三、现代时期 近代物理学(也称经典物理学)在19世纪取得了全面的发展，因此当时有人乐观地认为经典物理学已经具备了十分完备的原理和方法，足以去理解整个自然界。但是，从19世纪最后几年到20世纪初的一些新发现完全打破了人们的盲目乐观情绪。这些新发现与旧理论之间的尖锐矛盾导致了世纪之交物理学一场深刻的革命，使20世纪的现代物理学与19世纪末以前的近代物理学之间有了质的区别。具体说来有以下几个特点: 1.从1885年发现X射线开始的现代物理学革命，使物理研究扩展到微观与宇观物质层次和接近光速的高速运动新领域，从而使经典物理学的基本概念和整个理论体系都受到了严重的冲击。一方面，发现了关于微观世界结构的种种惊人的事实；另一方面，相对论与量子论的建立使人类对物质运动、时空、因果律的认识，都发生了根本性的变化，人们普遍认识到，任何物理理论都不可能是永恒的真理，它都会随着时代的发展而发展。不墨守成规和勇于创新，已成为20世纪物理学的一个突出的特点。 2．现代物理实验和观察的技术装备之强大是经典物理学时代所无法相比的。例如，美国费米实验室的一部5千电子伏的质子同步加速器，它的主体跑道管直径就有2公里，周长就有6公里，磁场所需要的电力就达10万千瓦，而美国新墨西哥州的一架射电望远镜其天线阵的一个臂长就有21公里。现代物理实验与观测技术的高度发展，使人类的“视野”在深度（微观上）与广度（宇观上）上都比19世纪末扩大了10万倍以上。人类的洞察力已经能从大于 厘米的原子集团深入到小于 厘米的基本粒子内部；人类的眼界也已从直径10万光年的银河系扩展到200亿光年的大宇宙。另一方面，由于现代物理学与日常经验的距离越来越远，越来越抽象，物理理论的发展在充分依赖实验发展的同时，比起经典物理学来说，也更需要运用理性思维来把握。 3．现代物理学革命不仅推动了物理学自身的发展，同时也推动了现代科学与技术的全面发展。在物理学的推动下，生物学得到了革命性的突破，代表生命主要特征的遗传密码得到破译，从而使整个物理学与生命科学之间的深邃鸿沟开始逐步填补，自然科学已形成以物理学为中坚力量的一个前沿在不断扩大的、多层次的综合的统一整体。科学研究已从经典物理学时代的个体劳动的“小科学”转化为社会化集体劳动的“大科学”。研究活动规模越来越大，已从企业规模发展到国际规模，例如欧洲核研究中心、地球物理年等。大科学最突出的事例是1961年美国组织的阿波罗登月计划，动员了40万人，历时11年，耗资240亿美元。这在经典物理学时代是无法想象的。 4．比起经典物理学，现代物理学的社会功能更加突出。现代物理理论不仅应用于发展单项技术，更重要的是开辟了新的技术领域，建立了完全新型的工业体系，对生产的全面指导作用更加显著。可以说，以现代物理学为中坚力量的现代科学与技术已成为人类历史发展前进的决定性力量。 （见潘永祥、王绵光主编《物理学简史》，湖北教育出版社1990年，第12－13页。） |
