物理学革命有哪些成就

A. 近代物理学中有哪些主要成就

一、物理学在近代取得那些突出的成就
（1）经典力学体系的建立。英国科学家牛顿系统地阐述了运动三大定律--惯性定律、加速度定律、作用和反作用定律，开创了经典力学体系。同时。他还发现了万有引力定律。牛顿力学体系正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律，实现了自然科学的第一次理论性的大综合，这是人类对自然界认识的一个飞跃。牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志。
（2）量子理论和量子力学的建立：德国科学家普朗克在物理学中引入量子形成量子理论。在量子理论的基础上展导致量子力学的建立。量子理论使人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使整个物理学和自然科学的观念发生重大变化。
（3）相对论的产生。美籍德国物理学家爱因斯坦1905年建立了狭义相对论，从而揭示了时间、空间、质量同运动的内在联系。
1916年，爱因斯坦又建立了广义相对论，进一步揭示了时空结构，指出了物质间所存在的万有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀而引起的。相对论同量子理论一起构成了现代物理学的基本理论框架。
二、20世纪物理学的主要成就：
●1900-1926年
建立了量子力学。
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1926年
建立了费米狄拉克统计。
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1927年
建立了布洛赫波的理论。
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1928年
索末菲提出能带的猜想。
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1929年
派尔斯提出禁带、空穴的概念，同年贝特提出了费米面的概念。
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1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱发明了晶体管，标志着信息时代的开始。
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1957年
皮帕得测量了第一个费米面超晶格材料纳米材料光子。
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1958年杰克.基尔比发明了集成电路。
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20世纪70年代出现了大规模集成电路。

B. 二十世纪以来物理学取得了哪些成就

1. 普朗克（德国）发现普朗克辐射定律，并在论证过程中提出能量子概念和常数h（后称为普朗克常数），成为此后微观物理学中最基本的概念和极为重要的普适常量，成为量子论诞生和新物理学革命宣告开始的伟大时刻。
   

2. 爱因斯坦（德）提出光子假设，成功解释了光电效应，确定了光子的存在。

3. 康普顿（美）进一步证实了爱因斯坦的光子理论，揭示出光的二象性。（康普顿-吴有训效应）

4. 玻尔（丹麦）通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱；提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，他创立了哥本哈根学派，对二十世纪物理学的发展有深远的影响。
   

5. 爱因斯坦1905年创立狭义相对论，1915年创立广义相对论。爱因斯坦的工作为核能开发奠定了理论基础，改变了人类的时空观。

6. 海森堡（德）得益于爱因斯坦的相对论思路而于1925年创立起了矩阵力学，并提出不确定性原理及矩阵理论。

7. 玻恩（德）对波函数做出统计学诠释。

8. 埃伦费斯特（荷兰）--研究普朗克辐射定律的统计力学基础。埃伦费斯特的浸渐原理是经典物理和量子物理之间的一座桥梁。

9. 德布罗意（法国）--提出物质波概念。

10. 薛定谔（奥地利）建立量子力学中描述微观粒子在运动速率远小于光速时的运动状态的基本定律，后人称之为薛定谔方程。

11. 狄拉克（英）给出描述费米子的物理行为的狄拉克方程，并且预测了反物质的存在。

12. 朗之万（法）对顺磁性及抗磁性的研究。他提出用现代的原子中的电子电荷去解释顺磁性和抗磁性。1905年他提出关于磁性的理论，用基元磁体的概念对物质的顺磁性及抗磁性作了经典的说明。

13. 泡利（奥地利）提出泡利不相容原理，预言中微子的存在。

14. 科恩和霍恩伯格（美）提出密度泛函理论的基础。

15. 费曼（美）的路径积分。费曼提出了费曼图、费曼规则和重正化计算方法，这成为了研究量子电动力学和粒子物理学不可缺少的工具。

16. 朗道（苏联）提出的密度矩阵，相变理论，铁磁畴理论，液氦II的超流理论，费米液体理论等。
    

17. 萨拉姆和温伯格（美）等提出的描述强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子的理论(标准模型理论)。
    

18. 杨振宁（中）和R.L.米尔斯（美）合作提出非阿贝尔规范场理论；他在粒子物理和统计物理方面做了大量开拓性工作，提出杨－巴克斯特方程，开辟了量子可积系统和多体问题研究的新方向等
    

19. 杨振宁-李政道-吴健雄（中）：弱相互作用中宇称不守恒定律。

20. 格劳伯（美）于20世纪60年代提出光的相干性量子理论。利用光的相干性量子理论，人类可以研究光子大量的非经典特性，从而开拓更多研究领域和应用。
    

21. ...

C. 现代物理学领域三大理论成就

回顾了物理学发展的历史，讨论了二十一世纪物理学发展的方向。认为二十一世纪物理学将在三个方向上继续发展：（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。可能应该从两方面去探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的不完善性，重新定义时间、空间，建立新的理论。
二十世纪即将结，二十一世纪即将来临，二十世纪是光辉灿烂的一个世纪，是个类社会发展最迅速的一个世纪，是科学技术发展最迅速的一个世纪，也是物理学发展最迅速的一个世纪。在 这一百年中发生了物理学革命，建立了相对信纸和量子力学，完成了从经典物理学到现代物理学的转变。在二十世纪二、三十年代以后，现代物理学在深度和广度上有了进一步的蓬勃发展，产生了一系列的新学科的交叉学科、边缘学科，人类对物质世界的规律有了更深刻的认识，物理学理论达到了一个新高度，现代物理学达到了成熟的阶段。

D. 近代物理学中有哪些主要成就

近代物理学中有哪些主要成就
1、时代背景：

⑴中世纪亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。

⑵近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑。

2、经典力学的奠基者——伽利略

⑴突出成就是创立自由落体定律，推翻亚里士多德的学说。

⑵制造的望远镜证明了哥白尼的“日心说”(属于天文学成就)

3、经典力学的建立者——牛 顿

⑴牛顿经典力学体系：

①牛顿力学三定律：惯性定律和加速度定律(伽利略研究为基础)

作用力与反作用力定律(笛卡尔研究为基础)

②万有 引力 定律：万 有 引 力 定 律(开普勒研究,自己创立的微积分做计算工具)

⑵建立标志：1687年,《自然哲学的数学原理》

⑶历史地位：

①牛顿力学三定律构成了近代力学体系的基础，成为近代物理学的重要支柱。

②牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合。

③使力学和天文学在理论上达到完备的程度,并得到应用和验证。

(根据万有引力定律准确算出了地球的平均密度和扁平率；解释潮汐的成因；发现海王星)

④使科学摆脱神学束缚,19世纪进入全面繁荣时期,各自然科学理论体系纷纷建立.成为近代科学形成标志。

二、现代物理学理论的发展

1、量子论的诞生与发展——从普朗克到爱因斯坦

⑴背景：①19世纪的物理学领域，以牛顿力学为基础，形成了完整的理论体系。

②19世纪末，物理学界的重大研究课题是黑体辐射，量子理论就是在此过程中发现的。

⑵诞生：①奥地利斯蒂芬：1879年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。

②德国 普 朗克：1900年在《关于正常光谱能量分布定律的理论》提出量子概念.(标志)

⑶发展：①德国爱因斯坦：1905年解释光电效应，得出光具有波粒二象性的结论。

②法国德布罗意：1923年物质波理论。

③奥德物理学家：数年后建立量子力学。

⑷意义：改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生重大变革。

2、相对论的建立——爱因斯坦

E. 物理学对科学技术与人类文明的贡献有哪些

物理学的发展引发了一次又一次的产业革命推动着社会和人类文明的发展。可以说社会的每一次大的进步都与物理学的发展紧密相连。
一、物理学与第一次技术革命
物理学的贡献18世纪从英国发起的技术革命是技术发展史上的一次巨大革命，是以蒸汽机被广泛使用为标志的。它开创了以机器代替手工工具的时代，这不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革这次工业革命是牛顿力学与生产技术的结合在研究提高蒸汽机效率的基础上才创立了热力学的理论，热力学的理论又促进了热机的发展。
二、物理学与第二次技术革命
物理学的贡献，丹麦物理学家奥斯特在一次讲座快结束时，发现电流接通时附近的小磁针转动了一下，这一现象被人们称做电流的磁效搜正应。1840年，法拉弟发现了电磁感应现象，并逐渐形成了完整的电磁场理论。
三、物理学与第三次技术革命
晶体管与计算机，晶体管的发明促进了集成电路的发展，使计算机业飞速发展在更多领域得到广泛应用，然而也带来了新能源的应用。
20世纪70年代，微观物理方面取得重大突破，开创了微电子工业，使世界开始进入了以电子计算祥漏碧谨举机应用为特征的信息时代。
物理学的目的在于发现自然界的结构和作用，且物理的发展往往带随着人类的发展和人类文明的发展，物理学的高技术和强渗透性也使之成为社会发展的重要推动力。

F. 十七世纪的科学革命最伟大的科学成就是什么

一、两个重要历史概念1、近代科学：是在收集材料的基础上，从现象深入本质，从经验上升为系统的科学理论。2、传统科学：基本属于现象的描述和经验的总结，没有形成系统的理论和相对独立的学科体系。二、天文学革命——近代科技革命的开端1、天文学革命的背景①物质基础：资本主义经济的发盯改展。②思想基础：（前面3课我们学习了三场资产阶级思想解放运动：文艺复兴、宗教改革和启蒙运动，大家想一想是其中的哪一场运动给天文学革命奠定了思想基础）文艺复兴运动的影响③主观原因：一批科学家的刻苦钻研。2、代表人物（1）哥白尼①思想产生的背景：基督教宣扬的地球中心说占据统治地位。②代表作：《天体运行论》③主张：太阳中心说④意义积极：日心说改变了人类对宇宙的认识，从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。（正是因为有这样的重大意义，所以人们才将日心说的提出称为“天文学革命”，“革命”指的是改变了认识呢？还是动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础呢？）局限性：宇宙是无限的。⑤地位：是近代天文学的奠基人，2、伽利略（1）代表作：《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（2）成就①创制了天文望远镜，发现了木星的四颗卫星，论证了哥白尼的日心说。②开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学（简要提及：比萨斜塔的双球实验，推翻了亚里士多德的主张）（3）评价与地位：①被誉为“天上的哥伦布”②被称为“近代科学之父”③为牛顿经典力学的创立奠定了基础。三、物理学革命——牛顿的经典力学1、成就①物理学：建立了经典力学体系（牛顿力学三大定律和万有引力定律）②数学上：创立了微积分（牛顿滚尺与德国数学家莱布尼茨分别独立创立了微积分）③天文学：后人用牛顿的经典力学体系发现了海王星2、代表作《自然哲学的数学原理》（用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则）3、影响：①建立了完整的的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃。②牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始。③引发了以英国工业革命为首的第一次技术革命，使人类进入蒸汽时代。④为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。四、生物学革命——达尔文的进化论1、背景：19世纪以前，神创论占统治地位。2、思想形成过程：实地考察（联系课本101页“达尔文考察路线”图，告诉学生是经过五年的实地考察，得出的结论）3、代表作：《物种起源》、《人类的起源》4、核心主张：物竞天择、适者生存。5、影响①从根本上改变了19世纪绝大多数人对生物界和人类在生物界的位置的看法。②使科学最终战胜了神学。（最重要的影响）③进化论被运用到人文领域，形成了许多新学说。五、动力革命和能源革命（一）动力革命——第一次工业革命1、背景：英国工业革命开始后，迫切需要解决动力不足的问题。2、标志：1769年，瓦特开始改良蒸汽机，标志着动力革命的开始。3、意义：①使蒸汽机得到广泛运用，成为改造世界的动力机械，解决了工业革命的动力问题。②推动了社会生产力的发展，使人类进入了蒸汽时代。③引发了交通运输业的革命。（火车和汽轮。联系课本103页图）（二）能源革命——第二次工业革命1、能源革命中出现的新能源是电力和石油。2、电的应用：爱迪生3、爱迪生的发明：爱迪生一生中的发明有1000多项，他发明和改进了有电灯、电话、电报，电影，被称为“发明大王”。4、意义：①以发电机为标志的电气技术，提供了更为便捷又廉价的动力，极大地推动了工业生产的发展，掀起了第二次工业革命。②科学技术转化为生产力，推动了社会变革和文明进步。③资本主义从此确立全球趋势，世界各地联系更加密切。④科技革命还改变了人们的生活方式，人们的生活从此更加丰富多彩。【重点问题突破】1、近代西方科学的探索方式：实验法和数学方法描述。（近代西方科技的特点）2、“李约瑟难题”第十九课 诗歌、小说和戏剧一、浪漫主义和批判现实主义文学产生的背景1、18世纪后半叶至19世纪中期，欧洲资产阶级革命和改革不断，社会动荡。2、革命和改革成功后，欧洲各国并没有出现启蒙学者所描绘的自由、民主、平等、博爱的美好景象，而是出现了资产阶级剥削工人阶级，私欲横流的社大则高会现象，人们普遍对社会现实不满。二、浪漫主义诗歌1、拜伦（英国浪漫主义诗人）（1）诗歌风格：诗歌中具有民主思想和反叛精神，激烈抨击封建专制和资本主义社会的丑恶现象，塑造出一些追求个人幸福、爱情和自由的人物。（2）代表作：①《恰尔德·哈罗尔德游记》（这首叙事长诗是拜伦被称为“诗坛上的拿破仑”）②《唐璜》（被誉为“讽刺现代社会积弊”的网络全书）2、雪莱（英国浪漫主义诗人）（1）诗歌风格：将人类的未来寄托于普遍的爱，诗中充满幻想和憧憬，体现了一种真正的乐观主义精神。（2）代表作：《西风颂》①内容简介：以寒冷的冬天比喻社会黑暗，以春天比喻美好的未来，用冬去春来鼓舞人们从黑暗中看到光明，充满了乐观主义精神。②名言：“如果冬天来了，那么春天还会远吗？” “过去属于死神，未来属于你自己。”（3）恩格斯赞美他是“天才的预言家”3、拜伦和雪莱浪漫主义风格的不同拜伦笔下的人物一般都具有反叛精神，追求个人幸福；雪莱诗歌体现乐观主义精神，对未来充满希望。三、批判现实主义小说1、产生的背景：浪漫主义的时代是工业革命没有普遍完成下人们对社会的不满，对未来充满希望；而批判现实主义则是工业革命后，对社会现实的真是描写和深刻揭露。2、代表人物：巴尔扎克①自称是法国社会的“书记员”②“其中每一章都是一篇小说，每一部小说都描写一个时代”③“拿破仑用剑没有办到的，我要用笔来完成”3、代表作：《人间喜剧》①内容：展示了19世纪前期整个法国的社会状况，尤其揭露了资本主义社会金钱的罪恶（《人间喜剧》以资产阶级发迹和封建贵族的没落为中心，充分描写了围绕这一阶级变动所引发的整个社会生活的变化，淋漓尽致地展示了金钱如何成为主宰一切的力量，典型代表人物葛朗台）②评价：被誉为“资本主义社会的网络全书”【重点问题突破】浪漫主义和批判现实主义的不同1、浪漫主义注重内心描写，批判现实主义注重对社会现实的描写；2、浪漫主义把现实和理想结合起来；批判现实主义是对社会现实的深层揭露。四、现实主义小说1、代表人物：托尔斯泰2、代表作：《战争与和平》（史诗体长篇历史小说）①内容：是一部人民战争的英雄史诗。描绘了俄国人民反抗侵略的战争场景，赞扬了人民的爱国精神和英雄气概，深刻揭示了人性的光辉和阴暗面。②评价：列宁称它为“俄国革命的一面镜子”。 罗曼罗兰“我们时代里最伟大的史诗，是近代的《伊利亚特》”五、现代荒诞派戏剧1、产生时间：20世纪的五六十年代2、开山之作：法国作家贝克特的《等待戈多》3、产生背景和表现内容：现代代资本主义文明中人们的失望、苦闷和迷惘。4、特点：反传统5、作用：“使现代人从贫困境地得到振奋”荒诞派戏剧的主题不断重复现实的丑恶，人生的痛苦与绝望，看似毫无意义的内容能使人对社会和自己的生活状况有清醒的认识，鼓励他们不断斗争。

G. 简述现代物理学革命内容

19世纪末，物理学领域连续发生了三个重大事件，这就是X射线、放射性现象和电子的发现。这三大发现，使人类的认识第一次深入到了原子内部，彻底打破了原子不可分、元素不可变的传统物理学观念。以太漂移实验的零结果和黑体辐射研究中的“紫外灾难”，使经典物理学陷入不可克服的矛盾，成为推动这一时期科学发展的重要机制。 牛顿力学和麦克斯韦电磁理论，在以太问题上都遇到了根本性的困难。在牛顿力学中，任何机械运动都是相对于一个参考系进行的，如果以太弥漫于整个宇宙空间，它就是一个理想的参考系，各种运动都可以看作是相对于以太进行的。在麦克斯韦电磁理论中，电磁作用（包括光）是靠以太为介质来传递的，以太无所不在。为了验证以太的存在，物理学家进行了大量的实验和观测。1887年美国物理学家迈克耳逊和化学家莫协进行了一项搜索以太风的着名实验，但是没有找到以太风或地球与以太的相对运动。这个实验被许多人所重复，所得到的是否定以太风存在的“负结果”。1905年，爱因斯坦针对经典物理学同新的实验事实之间的矛盾，在《论动体的电动力学》一文中提出了相对性原理和光速不变原理，作为狭义相对论的两条基本原理，从而导出一系列重要结论：同时性的相对性、时缓效应、尺缩效应、光速不可逾越以及物体的质速关系式和质能关系式等。狭义相对论的建立以及1915年广义相对论的建立，从根本上突破了牛顿绝对时空的旧框框，把空间、时间和物质的运动联系了起来，引起了人类时空观的革命和整个物理学的革命。 “紫外灾难”是在研究黑体辐射的能量分布问题中产生的。1879年玻耳兹曼发现黑体辐射第一个经验定律，1893年维恩发现第二个经验定律。1900年，英国物理学家瑞利推算出一个不同的能量分布公式，后经英国物理学家金斯加以修正，合称瑞利—金斯公式：热物体的辐射强度正比于它的绝对温度，而反比于这个发射光线波长的平方。这个公式与维恩定律相反，只在长波部分才能很好地与实验符合，当波长变短时，这个公式就失效了。由于这一公式在紫区出了问题，故被称为“紫外灾难”。1900年，普朗克在玻耳兹曼统计观点启发下，大胆地提出了一个与经典物理学的连续性观念根本不同的能量子假说，认为物体在发射辐射和吸收辐射时，能量不是连续发生变化的，而是以一定数量值的整数倍跳跃式地变化，即能量的变化是一份一份的进行的。他把一份一份的能量称为“能量子”或“量子”。其数学表达式为：E=hv，E为量子，h为普朗克常数，v为频率。从能量子假说出发，普朗克成功地解释了他自己提出的辐射公式，解决了“紫外灾难”的问题。量子论的诞生，是对经典物理学理论的重大突破，它把经典物理学中一切因果关系都是在连续的基础上所建立的物理思想方法彻底地变革了。尽管在当时的物理学界对这一假说的反应冷淡，但在爱因斯坦、玻尔等科学家的推动下，量子理论获得了飞速发展，成为举世公认的科学理论。到20世纪30年代，经过德布罗意、薛定谔、海森伯、玻恩、狄拉克以及泡利等青年物理学家的努力，形成了量子力学的完整体系。量子力学的建立，是继相对论之后对古典物理学的又一次严重冲击。它使人们从根本上改变了只承认连续性和机械力学决定论的经典观念，揭示了连接与间断统一的自然观，揭示了自然规律的客观统计性，为各门科学的量子化奠定了理论基础。 肇始于19世纪末20世纪初的现代科学革命，是以相对论和量子力学的诞生为主要标志。这次革命初期主要在物理学领域发生，到20世纪中叶在各个领域得到迅速发展。

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H. 爱因斯坦的现代物理学中三项伟大的成就都有哪些

1905年，在伯尔尼瑞士专利局工作的爱因斯坦利用业余时间发表的论文中，包括现代物理学中三项伟大的成就：分子运动论、狭义相对论和光量子假说。这些成为20世纪科学革命的真正发端，也是20世纪科学革命的丰硕果实。其伟大意义，在整个科学史上，只有牛顿创立万有引力理论可以与之相比。因此这一年被称为“爱因斯坦奇迹年”。

I. 20世纪物理学的主要成就有哪些

1、相对论

1905年，20世纪最伟大的科学天才爱因斯坦在他26岁时创立了狭义相对论，提出了不同于经典物理学的崭新的时空观和质（m）能（E）相当关系式E＝mc2（此处光速C＝3×108米／秒），在理论上为原子能的应用开辟了道路。

关于E＝mc2，即物体贮藏的能量等于该物体的质量乘以光速的平方，这个数量大到令人难以想象的程度。我们不妨打个比方说，1克物质全部转化成的能量，相当于常规状态下燃烧36000吨煤所释放的全部热能；或者说，1克质量相当于2500万度的电能。

1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论，深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系——空间和时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的。它成为了现代物理学的基础理论之一。

从1923年开始，爱因斯坦用他的后半生致力于统一场论的探索，企图建立一个既包括引力场又包括电磁场的统一场理论，虽然他没有取得成功，但是杨振宁和米尔斯于50年代创立了“杨—米尔斯场方程”，发展了所谓“规范场”的理论，使爱因斯坦梦寐以求的统一场论可望在规范场的基础上得以实现。

2、量子力学

1900年，普朗克创立了量子论，提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。1905年，爱因斯坦提出了光量子论，揭示了光的“波粒二象性”。1913年，玻尔把量子化概念引进原子结构理论。1923年，德布罗意提出物质波理论。1925年，海森伯和薛定谔分别建立矩阵力学和波动力学。1928年，26岁的狄拉克提出电磁场中相对论性电子运动方程和最初形式的量子场论，使包括矩阵力和波动力学在内的量子力学取得了重大的进展。

20代末量子力学的建立，是继1905-1915年相对论建立之后对经典物理学的又一次革命性的突破，它成功地揭示了微观物质世界的基本规律，加速了原子物理学和固态物理学的发展，为核物理学和粒子物理学准备了理论基础，同时也促进了化学键理论和分子生物学等的产生。因此，量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论，迄今仍具有强大的生命力。

20世纪中后期5大科学成就

30年代以来，物质基本结构、规范场、宇宙大爆炸、遗传物质分子双螺旋结构、大地构造板块学说以及信息论、控制论、系统论等理论的创建，使人类的视野进一步拓展到更为宇观、宏观和微观的领域，成为人类文明进步的巨大推动力。

1、物质的基本结构

从远古时代开始，人们就在探讨物质是由什么组成的，有没有公共的基本单元。直到19世纪末，人们都认为这种共同的基元就是原子。1911年，卢瑟福发现原子内部有一个核；1913年，玻尔指出放射性变化发生在原子核内部，于是研究原子核的组成、变化规律以及内部结合力的核物理学应运而生。

1932年，乍得威克发现了中子。从此，人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的，于是把这三种粒子和光子称为基本粒子。

但是，基本粒子并不“基本”。一方面，正电子、中微子、介子等新的基本粒子相继发现；另一方面，基本粒子还有其内部结构。60年代以来，出现了基本粒子结构的“夸克模型”、“层子模型”等，使40年代末诞生的一门新的独立学科——基本粒子物理学（又称高能物理学）至今方兴未艾，成果累累。

2、宇宙大爆炸理论

现代宇宙学的研究发端于爱因斯坦。他在1915年创立广义相对论后，用它来考察宇宙的结构问题，于1917年提出有限无边的宇宙模型。1922年，弗里德曼提出的非静态宇宙模型，认为宇宙是可能膨胀的。1929年，哈勃确定了星系红移（即退行速度）和距离之间的线性关系，证实了宇宙膨胀理论。1932年，勒梅特提出了宇宙爆炸说。

1948年，伽莫夫把核物理学的知识同宇宙膨胀理论结合起来，发展了大爆炸理论，并用它来说明化学元素的起源。这一宇宙大爆炸理论在1965年发现的宇宙背景辐射现象和1998年哈勃望远镜探测到距地球120亿光年之遥的星系中得到了有力的支持。

3、DNA分子双螺旋模型

1953年4月25日，英国《自然》杂志刊登了25岁的沃森和37岁的克里克合作研究的成果——DNA双螺旋结构的分子模型，这一成就后来被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志。

DNA是遗传基因的物质载体——脱氧核糖核酸的英文简称。1915至1928年间，摩尔根通过果蝇实验，证明了坐落在细胞核内染色体上的基因决定着生物性状，从而创立了基因理论。染色体是由蛋白质和DNA组成的。过去生物学界一直认为蛋白质是遗传信息的载体，直到1944年埃弗里等人通过实验才证明了遗传载体不是蛋白质，而是DNA。1953年DNA分子结构双螺旋模型的建立是打开遗传之谜的关键。60年代尼伦柏格等人破译了遗传密码，证明地球上所有生物的遗传密码都是相同的——DNA的4种核苷酸碱基的序列代表了基因的遗传信息，决定着蛋白质的20种氨基酸的组成和排列顺序。作为基因载体的DNA是生命的后台指挥者，生命的一切性状通过受DNA决定的蛋白质来表现。
4、大地板块构造学说
1912年，魏格纳提出大陆漂移说，认为在地质历史上的古生代，全球只有一块巨大陆地，周围是一片大洋；中生代以来，这块古陆开始分裂、漂移，逐渐成为现在的几个大陆和无数岛屿，原来的大洋则分割成几个大洋和若干小海。
大陆漂移说经半个多世纪的发展，由地幔对流说（1928年）、海底扩张说（1961年）等阶段，到1968年勒比雄等提出了全球大地板块构造学说，建造了全球被分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南极六大板块和若干小板块的结构模型，得到了越来越多的科学验证，特别是海洋地质学的有力支持。
5、信息论、控制论、系统论
1948年，申农《通讯的数学理论》、维纳《控制论：关于动物和机器中控制和通信的科学》、贝塔朗菲《生命问题》的出版，标志着交叉科学信息论、控制论、一般系统论的诞生；1957年，古德等《系统工程学》的出版为系统工程论奠定了基础。60年代以来，又出现了新的交叉科学——突变论、协同论和耗散结构理论。
交叉科学不仅沟通了为数众多的自然科学学科，而且在方法论上也沟通了自然科学与社会科学。它向人们提供了定量、精确和最优的认识世界的方法，对人类社会产生了深刻的影响。
20世纪的5大尖端技术成果
在科学的先导和生产的促进下，20世纪发展起来五大尖端技术：核技术、航天技术、信息技术、激光技术和生物技术，在能源、材料、自动化、海洋和环境等高新技术方面也有了长足的进步。
1、核能与核技术
原子核的裂变和聚变反应将产生和释放出远大于机械能、化学能等产生的能量。核能的和平利用，为人类提供了一个既安全又清洁、取之不尽而用之不竭的能源宝库。
1942年，美国建成了世界上第一座原子反应堆，首次实现了人工控制的链式核裂变反应。1945年第一颗原子弹爆炸成功。1952年第一颗轻核聚变的氢弹爆炸成功。1954年，苏联建成世界上第一座原子能发电站。60年代以后，核电站进入实用阶段，发展至今已成为一种重要能源，约占全球发电总量的1／5。
核技术还广泛应用于农业、医疗、材料、考古和环保等领域。40年代放射性同位素开始大量生产，1947年比利发明了C14测定年代的方法，1951年开始使用Co60等放射性元素治疗癌症，70年代以来计算机x射线断层扫描技术（CT）广泛应用于临床，80年代初发展到核磁共振扫描技术（MRI）。
2、航天和空间技术
1903-1914年，齐奥尔科夫斯基提出以火箭为动力的航行理论，奠定了航天学的基础。1919年，戈达德提出火箭飞行的数学原理，并于1926年成功地发射了世界上第一枚液体燃料的火箭。1942年，布劳恩主持设计发射的液体军用飞箭成为二战后各国火箭发展的蓝本。
1957年，苏联用洲际导弹的火箭装置发射了世界上第一颗人造地球卫星，“空间时代”从此开始。1961年，苏联发射载人宇宙飞船，人类首次飞向太空。1969年，美国“阿波罗”11号飞船登月，人类在月球上留下了第一个脚印。1971年，苏联建造空间站，人类首次在太空中有了活动基地。1981年，美国发射航天飞机成功，从此人类可以自由进出太空。
自50年代后期起，人类开始对月球和太阳系各大行星，以及遥远的行星际空间进行探测，至今已发射了100多颗空间探测器，去揭示宇宙的形成与演化，探索生命的起源以及空间环境对人类生存环境的影响。
3、信息技术
信息技术是20世纪发展最快的技术领域。它对人类社会、经济、政治、文化等产生了全方位的巨大而深远的影响。
1906年，三极电子管的发明使电信号放大，从而使远程无线电通信成为可能。1947年，第一只晶体管的诞生为电子电路集成化和数字化提供了重要的基础。1945年问世的电子计算机，已经历了第一代（电子管，40年代中至50年代末）、第二代（晶体管，50年代末至60年代中）、第三代（集成电路，60年代中至70年代初）和第四代（大规模和超大规模集成电路，70年代初开始）等发展阶段，80年代开始对新一代的智能计算机、光学计算机和量子计算机的探索已取得初步成果。
随着大规模集成电路的出现，计算机向巨型化和微型化两极发展。70年代中，巨型机的向量运算速度超过了每秒亿次；微机则进入了千家万户，标志着个人电脑时代的来临。当今，巨型机的运算速度已达每秒3．9万亿次，而计算机互联网络则在2亿多网民的学习、研究、交流、贸易甚至娱乐等方面创造了崭新的工作和生活方式。
4、激光技术
1917年，爱因斯坦在研究光的辐射的过程中，提出了“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。1958年激光被发现。1960年美国制成了世界上第一台激光器，它用红宝石晶体做发光材料，用发光强度很高的脉冲氙灯做激发光源，在这种受激辐射作用下产生的一种超强光束就是激光。
继红宝石激光器之后，半导体激光器（1963年）、气体激光器（1964年）、自由电子激光器（1977年）乃至原子激光器（1977年）等相继问世。
5、生物技术
基因重组技术（又称基因工程）是20世纪下半叶蓬勃兴起和发展的现代生物技术的最前沿领域。60年代末至70年代初，阿尔伯和史密斯发现细胞中有两种“工具酶”，能对DNA进行“剪切”和“连接”；内森斯则使用工具酶首次实现了DNA切割和组合。DNA的重组能创造性地利用生物资源，实现人类改造生物的遗传特征、产生人类所需要的生物类型的意愿。80年代以来，已获得上百种转基因动植物，对农业发展具有重要意义。转基因药物的研制和生产则将为人类的健康带来新的福音。
除基因工程外，生物技术（即生物工程）还包括细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。1978年首例试管婴儿路易斯诞生、1996年克隆羊多莉的出现都是细胞工程的杰作；加酶洗衣粉和嫩肉粉等则是酶工程的产品；现代发酵工业始于青霉素的生产，现已大规模利用发酵工程生产抗生素等。至于根据需要对天然蛋白质的基因进行改造，生产出新的、自然界原本不存在的优质蛋白质，更是日益受到重视，被誉为第二代基因工程。
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J. 20世纪头30年的物理学革命及其影响是怎样的

20世纪头30年里，俄国十月革命的爆发开辟了人类政治生活的新纪元；而在此期间默默进行的物理学革命，开辟了人类科学文化生活的新纪元。在第一次世界大战期间，爱因斯坦（1879—1955）发表了他的广义相对论，这个理论预言，在日食时可以观测到光线在太阳引力场中的偏转。1919年5月29日恰逢日食，英国天文学家爱丁顿（1882—1944）领导的观察队的工作，证实了相对论的这一预言。1919年11月6日，英国皇家学会和皇家天文学会确认了这一结果。