第頁世紀之交談物理學發展的方向世紀之交談物理學發展的方向

論文摘要：回顧了物理學發展的歷史，探討了二十一世紀物理學發展的方向。認為二十一世紀物理學將在三個方向上接著發展：(1)在微觀方向上深化下去;(2)在宏觀方向上拓綻開去;(3)深化探究各層次間的聯系，進一步發展非線性科學?？赡軕攺膬煞矫嫒ヌ綄がF代物理學革命的突破口：(1)發覺客觀世界中已知的四種力以外的其他力;(2)通過審思相對論和量子力學的理論基礎的不完善性，重新定義時間、空間，建立新的理論。

二十世紀即將結，二十一世紀即將來臨，二十世紀是光輝絢麗的一個世紀，是個類社會發展最快速的一個世紀，是科學技術發展最快速的一個世紀，也是物理學發展最快速的一個世紀。在這一百零一零一年中發生了物理學革命，建立了相對信紙和量子力學，完成了從經典物理學到現代物理學的轉變。在二十世紀二、三十年頭以后，現代物理學在深度和廣度上有了進一步的蓬勃發展，產生了一系列的新學科的交叉學科、邊緣學科，人類對物質世界的規律有了更深刻的相識，物理學理論達到了一個新高度，現代物理學達到了成熟的階段。

在此世紀之交的時候，人們自然想展望一下二十一世紀物理學的發展前景，探究今后物理學發展的方向。我想談一談我對這個問題的一些看法和觀點。首先，我們來回顧一下上一個世紀之交物理學發展的狀況，把當前的狀況與一百零一零一年前的狀況作比較對于探究二十一世紀物理學發展的方向是很有幫助的。

一、歷史的回顧

十九世紀末二十世紀初，經典物物學的各個分支學科均發展到了完善、成熟的階段，隨著熱力學和統計力學的建立以及麥克斯韋電磁場理論的建立，經典物理學達到了它的頂峰，當時人們以系統的形式描繪出一幅物理世界的清楚、完整的圖畫，幾乎能完備地說明全部已經視察到的物理現象。由于經典物理學的巨大成就，當時不少物理學家產生了這樣一種思想：認為物理學的大廈已經建成，物理學的發展基本上已經完成，人們對物理世界的說明已經達到了終點。物理學的一些基本的、原則的問題都已經解決，剩下來的只是進一步精確化的問題，即在一些細微環節上作一些補充和修正，使已知公式中的各個常數測得更精確一些。

然而，在十九世紀末二十世紀初，正值物理學家在慶賀物理學大廈落成之際，科學試驗卻發覺了很多經典物理學無法說明的事實。首先是世紀之交物理學的三大發覺：電子、X射線和放射性現象的發覺。其次是經典物理學的萬里晴空中出現了兩朵烏云：以太漂移的零結果和黑體輻射的紫外災難。這些試驗結果與經典物理學的基本概念及基本理論有尖銳的沖突，經典物理學的傳統觀念受到巨大的沖擊，經典物理發生了嚴峻的危機。由此引起了物理學的一場宏大的革命。愛因斯坦創立了相對論;海林堡、薛定諤等一群科學家創立了量子力學?，F代物理學誕生了!

把物理學發展的現狀與上一個世紀之交的狀況作比較，可以看到兩者之間有相像之外，也有不同之處。

在相對論和量子力學建立起來以后，現代物理學經過七十多年的發展，已經達到了成熟的階段。人類對物質世界規律的相識達到了空前的高度，用現有的理論幾乎能夠很好地說明現在已知的一切物理現象?？梢哉f，現代物理學的大廈已經建成。在這一點上，目前有狀況與上一個世紀之交的狀況很相像。因此，有少數物理學家認為今后物理學不會有革命性的進展了，物理學的根本性的問題、原則問題都已經解決了，今后能做到的只是在現有理論的基礎上在深度和廣度兩方面發呈現代物理學，對現有的理論作一些補充和修正。然而，由于有了一百零一零一年前的歷史閱歷，多數物理學家并不贊成這種觀點，他們信任物理學遲早會有突破性的發展。

另一方面，雖然在微觀世界和宇宙學領域中有一些物理現象是現代物理學的理論不能很好地說明的，但是這些沖突并不是嚴峻到了非要徹底改造現有理認紗可的程度。在這方面，目前的狀況與上一個世紀之交的狀況不同。在上一個世紀之交，經