魏紅祥
“萬物都是由原子構成的。”
如果用一句話描述整個世界,最值得告訴下一代的話就是這句。其實早在2000多年前,原子的概念就被古希臘人提出來,但人們對原子的真正理解卻是20世紀初的事情了。從萬物的復雜性歸納到原子的簡單性,這是一種了不起的思想方法和探索過程。
物理學是研究物質運動基本規(guī)律和物質基本結構的學科。物理學的研究對象幾乎包含一切事物,大到宇宙、小至基本粒子等一切物質都是它的研究對象。從空間來說,它涉及的尺度大小從10-15米到整個宇宙,分辨率已經(jīng)高達10-11米;從時間來說,它涉及的尺度是宇宙的年齡,分辨率已經(jīng)進入10-18秒。
物理學具有非凡的創(chuàng)造力。物理學的發(fā)展史亦可以看成是人類社會的進步史。熱力學的研究促成了以蒸汽機應用為標志的第一次工業(yè)革命,讓世界“動”了起來;電磁學的發(fā)展引發(fā)了以電力應用為標志的第二次工業(yè)革命,讓世界“亮”了起來;半導體的普及引發(fā)了以計算機應用為標志的第三次工業(yè)革命,讓世界“快”了起來??梢哉f,物理學的每一次重大發(fā)現(xiàn),都引領了人類前進的步伐,主導了人類前進的方向。
物理學具有神奇的預言能力。憑借人類掌握的物理學知識,科學家預言了很多當時無法觀察或者無法測量的物理現(xiàn)象,而這些預言大多在隨后得以證實。比如1915年,愛因斯坦預言光線經(jīng)過太陽附近時會因為太陽的引力而彎曲。這一預言在1919年的日全食觀測中就得到了證實。
物理學改變著我們的生活。從家用電器到辦公設備;從X86系列處理器到奔騰系列,再到如今的酷睿系列;從智能手機到智能家電,人類享受著高速迭代的科技帶來的便利。
物理學也改變了我們對自身的認知?!凉?、超聲、核磁共振、心電波檢測、腦電波檢測,這些先進醫(yī)療設備性能的改善與升級無一不伴隨著物理學的發(fā)展與突破。可穿戴設備、智能外骨骼、人機交互芯片,物理學的迅猛發(fā)展讓我們對未來充滿想象……
物理學改變著世界。它改變了人們的生產(chǎn)方式、交流方式以及競爭方式。繼交通工具之后,通訊技術的發(fā)展再次縮短了世界之間的距離;清潔能源的發(fā)展,密切了人類與自然的關系;人工智能的發(fā)展,必將極大地促進人與人,社會與自然的和諧共生、共同發(fā)展。
世界是可認知的,未來是值得期待的。
本期特別策劃,我們將一起走進充滿無限奧秘的物理科學殿堂,去解密宇宙中、生活中的神奇物理現(xiàn)象,了解粒子加速器、光纖在微觀世界里的最新前沿。讓我們跟隨科學家,一起領略物理學的無限魅力吧!