物理学发展与科技进步

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1、物理学发展与科技进步作为自然科学的基础学科，物理学的发展对人类社会的进步起着举足轻重的 作用，它不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作 用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然 哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物 理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的 进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。自远古以来，由于农业生产需要确定季节，人们就进行天文观察。 16 世纪 后期，人们对行星绕太阳的运动进行了详细、精密的观察。17 世纪开普勒从这 些观察结果中总结出了行星绕日运动的三条经验

2、规律。至此人们已经能初步解释 一些基本的天文现象，并最终导致了在欧洲统治多年的神学思想的瓦解，差不多 在同一时期，伽利略进行了落体和抛物体的实验研究，从而提出关于机械运动现 象的初步理论。从此物理才走到人们的身边，并开始逐步应用17 世纪牛顿深入研究了这些经验规律和初步的现象性理论，发现了宏观低 速机械运动的基本规律，为经典力学奠定了基础。亚当斯根据对天王星的详细天 文观察，并根据牛顿的理论，预言了海王星的存在，以后果然在天文观察中发现 了海王星。于是牛顿所提出的力学定律和万有引力定律被普遍接受了。在牛顿力 学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理，能把宇宙飞船送上太空，使人 类实现了飞天的

3、梦想。18 世纪中叶，热学、热力学和经典统计力学取得长足的发展，在此基础上 人类发明并改进了蒸汽机。蒸汽机的广泛使用，促成了手工业向机械化的大生产 的转变，并使陆上和海上的大规模的长途运输成为可能。大大推动了社会的发展。 古人云：一日千里。火车、飞机的使用使每一个地球人实现了“一日千里”甚至日 行万里的梦想。蒸汽机的使用是第一次产业革命。到了19 世纪，经典电磁学、经典电动力学迅猛发展，经典电磁学是研究宏 观电磁现象和客观物体的电磁性质的学科。奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。 而后安培发现作用力的方向和电流的方向，以及磁针到通过电流的导线的垂直线 方向相互垂直。不久之后，法拉第又发现，当磁棒插

4、入导线圈时，导线圈中就产 生电流。这些实验表明，在电和磁之间存在着密切的联系。在电和磁之间的联系被发现以后，人们认识到电磁力的性质在一些方面同万 有引力相似，另一些方面却又有差别。为此法拉第引进了力线的概念，认为电流 产生围绕着导线的磁力线，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。在此基础上发展起来的电力工业，使人类进入电气化的时 代，给人类的生产和生活带来翻天覆地的变化。大家想想现在使用的电灯、电话、 电视、微机等一切的电力设施就能体会了。这是第二次产业革命。19 世纪下半叶，麦克斯韦总结了宏观电磁现象的规律，建立了经典电磁学 的基本方程。并由此理论预言了电磁

5、波的存在，其传播速度等于光速，这一预言 后来为赫兹的实验所证实。于是人们认识到麦克斯韦的电磁理论正确地反映了宏 观电磁现象的规律，肯定了光也是一种电磁波。试想一下，如果没有麦克斯韦的 电磁理论无线通信能在生活中这么普遍应用吗？事实上，发电机无非是利用电动 力学的规律，将机械能转化为电磁能，而电动机则相反。电报、电话、无线电、 电灯也无一不是经典电磁学和经典电动力学发展的产物。经典电动力学对生产力 的发展起着重要的推动作用，从而对社会产生普遍而重要的影响。现代核物理学的研究使放射线的应用成为可能。医疗上的放疗。在医疗上还 有很多，如用于治疗脑瘤的刀。如核磁共振，超声波，X光机等。20世纪初相 对

6、论和量子力学的建立，诞生了近代物理，开创了微电子技术的时代。电子计算 机及各种电子设备中的半导体芯片就是微电子技术的产物。没有量子力学也就没 有现代科技 。 60年代激光物理的发展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中 的得到了广泛的应用。例如大家熟悉的微机光盘就是用激光读的、光导纤维等。 80 年代高温超导体的研究取得了重大突破，为超导体的实际应用开辟了道路。 磁悬浮列车应用成为可能。 90 年代发展起来的纳米技术，使人们可以按照自己 的需要设计并重新排列原子或者原子团，使其具有人们希望的特性。纳米材料的 应用现是一个新兴的又应用很广泛的前沿技术。生命科学的发展也离不开物理学。脱氧核糖核酸（DNA）是存在于细胞核 中的一种重要物质，它是储存和传递生命信息的物质基础。 1953 年生物学家沃 森和物理学家克里克利用 X 射线衍射的方法在卡文迪许（著名实验物理学家） 的实验室成功地测定了 DNA 的双螺旋结构。物理学的发展，促进了各个领域科学技术的进步。使人类的生产和生活发生 了翻天覆地的变化。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。特 别是在现代社会航天，医疗，建筑等等那一项能离开物理，相信随着物理学的发 展，人类一定会走向新的辉煌！