象的物理问题时,用具体的事物类比说明,找出共性,使得研究对象易于理解 1.用水流类比电流 水压类比电压 2.水波类比声波3.用物体的动能、势能类比分子的动能势能4.用太阳系类比原子的结构。
六、图像法 用图像法分析问题,更加形象、直观,便于理解。 1.研究固体熔化 2.研究水沸腾 3.研究物体质量与体积的关系4.研究重力与质量关系。

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