❶ 现代物理学与航天科技之间的联系
紧密相连,航天科技关联着物理,比如说材料物理
❷ 你如何看待现代物理学的发展是否已经到了瓶颈呢
物理学,不是你想突破,想突破就能突破的。很多人感觉现代物理学似乎触摸到了天花板,发展举步维艰,但也仅仅是感觉而已,有这种感觉的人又有多少是物理学的专业人士呢?即使不是专业人士,对物理学又了解多少呢?
最后一点,或许是因为我们生活在这个时代,并不能明显感觉到物理学的发展,只因“我们身在此山中”。如今科学领域的人工智能,量子通信,生物科学等领域都有了很大发展,但更多的仍旧停留在基础层面而没有广泛地得到商业应用。
❸ 现代物理学已经发展到瓶颈了吗人类科技真被“智子锁死”
回首过往,在20世纪初,量子力学和相对论的出现刷新了人们的世界观,让人类对时间、空间和物质的关系有了全新的认识,使人类的科技飞速发展。21世纪初,物理学却没有什么爆炸性的发现,准确来说是在基础领域没有较大的发现。难道物理学的发展遇到瓶颈了吗?莫非真的像科幻小说《三体》中描述的那样,人类的科学发展已经被高等级文明锁死。
其实物理学在最近100年里不仅没有止步不前,而且比历史上其他时期的发展快得多。20世纪初,那是一个人才辈出的时代,现代物理学的许多重大发现都诞生于那个时期。从20世纪开始,人类文明就进入了飞速发展的时期。
下图为1927年第五届索尔维会议参会科学家的合影,那个时期世界上最杰出的物理学家基本上都出现在了这张照片上。
此外,还有许许多多的问题,等待我们探索。诸如:物质是否无限可分,黑洞的内部情况,正反物质的对称性破缺,多重宇宙和额外维度是否存在等等……
目前理论物理学发展的很迅速,可是现有观测能力远远不能验证当前的许多理论。无论是弦理论,还是关于黑洞的霍金辐射,都只能停留在理论层面上,还不能证实。正如前面所说,阻碍物理学发展的主要是人类的观测能力。
不过,物理学的发展并没有遇到难以逾越的瓶颈,并没有走进死胡同,待时机成熟,将会产生新一轮物理学革命,到时候又会产生新的难题。宇宙中是否存在更高等级的文明,还尚未可知。至于“智子锁死”这种低等级文明被高等级文明限制发展的想法,是未被证实的幻想。
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❹ 现代物理学已经发展到瓶颈了吗还会有何突破
回首过往,在20世纪初,量子力学和相对论的出现刷新了人们的世界观,让人类对时间、空间和物质的关系有了全新的认识,使人类的科技飞速发展。21世纪初,物理学却没有什么爆炸性的发现,准确来说是在基础领域没有较大的发现。难道物理学的发展遇到瓶颈了吗?莫非真的像科幻小说《三体》中描述的那样,人类的科学发展已经被高等级文明锁死。
上图为亚里士多德的雕像。
中世纪,科学一直停滞不前,大约持续了1400年左右。渡过了漫长而黑暗的中世纪,时间到了16世纪,文艺复兴为近代科学萌芽奠定基础,先有哥白尼提出日心说,后有伽利略开物理实验的先河,物理学和近代科学正式建立。
❺ 现代物理学的前景和现状如何
这个问题太大了。物理学分支极其庞杂,要统一论述很难。大体上物理分为基础物理跟应用物理。先说基础物理,比如人类追求理解最小的结构,最基本的相互作用,甚至设想能有最终的理论能概括这一且。从爱因斯坦开始,人类就热衷于统一已知的相互作用(引力,弱相互作用,电磁相互作用,强相互作用),60年了取得了很大成果(60年代末弱电统一理论,统一了弱相互作用跟电磁作用),但是人们清醒的发现,要统一所有的相互作用,还有很长很长的路要走。人类的下一个目标应该是统一弱电跟强相互作用,这个统一的能标就要比目前的实验能达到的能量要高出很多。至于引力,现在更是空中楼阁,它无法用量子场描述,虽然超弦理论是个有希望的候选理论,但是要验证这个理论,目前看不到任何可能性(需要比现在能建造的最强大的对撞机能量高一亿亿倍的能标下才能验证)。目前粒子物理前沿依然很热,也许是因为刚刚运行不久的大型强子对撞击带来发现新的规律的希望。然而我个人对此持比较悲观的态度:很可能跟过去30年间一样,没有太激动人心的发现。但事实会是什么样,现在谁知道呢?应用物理的通过几十年的发展,取得极大的成就,人类已经可以操控利用原子层面的结构了:我们天天用的磁盘,上面每个磁筹都只有几十个纳米量级,我们的微处理器也是能做到几十个纳米的工艺。但是按人类目前应用的技术所依靠的理论,如果人类没有一次技术的革命,很难突破纳米的瓶颈。人类的能源问题未来将日趋严重,这个问题的解决也许也依赖于物理学技术的革命(比如掌握可控核聚变)。所以这样看来,某种程度上看,现在物理学状况有点类似20世纪初:看起来什么地方都期待一场大变革,只是现在的问题远比那时候困难。更可悲的是,人类的智力水平也许是有上限的,也许真理就摆在人类面前,但是也许已经超出人类认知能到达的水平。以前人们能作出大的发现,因为他们要理解他们当时的前沿并不需要花现在人那么大力气。当人类的知识积累到即便让绝顶聪明的人也要皓首穷经才能弄明白的地步,谁还能指望谁在上面填砖加瓦呢?
❻ 简介现代物理学的盲区
1) 对相对论的审思
当年爱因斯坦就是从关于光速和关于时间要领的思考开始,创立了狭义相对论[1]。我们今天探寻现代物理学革命的突破口,也应该从重新审思时空的概念入手。 爱因劳动保护坦创立狭义相对论是从讲座惯性系中不同地点的两个“事件”的同时性开始的[4],他规定用光信号校正不同地点的两个时钟来定义“同时”,这样就很自然地导出了洛仑兹变换,进一步导致一个四维时空(x,y,z,ict)(c是光速)。为什么爱因劳动保护担提出用光信号来校正时钟,而不用别的信号呢?在他的论文中没有说明这个问题,其实这是有深刻含意的。
时间、空间是物质运动的表现形式,不能脱离物理质运动谈论时间、空间,在定义时空时应该说明是关于什么运动的时空。现代物理学认为超距作用是不存在的,A处发生的“事件”影响B处的“事件”必须通过一定的场传递过去,传递需要一定的时间,时间、空间的定义与这个传递速度是密切相关的。如果这种场是电磁场,则电磁相互作用传递的速度就是光速。因此,爱因斯坦定义的时空实际上是关于由电磁相互作用引起的物质运动的时空,适用于描述这种运动。
爱因斯坦把他定义的时间应用于所有的 物质运动,实际上就暗含了这样的假设:引力相互作用的传递速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速传递的呢?令引力相互作用的传递速度为c’。至今为止,并无实验事实证明c’等于c。爱因斯坦因他的“物质世界统一性”的世界观而在实际上假定了c=c’。我持有“物质世界既统一,又多样化的”以观点,再加之电磁力和引力的强度在数量级上相差太多,因此我相相信c’可能不等于c。工样,关于由电磁力引起的物质运动的四维时空(x,y,z,ict)和关于由引力引起的运动的时空(x’,y’,z’,ic’t’)是不同的。如果研究的问题只涉及一种相互作用,则按照现在的理论建立起来的运动方程的形式不变。例如,爱因斯坦引力场方程的形式不变,只需把常数c改为c’。如果研究的问题涉及两种相互作用,则需要建立新的理论。不过,首要的事情是由实验事实来判断c’和c是否相等;如果不相等,需要导出c’的数值。
我在二十多年前开始形成上述观点,当时测量引力波是众所瞩目的一个热点,我曾对那些实验寄予厚望,希望能从实验结果推算出c’是否等于c。令人遗憾的是,经过长斯的努力引引力波实验没有获得肯定的结果,随后这项工作冷下去了。根据爱国斯坦理论预言的引力波是微弱的,如果在现代实验技术能够达到的测量灵敏度和准确度之下,这样弱的引力波应该能够探测到的话,长期的实验得不到肯定的结果似乎暗示了害因斯坦理论的缺点。应该从c’可能不等于c这个角度来考虑问题,如果c’和c有较大的差异,则可能导出引力波的强度比根据爱因劳动保护坦理论预言的强度弱得多的结果。
弱力、强力与引力、电磁力有本质的不同,前两者是短程力,后两者是长程力。不同的相互作用是通过传递不同的媒介粒子而实现的。引力相互作用的传递者是引力子;电磁相互作用的传递者是光子;弱相互 作用的传递者是规范粒子(光子除外);强相互作 用的传递者是介子。引力子和光子的静质量为零,按照爱因斯坦的理论,引力相互作用和电磁相互作用的传递速度都是光速。并且与传递粒子的静质量和能量有关,因而其传递速度是多种多样的。
在研究由弱或强相互作用引起的物质运动时,定义惯性系中不同的地点的两个“事件”的“同时”,是否应该用弱力或强力信号取代光信号呢?我对核物理学和粒子物理学是外行,不想贸然回答这个问题。如果应该用弱力或强力信号取代光信号,那么关于由弱力或强力引起的物质运动的时空和关于由电磁力引起的运动的时空(x,y,z,ict)及关于由引力引起的运动的时空(x’,y’,z’,ic’t’)
有很大的不同。设弱或强相互作用的传递速度为c’’,c’’不是常数,而是可变的,则关于由弱或强力引起的运动的时空为(x’’,y’’,z’’,Ic’’t’’),时间 t’’和空间(x’’,y’’,z’’)将是c’的函数。然而,很可能应该这样来考虑问题:关于由弱力引起的运动的时空,在定义中应该以规范粒子的静质量取作零时的速度c1取代光速c。由于“电弱理论”把弱力和电磁力统一起来了,因此有可能c1=c,则关于由弱力引起的运动的时空和关于由电磁力引起的运动的时空是相同的,同为(x,y,z,ict)。关于由强力引起的运动的时空,在定义中应该以介子的静质量取作零(在理论上取作零,在实际上没有静质量为零的介子)时的速度c’’取代光速 c,c’’可能不等于c。则关于由强力引起的运动的时空(x’’,y’’,z’’,Ic’’t’’)不同于(x,y,z,ict)或(x’,y’,z’,ic’t’)。无论上述两种考虑中哪一种是对的,整个物质世界的时空将是高于四维的多维时空。对于由短程力(或只是强力)引起的物质运动,如果时空有了新的一义,就需要建立新的理论,也就是说需要建立新的量子场论、新的核物理学和新的粒子物理学等。如果研究的问题既清及长程力,又涉及短程力(尤其是强力),则更需要建立新的理论。
1)对量子力学的审思
从量子力学发展到量子场论的时候,遇到了“发散困难”[6]。1946——1949年间,日本的朝永振一郎、美国的费曼和施温格提出“重整化”方法,克服了“发散困难”。但是“重整化”理论仍然存在着逻辑上的缺陷,并没有彻底克服这一困难。“发散困难”的一个基本原因是粒子的“固有”能量(静止能量)与运动能量、相互作用能量合在一起计算[6],这与德布罗意波在υ=0时的异性。
现在我陷入一个两难的处境:如果采用传统的德布罗意关系,就只得接受不合理的德布罗意波奇异性;如果采纳修正的德布罗意关系,就必须面对使新的理论满足相对论协变性的难题。是否有解决问题的其他途径呢?我认为这个问题或许还与时间、空间的定义有关。现在的量子力学理论中时宽人的定义实质上依然是决定论的定义,而不确定原理是微观世界的一条基本规律,所以时间、空间都不是严格确定的,决定论的时空要领不再适用。在时间或空间的间隔非常小的时候,描写事情顺序的“前”、“后”概念将失去意义。此外,在重新定义时空时还应考虑相关的物质运动的类别。模糊数学已经发展得相当成熟了,把这个数学工具用到微观世界时空的定义中去可能是很值得一试的。
1)在二十一世纪物理学将在三个方向上继续向前发展(1)在微观方向上深入 下去;(2)在宏观方向上拓展开去;(3)深入探索各层次间的联系,进一步发展非线性科学。
2) 可能应该从两方面去控寻现代物理学革命的突破口。(1)发现客观世界中已知的四种力以外的其他力;(2)通过审思相对论和量子力学的理论基础,重新定义时间、空间,建立新的理论
3)由于现代物理学尚未发生“危机”,因此目前发生现代物理学革命的条件也许还不成熟,物理学的发展和物理学革命都有赖于在物理实验和对客观物质世界的观测中获得新的结果,实验和观测是发展物理学的量重要手段,这是我们要关注的首要问题。然而,科学的发展和物理学的发展有本身的逻辑,符合客观规律的、有真知灼见的思维也是一个关键。
❼ 物理学领域还存在哪些问题
人类科学珠峰莫过于对物理大统一理论的寻找,可以说我们今天做到了。所以我们有足够的理由相信我们民族的创造力。
❽ 现代物理学的现状及前景
如果说现状,那么有三大事实:第一,在一个目前最有力的理论框架下,标准模型已经建立。只剩下希格斯玻色子和引力子还未找到,但至少量子场论加上标准模型已是当今最完整最禁得住考验的理论支柱。第二,最有希望发展为终极理论的超弦理论和M理论在西方发展势头最强,尽管它们看似美妙但实际上困难重重,离所谓的终极理论还有不可预想的距离。第三,实验技术方面也难有大的突破,即便提出了更强更基本的理论,也很难在现有的技术条件下获得验证,除非实验判定理论的观念不在被坚持。再说前景。还有很多触及最基本问题的为什么,如今任然无法解答,不是说现有的理论不对,而是它们并不是最根本的,走向最终的方向并不很明朗,没人敢肯定的说M或超弦或扭量理论其中的那个就一定会走到底。现如今很可能需要一个摆脱已有理论和思维框架的新理论,就像当初提出量子化一样,打开一个新局面。这是理论上的需求。但事实上,如今和将来奔向理论的人都越来越少而选择应用的人却越来越多,在中国尤其显着。换句话说,前景取决于学术界共同意识形态的大方向,而很难再由个别出色的人所创造。
❾ 为什么我觉得现代物理学已经数十年没有进步了
其实不得不说的是,现在有些科学家认为现代物理学大厦已经建成,所以正是因为如此,现代物理学只是添砖加瓦,所以并没有太大的进步,而且如果想让物理学有明显的进步,那么就需要打开新的领域大门,所以对我们来说仍是需要不断的进步完善了解,所以在短时间内没有大的领域有所发展也是可以理解的,总的来说要从以下几个方面出发来思考问题。
其实不得不说是现代物理学之所以没有明显的进步,也是因为现代物理学已经到了发展的瓶颈期,所以认为因为如此很难有,新的发现和发展,所以对我们来说现在物理学大厦已经建成,很难再有新的领域,打开新世纪。
其实对我们来说之所以现代物理学没有很大的发展,也是因为现在的物理学已经趋向于停滞的状态,进入了瓶颈期,所以很难有新的突破,而且人们的认知事物也是存在一定的局限性,所以正因如此必须尝试从新事物中不断的探索打开新世纪的大门。