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什麼最先在物理學中成為共識

發布時間:2022-07-24 20:25:34

⑴ 對「運動和力關系」的研究大致經歷了以下幾個階段:1、古希臘哲學家亞里士多德根據經驗和思考認為: ( )

1)對「運動和力關系」的研究大致經歷了以下幾個階段:
①古希臘哲學家亞里士多德根據經驗和思辨認為:力是維持物體運動的原因
力是維持物體運動的原因

②伽利略通過實驗說明:運動物體如果不受其他物體的作用,將會 永遠勻速運動下去
永遠勻速運動下去

③英國科學家 牛頓
牛頓
慨括了伽利略等人的研究成果,總結出著名的慣性定律.
(2)慣性定律的內容是:一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態
一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態

(3)作為經典力學的先驅,伽利略開創了實驗物理的先河.「實踐是檢驗真理的標准」最先在物理學中成為共識.

⑵ 物理學的進步對社會發展的貢獻

讀《物理學史》有感

摘要:在實施新課程和新教材過程中,又讀《物理學史》,使我們深深覺得課改必須遵循敢於質疑、勇於探究、善於思維、勤於實驗的四條原則,我們不能偏離這個方向。我們必須堅持這四條原則不動搖,如同我國正在進行的改革開放必須堅持四項基本原則一百年不動搖一樣,新課程改革不論以何種方式進行,不管如何做新的嘗試,我們都應該投以贊許的目光,但是有一點不能變,那就是敢於質疑、勇於探究、善於思維、勤於實驗的四條原則不能變,偏離了這四條原則,也就違背了物理學歷史的發展規律,必然會偏離正確的方向。這點一定要切記、切記。

關鍵詞:新課程 新教材 物理學史 四條原則

隨著教學改革的不斷深化,全面實施以培養學生的創新精神和實踐能力為重點的素質教育已成為教育界的共識。對物理學科而言,在實施新課程和新教材過程中,不斷地有許多新的觀點,好的做法出現,並且也涌現出成功的典型。但是,也有許多嘗試偏離了物理學科發展的原則,值得我們共同來關注和探討。縱觀物理學史,結合新課程改革的理念,在實施新課程和新教材的過程中,教師除了要具有扎實的專業知識和淵博的綜合性知識之外,還必須遵循以下四條原則:

一、敢於質疑

20世紀物理學革命告訴我們,科學的每一次嶄新境界的開辟,都必須要有敢地向舊理論說「不」的勇氣。愛因斯坦,玻爾用他們年輕的心,沸騰的血和活躍的頭腦,帶領海森伯等一批又一批的年輕人,勇敢地向舊理論思想挑戰。在此期間,每一個「不」字的出現都響徹雲霄,宛如春雷一般。普朗克提出能量是「不」連續的;愛因斯坦更深入地提出了輻射也是不連續的;海森伯更是提出了量子力學中最關鍵的一個關系式即「測不準關系式」;此外華裔物理學家李政道,楊振寧又向守恆說出了「不」,提出了「宇稱不守恆」。每一個「不」字都給物理學以飛躍,可見,挑戰孕育了創新,勇氣孕育了力量,信心帶來了成功。

在實施物理新課程與新教材過程中,教師要努力培養學生敢於質疑,勇於創新的科學精神。在物理課堂上,教師要鼓勵學生敢於向權威挑戰,要努力營造一個民主,平等的課堂氣氛,讓學生們用一個開放的,喜歡探究和充滿活力的頭腦去不斷提出新觀點,否定舊理論。充分發揮學生探究學習,自主學習,合作學習的能力。教師應該樹立理性的權威觀。

隨著信息時代的到來,為學生提供了廣泛攝取知識與鍛煉思維的機會。因而他們也完全可能在某方面甚至是本學科領域領先於教師。在物理教學中,學生會常跟老師談及他們從網路信息中獲取的一些知識與信息,其中可以有很多對教師來說是全新的感受。「聞道有先後,術業有專攻」,「青出於藍而勝於藍」。因此我們在教學中應永遠保持謙虛進取的態度。在教育學生的同時,也應自覺地接受學生的「教育」,並把自己置身於終身學習的狀態。因此,教師在教學中應充分表現出嚴謹務實,批判進取的科學精神,努力展示自己的教學智慧及內在的精神氣質,教師的熱情和同情心,教師善於鼓勵和想像的傾向性,為學生的發展具有極大的影響力。教師在教學中應該有強烈的好奇心和求知慾,有遠大的理想和鍥而不舍的鑽研精神,要有熱情洋溢、情緒飽滿、富於激情的想像力,並以此來樹立自己在學生心目中的崇高地位。

二、勇於爭辯

通過研究物理學史,我們不難得到這樣一個啟示:科學的每一次重大發現和突破的背後都隱藏著激烈的爭論。其中最令世人注目的是愛因斯坦和玻爾曠日持久的世界性論戰。愛因斯坦拒絕把量子力學接受為終極理論,並對以玻爾為代表的哥本哈根學派的正統解釋發動了猛烈的攻擊,這場爭論使世人明白,量子力學的理論是非局域性的理論。它涉及到類空關系,即比光速還快的信號傳播,而狹義相對論則是局域性理論。這場世界性的科學爭論,無疑對科學和哲學的發展產生了深遠的影響。此外,玻爾和海森伯的散步,普朗克和愛因斯坦的爭論都對20世紀的物理學產生了極為深遠的影響。討論並沒有完,現在在牛津和劍橋,科學怪傑霍金和彭羅斯的討論還在繼續著,物理學還將有著重大發展,因為「科學紮根於討論」。

教師在實施新課程和新教材過程中,必須轉變傳統教育中的師生觀,構建相互尊重,互相信任的,平等的,合作的新型師生觀,教師應該成為學生學習的幫助者,指導者,合作者,促進者,引導者。教師在課堂教學組織中要達到「四個允許」:錯了允許重來;不完整的允許補充;不同的意見允許爭辯;老師錯了允許提意見。教師要切實把教學活動看成一個不斷面臨新問題的過程,是一個知識不斷擴展的過程,是一個與學生不斷共同學習的過程。從而真正做到教師與學生之間相互學習,相互切磋,相互啟發,相互推動,也就是要做到教學相長。同時,教師要積極創設條件,准備一些辯題,讓學生在課堂上進行辯論。讓學生自己擺觀點,舉例子,講道理,用事實說話,從而促進學生的探究性學習,實現新課程的目標,用好新教材,培養學生勇於討論的習慣。

三、善於思維

我們讀過《物理學史》之後會發現:科學神奇之樹的每一次萌芽、成長、開花、結果都有著孕育它們的科學土壤。值得一提的是哥本哈根大學物理理論研究所。在這里既有22歲當講師、27歲當教授、31歲獲得諾貝爾獎的海森伯,有作為「上帝的鞭子」不斷地指出他人論文缺陷的泡利,有開玩笑不講分寸的朗道,還有「幾乎把畫漫畫和打油詩作為主要職業而把物理當成副業」的伽莫夫,哥本哈根大學的氛圍使人感到繁忙、激動、活潑、熱血沸騰、無拘無束、和藹可親,充滿著挑戰。他們的年輕和倔強,使他們不斷地有新的想法,新的觀點,新的思潮,新的認識如同一股股清泉湧出。在那漫長、艱辛、曲折的探求科學真理的道路上,有無數年輕人的貢獻和創舉。究其實質,人類科學的進步就是一個不斷否定舊理論和提出新觀點的過程,而他們的年輕就註定他會有一個開放,喜歡探究和充滿活力的大腦,為他們取得成功提供了條件。培養學生科學的思維顯得尤為重要。

作為一名物理教師,在實施新課程和新教材的過程中,尤其要注意培養學生科學的思維,思維是創新的靈魂。在教學中教師可以從以下方面來培養學生科學的思維。

①尋找思維的起點。就是能引起思考,推動思考不斷深入並成為解決問題突破口的信息群。學生解決問題的能力差異大多表現在尋找思維起始點的速度快慢上,教師若能幫助學生學會尋找思維起始點,學生的學習便易獲得成功。

②設立思維中間站。初中生思維能力弱,跨度小,學習過程中不會適時設立思維中間站,而對大量的信息,不會篩選、整理、剖析,抓不住有用的信息,把握不住問題的實質,這樣就出現了一知半解,隨意湊合,應付了事的情況。針對初中生的上述思維特點,在教學中要採取小步子,搭台階的辦法,在思維之間增設思維中間站,及時幫助學生排憂解難,抓住關鍵,把握重點。開始時思維站間距可短些,慢慢地擴大,漸漸加大思維跨度。當問題抽象,學生具體經驗少時;當問題涉及面廣,學生知識能力存在缺陷時;當問題內部結構復雜,學生綜合能力差時,需增設思維中間站。

③已設立的各思維中間站之間需要架設思維連接線加以聯系,使各思維中間站能順序地有效地協調運行。這種聯系方法既有點與點之間的串聯,線與線之間的交織,又有面與面之間的網路化。圍繞重點知識尋同類,舉實例,找反例,思錯例,將每一個思維中間站都納入有效的思維控制范圍內,形成有序的思維網路,使各知識點成為互相聯系的整體,從而達到提高思維效率之目的。

④變換思維審視角。用原有的思維方法不能求得問題的解決時,應及時變換思維審視角。變常規思維為突躍思維,直線思維為平面或立體思維,收斂思維為發散思維,一般思維為極端思維,正向思維為逆向思維。往往能提高思維效率。

⑤設計開放性問題。新穎的問題能引導學生從不同的方向思考問題,尋求眾多的適當答案,使學生找出以前沒想到也不敢想的各種奇妙的好方法,而且是引導學生開展實踐探究的好方法,這樣能起到事半功倍的效果。

四、勤於實驗

值得注意的是,百年諾貝爾物理學獎的重大獲獎項目中絕大多數都與物理實驗有關,純理論研究很少,就是獲獎的重大理論研究也是大量實驗事實的總結,再用數學公式簡潔表達的結果。即使是理論項目,也要在實驗證實後才獲獎。如:1927年電子衍射實驗證實了粒子的波粒二象性,提出了波粒二象性理論的德布羅意才於1929年獲獎;1957年,吳健雄實驗證實了弱電相互作用,提出宇稱不守恆的楊振寧、李政道獲諾貝爾物理學獎;1973—1978年實驗上發現中性流存在,提出弱電統一理論,預言中性流存在的、格拉肖、溫伯格、薩拉姆於1979年獲獎等。事實證明,物理學的理論大廈是由實驗支撐的,沒有實驗,物理學大廈的基礎就不牢固。

不僅僅如此,實驗是檢驗物理理論正確與否的惟一標准。是各種爭論的最公正的裁判,是修正錯誤的依據,更是發現新理論的起點。事實上,無論理論有多美好,無論它的形式有多完美,只要與實驗不符就不可能成為物理學的組成部分。這表明,最後還得實驗說了算,形式邏輯和完美的數學代替不了物理。因此,我們特別強調物理學研究要把理論基礎和實驗緊密地結合在一起,重視實驗研究,重視物理實驗室的建設,加大投入,更新實驗設備,巧妙地設計實驗方法,精心地分析實驗現象,在實驗中尋求新的突破和新的發展。對物理教師而言,我們應尤其注意實驗教學,培養學生動手能力,動腦能力,設計能力,操作能力和實踐能力。教師要在實驗中讓學生充分的交流合作,並且提出一些激發思考的問題,留給學生足夠的探索空間,引導學生看到與其論點相矛盾的觀點的事實,或者組織持不同見解的學生進行討論,自行設計實驗,驗證自己的觀點。要讓每個做實驗的同學都有自己的經驗世界,他們各自對某種問題有不同的假設和推論,通過小組交流,辯論,分工與合作等形式,促進學習者之間的溝通,而面對各種不同的觀點,實驗者要學會整理、表達自己的見解,學會聆聽,理解他人的想法,學會接納,贊賞,爭辯,互助,他們不斷對自己和別人的看法進行反思和評判。平常定期開展科技小製作,小實驗,小創新,小發明以及實驗操作活動,引導學生進行一系列實踐操作,如安裝照明電路,鑒別黃金首飾等。在物理教學中加強「STS」的研究,培養學生從生活中學物理,又把物理應用於生活的能力。真正做到「in life,by life,on life」。

在實施新課程和新教材過程中,我們可能會遇到這樣或那樣的問題,我們可能會進行這樣或那樣的改革,但是我們始終要堅持敢於質疑、勇於爭辯、善於思維、勤於實驗這四條原則不動搖,不能偏離這個方向。我們只要堅定不移地遵循這四條原則,飽含深厚的愛國熱情和強烈的民族自信心,在物理教學中時時刻刻想到,並努力做到、做好、做扎實,我們就一定能在教學中取得成功,就一定能培養出千千萬萬個牛頓和愛因斯坦,中國人獲得諾貝爾物理學獎的夢想指日可待。

⑶ 北京共識的核心內容是什麼

「北京共識」簡單地說就是如何使一個發展中國家在世界立足的三個原理:其一,把創新的價值重新定位,創新是中國經濟發展的發動機和持續進步的手段。迄今創新和技術給一些部門帶來的超快速變化足以使中國能夠解決改革所帶來的各種問題。

創新帶來的變化之快,以至於這種變化造成的問題還沒來得及出現,新的變化又產生了。用物理學術語來表達就是,用創新減少改革中的摩擦損耗。其二,由於不可能從頂端實現對動亂的控制,就需要一整套新的工具。要讓眼光超越諸如人均國內生產總值的衡量尺度。這是處理中國發展過程中出現的大量矛盾的唯一途徑。

其三,使用影響力把想要踩踏自己腳趾的霸權大國挪開,這是一種十分重要的安全理論。


北京共識

《北京共識》是美國《時代》周刊高級編輯、美國著名投資銀行高盛公司資深顧問喬舒亞·庫珀在英國倫敦外交政策中心發表了一篇調查論文,指出中國通過艱苦努力、主動創新和大膽實踐,摸索出一個適合本國國情的發展模式。他把這一模式稱為「北京共識」。

喬舒亞·庫珀·雷默指出,「北京共識」具有艱苦努力、主動創新和大膽實驗(如設立經濟特區),堅決捍衛國家主權和利益(如處理台灣問題)以及循序漸進(如「摸著石頭過河」)、積聚能量和具有不對稱力量的工具等特點。

它不僅關注經濟發展,同樣注重社會變化,也涉及政治、生活質量和全球力量平衡等諸多方面,體現了一種尋求公正與高質量增長的發展思路。

⑷ 物理學的發展史

近代意義的物理學誕生於歐洲15—17世紀。人們一般將歐洲歷史作為物理學史的社會背景。從遠古到公元5世紀屬古代史時期;5—13世紀為中世紀時期;14—16世紀為文藝復興運動時期;16—17世紀為科學革命時期,以N.哥白尼、伽利略、牛頓為代表的近代科學在此時期產生。

從此之後,科學隨各個世紀的更替而發展。近半個世紀,人們按照物理學史特點,將其發展大致分期如下:從遠古到中世紀屬古代時期。從文藝復興到19世紀,是經典物理學時期。牛頓力學在此時期發展到頂峰,其時空觀、物質觀和因果關系影響了光、聲、熱、電磁的各學科。

甚而影響到物理學以外的自然科學和社會科學。隨著20世紀的到來,量子論和相對論相繼出現;新的時空觀、概率論和不確定度關系等在宇觀和微觀領域取代牛頓力學的相關概念,人們稱此時期為近代物理學時期。

(4)什麼最先在物理學中成為共識擴展閱讀:

伽利略·伽利雷(1564~1642年)人類現代物理學的創始人,奠定了人類現代物理科學的發展基礎。1900~1926年 建立了量子力學。1926年 建立了費米狄拉克統計。1927年 建立了布洛赫波的理論。1928年 索末菲提出能帶的猜想。1929年 派爾斯提出禁帶、空穴的概念。

同年貝特提出了費米面的概念。1947年貝爾實驗室的巴丁、布拉頓和肖克萊發明了晶體管,標志著信息時代的開始。1957年 皮帕得測量了第一個費米面超晶格材料納米材料光子。1958年傑克.基爾比發明了集成電路。20世紀70年代出現了大規模集成電路。

發展前景:

應用物理學專業的畢業生主要在物理學或相關的科學技術領域中從事科研、教學、技術開發和相關的管理工作。科研工作包括物理前沿問題的研究和應用,技術開 發工作包括新特性物理應用材料如半導體等,應用儀器的研製如醫學儀器、生物儀器、科研儀器等。

應用物理專業的就業范圍涵蓋了整個物理和工程領域,融物理理 論和實踐於一體,並與多門學科相互滲透。應用物理學專業的學生如具有扎實的物理理論的功底和應用方面的經驗,能夠在很多工程技術領域成為專家。我國每年培養本科應用物理專業人才約12000人。

和該專業存在交叉的專業包括物理專業,工程物理專業,半導體和材料專業等。人才需求方面,我國對應用物理專業的人才需求仍舊是供不應求。

⑸ 人類航天航空技術的發展,得益於物理學中關於運動和力的研究 (1)對「運動和力關系」的研究大致經歷了以

(1)
①力是維持物體運動的原因
②永遠勻速運動下去
③牛頓
(2)一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。

⑹ 物理學什麼時候成為真正意義上的科學

答案:十六世紀科學革命之後
物理學物理學(英語:Physicses)是一種自然科學,主要研究的是物質,在時空中物質的運動,和所有相關概念,包括能量和作用力。更廣義地說,物理學是對於大自然的研究分析,目的是為了要明白宇宙的行為。

物理學是最古老的學術之一。在過去兩千年,物理學與哲學,化學等經常被混淆在一起,相提並論。直到十六世紀科學革命之後,才單獨成為一門現代科學。
在物理學的領域中,研究的是宇宙的基本組成要素:物質、能量、空間、時間及它們的相互作用;藉由被分析的基本定律與法則來完整了解這個系統。物理在經典時代是由與它極相像的自然哲學的研究所組成的,直到十九世紀物理才從哲學中分離出來成為一門實證科學。
物理學與其他許多自然科學息息相關,如數學、化學、生物、天文和地質等。特別是數學和化學。化學與某些物理學領域的關系深遠,如量子力學、熱力學和電磁學,而數學是物理的基本工具,也就是物理依賴著數學。
現在,物理學已成為自然科學中最基礎的學科之一。物理理論通常是以數學的形式表達出來。經過大量嚴格的實驗驗證的物理學規律被稱為物理定律。然而如同其他很多自然科學理論一樣,這些定律不能被證明,其正確性只能靠著反復的實驗和觀測來檢驗。

⑺ 愛因斯坦與玻爾的最後一場辯論所得出的成果共識是什麼

1927年,第五屆索爾維物理學會議在布魯塞爾召開,激烈的辯論很快就變成了一場愛因斯坦與玻爾之間的「決斗」。這場辯論在三年後的第六屆索爾維會議上戰火再續,玻爾獲得勝利,他所代表的哥本哈根學派因此獲得了大多數物理學家的認同,他們對量子力學的解釋也被奉為正統解釋。這次辯論就是著名的「愛因斯坦一玻爾論戰」,有人稱之為物理學史上的「巔峰對決」。

愛因斯坦和玻爾這兩位科學巨人的背後,是現代物理學的兩大基礎理論一相對論和量予力學。他們的爭論曠日持久,幾乎所有理論物理學家都被吸引並參與進來,樂此不疲。盡管兩人的科學理論和思想觀點始終沒能調和,但他們卻結下了長達數十年的友誼。玻爾高度評價他與愛因斯坦的學術之爭,認為它是自己「許多新思想產生的源泉」。愛因斯坦也稱贊說:「很少有誰像玻爾那樣,對隱秘的事物具有如此敏銳的直覺,同時又兼有如此強有力的批判能力。他是我們時代科學領域偉大的發現者之一。」

與愛因斯坦更個性化的獨自研究不同,玻爾周圍聚集著許多傑出的理論物理學家。他不但有革新的勇氣,更是一位偉大的伯樂。他為量子物理學培養和組織了一支創新發展的隊伍,人們稱之為「哥本哈根學派」。後來的諾貝爾物理學獎獲得者玻恩、海森伯、泡利以及狄拉克等都曾是其主要成員。

哥本哈根學派活動的大本營就是哥本哈根理論物理研究所。該所是玻爾在1917年申請,並於l921年正式成立的。他以著名科學家的身份為研究所作擔保,籌集了大量資金。在任所長的40年間,他以特有的人格魅力,吸引了世界各地的青年才俊,使研究所成為當時全世界最重要、最活躍的量子力學研究中心。這里先後培養了600多名物理學家。玻爾使這個科學家群體中的每個個體的力量發揮到極致,形成了以集體討論和自由探索為特徵的研究風格。他還經常在此舉辦非公開的小型年會,邀請各國著名的物理學家出席,相互學習,啟發交流。這里沒有論資排輩,只有挑戰與爭鳴,形成了富有激情和活力、不斷進取的學術精神,人們譽之為「哥本哈根精神」,這種精神至今仍在科學研究領域受到推崇。量子力學每前進一步,或多或少都與這個學派科學家的合作研究有關。可以說,玻爾領導的哥本哈根學派具備了一個科學學派應有的優秀特質。

希特勒上台後,玻爾以訪問德國為名,暗地調查德國科學家的安全情況,然後設法把可能受到迫害的猶太科學家轉移到安全地方。他還積極創立和參加丹麥救援組織,盡力幫助逃到哥本哈根的科學家與其他難民。

德國納粹控制丹麥後,玻爾起初留在國內,與抗敵組織保持密切聯系。他一貫的不合作態度,令納粹非常惱火。1943年玻爾受到納粹分子的威脅,他冒險出逃,歷盡艱險,輾轉到達美國。在美期間,為抗擊法西斯,他曾參加原子彈的研製工作。在研製過程中,他就考慮到這一研究成果對未來世界的影響,並曾多次接觸英美首腦,建議他們及早與蘇聯達成控制原子武器的協議,但沒有成功。

二戰後,玻爾積極倡導和實施國際間的科學合作。l957年,美國福特基金會將第一屆「原子為了和平」獎授予玻爾,以表彰他「在全世界迫切需要的原則上,以友好的精神進行科學探索,在和平利用原子能以滿足人類需要方面作出了榜樣」。

⑻ 物理學的初步形成到現在的近代物理經過什麼發展,各個時期的代表人物是誰

物理學概況及發展史
研究物質世界最基本的結構、最普遍的相互作用、最一般的運動規律及所使用的實驗手段和思維方法的一門學科。實驗手段和思維方法是物理學中不可或缺和極其重要的內容,後者如相對性原理、隔離體(包括系統)法、理想模型法、微擾法、量綱分析法等,在古典和現代物理學中都有重要應用。物理學一詞,源自希臘文physikos,很長時期內,它和自然哲學(naturalphilosophy)同義,探究物質世界最基本的變化規律。隨著生產的發展。社會的進步和文化知識的擴展、深化,物理學以純思辨的哲學演變到以實驗為基礎的科學。研究內容從較簡單的機械運動擴及到較復雜的光、熱、電磁等的變化,從宏觀的現象剖析深入到微觀的本質探討,從低速的較穩定的物體運動進展到高速的迅變的粒子運動。新的研究領域不斷開辟,而發展成熟的分支又往往分離出去,成為工程技術或應用物理學的一個分支,因此物理學的研究領域並非是一成不變的,研究方法不論是邏輯推理、數學分析和實驗手段,也因不斷精密化而有所創新,也難以用一個固定模式來概括。在19世紀發行的《不列顛網路全書》中,早已陸續地把力學、光學、熱學理論和電學、磁學,列為專條,而物理學這一條卻要到1971~1973年發行的第十四版上才首次出現。為了全面、系統地理解物理學整體,與其從定義來推敲,不如循歷史源流,從物理學的發生和發展的過程來探索。

發展史西方的先哲一般都認為宇宙萬物由幾個簡單的基本元素構成;千姿百態的各種運動也只是這些元素的量和質的變化。這些先進思想和他們的嚴謹的思辨方式,為後世的自然科學所繼承和發揚。但由於他們的觀察比較粗糙,又缺乏嚴格的數學論證,不免帶有不少的空想和臆測的成分。例如亞里士多德在所著的《物理學》中就認為大地或月下區域內的物體是由土、水、氣、火四元素構成,它們在宇宙中的「天然位置」是土位於最底層(即地球或宇宙中心),其上順次為水、氣、火,任一物體的運動取決於該物體中占最大數量的元素,在該元素的天然位置的上下作直線運動;月球以上的天體則由截然不同的第五元素即由純凈的以太(ether,希臘文的原意是燃燒或發光)構成的,它們的天然運動是圓周運動。前一運動是有生有滅、永遠變化的,後一運動則是無始無終、永遠不變的。這樣,天、地及其運動之間就存在不可逾越的鴻溝,這觀點對後來的科學發展起了負面作用。在中國,以物理為書名的,見之於三國、西晉時代會稽郡(今紹興)處士楊泉的《物理論》,他認為氣是「自然之體」,天是迴旋運轉的「元氣」,萬物是陰陽二氣的「陶化、播流、氣積」而成。不少中國的先哲認為氣或元氣是構成萬物的原始物質,陰陽二氣的消長是事物運動變化的原因。也有將「道」視為宇宙的本原及其普遍規律。這些和西方的觀點頗多相似之處。也都認為天、地遵循不同的運動規律,如《淮南子·天文訓》就說:「道始於虛霩,虛霩生宇宙,宇宙生氣,氣有涯垠,清陽者薄靡而為天,重濁者凝滯而為地。」清者上浮,濁者下沉,形成天地之別。

經典物理學的發展古希臘時代的阿基米德已經在流體靜力學和固體的平衡方面取得輝煌成就,但當時將這些歸入應用數學,並沒有將他的成果特別是他的精確實驗和嚴格的數學論證方法汲入物理學中。從希臘、羅馬到漫長的中世紀,自然哲學始終是亞里士多德的一統天下。到了文藝復興時期,哥白尼、布魯諾、開普勒和伽利略不顧宗教的迫害,向舊傳統挑戰,其中伽利略把物理理論和定律建立在嚴格的實驗和科學的論證上,因此被尊稱為物理學或科學之父。

伽利略的成就是多方面的,僅就力學而言,他以物體從光滑斜面下滑將在另一斜面上升到同一高度,推論出如另一斜面的傾角極小,為達到同一高度,物體將以勻速運動趨於無限遠,從而得出如無外力作用,物體將運動不息的結論。他精確地測定不同重量的物體以同一加速度沿光滑斜面下滑,並推論出物體自由下落時的加速度及其運動方程,駁倒了亞里士多德重物下落比輕物快的結論,並綜合水平方向的勻速運動和垂直地面方向的勻加速運動得出拋物線軌跡和45°的最大射程角,伽利略還分析「地常動移而人不知」,提出著名的「伽利略相對性原理」(中國的成書於1800年前的《尚書考靈曜》有類似結論)。但他對力和運動變化關系的分析仍是錯誤的。全面、正確地概括力和運動關系的是牛頓的三條運動定律,牛頓還把地面上的重力外推到月球和整個太陽系,建立了萬有引力定律。牛頓以上述的四條定律並運用他創造的「流數法」(即今微積分初步),解決了太陽系中的二體問題,推導出開普勒三定律,從理論上解決了地球上的潮汐問題。史稱牛頓是第一個綜合天上和地上的機械運動並取得偉大成就的物理學家。與此同時,幾何光學也有很大發展,在16世紀末或17世紀初,先後發明了顯微鏡和望遠鏡,開普勒、伽利略和牛頓都對望遠鏡作很大的改進。

法國在大革命的前後,人才輩出,以P.S.M.拉普拉斯為首的法國科學家(史稱拉普拉斯學派)將牛頓的力學理論發揚光大,把偏微分方程運用於天體力學,求出了太陽系內三體和多體問題的近似解,初步探討並解決了太陽系的起源和穩定性問題,使天體力學達到相當完善的境界。在牛頓和拉普拉斯的太陽系內,主宰天體運動的已經不是造物主,而是萬有引力,難怪拿破崙在聽完拉普拉斯的太陽系介紹後就問:你把上帝放在什麼地位?無神論者拉普拉斯則直率地回答:我不需要這個假設。

拉普拉斯學派還將力學規律廣泛用於剛體、流體和固體,加上W.R.哈密頓、G.G.斯托克斯等的共同努力,完善了分析力學,把經典力學推進到更高階段。該學派還將各種物理現象如熱、光、電、磁甚至化學作用都歸於粒子間的吸引和排斥,例如用光子受物質的排斥解釋反射,光微粒受物質的吸引解釋折射和衍射,用光子具有不同的外形以解釋偏振,以及用熱質粒子相互排斥來解釋熱膨脹、蒸發等等,都一度取得成功,從而使機械的唯物世界觀統治了數十年。正當這學派聲勢煊赫、如日中天時,受到英國物理學家T.楊和這個學派的後院法蘭西科學院及科學界的挑戰,J.B.V.傅里葉從熱傳導方面,T.楊、D.F.J.阿拉戈、A.-J.菲涅耳從光學方面,特別是光的波動說和粒子說(見光的二象性)的論爭在物理史上是一個重大的事件。為了駁倒微粒說,年輕的土木工程師菲涅耳在阿拉戈的支持下,製成了多種後以他的姓命名的干涉和衍射設備,並將光波的干涉性引入惠更斯的波陣面在介質中傳播的理論,形成惠更斯-菲涅耳原理,還大膽地提出光是橫波的假設,並用以研究各種光的偏振及偏振光的干涉,他創造了「菲涅耳波帶」法,完滿地說明了球面波的衍射,並假設光是以太的機械橫波解決了光在不同介質界面上反射、折射的強度和偏振問題,從而完成了經典的波動光學理論。菲涅耳還提出地球自轉使表面上的部分以太漂移的假設並給出曳引系數。也在阿拉戈的支持下,J.B.L.傅科和A.H.L.菲佐測定光速在水中確比空氣中為小,從而確定了波動說的勝利,史稱這個實驗為光的判決性實驗。此後,光的波動說及以太論統治了19世紀的後半世紀,著名物理學家如法拉第、麥克斯韋、開爾文等都對以太論堅信不疑。另一方面,利用干涉儀內干涉條紋的移動,可以精確地測定長度、速度、曲率的極微細的變化;利用棱鏡和衍射光柵產生的光譜,可以確定地上和天上的物質的成分及原子內部的變化。因此這些光學儀器已成為物理學、分析化學、物理化學和天體物理學中的重要實驗手段。

蒸汽機的發明推動了熱學的發展,18世紀60年代在J.瓦特改進蒸汽機的同時,他的摯友J.布萊克區分了溫度和熱量,建立了比熱容和潛熱概念,發展了量溫學和量熱學,所形成的熱質說和熱質守恆概念統治了80多年。在此期間,盡管發現了氣體定律,度量了不同物質的比熱容和各類潛熱,但對蒸汽機的改進幫助不大,蒸汽機始終以很低的效率運行。1755年法國科學院堅定地否決了永動機。1807年T.楊以「能」代替萊布尼茲的「活力」,1826年J.V.彭賽列創造了「功」這個詞。1798年和1799年,朗福德和H.戴維分析了摩擦生熱,向熱質說挑戰;J.P.焦耳從19世紀40年代起到1878年,花了近40年時間,用電熱和機械功等各種方法精確地測定了熱功當量;生理學家J.R.邁爾和H.von亥姆霍茲,更從機械能、電能、化學能、生物能和熱的轉換,全面地說明能量既不能產生也不會消失,確立了熱力學第一定律即能量守恆定律。在此前後,1824年,S.卡諾根據他對蒸汽機效率的調查,據熱質說推導出理想熱機效率由熱源和冷卻源的溫度確定的定律。文章發表後並未引起注意。後經R.克勞修斯和開爾文分別提出兩種表述後,才確認為熱力學第二定律。克勞修斯還引入新的態函數熵;以後,焓、亥姆霍茲函數、吉布斯函數等態函數相繼引入,開創了物理化學中的重要分支——熱化學。熱力學指明了發明新熱機、提高熱機效率等的方向,開創了熱工學;而且在物理學、化學、機械工程、化學工程、冶金學等方面也有廣泛的指向和推動作用。這些使物理化學開創人之一W.[[奧斯特瓦爾德]]曾一度否認原子和分子的存在,而宣揚「唯能論」,視能量為世界的最終存在。但另一方面,J.C.麥克斯韋的分子速度分布率(見麥克斯韋分布)和L.玻耳茲曼的[[能量均分定理]]把熱學和力學綜合起來,並將概率規律引入物理學,用以研究大量分子的運動,創建了氣體分子動力論(現稱氣體動理論),確立了氣體的壓強、內能、比熱容等的統計性質,得到了與熱力學協調一致的結論。玻耳茲曼還進一步認為熱力學第二定律是統計規律,把熵同狀態的概率聯系起來,建立了統計熱力學。任何實際物理現象都不可避免地涉及能量的轉換和熱量的傳遞,熱力學定律就成為綜合一切物理現象的基本規律。經過20世紀的物理學革命,這些定律仍然成立。而且平衡和不平衡、可逆和不可逆、有序和無序乃至漲落和混沌等概念,已經從有關的自然科學分支中移植到社會科學中。

在19世紀20年代以前,電和磁始終認為是兩種不同的物質,因此,盡管1600年W.吉伯發表《論磁性》,對磁和地磁現象有較深入的分析,1747年B.富蘭克林提出電的單流質理論,闡明了正電和負電,但電學和磁學的發展是緩慢的,1800年A.伏打發明伏打電堆,人類才有能長期供電的電源,電開始用於通信;但要使用一個電弧燈,就需聯接2千個伏打電池,所以電的應用並不普及。1920年H.C.奧斯特的電流磁效應實驗,開始了電和磁的綜合,電磁學就迅猛發展,幾個月內,通過實驗A.-M.安培建立平行電流間的安培定律,並提出磁分子學說,J.-B.畢奧和F.薩伐爾建立載流導線對磁極的作用力(後稱畢-薩-拉定律),阿拉戈發明電磁鐵並發現磁阻尼效應,這些成就奠定了電磁學的基礎。1831年M.法拉第發現電磁感應現象,磁的變化在閉合迴路中產生了電流,完成了電和磁的綜合,並使人類獲得新的電源。1867年W.von西門子發明自激發電機,又用變壓器完成長距離輸電,這些基於電磁感應的設備,改變了世界面貌,創建了新的學科——電工學和電機工程。法拉第還把場的概念引入電磁學;1864年麥克斯韋進一步把場的概念數學化,提出位移電流和有旋電場等假設,建立了麥克斯韋方程組,完善了電磁理論,並預言了存在以光速傳播的電磁波。但他的成就並沒有即時被理解,直到H.R.赫茲完成這組方程的微分形式,並用實驗證明麥克斯韋預言的電磁波,具有光波的傳播速度和反射、折射干涉、衍射、偏振等一切性質,從而完成了電磁學和光學的綜合,並使人類掌握了最快速的傳遞各種信息的工具,開創了電子學這門新學科。

直到19世紀後半葉,電荷的本質是什麼,仍沒有搞清楚,盛極一時的以太論,認為電荷不過是以太海洋中的渦元。H.A.洛倫茲首先把光的電磁理論與物質的分子論結合起來,認為分子是帶電的諧振子,1892年起,他陸續發表「電子論」的文章,認為1859年J.普呂克爾發現的陰極射線就是電子束;1895年提出洛倫茲力公式,它和麥克斯韋方程相結合,構成了經典電動力學的基礎;並用電子論解釋了正常色散、反常色散(見光的色散)和塞曼效應。1897年J.J.湯姆孫對不同稀薄氣體、不同材料電極製成的陰極射線管施加電場和磁場,精確測定構成陰極射線的粒子有同一的荷質比,為電子論提供了確切的實驗根據。電子就成了最先發現的亞原子粒子。1895年W.K.倫琴發現X射線,延伸了電磁波譜,它對物質的強穿透力,使它很快就成為診斷疾病和發現金屬內部缺陷的工具。1896年A.-H.貝可勒爾發現鈾的放射性,1898年居里夫婦發現了放射性更強的新元素——釙和鐳,但這些發現一時尚未引起物理學界的廣泛注意。

20世紀的物理學到19世紀末期,經典物理學已經發展到很完滿的階段,許多物理學家認為物理學已接近盡頭,以後的工作只是增加有效數字的位數。開爾文在19世紀最後一個除夕夜的新年祝詞中說:「物理大廈已經落成,……動力理論確定了熱和光是運動的兩種方式,現在它的美麗而晴朗的天空出現兩朵烏雲,一朵出現在光的波動理論,另一朵出現在麥克斯韋和玻耳茲曼的能量均分理論。」前者指的是以太漂移和邁克耳孫-莫雷測量地球對(絕對靜止的)以太速度的實驗,後者指用能量均分原理不能解釋黑體輻射譜和低溫下固體的比熱。恰恰是這兩個基本問題和開爾文所忽略的放射性,孕育了20世紀的物理學革命。

1905年A.愛因斯坦為了解決電動力學應用於動體的不對稱(後稱為電動力學與伽利略相對性原理的不協調),創建了狹義相對論,即適用於一切慣性參考系的相對論。他從真空光速不變性出發,即在一切慣性系中,運動光源所射出的光的速度都是同一值,推出了同時的相對性和動系中尺縮、鍾慢的結論,完滿地解釋了洛倫茲為說明邁克耳孫-莫雷實驗提出的洛倫茲變換公式,從而完成了力學和電動力學的綜合。另一方面,狹義相對論還否定了絕對的空間和時間,把時間和空間結合起來,提出統一的相對的時空觀構成了四度時空;並徹底否定以太的存在,從根本上動搖了經典力學和經典電磁學的哲學基礎,而把伽利略的相對性原理提高到新的階段,適用於一切動體的力學和電磁學現象。但在動體或動系的速度遠小於光速時,相對論力學就和經典力學相一致了。經典力學中的質量、能量和動量在相對論中也有新的定義,所導出的質能關系為核能的釋放和利用提供了理論准備。1915年,愛因斯坦又創建廣義相對論,把相對論推廣到非慣性系,認為引力場同具有相當加速度的非慣性系在物理上是完全等價的,而且在引力場中時空是彎曲的,其曲率取決於引力場的強度,革新了宇宙空間都是平直的歐幾里得空間的舊概念。但對於范圍和強度都不很大的引力場如地球引力場,可以完全不考慮空間的曲率,而對引力場較強的空間如太陽等恆星的周圍和范圍很大的空間如整個可觀測的宇宙空間,就必須考慮空間曲率。因此廣義相對論解釋了用牛頓引力理論不能解釋的一些天文現象,如水星近日點反常進動、光線的引力偏析等。以廣義相對論為基礎的宇宙學已成為天文學的發展最快的一個分支。

另一方面,1900年M.普朗克提出了符合全波長范圍的黑體輻射公式,並用能量量子化假設從理論上導出,首次提出物理量的不連續性。1905年愛因斯坦發表光量子假設,以光的波粒二象性,解釋了光電效應;1906年又發表固體熱容的量子理論;1913年N.玻爾(見玻爾父子)發表玻爾氫原子理論,用量子概念准確地地計算出氫原子光譜的巴耳末公式,並預言氫原子存在其他線光譜,後獲證實。1918年玻爾又提出對應原理,建立了經典理論通向量子理論的橋梁;1924年L.V.德布羅意提出微觀粒子具有波粒二象性的假設,預言電子束的衍射作用;1925年W.泡利發表泡利不相容原理,W.K.海森伯在M.玻恩和數學家E.P.約旦的幫助下創立矩陣力學,P.A.M.狄拉克提出非對易代數理論;1926年E.薛定諤根據波粒二象性發表波動力學的一系列論文,建立了波函數,並證明波動力學和矩陣力學是等價的,遂即統稱為量子力學。同年6月玻恩提出了波函數的統計解釋,表明單個粒子所遵循的是統計性規律而非經典的確定性規律;1927年海森伯發表不確定性關系;1928年發表相對論電子波動方程,奠定了相對論性量子理論的基礎。由於一切微觀粒子的運動都遵循量子力學規律,因此它成了研究粒子物理學、原子核物理學、原子物理學、分子物理學和固體物理學的理論基礎,也是研究分子結構的重要手段,從而發展了量子化學這個化學新分支。

差不多同時,研究由大量粒子組成的粒子系統的量子統計法也發展起來了,包括1924年建立的玻色-愛因斯坦分布和1926年建立的費米-狄拉克分布,它們分別適應於自旋為整數和半整數的粒子系統。稍後,量子場論也逐漸發展起來了。1927年,狄拉克首先提出將電磁場作為一個具有無窮維自由度的系統進行量子化的方案,以處理原子中光的自發輻射和吸收問題。1929年海森伯和泡利建立了量子場論的普遍形式,奠定了量子電動力學的基礎。通過重正化解決了發散困難,並計算各階的輻射修正,所得的電子磁矩數值與實驗值只相差2.5×10-10,其准確度在物理學中是空前的。量子場論還正向統一場論的方向發展,即把電磁相互作用、弱相互作用、強相互作用和引力相互作用統一在一個規范理論中,已取得若干成就的有電弱統一理論、量子色動力學和大統一理論等。

物理學實驗與理論相互推進,並廣泛應用於各部門,成為技術革命的重要動力,也是20世紀物理學的一個顯著特徵。其中開展得最迅速的領域則是原子核物理學和粒子物理學。1905年E.盧瑟福等發表元素的嬗變理論說明放射性元素因放射a和β粒子轉變為另一元素,打破元素萬古不變的舊觀念;1911年盧瑟福又利用a粒子的大角度散射,確立了原子核的概念;1919年,盧瑟福用a粒子實現人工核反應。鑒於天然核反應不受外界條件的控制,當時人工核反應所消耗的能量又遠大於所獲得的核能,因此盧瑟福曾斷言核能的利用是不可能的。1932年2月,J.查德威克在約里奧·居里夫婦(1932年1月)和W.博特的實驗基礎上發現了中子,既解決構成原子核的一個基本粒子(和質子並稱為核子),又因它對原子核只有引力而無庫侖斥力,中子特別是慢中子成為誘發核反應、產生人工放射性核素的重要工具。1938年發現核裂變反應,1942年建成第一座裂變反應堆,完成裂變鏈式反應,1945年爆炸了第一顆原子彈,1954年建成了第一個原子能發電站,至今核裂變能已成為重要的能源。物理學家還從核聚變方向探索新能源:1938年H.A.貝特提出碳氮循環假說以氫聚變解釋太陽的能源,成為分析太陽內部結構和恆星演化的重要理論依據;1952年爆炸了第一顆氫彈。許多國家都在慣性約束聚變和磁約束聚變等不同方面,探索自控核聚變反應,以解決日趨匱乏的能源問題。

對基本粒子的研究,最初是和研究原子和原子核結構在一起的,先後發現了電子、質子和中子。1931年泡利為了解釋β衰變的能量守恆,提出中微子假設,於1956年證實。1932年C.D.安德森發現第一個反粒子即正電子,證實了狄拉克於1928年作出的一切粒子都存在反粒子的預言。在研究核內部結構時,發現核子間普遍存在強相互作用,以克服質子間的電磁相互作用,還了解核內存在數值比電磁作用小的弱相互作用,它是引起β衰變的主要作用。1934年湯川秀樹用介子交換的假設解釋強相互作用,但當時所用的粒子加速器的能量不足以產生介子,因此要在宇宙射線中尋找。1937年C.D.安德森在宇宙線內果然找到了一種質量介乎電子和質子間的粒子(後稱μ子),一度被認為介子,但以後發現它並無強作用。1947年C.F.鮑威爾在高山頂上利用核乳膠發現π介子。從50年代起,各國都把高頻、微波和自動控制技術引入加速器,製成大型高能加速器及對撞機等,成為粒子物理學的主要實驗手段,發現了幾百種粒子:將參與電磁、強、弱相互作用的粒子稱為強子,如核子、介子和質量超過核子的重子;只參與電磁和弱相互作用的粒子如電子、μ子、τ子稱輕子,並開始按對稱性分類。1955年發現當時稱為θ介子和τ介子的兩種粒子,它們的質量、壽命相同應屬一種粒子,但在弱相互作用下卻有兩種不同衰變方式,一種衰變成偶宇稱,一種為奇宇稱,究竟是一種或兩種粒子,被稱為θ-τ之謎。李政道和楊振寧仔細檢查了以往的弱作用實驗,確認這些實驗並未證實弱作用中宇稱守恆,從而以弱作用中宇稱不守恆,確定θ和τ是一種粒子,合稱K粒子。這是首次發現的對稱性破缺。對粒子間相互作用的研究還促進了量子電動力學的發展。60年代中期起,進一步研究強子結構,提出帶色的誇克假設,並用對稱性及其破缺來分析誇克和粒子的各種性質及各種相互作用;建立了電弱統一理論和量子色動力學,並正在探索將電磁、弱、強三種相互作用統一起來的大統一理論。

此外,基於19世紀末熱電子發射現象,1906年發明了具有放大作用的三極電子管,各種電子管紛紛出現,並和基於陰極射線的攝像管相結合,使電子工業,電子技術和電子學都迅速發展。1912年M.von勞厄發現X射線通過晶體時的衍射現象,後布拉格父子發展了研究固體的X射線衍射技術,在發現電子和離子的衍射現象後,鑒於它們的波長可以較X射線更短,發展了各種電子顯微鏡,其中掃描透射電鏡的分辨本領達到3,可以觀察到輕元素支持膜上的重原子,這些都成為研究固體結構及其表面狀態的重要實驗工具。在引入量子理論後固體物理學及所屬的表面物理學迅速開展起來了。在固體的能帶理論指導下,對半導體的研究取得很大成功,1947年製成了具有放大作用的晶體三極體,以後又發明其他類型晶體管和集成電路等半導體器件,使電子設備小型化,促進了電子計算機的發展,並開創了半導體物理學新學科。此外,以愛因斯坦的受激輻射理論為基礎,發展了激光技術,由於激光的高定向性、高單色性、高相乾性和高亮度,得到了廣泛的應用;在低溫物理學方面,H.卡默林-昂內斯於1906和1908年相繼液化了氫氣和氦氣,1911年發現金屬在溫度4K左右時的超導電性,以後超導物質有所增加,超導溫度也漸提高。現已證實,超導轉變溫度可提高到100餘開,並已開始應用於超導加速器等。

學科特點物理學是實驗科學,「實踐是真理的唯一標准」,物理學也同樣遵循這一標准。一切假說都必須以實驗為基礎,必須經受住實驗的驗證。但物理學也是思辨性很強的科學,從誕生之日起就和哲學建立了不解之緣。無論是伽利略的相對性原理、牛頓運動定律、動量和能量守恆定律、麥克斯韋方程乃至相對論、量子力學,無不帶有強烈的、科學的思辨性。有些科學家例如在19世紀中主編《物理學與化學》雜志的J.C.波根多夫曾經想把思辨性逐出物理學,先後兩次以具有思辨性內容為由,拒絕刊登邁爾和亥姆霍茲的論能量守恆的文章,終為後世所詬病。要發現隱藏在實驗事實後面的規律,需要深刻的洞察力和豐富的想像力。多少物理學家關注θ-τ之謎,唯有華裔美國物理學家李政道和楊振寧,經過縝密的思辨,檢查大量文獻,發現謎後隱藏著未經實驗鑒定的弱相互作用的宇稱守恆的假設。而從物理學發展史來看,每一次大綜合都促使物理學本身和有關學科的很大發展,而每一次綜合既以建立在大量精確的觀察、實驗事實為基礎,也有深刻的思辨內容。因此一般的物理工作者和物理教師,為了更好地應用和傳授物理知識,也應從物理學的整個體系出發,理解其中的重要概念和規律。

應用物理學是廣泛應用於生產各部門的一門科學,有人曾經說過,優秀的工程師應是一位好物理學家。物理學某些方面的發展,確實是由生產和生活的需要推動的。在前幾個世紀中,卡諾因提高蒸汽機的效率而發現熱力學第二定律,阿貝為了改進顯微鏡而建立光學系統理論,開爾文為了更有效地使用大西洋電纜發明了許多靈敏電學儀器;在20世紀內,核物理學、電子學和半導體物理、等離子體物理乃至超聲學、水聲學、建築聲學、雜訊研究等的迅速發展,顯然和生產、生活的需要有關。因此,大力開展應用物理學的研究是十分必要的。另一方面,許多推動社會進步,大大促進生產的物理學成就卻肇始於基本理論的探求,例如:法拉第從電的磁效應得到啟發而研究磁的電效應,促進電的時代的誕生;麥克斯韋為了完善電磁場理論,預言了電磁波,帶來了電子學世紀;X射線、放射性乃至電子、中子的發現,都來自對物質的基本結構的研究。從重視知識、重視人才考慮,尤應注重基礎理論的研究。因此為使科學技術達到世界前列,基礎理論研究是絕不能忽視的。

展望21世紀的前夕,科學家將從本學科出發考慮百年前景。物理學是否將如前兩三個世紀那樣,處於領先地位,會有一番爭議,但不會再有一位科學家像開爾文那樣,斷言物理學已接近發展的終端了。能源和礦藏的日漸匱乏,環境的日漸惡化,向物理學提出解決新能源、新的材料加工、新的測試手段的物理原理和技術。對粒子的深層次探索,解決物質的最基本的結構和相互作用,將為人類提供新的認識和改造世界的手段,這需要有新的粒子加速原理,更高能量的加速器和更靈敏、更可靠的探測器。實現受控熱核聚變,需要綜合等離子體物理、激光物理、超導物理、表面物理、中子物理等方面知識,以解決有關的一系列理論技術問題。總之,隨著新的技術革命的深入發展,物理學也將無限延伸。

⑼ 物理學發展經歷的三個重要時期是什麼

古代:就是古希臘及其他地域物理學家的學說,如亞里士多德,托勒密;

近代:由伽利略牛頓等代表發展有實證的物理學;

現代:以愛因斯坦普朗克及龐加萊為代表的現代物理學。

物理學分類:

1、牛頓力學(Newton mechanics)與分析力學(analytical mechanics)研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律。

2、電磁學(electromagnetism)與電動力學(electrodynamics)研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律。

3、熱力學(thermodynamics)與統計力學(statistical mechanics)研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現。

4、狹義相對論(special relativity)研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律。

5、廣義相對論(general relativity)研究在大質量物體附近,物體在強引力場下的動力學行為。

6、量子力學(quantum mechanics)研究微觀物質運動現象以及基本運動規律。

(9)什麼最先在物理學中成為共識擴展閱讀:

物理學是對自然界概括規律性的總結,是概括經驗科學性的理論認識。

六大性質:

1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。

2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。

麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。

3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。

4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。

5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。

6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。

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