物理学概论

物理学概论

物理学研究哪些问题，它与其他科学和技术的关系，以及它对人类文明所起的作用。

物理学

物理学是一门自然科学。它起始于伽利略和牛顿的年代。经过三个多世纪的发展，它已经成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础科学。

在远到宇宙深处，近至咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观粒子的浩瀚而又精细的时空中，物理学研究物质存在的基本形式，以及它们的性质和运动规律。物理学还研究物质的内部结构，在不同层次上认识物质的各种组成部分及其相互作用，以及它们运动和相互转化的规律。

物理学是一门实验科学，研究自然现象及其背后的本质、规律和内在联系。在物理学研究中形成的基本概念和理论、基本实验方法和精密测试技术，以及越来越广泛地应用于其他学科，进而极大地丰富了人类对物质世界的认识，极大地推动了科学技术的创新和革命，极大地促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。

物理学与其他科学进步

物理学的发展，促进了技术的进步，引发了一次又一次产业革命。现代物理学更是成为高新科技的基础。

物理学与社会进步

物理学的发展孕育了技术的革新，促进了物质生产的繁荣，改变了人类的生产和生活方式，推动了社会的进步。

物理学与思维观念

物理学极大地丰富了人类对物质世界的认识，也改变和扩展着人类的思维方式。物理学的每一个重大进展，都是人类思维观念进步的伟大阶梯。

在人类文明初期，人们认为大地是一个大扁盘，物理学的发展使人类对大地乃至宇宙的认识发生了翻天覆地的变化。从“天圆地方”到“地心说”；从“地心说”到“日心说”；从太阳系到河外星系；从静态的宇宙到膨胀的宇宙；从“盘古开天地”到“大爆炸”的宇宙演化论……

物理学的未来

19世纪下半叶，以经典力学、热力学、统计物理学和经典电动力学为主要内容的物理学，几乎能解释当时已知的所有物理现象。

20世纪，物理学重大发现接连不断。

年代	重大发现和技术进步
1900~1909	阴极射线，黑体辐射理论，狭义相对论，光电效应
1910~1919	晶体的X射线衍射理论及实验，超导现象，广义相对论，威尔逊云室
1920~1929	量子力学，康普顿效应，晶体电子衍射
1930~1939	发现中子、正电子和宇宙射线，产生人工放射性元素，核磁共振理论
1940~1949	半导体及晶体管，发现介子，氢光谱精细结构
1950~1959	弱相互作用下宇称不守恒，发现反质子，穆斯堡尔效应
1960~1969	激光器，超导体的隧道效应，宇宙微波背景辐射
1970~1979	发现J粒子和τ氢子，弱电统一理论，非线性物理
1980~1989	发现W和Z粒子，扫描隧道显微镜，高温超导材料，超炫2
1990~1999	介观物理理论及器件，发现C60及其家族，纳米材料与纳米结构

21世纪物理学未解之谜。

目前的物质结构理论认为“夸克”构成了质子、中子等强子，但是，夸克为什么不能单独存在？寻找传递强强相互作用的胶子的实验能否得出预期的结果？如何将量子力学和广义相对论结合起来，以解释宇宙的起源和演化？此外，自然界中最常见的运动状态，往往既不是完全确定的，也不是完全随机的，而是介于二者之间，但为理解这类现象的混沌理论还远未成熟……所有这些都有待人们去探索。

纵观世界科学技术发展史，许多科学家的重要发现和发明，都产生于风华正茂、思想敏捷的青年时期，这是一条普遍性的规律。尽管年轻人的知识不如老年人丰富，但却很少保守思想，最具创新精神。