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物理学（二）
2025-09-02
物理学史
●伽利略·伽利雷（1564年~1642年），人类现代物理学的创始人，奠定了人类现代物理科学的发展基础。
● 1900~1926年 建立了量子力学。
● 1926年 建立了费米-狄拉克统计。
● 1927年 建立了布洛赫波的理论。
● 1928年 索末菲提出能带的猜想。
● 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。:55
00● 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。
● 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。5
● 1958年 杰克·基尔比发明了集成电路。
● 20世纪70年代出现了大规模集成电路。
物理与物理技术的关系：
● 热机的发明和使用，提供了第一种模式：技术 —— 物理 —— 技术
● 电气化的进程，提供了第二种模式：物理 —— 技术 —— 物理
当今物理学和科学技术的关系两种模式并存，相互交叉，相互促进。"没有昨日的基础科学，就没有今日的技术革命"。例如：核能的利用、激光器的产生、层析成像技术（CT）、超导电子技术、粒子散射实验、X 射线的发现、受激辐射理论、低温超导微观理论、电子计算机的诞生。几乎所有的重大新（高）技术领域的创立，事先都在物理学中经过长期的酝酿。
研究方法
物理学的方法和科学态度：提出命题 → 理论解释 → 理论预言 → 实验验证 → 修改理论。
现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学，它的产生过程如下：
00001. 1.
物理命题一般是从新的观测事实或实验事实中提炼出来，或从已有原理中推演出来；
00002. 2.
首先尝试用已知理论对命题作解释、逻辑推理和数学演算。如现有理论不能完美解释，需修改原有模型或提出全新的理论模型；
00003. 3.
新理论模型必须提出预言，并且预言能够为实验所证实；
00004. 4.
一切物理理论最终都要以观测或实验事实为准则，当一个理论与实验事实不符时，它就面临着被修改或被推翻。
1● 学习物理的方法
著名物理学家费曼说："科学是一种方法。它教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，了解到了什么程度，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则；如何思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象？"
著名物理学家爱因斯坦说："发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位，而不应当把专业知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立思考和工作，他必定会找到自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来，他一定会更好地适应进步和变化。"
● 学习的观点：从整体上逻辑地、协调地学习物理学，了解物理学中各个分支之间的相互联系。
● 物理学的本质：物理学并不研究自然界现象的终极机制（或者根本不能研究），人只能在某些现象中感受自然界的规则，并试图以这些规则来解释自然界所发生任何的事情。人类有限的智力总试图在理解自然，并试图改变自然，这是物理学，甚至是所有自然科学共同追求的目标。
以物理学为基础的相关科学有：化学、材料科学、天文学、自然地理学等。
学科性质
基本性质
物理学从研究角度及观点不同，可大致分为微观与宏观两部分：宏观物理学不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果，是最早期就已经出现的；微观物理学的诞生，起源于宏观物理学无法很好地解释黑体辐射、光电效应、原子光谱等新的实验现象。它是宏观物理学的一个修正，并随着实验技术与理论物理的发展而逐渐完善。
其次，物理又是一种智能。
诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言："如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。"物理学之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此，使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶，文明的瑰宝。
大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过，自20世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物及医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景——这意味着他们从物理学中汲取了智能，转而在非物理领域里获得了成功。反过来，却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。
总之，物理学是对自然界概括规律性的总结，是概括经验科学性的理论认识。
六大性质
1. 真理性：物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘，反映出物质运动的客观规律。
2. 和谐统一性：神秘的太空中天体的运动，在开普勒三定律的描绘下，显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一，也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。麦克斯韦电磁理论的建立，又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。量子力学的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
10:3. 简洁性：物理规律的数学语言，体现了物理的简洁特性。例如：牛顿第二定律、爱因斯坦的质能方程、法拉第电磁感应定律。
01:124. 对称性：对称一般指物体形状的对称性，深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。例如：物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性、竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
1611:315. 预测性：正确的物理理论，不仅能解释当时已发现的物理现象，更能预测当时无法探测到的物理现象。例如：麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在、卢瑟福预言中子的存在、菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑、狄拉克预言正电子的存在
6. 精巧性：物理实验具有精巧性。设计方法的巧妙，使得物理现象更加明显。
