当代物理学面临的机遇和挑战.docVIP

当代物理学面临的机遇与挑战一个广阔的科学领域,以至要对其前沿阵地的工作做一个简短的概括将必然是不完全的和带偏见20世纪以来，物理学以相对论、量子力学为新起点，以场物理为基础，迅速发展成分支浩繁的当代物理学科群；在物理学思想、基本观念、研究方法、与其它学科的相互作用以及对技术、经济和社会发展的影响等各个方面，都呈现崭新的特点。特别对最近一次科学技术革命的发生和进展，起到了无可估量的影响。本书以丰富、确凿、新颖的资料为依据，着重对60年代以来高能物理学、当代光学、凝聚态物理学、聚变物理与等离子体物理学、天体物理学等当代物理学前沿课题的进展，从历史渊流，探索历程、理论成果、物理思想与研究方法的变革以及对科学技术发展的深远影响等方面，做出系统的概括论述，并力求对各个物理学科奔向21世纪的拓展轨迹和前景作豹斑之窥。地球物理学是20世纪迅速发展起来的、涉及面极为广泛的一门边缘学科,百余年来它为科学与技术的进步,社会与经济的发展做出了卓越贡献。本世纪对地球物理学来说是机遇,也更是挑战。然而正当全球迅猛发展的新形势下,我国地球物理学却呈现了“危机”,为此必须较为完整地认识地球物理学的内涵、强化地球物理学学科的整体建设,并从地球系统科学发展的高度来厘定其中坚与先导作用已迫在眉捷 像量子科学技术一样，纳米科学的进步也将受到纳米技术工艺现状的制约，特别是纳米科学将取决于在纳米水平制造材料和仪器的新方法的发明，比如能制造“黑”炭化硅的新技术。而且，纳米技术的进步还将对其它领域产生不可预测的有益影响。在医学和健康领域，纳米技术也许能帮助医生进行分子水平的手术，植入纳米装置，如向肺中植入原子磁体。这一重要进展将改进目前的医学诊断和治疗技术。它也能应用于能源生产、环境治理、纳米电子学和基于纳米粒子的空间推进机燃料。 物理学家经常因其物理系统模型中简化的假设而遭到嘲笑（如著名的“地球危机”笑话）；然而，物理学中解释其中一些假设的理论上的进步可能为我们增进对复杂系统的认识，提供最大的希望。在物理学研究的实践方面，对诸如湍流和混沌等线性和非线性现象进行的大规模计算机模拟和仿真能够在多层次和多领域阐释复杂性。对于物理系统，模拟和仿真能够使我们对处于极端条件下的真实物质的属性和星体的爆炸死亡获得重要知识。就生物系统而言，它们则能使我们对人类肌体、社会系统和经济甚至股票市场获得进一步的了解。 物理学支持着生物学，而生物学又支持着医学；因此，将物理学应用于生物学和医学的潜力是巨大的。生物学领域应该雇用更多的物理学家来严格地模拟分子过程，如蛋白质折叠。而且，可以将力学和电磁学结合起来，利用DNA和酶的电子机械特性来了解细胞的过程。在医学领域，物理学可帮助人们设计对人体的新的非侵入诊断方法，如通过分析呼吸来了解人体内的生物化学。其它将物理学应用于医学的领域包括运动生物力学和脑神经元生物物理学。 21世纪物理学面临的最大挑战是居于其它研究问题之上的元挑战：谁将是做这些研究的下一代物理学家？更具体地说，他们是美国人还是外国人？是男性还是女性？我们如何鼓励他们？也许更重要的是，谁将为这些物理学研究埋单和如何埋单将如何影响我们对所有这些“大挑战”的相对重要性的评价？在未来几十年里，我们自己和其他人都要牢记，物理学的成就能够也应该与我们自己帮助形成的社会的期望相一致，因为“物质科学是创造财富的科学”。 4 结论 物理学的发展21世纪曦光，交织着人类对未来的希望，已经透射出东方的地平线。在向新世纪迈进的时候，回顾20世纪、特别是近几十年来物理学的发展轨迹，展望21世纪、特别是未来二三十年物理学的发展趋向，是十分有意义的。魏凤文魏凤文美玲;曾科;肖佃师;;东北石油大学地球物理学专业发展设想[J];重庆科技学院学报(社会科学版);2012年18期罗志立;张景廉;石兰亭;;“塔里木—扬子古大陆”重建对无机成因油气的作用[J];岩性油气藏;2008年01期