当今世界物理学发展前景如何？

回顾二十世纪物理学的发展，是在三个方向上前进的。有学者分析，在二十一世纪，物理学也将在这三个方向上继续向前发展。（1）在微观方向上深入下去。 在这个方向上，我们已经了解了原子核的结构，发现了大量的基本粒子及其运动规律，建立了核物理学和粒子物理学，认识到强子是由夸克构成的。今后可能会有新的进展。但如果要探索更深层次的现象，必须有能量强大得多的加速器，而这是非常艰巨的任务，所以有学者认为近期内在这个方向上难以有突破性的进展。 （2）在宏观方向上拓展开去。1948年美国的伽莫夫提出“大爆炸”理论，当时并未引起重视。1965年美国的彭齐亚斯和威尔逊观测到宇宙背景辐射，再加上其他的观测结果，为“大爆炸”理论提供了有力的证据，从此“大爆炸”理论得到广泛的支持，1981年日本的佐藤胜彦和美国的古斯同时提出暴胀理论。八十年代以后，英国的霍金等人开始论述宇宙的创生，认为宇宙从“无”诞生，今后在这个方向上将会继续有所发展。从根本上来说 ，现代宇宙学的继续发展有赖于向广漠的宇宙更遥远处观测的新结果，这需要人类制造出比哈勃望远镜性能优越得更多的、各个波段的太空天文望远镜，这是很艰巨的任务。 必须指出，作为对未知科学领域的一种探索的科学研究，在研究过程中，往往会存在多种观点，有时甚至是相互对立的观点或假设。比如，有学者对于近年来提出的宇宙创生学说是不太信的，并且认为“大爆炸”理论只是对宇宙的一个近似的描述。因为现在的宇宙学研究的只是我们能观测到的范围以内的“宇宙”，而很多学者相信宇宙是无限的，在我们这个“宇宙”以外还有无数个“宇宙”，这些宇宙不是互不相干、各自孤立的，而是互相有影响、有作用的。现代宇宙学只研究了我们这个“宇宙”，当然只能得到近似的结果，把他们的研究结果延伸到“宇宙”，创生了触及遥远的未来，则失误更大。 （3）深入探索各层次间的联系。 这正是统计物理学研究的主要内容。二十世纪在这方面取得了巨大的成就，先是非平衡态统计物理学有了得巨大发展，然后建立了“耗散结构”理论、协同论和突变论，接着混沌论和分形论相继发展起来了。近年来把这些分支学科都纳入到了非线性科学的范畴。相信在二十一世纪非线性科学的发展应有广阔的前景。上述的物理学的发展前景分析依然局限在现代物理学现有的理论框架内。在二十一世纪，物理学的基本理论应该怎样发展呢？现代物理学的革命将怎样发生呢？有学者认为可能有两个方面值得考虑：（1）有一些物理学家在追求“超统一理论”。在这方面，起初是爱因斯坦、海森堡等天才科学家努力探索“统一场论”；直到1967、1968年，美国的温伯格和巴基斯坦的萨拉姆提出统一电磁力和弱力的“电弱理论”；目前有一些物理学家正在探索加上强力的“大统一理论”，以及再加上引力把四种力都统一起来的“超统一理论”，他们的探索能否成功尚没定论。 爱因斯坦当初探索“统一场论”是基于他的“物理世界统一性”的思想，但是他努力探索了三十年，最终没有成功。有学者对此有不同的观点，根据辩证唯物主义的基本原理，一般认为“物质世界是既统一，又多样化的”。且莫论追求“超统一理论”能否成功，即便此理论完成了，它也不是物理学发展的终点。因为“在绝对的总的宇宙发展过程中，各个具体过程的发展都是相对的，因而在绝对真理的长河中，人们对于在各个一定发展阶段上的具体过程的认识只具有相对的真理性。无数相对的真理之总和，就是绝对的真理。”“人们在实践中对于真理的认识也就永远没有完结。”客观世界也可能不是只有四种力。第五、第六……种力究竟何在呢？现在我们不知道。或许将来最早发现的第五种力可能存在于生命现象中。物质构成了生命体之后，其运动和变化实在太奥妙了，我们没有认识的问题实在太多了，我们今天对于生命科学的认识犹如亚里斯多德时代的人们对于物理学的认识，因此在这方面取得突破性的进展是很可能的。有学者认为，物理学与生命科学的交叉点是二十一世纪物理学发展的方向之一，与此有关的是关于复杂性研究的非线性科学的发展。 （2）现代物理学理论也只是相对真理，而不是绝对真理。应该通过审思现代物理学理论基础的不完善性来探寻现代物理学革命的突破口。关于物理学的发展前景，不同的学者，会有不同的观点。下面，我们以诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授和李政道教授的观点，来结束我们关于物理学发展前景的展望。“今后二三十年物理学的成就会远远不及100年前，每一门学科的发展都是有起伏的。在未来相当长的一段时间内，物理学不会在理论上有大的突破。”著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁在参加2007年科协年会期间，对物理学的发展前景作出了这样的判断。杨振宁认为，100年前有二三十年是物理学的黄金时代：19世纪末发现了电子、放射性衰变、X光，技术上的发展，实验室里的进步，使理论出现了很大的困惑。爱因斯坦等人提出了相对论、量子力学理论奠定了微观物理学的基础，使物理学进入一个全新的领域。而目前技术有了很大发展，但并没有带来理论上的大困惑，因此物理学不太可能再出现100年前那种飞跃式发展。杨振宁提醒大家，物理界没有更多的重大发现，并不是物理不重要。此时的物理学的很多新领域出现了，为我们打开了很多门，每一个门走进去都能大有作为。回首20世纪，李政道认为20世纪物理学的发展可以简单归纳为：了解基本粒子就会了解大物质体的构造。而21世纪的物理学发展将是探求整体统一，物理与生物学和其他学科会有极紧密的关系。“在我看来，21世纪物理学的前景是：激发真空；微观和宏观物理的结合；制造象宇宙开始的状态；了解暗物质；了解类星体的能源；了解CP不对称的原理。”李政道说20世纪的文明是微观的，而21世纪微观和宏观应结合成一体。在一百年前，汤姆逊发现电子，从那以后影响了我们这个世纪的物理思想，即大的是由小的组成的，小的是由更小的组成的，找到了最基本的粒子就知道了最大的构造。这个思想不仅影响了物理学，还影响到本世纪生物学的发展，要知道生物学就应该研究生物的基因，知道基因就可能会知道生命。20世纪是越微小越好，我们觉得小是操纵一切的。但现在我们发现其实并不然。小的粒子，是在很广泛的真空里，而真空很复杂，是个凝聚态，是有构造的。微观粒子和宏观真空实际上是分不开的，这两个必须同时处理。就造计算机而言，是不是越小的就越好呢？可能21世纪的计算机要的是较大的，是个凝聚态单位，这里的信息才更多。21世纪如果把微观和宏观整体地联系起来，这不光是影响物理学，也许会影响到生命的发展。

(一)物理学萌芽时期

在古代，由于生产水平的低下，人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察，和在此基础上进行的直觉的、思辨性猜测，来把握自然现象的一般性质，因而自然科学的知识基本上是属于现象的描述、经验的总结和思辨的猜测。那时，物理学知识是包括在统一的自然哲学之中的。

在这个时期，首先得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学，如静力学中的简单机械、杠杆原理、浮力定律等。在《墨经》中，有力的概念(“力，形之所以奋也”)的记述；光学方面，积累了关于光的直进、折射、反射、小孔成像、凹凸面镜等的知识。《墨经》上关于光学知识的记载就有八条。在古希腊的欧几里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直线传播和反射定律的论述，并且对光的折射现象也作了一定的研究。电磁学方面，发现了摩擦起电、磁石吸铁等现象，并在此基础上发明了指南针。声学方面，由于音乐的发展和乐器的创造，积累了不少乐律、共鸣方面的知识。物质结构和相互作用方面，提出了原子论、元气论、阴阳五行说、以太等假设。

在这个时期，观察和思辨虽然是人们认识自然的主要手段和方法，但也出现了一些类似于用实验来研究物理现象的方法。例如，我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中的声共振实验和利用天然磁石进行人工磁化的实验，以及赵友钦在《革象新书》中的大型光学实验等就是典型的事例。

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，促进了生产和技术的大发展；席卷西欧的文艺复兴运动，解放了人们的思想，激发起人们的探索精神。近代自然科学就在这种物质的和思想的历史条件下诞生了。系统的观察实验和严密的数学演绎相结合的研究方法被引进物理学中，导致了十七世纪主要在天文学和力学领域中的“科学革命”。牛顿力学体系的建立，标志着近代物理学的诞生。整个十八世纪，物理学处在消化、积累、准备的渐进阶段。新的科学思想、方法和理论，得到了传播、完善和扩展。牛顿力学完成了解析化工作，建立了分析力学；光学、热学和静电学也完成了奠基性工作，成为物理学的几门基础学科。人们以力学的模型去认识各种物理现象，使机械论的自然观成为十八世纪物理学的统治思想。到了十九世纪，物理学获得了迅速和重要的发展，各个自然领域之间的联系和转化被普遍发现，新数学方法被广泛引进物理学，相继建立了波动光学、热力学和分子运动论、经典电磁场理论等完整的、解析式的理论体系，使经典物理学臻于完善。由物理学的巨大成就所深刻揭示的自然界的统一性，为辨证唯物主义的自然观提供了重要的科学依据。

(三)现代物理学时期

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、运动规律和微观物质的运动规律的认识，产生了重大的变革。相对论的量子力学的建立，克服了经典物理学的危机，完成了从经典物理学到现代物理学的转变，使物理学的理论基础发生了质的飞跃，改变了人们的物理世界图景。1927年以后，量子场论、原子核物理学、粒子物理学、天体物理学和现代宇宙学，得到了迅速的发展。物理学向其它学科领域的推进，产生了一系列物理学的新部门和边缘学科，并为现代科学技术提供了新思路和新方法。现代物理学的发展，引起了人们对物质、运动、空间、时间、因果律乃至生命现象的认识的重大变化，对物理学理论的性质的认识也发生了重大变化。现在越来越多的事实表明，物理学在揭开微观和宏观深处的奥秘方面，正酝酿着新的重大突破。现代物理学的理论成果应用于实践，出现了象原子能、半导体、计算机、激光、宇航等许多新技术科学。这些新兴技术正有力地推动着新的科学技术革命，促进生产的发展。而随着生产和新技术的发展，又反过来有力地促进物理学的发展。这就是物理学的发展与生产发展的辨证关系

虽然在不断发展，但是大不如从前！像爱因斯坦这样伟大的物理学家的萌芽还尚未发现~~~

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