物理學(xué)的經(jīng)典與現(xiàn)代論文

　　導(dǎo)語：經(jīng)典物理的產(chǎn)生一般認(rèn)為從文藝復(fù)興時(shí)期開始，前期經(jīng)過許多科學(xué)家，特別是伽利略、笛卡爾、惠更斯等先賢的努力，建立起力學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。那么物理學(xué)的經(jīng)典與現(xiàn)代論文怎么寫呢？

　　牛頓總結(jié)前人的成果，確立了經(jīng)典力學(xué)的基本理論體系，麥克斯韋、玻爾茲曼等確立了經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)和電磁場理論。經(jīng)典物理經(jīng)過幾百年的不斷發(fā)展和完善，形成了自然科學(xué)中唯一有完整的理論、思想、數(shù)學(xué)推理和研究方法體系的學(xué)科。牛頓力學(xué)和麥克斯韋電動力學(xué)號稱經(jīng)典物理的兩大支柱，牛頓和麥克斯韋在物理學(xué)界的位置，可以相比于中醫(yī)學(xué)的先圣張仲景。

　　現(xiàn)代物理從20世紀(jì)初始興起，由愛因斯坦、玻爾為代表的眾多科學(xué)家的杰出工作，創(chuàng)立了相對論和量子力學(xué)，開創(chuàng)了物理學(xué)的新局面。以相對論和量子力學(xué)標(biāo)志的、研究微觀、高速物理現(xiàn)象的新的理論和方法體系，統(tǒng)稱現(xiàn)代物理學(xué)。現(xiàn)代物理學(xué)在原子、分子、固體、原子核、天體力學(xué)和宇宙學(xué)、等離子體、激光技術(shù)、基本粒子、半導(dǎo)體、超導(dǎo)的研究中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　有人稱相對論和量子力學(xué)的創(chuàng)立是“物理學(xué)上的一次革命”。更多的局外人則認(rèn)為現(xiàn)代物理是一種全新的理論，完全推翻和取代了經(jīng)典物理學(xué)，經(jīng)典物理已經(jīng)完成了自己的歷史使命，現(xiàn)代社會已經(jīng)不再需要她。這其實(shí)是一種誤解。如果我們從歷史和現(xiàn)實(shí)的的角度重新審視事實(shí)，就會發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典物理沒有被拋棄，她不僅是現(xiàn)代物理產(chǎn)生的溫床、理論與方法的啟示、研究的工具，更是現(xiàn)代社會的頂梁柱，仍在現(xiàn)今眾多高科技領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。下面，我從以下三個方面討論現(xiàn)代物理與經(jīng)典物理的關(guān)系，從而說明重視經(jīng)典是物理發(fā)展的需要，是現(xiàn)代科學(xué)、社會發(fā)展的需要。

　　1 現(xiàn)代是經(jīng)典恰當(dāng)?shù)臄U(kuò)展

　　愛因斯坦在創(chuàng)立狹義相對論時(shí)，提出了兩個基本假定：相對性原理和光速不變原理[1]。首先我們注意到，愛因斯坦的相對性原理與伽利略相對性原理驚人地相似，比較一下就可以看到：

　　伽利略相對性原理（由伽利略等人經(jīng)過反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)而提出）：一個相對于慣性參照系做勻速直線運(yùn)動的系統(tǒng)，其內(nèi)部所發(fā)生的一切力學(xué)過程，都不受系統(tǒng)運(yùn)動的影響，或一切慣性系統(tǒng)都是等價(jià)的。

　　愛因斯坦假定，不僅力學(xué)過程，所有的物理過程都不受系統(tǒng)運(yùn)動的影響，即：

　　物理學(xué)的基本規(guī)律在相互作勻速運(yùn)動的一切參照系中都是相同的；或：一切慣性系統(tǒng)都是等價(jià)的。 從中我們不僅看出，愛因斯坦對伽利略的相對原理有著非常深刻的、超出常人的理解，已經(jīng)達(dá)到了熟能生巧的地步，自然會有如此隨手拈來、為我所用的“上工”境界；也看出創(chuàng)造經(jīng)典的先賢們的超前意識和睿智之魅力所在。

　　再看光速不變原理，只要對經(jīng)典電磁理論稍有了解的人都會發(fā)現(xiàn)，麥克斯韋的電磁理論完全可以給出明確的關(guān)于光速不變的預(yù)言。這是因?yàn)�，只要從著名的麥克斯韋方程組出發(fā)，利用簡單的數(shù)學(xué)推演，可以毫不困難地導(dǎo)出電磁場波動方程，不僅預(yù)言了電磁波的存在，還給出了電磁波在真空中的傳播速度。用c表示電磁波在真空中的速度，c的大小是：

　　c=■≈3.0×10■米秒

　　其中μ■為真空磁導(dǎo)率，ε■為真空介電常數(shù)，由于μ■和ε■數(shù)值的大小固定，與參照系的選擇無關(guān)，換句話說，與系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，這正是光速（光屬于電磁波）不變原理。

　　愛因斯坦在創(chuàng)立狹義相對論時(shí)，對當(dāng)時(shí)著名的、能夠證明光速不變的邁克耳孫光干涉實(shí)驗(yàn)并不知曉，他能參考的資料只有經(jīng)典電動力學(xué)，麥克斯韋方程組和電磁場波動方程表達(dá)的深刻內(nèi)涵才是他提出光速不變假設(shè)的根據(jù)。

　　2 現(xiàn)代是對經(jīng)典的包容而非否定

　　無論是相對論和量子力學(xué)，都無法否定經(jīng)典物理，也沒有否定經(jīng)典的企圖。相反，所有的新理論都試圖找到和經(jīng)典的聯(lián)系，如果找不到應(yīng)有的聯(lián)系，這樣的新理論有可能破產(chǎn)。所以，相對論和量子力學(xué)實(shí)際都包含了經(jīng)典。這與所有的后世中醫(yī)大家，在發(fā)表自己的新見解時(shí)，都要證明自己的觀點(diǎn)與《內(nèi)經(jīng)》、《傷寒論》有內(nèi)在聯(lián)系如出一轍。

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