物理學概論

物理學概論

物理學研究哪些問題，它與其餘科學和技術的關係，以及它對人類文明所起的做用。

物理學

物理學是一門天然科學。它起始於伽利略和牛頓的年代。通過三個多世紀的發展，它已經成爲一門有衆多分支的、使人尊敬和熱愛的基礎科學。

在遠到宇宙深處，近至咫尺之間，大到廣袤蒼穹，小到微觀粒子的浩瀚而又精細的時空中，物理學研究物質存在的基本形式，以及它們的性質和運動規律。物理學還研究物質的內部結構，在不一樣層次上認識物質的各類組成部分及其相互做用，以及它們運動和相互轉化的規律。

物理學是一門實驗科學，研究天然現象及其背後的本質、規律和內在聯繫。在物理學研究中造成的基本概念和理論、基本實驗方法和精密測試技術，以及愈來愈普遍地應用於其餘學科，進而極大地豐富了人類對物質世界的認識，極大地推進了科學技術的創新和革命，極大地促進了物質生產的繁榮與人類文明的進步。

物理學與其餘科學進步

物理學的發展，促進了技術的進步，引起了一次又一次產業革命。現代物理學更是成爲高新科技的基礎。

物理學與社會進步

物理學的發展孕育了技術的革新，促進了物質生產的繁榮，改變了人類的生產和生活方式，推進了社會的進步。

物理學與思惟觀念

物理學極大地豐富了人類對物質世界的認識，也改變和擴展着人類的思惟方式。物理學的每個重大進展，都是人類思惟觀念進步的偉大階梯。

在人類文明初期，人們認爲大地是一個大扁盤，物理學的發展令人類對大地乃至宇宙的認識發生了翻天覆地的變化。從「天圓地方」到「地心說」；從「地心說」到「日心說」；從太陽系到河外星系；從靜態的宇宙到膨脹的宇宙；從「盤古開天地」到「大爆炸」的宇宙演化論……

物理學的將來

19世紀下半葉，以經典力學、熱力學、統計物理學和經典電動力學爲主要內容的物理學，幾乎能解釋當時已知的全部物理現象。

20世紀，物理學重大發現接連不斷。

年代	重大發現和技術進步
1900~1909	陰極射線，黑體輻射理論，狹義相對論，光電效應
1910~1919	晶體的X射線衍射理論及實驗，超導現象，廣義相對論，威爾遜雲室
1920~1929	量子力學，康普頓效應，晶體電子衍射
1930~1939	發現中子、正電子和宇宙射線，產生人工放射性元素，核磁共振理論
1940~1949	半導體及晶體管，發現介子，氫光譜精細結構
1950~1959	弱相互做用下宇稱不守恆，發現反質子，穆斯堡爾效應
1960~1969	激光器，超導體的隧道效應，宇宙微波背景輻射
1970~1979	發現J粒子和τ氫子，弱電統一理論，非線性物理
1980~1989	發現W和Z粒子，掃描隧道顯微鏡，高溫超導材料，超炫2
1990~1999	介觀物理理論及器件，發現C60及其家族，納米材料與納米結構

21世紀物理學未解之謎。

目前的物質結構理論認爲「夸克」構成了質子、中子等強子，可是，夸克爲何不能單獨存在？尋找傳遞強強相互做用的膠子的實驗可否得出預期的結果？如何將量子力學和廣義相對論結合起來，以解釋宇宙的起源和演化？此外，天然界中最多見的運動狀態，每每既不是徹底肯定的，也不是徹底隨機的，而是介於兩者之間，但爲理解這類現象的混沌理論還遠未成熟……全部這些都有待人們去探索。

縱觀世界科學技術發展史，許多科學家的重要發現和發明，都產生於風華正茂、思想敏捷的青年時期，這是一條廣泛性的規律。儘管年輕人的知識不如老年人豐富，但卻不多保守思想，最具創新精神。