zhumijia128
最近，有物理学新基本理论（或物理学新基本定律），发表在《科技创新导报》2008年第12期的171页上！ 
发展史 经典物理与近代物理 第一，立足于牛顿力学的经典物理学和经典自然科学在很在程度上是关于自然事物，自然属性，自然过程和自然界规律性的知识，但它往往没有对这些事物，属性，过程和规律性的机制(道理)从因果性上作出解释;近代自然科学所能做到的或应当做到的，则是依据于对微观过程的了解，解决这些"为什么"的问题 第二，经典自然科学有它的普遍性和整体性，但就对整个自然事物的反映看，经典理论基本上是关于特殊的，局部的自然领域的知识;近代自然科学则具有更高程度的普遍性和更大范围的全局性 第一章 发展中的物理学 1 相对论 相对论是现代物理学的重要基石它的建立20世纪自然科学最伟大的发现之一，对物理学，天文学乃至哲学思想都有深远的影响相对论是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是电磁理论合乎逻辑的继续和发展，是物理学各有关分支又一次综合的结果相对论经迈克耳逊，莫雷实验，洛伦兹及爱因斯坦等 人发展而建立 2 量子力学 1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量了概念，为量子理论奠定了基石随后爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用了量子化概念，对氢光谱作出了满意的解释，使量子论取得了初步的胜利之后经过玻尔，索末菲海森堡，薛定谔，狄拉克等人开创性的工作，终于在1925年-1928年开成了完整的量子力学理论 3 原子核及基本粒子 原子核物理学起源于放射性的研究，是19世纪末兴起的崭新课题在这以前，人类对这年领域毫开所知从事这项研究的物理学家，他们通过作新创制的简陋仪器进行各种实验和观察，从中收集数据，总结经验，寻找规律，探索不断开拓新的领域 1933年以后，原子核物理理论才逐渐形成 4 固体物理学 20世纪初，固体物理学就开始深入到微观领域，人们开始利用微观规律来计算实验观测量量子力学首先应用于简谐振子及简单的原子上，并显示了其正确性，其次又在化学键的问题上取得了效果二十世纪20年代后，固体物理学作为一门学科在物理学领域中诞生 5 物理学与技术 物理学的发展为新技术提供了基础，与此相反的关系也完全存在假如不采用电子技术的各式各样的机器，今天的物理学，甚至整个科学研究都可能连一天也存在不下去要建造超高能物理学所不可缺少的巨大加速器，必须要动员当前最先进的精密机械技术和电子学技术才行同时由于对技术进步的不断要求，作为这些技术基础的物理学的研究也正在日益加强可以说，没有上述各方面的条件，就不可能存在今天这种大规模，多方面的物理学研究 6 科学的体制化 近代物理学的基础工程学科化这种趋势，当然是由围绕科学的新的社会状况的出现所形成和促进的 7 物理学在地理上的扩大 物理学的变迁，同时也伴有物理学在地理上扩大俄国(苏联)，美国，日本，中国及欧洲，亚洲，非洲物理学在地理上的扩大，必将会进一步扩大在进行尖端物理学研究，所以，没有理由认为这些国家将来不会产生真正的物理学研究 8 研究技术化 可以把这一趋势同由物理学所支撑着的各种各样新技术所持有的可能性相结合，看作是社会进步的一个标志 第二章节近代物理学的序幕 一 电子的发现 背景: 电子的发现起源于对阴极射线的研究阴极射线是低压气体放电过程中的一种奇特现象这一观点得到赫兹等人的支持，赞成以太说的大多是德国人英国物理学家克鲁克斯以及舒斯特根据各自的实验及解释都认为阴极射线是由粒子组成的德国学派主张以太学说，英国学派主张带电微粒说 JJ汤姆生对电子研究 ⒈定性研究:JJ汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转实验，他进一步提高了真空度，并且减小极间电压，以防止气体电离，终于获得了稳定的静电偏转 ⒉定量研究 :一种方法是用静电场偏转管在管子两侧各加一通电线圈以产生垂直于电场方向的磁场，然后根据电场和磁场分别造成的偏转，计算出阴极射线的荷质比e/m，另一种方法是测量阴极的温升因为阴极射线撞击到阴极，会引起阴极的温度升高JJ汤姆生把热电偶接到阴极，测量它的温度变化，两种不同的方法得到的结果相近，荷质比 ⒊普遍性证明 二 X射线的研究 1895年，德国的维尔茨堡大学，伦琴教授 阴极射线研究 发现了X射线 三，放射性的发现 对阴极射线研究引起了放射性物质的发现 1896年5月18日，贝克勒尔发现了放射性 贝克勒尔发现放射性虽然没有伦琴发现X射线那样轰动一时，意义却更为深远因为这是人类第一次接触到核现象，为后来居里夫妇，卢瑟福等对放射性研究发展开辟了道路 第三章 相对论的建立 相对论的研究起源于"以太漂移"的探索以及光行差的观测1678年惠更斯把光振动类比于声振动，看成是以太中的弹性脉冲但是后来由于光的微粒说占了上风，以太理论受到压抑，牛顿就认为不需要以太，他主张超距作用1800年以后，由于波动说成功地解释了干涉，衍射和偏振等现象，以太学说重新抬头在波动说的支持者看来，光既然是一种波，就一定要有一种载体，这就是以太他们把以太看成是无所不在，绝对静止，极其稀薄的刚性"物质" 机械波的波动方程与电磁波的波动方程 机械振动只有在弹性介质中传播才形成机械波，在弹性介质中应用牛顿定律和胡克定律，即可建立机械波的波动方程，一维横波的波动方程为 机械波的波动方程和波速这些性质是否也适用于电磁波(包括光波)呢 电磁波有类似于机械波的波动方程，那么，电磁波的波动方程是相对于什么样的参考系建立的 真空中速度是相对于什么参考系的 1861年，英国物理学家麦克斯韦总结前人的实验规律基础上，推导真空中电磁波的波动方程，其一维形式的真空波动方程为: 迈克耳逊―莫雷实验 波动理论假定了真空中充满以太，光相对于以太的速度C传播，地球上的观察者所测到真空中光速的数值将是多大呢 如果认为地球运动时以太完全没有被带动，地球上测到的真空光速应该是光对以太的速度与地球相对于以太速度的矢量差，为了能够显示出光相对于地球的传播速度不同于C，迈克耳逊设计了一个十分巧妙的实验 在迈克耳逊最初装置中，采用地球公转速度可得04个条纹，这是一个很小的效应，但他的仪器装置观察到的只是02个条纹的变动，即使进一步改进，结果都没有观察到条纹的移动 洛伦兹等人的贡献 斐兹杰惹于1889年，洛伦兹于1892年先后独立地提出了著名的洛伦兹―斐兹杰惹收缩假定他们都承认以太的存在，在以太中静止的一个长为L的物体，当它沿长度方向相对于以太速率V运动时，将缩短到 爱因斯坦与狭义相对论 将相对性原理应用于电磁理论，如果认为电磁场的麦克斯韦方程组是正确的(方程组中真空中光速C的普适常数出现)则必须同时承认真空中光速C对所有惯性系相同，与波源的运动无关然而，这却是于牛顿力学不相等的在牛顿力学中，速度总是相对于一定的参考系，不允许在动力学方程中出现普适的速度 广义相对论的建立 狭义相对论建立之后，爱因斯坦并没有止步，他认为狭义相对论还有许多问题没有解决，例如:为什么惯性质量随能量变化 为什么一切物体在引力场中下落都具有同样的加速度 1916年，爱因斯坦发表了《广义相对论的基础》，对广义相对论的研究作了全面的总结在论文中，爱因斯坦证明了牛顿理论可以作为相对论引力理论的第一级近似，并且组给出了谱线红移，光线弯曲，行星轨道近日点进动的理论预言 爱因斯坦的成功分析 兼收并蓄 敢于创新，突破常规精神 哲学修养 美发射探测卫星 验证88年前爱因斯坦的预言 第四章 量子力学的发展 一 黑体辐射的研究 1859年 基尔霍夫物体热辐射的发射本领e(v，T)和吸收本领a(v，T)的比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的辐射度 1879年 斯特潘根据实验总结出黑体辐射总能量与黑体温度四次方成正比的关系 1893年 维恩经验式子 1900年 瑞利 为了解决上述困难，普朗克利用内插法，将适用于短波的维恩公式和适用于长波的瑞利―金斯公式衔接起来在1900年提出了一个新的公式 普朗克与统一思想的波动 普朗克对量子论的研究工作中犹豫徘徊，畏缩不前的主要原因是物理学的统一性问题，即如何对量子论的解释 玻尔理论的形成 光谱 卢瑟福 量子理论 玻尔理论 1913年《原子构造和分子构造》 提出了两条基本假设:定态，跃迁 1914年，夫兰克和G赫兹以能量分立的指导思想，进行电子与原子的碰撞实验设计他们利用慢电子与稀薄水银蒸气碰撞方法，来确定银原子的激发电位或电离电位从而证实原子只能处在一定的分立能量状态当中由此突破了"自然无飞跃"能量连续性的经典物理观点这个实验成为玻尔原子理论的一个重要证据之一， 1918年，玻尔为了解释谱线强度这一当时原子理论无法解决的难题，提出了协调经典物理理论与微观量子理论之间相互关系的对应原理 玻尔的直觉与创新研究方法 玻尔的科研思想与他的直觉相联系在一起，他从不畏缩不前，也不遵循所谓严格的逻辑道路的方法玻尔灵活的思维特点与思想方法在今天已成为越来越多的人所理解和赏识 量子力学的建立 1924年泡利提出不相容原理这个原理促使乌伦贝克和高斯密特，在1925年提出电子自旋的设想从而使长期得不到解释的光谱精细结构，反常塞曼效应和斯特恩―盖拉赫实验等难题迎刃而解同年，海森伯创立了阵矩力学，使量子理论登上了一个新的台阶1923年德布罗意提出物质波假设，导致了薛定谔在1926年以波动方程的形式建立了新的量子理论不久薛定谔证明，这两种量子理论是完全等价的，只不过形式不同罢了1928年狄拉克提出电子的相对论性运动方程――狄拉克方程，奠定了相对论性量子力学的基础 第五章中国物理学者在近代物理学发展中贡献 一 出国留学 中国学者出国留学可追溯到，在19世纪中叶，清朝赴欧留学得就达一百多人清朝洋务活动的"求强"，"求富"过程中，为训练新式陆海军和创办近代军事工业和民安企业，曾陆续派出许多学生到各国求学在1862―1900年间，有几百人，以官费，自费出国游学，但主要是学习语言，驾驶，架线，电工，炮术，造船，铸造，采矿，机织等实用技术和军事技术，当时不可能也没有眼光派学生去学习数理化基础学科 二 物理学教育的发展 在1895年和1897年分别创办了天津西学堂和上海南洋公学中西学堂分设头等学堂，二等学堂，前者相当于大学 1898年创办的京师在大学堂， 三 研究机构的建立 1928年3月在上海成立国立理化实业研究所，同年6月中央研究院创立，同年11月理化实业研究所之一部分改名为物理学研究所，隶属中央研究院 1929年9月在北平建立了北平研究院 20世纪20年代末，国家批准有条件大学设立研究部，在教学同时开展科学研究 四 中国物理学会 中国物理学会成立于1932年，它是中国物理学教学，研究发展的必然结果，截止1932年左右，物理学工作者约300人左右 中国物理学报于1933年创刊在1933―1935年出版了第一卷共三期，至1950年共出版了七卷该学报以外文(主要为英文，个别为法文，德文)发表，附以中文摘要它在国内外学术交流中起到了很好的作用 五 国外物理学家对我国近代物理学发展得作用 1 国外物理学家对我国物理学者得培养与帮助我国许多物理学家都得到了国外著名物理学者的培养 2 国外物理学家来华讲学极大地促进了我国物理学的发展1921年蔡元培和夏元0访问爱因斯坦，并邀请他来中国讲学 朗之万于1931年底来华讲学1937年5月31日至6月4日，玻尔来华进行了讲学 六 我国物理学者在近代物理学中得主要贡献 吴有训在美国研究Compton效应著称，他的关于Compton效应中变线与不变线的能量分布比率的两篇实验论文，确凿地证明了Compton效应的存在，丰富的和发展了Compton工作，并加速国际学术界对Compton效应的认识吴有训回国后，或独自或带领研究生继续从事有关的研究 赵忠尧在研究硬射线的吸收系数及其散射的实验中，最早观察到正负电子对的产生和湮没现象 萨本栋在30年代关于三相电路并矢代数的研究，是属于数学，物理和电机的三角地带，被美国电气工程师学会评为1937年度"理论和研究最佳文章荣获"40年代萨本栋从事交流电机研究，以标么值系统分析交流电机问题他根据在厦门大学和美国讲课的素材编写的《交流电机基础》一书，被英国，美各国高等院采作教材开创了中国科学家编写的教材被国外采用的先例 1949年，张文裕在吸收介子的云室研究中，发现了子和子辐射现象，开拓了奇异原子物理研究的新领域国际上曾称此二发现为"张辐射"和"张原子" 黄昆在1947年发现了后来被称为"黄散射"，即固体中杂质缺陷导致X光漫散射，它直接有效地成为研究晶体微观缺陷的手段1950年，黄昆和(李爱扶)共同提出了多声子辐射和无辐射跃迁的量子理论，在国际上被称为黄理论1947-1951年间，黄昆与合著《晶格动力学》一书，它成为该领域的一本基本理论著作而在国际上享有盛名 谢玉铭于1932-1934年间在美国与WVHouston合作研究氢原子光谱Balmer系的精细结构，发现了在40年代后期才得以肯定的"Lamb"移位，并提出了40年代后期有关重整化理论的发展方向相同的大胆建议WELamb于1947-1948年间所作的类似实验及发现而获得1995年诺贝尔物理学奖 宇宙起源及超导体材料的研究 量子力学中的，量子密码学，量子计算机，等等和量子有关的分学科 往更小和更大的方面发展。 更小---了解物质的构成，看看夸克是否可以再分。 更大---了解宇宙了！宇宙物理学 外星人的存在与否
物理学发展史与各年代成就物理学是研究物质运动和相互作用的规律的科学，是除数学外最基本的一门学科。 物理运动是自然界最普遍的一种现象。 因此物理学研究的对象和内容就是宇宙间各种物质的性质、存在状态、各种物理运动形式及其转化现象、物质的内部结构及这些内部结构的组成部分，物理领域的各种基本相互作用及其规律。由于一切物理现象都在时间、空间中表现出来和发生运动和转化，所以物理学也要研究时间和空间的性质、联系等。 进行物理学研究，首先是观察各种客观物理现象；或是进行试验，通过变革研究对象以观察因而产生的运动和转化状况中，找出规律；再从许多表象性的规律中，揭示基本规律，建立较为系统的理论。 物理学研究除了要依靠好的科学方法外，还要取决于认知工具。工具越先进，研究效率越高，成果越显著。 物理学在发展过程中形成了一套完整的科学方法，它对其他学科的研究，乃至哲学发展，都有重要意义 物理学发展史(从1638年至1962年) 公元1638年，意大利科学家伽利略的《两种新科学》一书出版，书内载有斜面实验的详细描述。伽利略的动力学研究与1609～1618年间德国科学家开普勒根据天文观测总结所得开普勒三定律，同为牛顿力学的基础。 公元1643年，意大利科学家托利拆利作大气压实验，发明水银气压计。 公元1646年，法国科学家帕斯卡实验验证大气压的存在。 公元1654年，德国科学家格里开发明抽气泵，获得真空。 公元1662年，英国科学家波义耳实验发现波义耳定律。十四年后，法国科学家马里奥特也独立的发现此定律。 公元1663年，格里开作马德堡半球实验。 公元1666年，英国科学家牛顿用三棱镜作色散实验。 公元1669年，巴塞林那斯发现光经过方解石有双折射的现象。 公元1675年，牛顿作牛顿环实验，这是一种光的干涉现象，但牛顿仍用光的微粒说解释。 公元1752年，美国科学家富兰克林作风筝实验，引雷电到地面。 公元1767年，美国科学家普列斯特勒根据富兰克林导体内不存在静电荷的实验，推得静电力的平方反比定律。 公元1780年，意大利科学家加伐尼发现蛙腿筋肉收缩现象，认为是动物电所致。不过直到1791年他才发表这方面的论文。 公元1785年，法国科学家库仑用他自己发明的扭秤，从实验得静电力的平方反比定律。在这以前，英国科学家米切尔已有过类似设计，并于1750年提出磁力的平方反比定律。 公元1787年，法国科学家查理发现了气体膨胀的查理-盖·吕萨克定律。盖·吕萨克的研究发表于1802年。 公元1792年，伏打研究加伐尼现象，认为是两种金属接触所致。 公元1798年，英国科学家卡文迪许用扭秤实验测定万有引力常数G。 公元1798年，美国科学家伦福德发表他的摩擦生热的实验，这些实验事实是反对热质说的重要依据。 公元1799年，英国科学家戴维做真空中的摩擦实验，以证明热是物体微粒的振动所致。 公元1800年，英国科学家赫休尔从太阳光谱的辐射热效应发现红外线。 公元1801年，德国科学家里特尔从太阳光谱的化学作用，发现紫外线。 公元1801年，英国科学家托马斯·杨用干涉法测光波波长。 公元1802年，英国科学家沃拉斯顿发现太阳光谱中有暗线。 公元1808年，法国科学家马吕斯发现光的偏振现象。 公元1811年，英国科学家布儒斯特发现偏振光的布儒斯特定律。 公元1815年，德国科学家夫琅和费开始用分光镜研究太阳光语中的暗线。 公元1819年，法国科学家杜隆与珀替发现克原子固体比热是一常数，约为6卡/度·克原子，称杜隆·珀替定律。 公元1820年，丹麦科学家奥斯特发现导线通电产生磁效应。 公元1820年，法国科学家毕奥和沙伐由实验归纳出电流元的磁场定律。 公元1820年，法国科学家安培由实验发现电流之间的相互作用力，1822年进一步研究电流之间的相互作用，提出安培作用力定律。 公元1821年，爱沙尼亚科学家塞贝克发现温差电效应(塞贝克效应)。 公元1827年，英国科学家布朗发现悬浮在液体中的细微颗粒作不断地杂乱无章运动，是分子运动论的有力证据。 公元1830年，诺比利发明温差电堆。 公元1831年，法拉第发现电磁感应现象。 公元1834年，法国科学家珀耳帖发现电流可以致冷的珀耳帖效应。 公元1835年，美国科学家亨利发现自感，1842年发现电振荡放电。 公元1840年，英国科学家焦耳从电流的热效应发现所产生的热量与电流的平方、电阻及时间成正比，称焦耳-楞茨定律(楞茨也独立地发现了这一定律)。其后，焦耳先后于1843，1845，1847，1849直至1878年测量热功当量，历经四十年，共进行四百多次实验。 公元1842年，法国科学家勒诺尔从实验测定实际气体的性质，发现与波义耳定律及盖·吕萨克定律有偏离。 公元1843年，法拉第从实验证明电荷守恒定律。 公元1845年，法拉第发现强磁场使光的偏振面旋转，称法拉第效应。 公元1849年，法国科学家斐索首次在地面上测光速。 公元1851年，法国科学家傅科做傅科摆实验，证明地球自转。 公元1852年，英国科学家焦耳与威廉·汤姆逊发现气体焦耳－汤姆逊效应(气体通过狭窄通道后突然膨胀引起温度变化)。 公元1858年，德国科学家普吕克尔在放电管中发现阴极射线。 公元1859年，德国科学家基尔霍夫开创光谱分析，其后通过光谱分析发现铯、铷等新元素，他还发现发射光谱和吸收光谱之间的联系，建立了辐射定律。 公元1866年，德国科学家昆特做昆特管实验，用以测量气体或固体中的声速。 公元1869年，德国科学家希托夫用磁场使阴极射线偏转。 公元1871年，英国科学家瓦尔莱发现阴极射线带负电。 公元1875年，英国科学家克尔发现在强电场的作用下，某些各向同性的透明介质会变为各向异性，从而使光产生双折射现象，称克尔电光效应。 公元1876年，德国科学家哥尔德茨坦开始大量研究阳极射线的实验，导致极坠射线的发现。 公元1879年，英国科学家克鲁克斯开始一系列实验，研究阴极射线。 公元1879年，奥地利科学家斯忒藩发现黑体辐射经验公式。 公元1879年，美国科学家霍尔发现电流通过金属时，在磁场作用下产生横向电动势的霍尔效应。 公元1880年，法国科学家居里兄弟发现晶体的压电效应。 公元1881年，美国科学家迈克耳逊首次做以太漂移实验，得到零结果。由此产生迈克耳逊干涉仪，灵敏度极高。 公元1885年，迈克耳逊与莫雷合作改进斐索流水中光速的测量。 公元1887年，迈克耳逊与莫雷再次做以太漂移实验，又得零结果。 公元1887年，德国科学家赫兹作电磁波实验，证实了英国科学家麦克斯韦的电磁场理论。同时，赫兹发现光电效应。 公元1890年，匈牙利科学家厄沃作实验证明惯性质量与引力质量相等。 公元1893年，德国科学家勒纳德研究阴极射线时，在射线管上装一薄铝窗，使阴极射线从管内穿出进入空气，射程约l厘米，人称勒纳德射线。 公元1895年，P．居里发现居里点和居里定律。 公元1895年，德国科学家伦琴发现x射线。 公元1896年，法国科学家贝克勒尔发现放射性。 公元1896年，荷兰科学家塞曼发现磁场
