20世纪物理学革命的回顾及思考.pdf

( ) 广西民族学院学报 自然科学版 第 11 卷第 2 期 　　　　　　　　JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY FOR NATIONAL ITIES Vol . 11 No. 2 2005 年 5 月 ( Natural Science Edition) 　　　　　　　　　　　　　　　　　May 2005 20 世纪物理学革命的回顾及思考 刘建华, 曲用心 ( 北京科技大学 冶金与材料史研究所 , 北京 　100083) 摘 　要 : 20 世纪初期发生的现代物理学革命 , 建立了相对论和量子力学 , 完成了从经典物理学到现代物 理学的转变. 本文通过对物理学革命的回顾 ,讨论了物理学革命对人类社会的作用和影响. 关键词 : 物理学革命 ;相对论;量子力学 ( ) 中图分类号 : O4 13 　文献标识码 : A 文章编号 :1007 - 03 11 2005 02 - 0045 - 06 今年 ,距 1905 年爱因斯坦建立狭义相对论已近 为物理学的大厦已经建成 ,物理学的发展基本上已经 百年. 这一百年是人类社会发展和科学技术发展最迅 完成 ,人们对物理世界的解释已经达到了终点. 物理 速的一个百年 ,也是物理学发展最迅速的一个百年. 学的一些基本的、原则的问题都已解决 ,剩下来的只 在这一百年中发生了物理学革命 ,建立了相对论和量 是进一步精确化的问题 ,即在一些细节上作一些补充 子力学 ,完成了从经典物理学到现代物理学的转变. 和修正 ,使已知公式中的各个常数测得更精确一些. 在 20 世纪二三十年代以后 ,现代物理学在深度和广 然而 ,在 19 世纪末 20 世纪初 ,正当物理学家在 度上有了蓬勃的发展 ,产生了一系列的新学科 、交叉 庆贺物理学大厦落成之际 ,科学实验却发现了许多经 学科和边缘学科 ,人类对物质世界的规律有了更深刻 典物理学无法解释的事实. 首先是世纪之交物理学的 的认识 ,物理学理论达到了一个新高度. 回顾上一个 三大发现 : 电子 、X 射线和放射性现象的发现. 其次是 世纪之交物理学发展的情况 ,思考其发展规律 ,对我 经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”: “以太 们今天的教育 ,特别是科学教育具有重要意义. 漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”. 这些实 验结果与经典物理学的基本概念及基本理论有尖锐 1 　19 世纪经典物理学大厦及危机 的矛盾 ,经典物理学的传统观念受到巨大的冲击 ,经 19 世纪末 20 世纪初 ,经典物理学的各个分支学 典物理发生了“严重的危机”. 由此引起了物理学的一 科均发展到了完善 、成熟的阶段 , 随着热力学和统计 场伟大的革命. 力学的建立以及麦克斯韦电磁场理论的建立 ,经典物 理学达到了它的顶峰 ,当时人们以系统的形式描绘出 2 　相对论的建立和发展 一幅物理世界的清晰、完整的图画 ,几乎能完美地解 相对论是现代物理学的重要基石. 它的建立是 释所有已经观察到的物理现象. 由于经典物理学的巨 20 世纪自然科学最伟大的发现之一 ,对物理学 、天文 大成就 ,当时不少物理学家产生了这样一种思想 :