现代物理学已经发展到瓶颈了吗?人类科技真被“智子锁死”?

作者&投稿:蒋融 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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回首过往,在20世纪初,量子力学和相对论的出现刷新了人们的世界观,让人类对时间、空间和物质的关系有了全新的认识,使人类的科技飞速发展。21世纪初,物理学却没有什么爆炸性的发现,准确来说是在基础领域没有较大的发现。难道物理学的发展遇到瓶颈了吗?莫非真的像科幻小说《三体》中描述的那样,人类的科学发展已经被高等级文明锁死。

其实物理学在最近100年里不仅没有止步不前,而且比历史上其他时期的发展快得多。20世纪初,那是一个人才辈出的时代,现代物理学的许多重大发现都诞生于那个时期。从20世纪开始,人类文明就进入了飞速发展的时期。


下图为1927年第五届索尔维会议参会科学家的合影,那个时期世界上最杰出的物理学家基本上都出现在了这张照片上。


物理学究竟有多重要?


物理学是研究物质及物质运动变化最一般规律的科学,是自然科学中最基础的一门学科,物理学的进步能够带动其他自然科学的发展。人类科技文明的进步在很大程度上得益于物理学的进步,比如,电磁学和热力学的研究使人类进入了电气时代,量子力学催生的半导体技术、激光技术则使人类进入了信息时代。


物理学的发展简史


物理学的发展与自然科学的发展基本保持同步。


自然科学大约起源于2600多年前的古希腊,亚里士多德就是那个时代的代表人物。我国在2000多年前的春秋战国时期也出现了以墨家学派为代表的古代科学,可惜淹没在了历史潮流当中。古希腊时期还没有出现物理学这门学科,属于自然科学的萌芽期,大概持续了700年。那时科学家们主要根据观察和经验来总结规律。


上图为亚里士多德的雕像。


中世纪,科学一直停滞不前,大约持续了1400年左右。渡过了漫长而黑暗的中世纪,时间到了16世纪,文艺复兴为近代科学萌芽奠定基础,先有哥白尼提出日心说,后有伽利略开物理实验的先河,物理学和近代科学正式建立。


上图为伽利略的肖像。


在16世纪末(明朝末年),我国近代科学先驱徐光启与利玛窦等西方传教士翻译了大量西方科学著作,为中西方科学文化交流作出了重要贡献。可惜后来因为清朝的闭关锁国政策,中断了中西方文化交流,最终导致我国在科学技术领域落后世界近200年。


17世纪出现了一个划时代的人物——牛顿,开创了经典力学体系。至此,物理学开始蓬勃发展。18世纪末,蒸汽机的应用导致了第一次科技革命。19世纪中叶,麦克斯韦用一组优美的方程统一了电和磁。经典电磁学完善后,同时开启了技术上的大变革,第二次科技革命就是从19世纪60年代开始的。


从物理学的正式诞生到第二次科技革命开始,这一时期属于经典物理学时期,持续了300多年。在这一时期,物理学进入了实验为主的时代,并且数学与物理学开始紧密结合。因为实践表明,人的经验并不可靠,为了保证研究结果的准确无误,为所有人公认,科学家必须用可重复的实验来检验结论的正确性,并对物质的物理性质及运动变化过程中的物理规律进行定性定量的研究和描述。


19世纪末,物理学的天空飘来了两朵乌云。第一朵乌云指迈克尔逊-莫雷实验与以太说的破灭,第二朵乌云指黑体辐射与紫外灾难。物理学家们为了解决这些问题,不断的进行实验和理论推测,并于20世纪初诞生了相对论和量子力学。第二次世界大战后,世界整体趋于和平,并于20世纪50年代开启第三次科技革命。


现代物理学诞生于20世纪初,一直持续至今。随着物理学基础的成熟,在这一时期,理论物理崛起,使现代物理学发展成一门理论和实验紧密结合的科学。理论物理不是胡乱猜测,而是建立在现有的结论之上,并作出合理的推测。


科学的发展需要时间沉淀


不管是物理学还是其他科学,发展之路从来不是一帆风顺。工业的发展需要技术积累,科学的发展也需要知识的积累。牛顿曾说过,他能取得巨大的成就,是因为站在了巨人的肩上。原始资本的积累需要足够长的时间,基础科学的发展也需要足够长的时间来打地基。


科学的发展是从无到有、从少到多这么一个过程,当人类的认识达到了足够的广度,一些智者便会进行更加深刻的思考,就会引发科学革命,这就是量变到质变。如果没有前人的研究成果,爱因斯坦也不可能提出相对论。这个变化过程需要足够长的时间。


物理学的发展主要取决于观测能力


阻碍物理学发展的主要是人类的观测能力,包括观测技术和观测工具等。而实验的目的就是为了精确观测。


古人以为天圆地方,是因为活动范围较小。你以为你所听、所见、所感便是真实,实际上,人类的观察能力十分有限,要想探究事物的本质,必须要突破人类的感官限制。物理学家们用仪器代替人的感观能力,对这个世界进行观测,随着几次科技革命,这些工具的观测能力和精度越来越高,使物理学家能够进行更深层次的探索。从最初的望远镜、显微镜等工具,再到粒子对撞机,发明这些工具也不是容易的事。


上世纪初能出现那么多杰出的科学家和科学成果,在于教育体系的成熟,以及第二次工业革命使人类有能力研发更多高精度的观测工具,使物理学家的研究手段得到了空前提高。


物理学发展的大趋势并不是完全由天才人物决定的。500多年前的人为什么不能发现相对论?不是因为现代人更加聪明,而是因为我们站在了巨人的肩上,爱因斯坦所处的那个时代的观测能力远胜于牛顿时代,并且今人比古人知道的更多。


自然界中的物理规律非常复杂,至于这个复杂性究竟是有限的还是无限的?目前不知道。如果是有限的,当物理学发展到尽头,就会停滞不前。


现代物理学发展过程中遇到了哪些难题?


19世纪末,经典物理学已经相当完善,几乎可以解释当时人类了解的所有自然现象,这让一些科学家以为物理学发展到了尽头,只剩下些修修补补的工作。直到电子、X射线和放射性现象的发现,以及两朵乌云的岀现,最终导致了一场物理学革命,现代物理学就此诞生。


如今,量子力学和相对论已经成为现代物理学的两大支柱。相对论主要是爱因斯坦的成果,而量子力学是由普朗克、玻尔、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔、海森堡、费米、狄拉克、泡利、康普顿和玻恩等人发展建立起来的。经典力学研究的是低速宏观领域,而现代物理学则进入了高速、微观和宇观领域。


现代物理学中最大的梦想便是建立一个大统一理论,用以描述自然界中的所有现象。上世纪50年代起,物学家们建立了标准模型,用来描述夸克、轻子等基本粒子的性质,并统一了四大基本力中的电磁力、强核力和弱核力。此外,科学家们还建立了关于宇宙的标准模型,用以解释宇宙万物的起源。



不过,现代物理学自诞生起,就隐含着不可调和的矛盾,就是广义相对论和量子力学的矛盾,即引力无法被量子化。想要解决这个难题,可能需要全新的物理理论,比如弦理论或膜理论。


暗物质和暗能量的发现则彻底打破了这个美好的梦想,原来我们所了解的世界只是有5%普通物质构成的,其余95%的世界则知之甚少。其中,存在暗物质的猜测来自星系旋转现象中缺少的力;存在暗能量的猜测则来源于宇宙加速膨胀过程中缺少的能量,和引力不同,它具有斥力性质。暗物质和暗能量究竟是什么?目前还不清楚。


此外,还有许许多多的问题,等待我们探索。诸如:物质是否无限可分,黑洞的内部情况,正反物质的对称性破缺,多重宇宙和额外维度是否存在等等……


目前理论物理学发展的很迅速,可是现有观测能力远远不能验证当前的许多理论。无论是弦理论,还是关于黑洞的霍金辐射,都只能停留在理论层面上,还不能证实。正如前面所说,阻碍物理学发展的主要是人类的观测能力。


不过,物理学的发展并没有遇到难以逾越的瓶颈,并没有走进死胡同,待时机成熟,将会产生新一轮物理学革命,到时候又会产生新的难题。宇宙中是否存在更高等级的文明,还尚未可知。至于“智子锁死”这种低等级文明被高等级文明限制发展的想法,是未被证实的幻想。


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没有,不会被锁死。物理学需要人类的智慧再次攻破创新,科技也会随之更加强大。

并没有达到瓶颈。现代物理学一直在不断地发展和拓展中,只会发展的越来越好,人类科技也一直不断创新和进步,所谓的“智子锁死”是不存在的。

我觉得应该还没有到这种程度,没有真的被锁死,只是还在发展,没有什么突破而已,不久之后还会好的。

不会锁死 很多东西都不完善 我们才了解到皮毛而已


现代物理学已经发展到瓶颈了吗?人类科技真被“智子锁死”?
物理学是研究物质及物质运动变化最一般规律的科学,是自然科学中最基础的一门学科,物理学的进步能够带动其他自然科学的发展。人类科技文明的进步在很大程度上得益于物理学的进步,比如,电磁学和热力学的研究使人类进入了电气时代,量子力学催生的半导体技术、激光技术则使人类进入了信息时代。 物理学的发展简史 物理学的发...

物理学的发展
1、物理学的萌芽时期:从远古到17世纪 2、经典物理学时期:17世纪末至19世纪末(中学阶段主要学习内容)代表人物:伽利略、牛顿 3、现代物理学时期:20世纪至今 代表人物:爱因斯坦、玻尔

现代数学和理论物理已经发展到多么令人震惊的水平了?
其中电磁学的基本物理量是电场和磁场,统计力学引入了熵,热这些量,总的来说直观性还是杠杠的。而分析力学比较微妙,虽然理论体系和牛顿力学完全等价,但是却以拉格朗日量和哈密顿量为基本物理量,之所以定义这两个量完全出于数学上的考量,没有直观性。后来证明这兄弟俩在现代物理中发挥了极其重要的作用。

物理发展的三大阶段
总之,从远古直到中世纪(欧洲通常把五世纪到十五世纪叫做中世纪)末,由于生产的发展,虽然积累了不少物理知识,也为实验科学的产生准备了一些条件并做了一些实验,但是这些都还称不上系统的自然科学研究。在这个时期,物理学尚处在萌芽阶段。(二)经典物理学时期 十五世纪末叶,资本主义生产关系的产生,促进...

你如何看待现代物理学的发展?是否已经到了瓶颈呢?
牛顿的经典力学之后的几百年时间(相对论出现之前),人类物理学同样没有取得突破,当时科学界甚至一致认为物理学大厦已经基本完善了,以后的物理学发展只需要小修小补就可以了,殊不知相对论的出现并不是小修小补,而是完全的颠覆!而相对论出现到现在不过百年时间,为何我们总是认为物理学发展遇到瓶颈了呢...

现代物理学的发展前沿
20世纪40年代到60年代,对微观世界理性认识的最大进展是量子力学的建立。经过一代物理学家的努力,量子力学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、光的吸收及辐射等等现象,特别是当它同狭义相对论结合而建立相对论性量子力学以后,它已经成为微观世界在原子、分子层次上的一个基本理论。 但是,量子...

科学家会失业吗,科学研究有尽头吗?
在经典力学统治的时代,人们以为物理学已经发展到极限了,没有什么问题是解决不了的,可此时天空却飘来了两朵乌云,科学家们却发现自己没有解决之力。因为现有的理论已经到了极限,随着新思想的萌芽,于是便诞生了量子力学和相对论力学。一些人说什么:“科学的尽头是神学。当科学家攀登上高峰,却发现...

为什么我觉得现代物理学已经数十年没有进步了?
1,科学家认为在19世纪的时候,科学家已经完成了整个物理学的大厦,所以现在物理学几乎是进一步完善。其实不得不说,有科学家认为,在19世纪的时候,整个物理学就已经不断的完善成了大厦,所以正是因为如此,有钱人已经断定现代物理学是很难有值得发展的,所以也正是因为如此可以理解哦之,所以现在物理...

近代西方物理学发展史
1、 近代物理学时期又称经典物理学时期,这一时期是从16世纪至19世纪,是经典物理学的诞生、发展和完善时期。近代物理学是从天文学的突破开始的。早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”,即认为地球位于宇宙的中心。公元140年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学...

请大家为我提供一些有关物理学的发展的资料
十九世纪末叶物理学上一系列重大发现,使经典物理学理论体系本身遇到了不可克服的危机,从而引起了现代物理学革命。由于生产技术的发展,精密、大型仪器的创制以及物理学思想的变革,这一时期的物理学理论呈现出高速发展的状况。研究对象由低速到高速,由宏观到微观,深入到广垠的宇宙深处和物质结构的内部,对宏观世界的结构...

浙江省15331949966: 现代的物理学已经发展到瓶颈期了吗 -
雕重丝白: 因该是的,很多理论现在无法用实验验证.实验技术跟不上了.再看看别人怎么说的.

浙江省15331949966: 现代物理走到尽头了吗? -
雕重丝白: 当然没有 超弦还没完善 M还没出来 引力没统一 夸克还不太了解 远着呢

浙江省15331949966: 人类的科技到达瓶颈了吗 -
雕重丝白: 科技早已遇到瓶颈..但科技大爆炸式增长也就是应用层面的革新则短期内不会遇到瓶颈. 就拿现在最能代表人类发展的计算机科学(或者说科技)来说,现在的计算机仍然基于上世纪四五十年代提出的冯诺伊曼结构.经过几十年的发展,人类...

浙江省15331949966: 求教一下,当今物理学瓶颈在哪里 -
雕重丝白: 当今物理学瓶颈在于绝大多数的分子、原子已经无法再打碎了. 如可以很容易的把水分子通过电离的方法分解成氢原子和氧原子,但再往下就分解不了了.目前世界上最大的粒子对撞机也搞不定.

浙江省15331949966: 物理学真的接近尾声了吗 M理论是终极理论吗 如果不是 我仍相信 这个终极理论就在我们这个时代! -
雕重丝白: 从下面这个层面给你解释一下吧 物理学是对自然规律的总结和描述.这有两个层面的问题使得它是没有止境的. 1.任何你认为成熟的定律,在它能描述自然规律的同时,我们都有必要问一句为什么?为什么自然界非得是这样的?在寻求答案的...

浙江省15331949966: 对于物理学的发展这个世纪能否高于上个世纪?
雕重丝白: 还是一世纪的 就是一天也比一天高

浙江省15331949966: 现在物理学发展到什么地步了. -
雕重丝白: 现代物理建立于相对论物理和量子物理基础之上,是继 爱因斯坦时代 之后的 霍金时代,当然是: 宇宙物理新阶段--大爆炸理论的证据阶段,黑洞的深入研究阶段,时空扭曲的验证阶段等等. 粒子物理新阶段--核子强力,电子电磁力之类的研究,寻找更基本微粒等等. 总之,现代物理的研究项目是极大的宇宙和极小的微粒.具体前沿项目,请找本物理杂志看看.

浙江省15331949966: 当代物理发展趋势
雕重丝白: 当代物理似乎遇到了瓶颈.我们知道,大道至简,在二十世纪之前,各种规律似乎都是简明易了的,公式简单,内涵丰富.但到了二十世纪,新发现的物理规律公式却越来越 繁琐,当代物理似乎触摸到了底线,我们可以大胆猜测,下一步物理的发展需要突破,革除旧的,建立新的!1!!

浙江省15331949966: M理论代表了物理学的终结吗?物理学没有发展前景了吗? -
雕重丝白: M理论只是通往新世界的其中一扇窗户,并不代表物理学的终结,而只是引导人们去开拓更为广阔的物理学新天地,在新的起点上继续远航,一如当初的牛顿力学,相对论等.目前在未发现物理学新世界以前,M理论被认为是最有可能通向新世...

浙江省15331949966: 现在科学是不是进入一个瓶颈状态了 -
雕重丝白: 人类科学发展不是进入到了一个瓶颈期,而是我们人类科学的发展进入到了一个权威垄断资本为王时期,大量的新科技都是锁在实验室里.

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