物理学是发展电子科技时代的里程碑

编辑:admin 日期:2019-05-14 10:14:43 / 人气:

19世纪末,20世纪初是科学发展史上的一个重要转折点,爆发了一场物理革命,将自然科学推向了一个新的历史阶段,一个现代科学阶级。
现代科学的发展表明,以伽利略和牛顿为基础的经典物理学是由几代人的奋斗所决定的,到了19世纪末,一个完整的理论体系已经建立起来,并且在技术和生产的应用上取得了巨大的成功,显示出强大的力量。当时,物理学家普遍认为,物理学的建筑已经基本建成,物理学理论即将完成,留给后代的只是详细的扩展和发展。然而,历史是无情的,当人们陶醉于古典物理学的“完美”领域时,古典物理学却出人意料地陷入了危机。1887年,美国实验物理学家迈克尔森和美国科学家莫磊进行了著名的以太漂移实验,寻找地球相对绝对静止的以太运动。但是实验结果与经典理论的预测相反,这震惊了许多物理学家。
同时,在对比热辐射现象的研究中,遇到了经典物理无法解释的黑体辐射现象。达尔文称这两个问题为物理学上的“两个乌云”,挑战经典物理学。与此同时,在19世纪末物理领域还有其他新的发现,1898年法国物理学家居里测量了放射性元素铀的放射性强度;等等。所有这些物理实验所获得的一系列新事实对经典物理理论的传统概念产生了强烈的冲击。经典物理学的危机表明,物理学正在酝酿一场巨大的变革,现代物理学的两个基本理论——相对论和量子力学——由此产生。从此,人类的认识从低速宏观领域进入高速微观领域,开启了20世纪科技发展的新时代。
著名物理学家爱因斯坦在1905年和1915年创立了狭义相对论和广义相对论。相对论否定了牛顿关于绝对空间和绝对时间的概念,揭示了空间、时间、物质和运动的本质。相对论对于量子力学、量子场论、宇宙结构理论和基本粒子理论等新科学的发展,对于核反应堆和回旋加速器等尖端技术的形成都具有重要意义。
量子理论也是20世纪初物理革命的产物。普朗克在研究黑体辐射问题时提出了量子理论,爱因斯坦发展了普朗克的量子概念,完美地解释了光电现象。后来,通过玻尔、德布罗意、海森堡和薛定谔等众多科学家的共同努力,一个更加完整的量子力学体系终于建立起来,成功揭示了微观物质世界的基本规律。量子力学的建立促进了许多学科的发展。原子物理学、核物理、半导体物理学、量子化学、量子生物学等是应用量子力学的结果后建立起来的现代科学学科。以这些现代科学为基础,大量新兴技术相继出现。通过对核物理的研究,世界上第一个核反应堆于1942年建立,这使得开发核能成为可能。
1945年7月6日,第一颗原子弹试验成功,从而开启了人类利用原子能的新时代。通过对分子、原子和固体中电子运动规律的探索,并吸收数理逻辑和概率统计的成果,第一台电子计算机于1946年成功开发出来,并在短短10多年时间内渗透到工业、农业、军事、商业、家庭等许多部门。1957年第一颗人造地球卫星的成功发射标志着作为人类主要标志的现代技术的迅速发展,以及一系列新兴产业的诞生,带来了近代以来的第三次技术革命。

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