20世纪物理学的重大突破及对科学文明的影响

下面我想讲一下20世纪物理学的成就。1897年，汤姆孙发现了电子。这个发现对于物理学的影响非常之大，从那时起，我们遵循了这样一条原则，就是大的由小的组成，小的由更小的组成，所以我们的目的是找出所有物质的最基本的粒子。我们相信，只要把基本粒子找出来，就可以了解其他大的物质。由于量子力学的不确定性原理，研究愈来愈小的东西，一定需要愈来愈高的能量，这就是要造愈来愈大的加速器的道理。现在已成功地归纳出所有物质是由6种轻子和6种夸克组成的。丁肇中先生1974年发现了一种夸克，即粲夸克，紧接着就发现了τ轻子。北京正负电子对撞机也为τ轻子质量的测量做了很重要的贡献。

此外，19世纪末20世纪初期有两项重要的进展，迈克耳孙-莫雷实验和普朗克建立的方程式。迈克耳逊和莫雷的实验是1887年在美国做的，他们测量顺地球转动方向的光速和背着地球转动方向的光速。简单的想法是，顺地球转动方向光要走的快一点，反之就要慢一点。但实验结果是两个方向的光速相同。

普朗克方程式是针对热的物体如何发光的问题的，物体的温度不同有不同的光谱，不同波长的光有不同的能量的分配，普朗克推测了这个能量分配，提出了量子概念，得到的普朗克方程式与实验符合，而经典的物理学是不能求得这个方程式的。上述两项似乎跟日常生活没有太大关系的发现，却在20世纪产生了很大的影响。(www.xing528.com)

迈克耳孙和莫雷实验引出了爱因斯坦的狭义相对论，普朗克方程式引出了量子力学。因而到1925年，近代物理的理论基础被人们了解了。随后，原子结构、分子物理、核能、半导体、超导体、计算机、雷达、激光等等都产生了。没有量子力学，没有狭义相对论，就没有这些20世纪的科学文明。看起来跟我们日常生活不太有关的这两个基本的发现，引起了大批我们现在可以享受的应用。其中基础与应用的关系是在短短的二三十年发展起来的。同样可以说，20世纪末到21世纪也会有类似的发展。