|
關(guān)于物理學(xué)未來的發(fā)展
石將建 2009/3/22
物理學(xué)是一門以認(rèn)識世界、研究世界并指導(dǎo)人類如何更好地利用知識解決自身所遇到的問題為己任的自然科學(xué)。正因為它與人類的生產(chǎn)生活有著密切的聯(lián)系，所以從它的產(chǎn)生開始便具有了無窮的動力。物理學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了好幾個階段：在其發(fā)展初期，人們只是對發(fā)生在身邊的簡單的現(xiàn)象的觀察和帶有明顯主觀色彩的猜想；后來發(fā)展到簡單的實驗物理，一些對無力比較感興趣的人（也可稱為早期啟蒙物理學(xué)家 ）通過簡單的試驗和主觀感受對這個世界作出自己的判斷和猜想；一段時間后物理學(xué)有了更好的發(fā)展，牛頓的出現(xiàn)更可謂物理學(xué)史上的里程碑，它將物理與數(shù)學(xué)緊密聯(lián)系起來，從而誕生了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》這本物理學(xué)上的著作；牛頓之后物理學(xué)經(jīng)過了它的變革期，牛頓所建立起來的經(jīng)典物理學(xué)體系也因此被修改，人們對于世界的認(rèn)識有了更深刻的變化，那時有人迷茫，有人卻瘋狂。愛因斯坦改變了這個世界的基本認(rèn)識，也讓物理學(xué)進(jìn)入了一個更具魅力的領(lǐng)域。其后的量子力學(xué)更是以其獨特的力量改變著這個世界。這就是物理學(xué)的一個大體發(fā)展史，因為物理產(chǎn)生于哲學(xué)，所以它與哲學(xué)的發(fā)展有著某種聯(lián)系。
雖然物理學(xué)經(jīng)過近幾千年的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)較為完備，但在它的面前還有許多問題沒有解決，而這些問題有的一直伴隨著它，比如宇宙的產(chǎn)生以及宇宙的演化甚至宇宙產(chǎn)生之前的這樣一個世界（暫且這樣說）的具體形態(tài)，宇宙的發(fā)展未來，多宇宙的猜想……這些都是物理學(xué)需要研究并擴充的知識，因為它屬于這個世界的本身�？傊�，未來的物理學(xué)還會有其獨特的魅力和發(fā)展方向。
可是現(xiàn)在卻有這樣一個事實：物理學(xué)在近幾年似乎停止了它前進(jìn)的步伐，唯有的只是在具體應(yīng)用方面的深入研究。
“今后二三十年物理學(xué)的成就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及100年前，每一門學(xué)科的發(fā)展都是有起伏的。未來相當(dāng)一段時間，物理學(xué)不會在理論上有大的突破�！敝锢韺W(xué)家、諾貝爾獎得主楊振寧在漢參加2007年科協(xié)年會期間，對物理學(xué)的發(fā)展前景作出這樣的判斷。
楊振寧先生的論述不無道理，在過去的一千多年中，物理學(xué)經(jīng)歷了它的發(fā)展黃金時期，許多偉大的發(fā)現(xiàn)和猜想也是在那時做出的。19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)了電子、放射性衰變、X光，技術(shù)上的發(fā)展，實驗室里的進(jìn)步，使理論出現(xiàn)了很大的困惑。愛因斯坦等人提出了相對論、量子力學(xué)理論奠定了微觀物理學(xué)的基礎(chǔ)，使物理學(xué)進(jìn)入一個全新的領(lǐng)域。正因為它曾經(jīng)的輝煌，才讓人們更關(guān)注它的未來。同時一些物理學(xué)家對物理學(xué)發(fā)展的擔(dān)憂也來自于這個社會。
物理學(xué)研究將如何發(fā)展？法國物理學(xué)會最近發(fā)表簡報，列舉了世界物理研究面臨的種種問題，對物理學(xué)研究前景表示憂慮。該學(xué)會在簡報中指出，近年來，由于人們對物理學(xué)研究的不了解，特別是對核物理等研究的不信任，全世界的物理研究正面臨嚴(yán)重的危機。首先，各國政府對繼續(xù)加強物理學(xué)研究在生產(chǎn)中的應(yīng)用，如在發(fā)展核工業(yè)等方面，出現(xiàn)遲疑。其次，發(fā)達(dá)國家物理專業(yè)學(xué)生人數(shù)正在逐年減少，如法國和德國大學(xué)物理一年級學(xué)生１９９８年的注冊人數(shù)僅為１９９１年注冊人數(shù)的一半。此外，公眾開始把提高生活質(zhì)量寄托在其他學(xué)科上，認(rèn)為物理的時代已經(jīng)過去。
這樣的事實確實讓人擔(dān)憂，物理學(xué)的魅力應(yīng)該被現(xiàn)代人所更深地理解。物理研究發(fā)展的出路是使公眾真正理解物理學(xué)研究的重要意義，吸引更多的年輕人從事物理學(xué)研究。
未來的物理學(xué)發(fā)展離不開我們這一代，因此我們應(yīng)更廣泛的了解物理學(xué)的主要發(fā)展前景、方向。以便在其中找尋它的魅力，從而實現(xiàn)物理學(xué)的動力。
宇宙學(xué)（天文學(xué)）便是物理學(xué)未來的一個重要研究方向，天文學(xué)及其分支天體物理學(xué)以整個宇宙為對象，研究天體（包括人類賴以生存的太陽系行星系統(tǒng)）乃至整個宇宙的起源、結(jié)構(gòu)、運動和演化。它是當(dāng)今科學(xué)最具活力與基礎(chǔ)創(chuàng)新力的源泉，其研究水準(zhǔn)顯示著一個國家與民族在科技發(fā)展前沿中的位置，并對一個民族的宇宙觀、自然觀有著深刻的影響。天文學(xué)和天體物理學(xué)以其研究對象的廣泛性和基礎(chǔ)性，而對自然科學(xué)的眾多學(xué)科有著特殊的意義，也是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)，特別是尖端空間技術(shù)發(fā)展的巨大推動力。今天，研究生命的起源與演化，探求星際航行的可能性，尋求地外類地行星系統(tǒng)，已成為二十一世紀(jì)自然科學(xué)和高科技的重大領(lǐng)域。近幾年來，以國際合作形式建造并投入使用或正在研制中的一系列大型設(shè)備，如哈勃空間望遠(yuǎn)鏡，紅外、X-射線空間觀測站，新一代空間望遠(yuǎn)鏡，以及地面巨型光學(xué)、紅外望遠(yuǎn)鏡和大毫米波陣等等，都反映了當(dāng)今天文學(xué)和天體物理學(xué)的勃勃生機，廣闊的發(fā)展前景。
深邃的宇宙蘊藏著無盡的猜想和想象，讓人著迷，更讓許多物理學(xué)家為之瘋狂，研究它該是一件多么有趣的事�。�
隨著量子物理的產(chǎn)生，量子宇宙論也隨之發(fā)展起來，這個理論由霍金為解決暴漲宇宙模型所面臨的問題而提出，在他的理論中，宇宙的誕生是從一個歐氏空間向洛氏時空的量子轉(zhuǎn)變，這就實現(xiàn)了宇宙的無中生有的思想。（未完，下一頁）
|