二十世纪物理三大发现

十九世纪末物理学三大发现是什么？~

19世纪末，物理学上出现了三大发现，即X射线、放射性和电子。 这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念，从而打开了 原子和原子核内部结构的大门，揭露了微观世界中更深层次的奥秘。 热力学等物理学理论引入化学以后，利用化学平衡和反应速度的概 念，可以判断化学反应中物质转化的方向和条件，从而开始建立了物理 化学，把化学从理论上提高到了一个新的水平。 在量子力学建立的基础上发展起来的化学键(分子中原子之间的结 合力)理论，使人类进一步了解了分子结构与性能的关系，大大地促进了 化学与材料科学的联系，为发展材料科学提供了理论依据。 化学与社会的关系也日益密切。化学家们运用化学的观点来观察和 思考社会问题，用化学的知识来分析和解决社会问题，例如能源危机、 粮食问题、环境污染等。 化学与其他学科的相互交叉与渗透，产生了很多边缘学科，如生物 化学、地球化学、宇宙化学、海洋化学、大气化学等等，使得生物、电 子、航天、激光、地质、海洋等科学技术迅猛发展。 化学也为人类的衣、食、住、行提供了数不清的物质保证，在改善 人民生活，提高人类的健康水平方面作出了应有的贡献。 现代化学的兴起使化学从无机化学和有机化学的基础上，发展成为 多分支学科的科学，开始建立了以无机化学、有机化学、分析化学、物 理化学和高分子化学为分支学科的化学学科。化学家这位“分子建筑师” 将运用善变之手，为全人类创造今日之大厦、明日之环宇

第一，量子学理论。量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法，量子论揭示了微观物质世界的基本规律。
第二，相对论。相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择质量物体扭曲时空改变物体行进方向。
第三，DNA结构。DNA双螺旋结构的提出开始便开启了分子生物学时代，使遗传的研究深入到分子层次，“生命之谜”被打开。
量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。

扩展资料：
在世纪之交的年代里，物理学处于新旧交替的阶段。这个时期，是物理学发展史上不平凡的时期。经典理论的完整大厦，与晴朗天空的远方漂浮着两朵乌云，构成了19世纪末的画卷；20世纪初，新现象新理论如雨后春笋般不断涌现，物理学界思想异常活跃，堪称物理学的黄金时代。
这些新现象与经典理论之间的矛盾，迫使人们冲破原有理论的框架，摆脱经典理论的束缚，在微观理论方面探索新的规律，建立新的理论。
真空中的光速在任何参考系下是恒定不变的，这用几何语言可以表述为光子在时空中的世界线总是类光的。也正是由于光子有这样的实验性质，在国际单位制中使用了“光在真空中1/299,792,458秒内所走过的距离”来定义长度单位“米”（米）。
光速不变原理是宇宙时空对称性的体现，而中微子的超光速现象可能只是时空对称性的对称破缺而决不能推翻相对论。
参考资料来源：百度百科——量子理论
参考资料来源；百度百科——DNA结构
参考资料来源：百度百科——相对论

二十世纪三大重要科学研究

黄定维口述 陈韵琳执笔

〖 之一：相对论—绝对与相对- 〗

相对概念，在我们的日常生活中例子是不胜枚举。 譬如二火车同时在车站对面，其中一辆火车走了，另一辆火车上 的人，会误判成是自己的火车开始移动。同样的，汽车进洗车机器，明明是刷车布在移动，但车上的人会感觉是车子在移动。 而相对概念，也不是从爱因斯坦才开始谈论的概念。早在伽利略 时代，就已有类似的讨论了。

但是当爱因斯坦的相对论举世知名以后，爱因斯坦却开始后悔把他这套研究的内容统称为「相对论」，为什么呢？因为太多一知半解的人只谈论「相对」，忽略掉「绝对」——爱因斯坦开始研究相对论，正是因为他相信科学定律是绝对的，也是因为对定律的绝对性笃信不移，科学家才有可能发展科学。

物理定律必须是绝对的，也就是说，不管在怎样的情况下，研究 出来的结果都应当一样。而定律本身，一定从大多数人可共同看见可观察的事物着手，而后成为该如此就是如此的已是最后的基准，不能 再有任何条件，也不能被证明。假如连定律也是相对的，科学根本不 能发展下去。也就是说，「定律」反映出来一种信念——相信这世界 一定有某种秩序，是你我他都共同同意的。若是这种信念被怀疑、若 是定律被质问「为什么」，则连科学家都无法给出答案了。而这样的「世界应当存有某种秩序」的信念，对科学家是很重要的。

举例来说，车上车下各站一个人，在车上的那个人丢球往空中抛，让球自由落地，则在车上的人看到的是直线下落，可是在车下的人，看到的却是抛物线。这正是相对。可是，两人都会发现球是往下落地没错，因为地心引力定律是绝对的；而上去下来花的时间两人都算出是一秒钟，这部分也是绝对的。

既然科学研究中有绝对的部分被公认为定律，也就意味着，当某样事物是相对的，它就不该出现在定律中。而我们从一个人在车上跑，车上和车下的人看到的速度不一样，可判知「速度」，在物理世界中是相对的，既然是相对的，当然不该出现在定律中。

因此，牛顿公式 F=MA (力 = 质量 X 加速度)中并没有「速度」这一项。加速度，其实是抽象的量，不是速度本身。若牛顿把速度放进来，这条公式一定就变成相对。

但是在 Maxwell 的电磁学公式中，却出现「光速」！怎么可能有速度呢？于是爱因斯坦认定：光速不是普通的「速度」，不是众速度中的一个，它是绝对的速度！若是光速不绝对，以前的科学基础就不稳固了。

于是爱因斯坦根据前述原则，继续推导，就导出「时间是相对的」，「空间是相对的」「时空是可以转换的」，这样的概念出现后，人类的想象力驰骋下，人可以回到过去先走到未来、我们所见的形体也有可能改变....，从爱因斯坦以后，不止「时」「空」常常并述为「时空」，也导致我们如今会看到很多虽尚不能被实验证明，却绝对有科学理论基础的时空片与科幻片。

除此以外，爱因斯坦有名的公式 E=MC^2，一样如前述，是根据「定律绝对」「光速绝对」推导出来，这公式说明了质量与能量可以互换，它可以说是从古自今，影响人类最大的公式。

〖 之二：宇宙大爆炸—现世与永恒- 〗

很久以来，天上的星星就是科学家的关注，也是神话、文学的想象内容。

星星的死亡:

神话说，银河是天神宙斯泼翻牛奶造成的，因此银河就叫做 milky way。 科学家则说，宇宙应当是永恒不变的，科学家的野心，就是要找到最永恒不变的事物。因此，流星也成为科学家好奇的对象：它到底是不是星星？如果是，为何会掉下来呢？

1930 年，已经世界知名的爱因斯坦大老远跑去与一个当时还是小人物的哈伯会面。为什么呢？因为哈伯发现宇宙是在膨胀的，宇宙会有生老病死！

爱因斯坦在 1915 年推导广义相对论时，发现用公式推导出的宇宙有两解：一是宇宙会越来越大，一是宇宙会越来越小。 这公式出来，爱因斯坦非常困惑不解。在他的信念中，宇宙应当是绝对不变的。为了这个信念，他没有坚持他所推导出来的公式，在公式中加上一个常数，好让宇宙成为绝对不变的。 因此当哈伯的科学研究报告出来，世人都尚未明了个中意义时，爱因斯坦大老远去会见他。

哈伯用杜普勒效应测星星位移，比较出速度，发现越远的星星移动速度越快，而且每颗星在自己的位置上看，都会看见别的星星在移动，一如先在汽球上划很多小点后开始吹大汽球的情况一般，这正是大爆炸理论发展的基础：由一点爆开成大宇宙。

宇宙会变，星星会死。星星是怎么死的呢？根据观察，星星死的很辉煌很灿烂，它变的非常亮非常亮，然后死亡。至于像太阳般大小的星星，死前会发红，然后成为石头。

科学家知道宇宙是有起源的，当然，科学家也会想知道宇宙的未 来。是一直膨胀下去？还是膨胀到最后开始收缩？目前的推测是「介于其中」。

宇宙至今已经有一百亿年的历史了。有没有办法想象，现在我们看到的某些星星，其实是一百亿年以前的事？如果你问，为何科学家穷尽力气，要研究一百亿光年远的东西呢？答案或许是：正像远古以前的神话....，人内心深处总有着渴望，想知道「我从哪里来？要往哪里去？ 」当你面对穹苍展望星空，或者企图理解大爆炸理论.... 有没有唤起过内心深处类似的渴望呢？

〖 之三：量子论--主观与客观、原则与实用 〗

科学家对另一种研究也是充满好奇有长远历史的：那就是研究「什么是大自然中最基本的元素？」透过这个研究，来满足人内心深层的渴望：想知道一切事物最基本的东西，好得知自己在宇宙中的位置。

最基本的东西，往往是最重要的东西，值得科学家不计成本的研究。

大自然中最基本的元素的概念是--它是绝不可能再分割的东西。有趣的是，为要寻找这基本元素所设计出来的机器，竟然可以大到有一个城市这么的大！这种研究，我们把它称之为「量子论」。

爱因斯坦伟大的发明，不只是相对论，也是量子论。当爱因斯坦发现他推导的公式说明宇宙会变，爱因斯坦修改常数；至于量子论发展到后来，爱因斯坦竟然彻底拒绝接受，这导致晚年的爱因斯坦顽固很难跟后代科学家沟通。因为量子论彻底违反爱因斯坦对科学定律原则的概念、违反他所认知的世界了。

这从何说起呢？我们就从「电子」谈起。

电子于 1897 年第一次被发现。如果要描述电子，可以说，它是没有大小体积的点，但是有位置。这么小的东西，这一百年来，到目前为止，还是没有任何仪器可以看得到它。可是看不到，却透过实验研究，掌握住电子的特性，这个实验的结果，有三个地方是让人骇异的。

第一、科学家发现，电子具有「波粒双重特性」。在过去的物理特性中，波和粒子，是两种完全不同的东西，具有完全不同的属性；是波就不是粒子，是粒子就不是波。但是，现在科学家发现电子又是波又是粒子。

第二、科学家发现实验者的观点会影响实验结果。过去不管实验者是谁、持什么观点，都不会影响实验数据，大家作出来都是一样的；但是现在，实验者的观点会影响实验结果。举个诡异但却很符合电子实验的例子：当我看月亮，月亮存在；当我不看月亮，月亮就变成其它东西了；或者说，当我看你，你是男生，当我不看你，你就是女生。这不是很诡异吗？

第三：截至目前，科学家只能掌握电子的特性，却根本看不见电子，不知他到底长什么样子。但是光凭对电子特性的掌握，科技以前所未有的速度在增进人类生活的舒适与便利。 譬如计算机 IC、半导体、芯片...，现在计算机影响人类文明多么深远，影响个人生活多么剧烈，这一切，竟然是只掌握规则，却看不见、不明其物的情况下发展的。这正是为什么现代人对科学原理的研究越来越不重视，只重视有实用价值的科技研究。反正，知不知道真相不重要，掌握特性能运用就好了。这几点，都对过去科学研究某些确定不移的原则产生剧烈的挑战。

而这些更带出一些哲学上的问题：主客能否二分？如果主观无法从客观中拿掉，那么，什么是客观？科学还有资格宣称自身拥有绝对的客观？这一切哲学问题，都让科学走向「不可知论」。

爱因斯坦正是看到这势必出现的局势，因而放弃了量子论研究，也拒绝跟后代很多渴望得到他意见的科学家们沟通。爱因斯坦抗拒的世界，正是你我现在活着的世界，也就是全面对客观的质疑；以及不再重视思考、寻找真理本身，只想立即实用的世界。

---

铜梁县17224653656： 20世纪的三大发现是什么? - ？
地差开博：[答案] .量子学理论 2.相对论 3.DNA结构 1.马克斯·普朗克(Max Planck)提出量子概念100多年了,在他关于热辐射的经典论文... 现代量子理论的创立则是崭新的一代物理学家花了20多年时间建立的. 量子物理实际上包含两个方面.一个是原子层次的物质理...

铜梁县17224653656： 19世纪和20世纪之交物理学的三大发现是什么?有什么意义? - ？
地差开博： 20世纪三项最伟大的发现分别为:天然放射性的发现与电子和X射线的发现. 19世纪末20世纪初物理学的三大发现(X射线1896年、放射线1896年、电子1897年),其中电子的发现标志着现代物理学的产生. 19世纪末,阴极射线是物理学研究...

铜梁县17224653656： 20世纪初期物理学的三大成就是什么? - ？
地差开博： 现代科学技术产生于19世纪末20世纪初,并以这一时期物理学上的三大成就为基础,构建了现代科学技术体系,一个更加伟大的科学新时代开始了.这三大成就是:牛顿力学概括了宏观、低速物体的运动规律;麦克斯韦电磁场理论揭示了电、磁、光现象的本质和统一性;热力学第一、第二定律能够较完满地解释物质的宏观热现象和热运动规律.

铜梁县17224653656： 19世纪末,物理学的三大发现是什么具体说明下为什么是这三个? - ？
地差开博：[答案] 19世纪末,物理学上出现了三大发现,即X射线、放射性和电子. 这些新发现猛烈地冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了 原子和原子核内部结构的大门,揭露了微观世界中更深层次的奥秘. 热力学等物理学理论引入化学以后,利用化学...

铜梁县17224653656： 近代科学史物理学革命中的三大发现 - ？
地差开博： 19世纪末的三大发现(X射线、放射性元素和电子)引发了20世纪头30年的第二次 科学革命.第一次科学革命是天文学革命,第二次科学革命是物理学革命.第二次科学革命诞生了两个科学理论:相对论和量子力学.

铜梁县17224653656： 19世纪末三大发现的重大意义何在?(从物理学发展和对社会贡献来看) - ？
地差开博：[答案] 电子的发现者是英国科学家汤姆孙发现的,这是第一个被发现的基本粒子,由于电子的发现,汤姆孙被后人誉为”一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”.他因电子发现和对气体导电理论和实验的研究所作出的贡献获1906年诺贝尔物理学奖. ...

铜梁县17224653656： 杨振宁的规范场论是20世纪物理三大成就么 - ？
地差开博： 答案:杨振宁的规范场论不是20世纪物理三大成就. 20世纪初期,物理学上出现了原子结构理论、相对论、量子力学三大成就,是科学史上划时代的里程碑,正是由于这三大成就,决定了20世纪科学技术的面貌.

铜梁县17224653656： 如何理解19 - 20世纪之交的物理学发现或革命 - ？
地差开博： 一电子的发现意义①宣告了原子是可分的.②为进行电子和原子的研究开创了新的实验技术.二X射线的发现伦琴射线发现的意义由于X射线与原子中内层电子的跃迁有关,这说明了物理学还存在亟待搜索的未知领域.X射线本身在医疗、研究物质结构等方面都有很多的实用价值.三天然放射性的发现意义贝克勒尔射线的发现,是人类第一次发现某些元素自身也具有自发辐射现象,引起了人们对原子核问题的关注.上述三大发现打破了几百年来形成的物质不灭、能量守恒、原子不可分等传统观念,揭开了物理学革命的序幕,它标志着物理学的研究由宏观进入到微观.

铜梁县17224653656： 把电子的发现列为19世纪物理学三大发现之一是何故呢?其缘由是?我想要详细一点的回答 - ？
地差开博：[答案] 电子的发现者是英国科学家汤姆孙发现的,这是第一个被发现的基本粒子,由于电子的发现,汤姆孙被后人誉为”一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”.他因电子发现和对气体导电理论和实验的研究所作出的贡献获1906年...