試論20世紀物理科學思想的進化

楊建成

摘 要：眾所周知的，隨著我國經濟的飛速發展，科學技術水平也得到了顯著的提升，自20世紀以來物理學就已經獲得了突飛猛進的發展，并且在各個科技領域已經取得非常輝煌的成就。但是這在偉大的物理學史上正處于偉大的革命性的變革時期，從而在一定程度上引起了這場變革最為深層次，最本質的內涵。本文主要描述的是掀起這場物理科學思想變革的基本內容以及演變過程和進化。

關鍵詞：物理科學;思想進化;連續性;生成論

1.由確定性逐漸轉變成為不確定性

自17世紀到18世紀以來，逐漸的演變出了一些物理理論，這其中就屬牛頓物理學理論始終處于居高不下的地位。因此在面對這個形勢下，人們也因為這樣構造出了一個全封閉式的“時鐘式”或者“發動機”形式的主要模型的物理化世界。但是在這其中所有組成的事物無論是從宏觀上還是從微觀的角度來說，都必須要精確地、有規律地進行運動著的，使得此次的變革運動長達三個世紀之久，但是大多數的人都認為開展物理科學的使命就是為人類制定出一套與所有人達成共識的理論依據，也是一整套確定性的知識，但是實際上也需要這么做的。但是自從20世紀以來，世界進行了第三次工業革命之后，統計規律和概率性的隨機性、不確定的思想，在物理學進化的領域當中在一定程度上都是得到了深化和發展。因此，也出現了大量的物理學理論，例如：量子力學、相對論等等，都詳細的闡述了現階段的實際物理現象，大多數的物理概念都提出了在整個系統當中的單個粒子都是完全服從統計學的規律的，尤其是后期的混沌學也會因此應運而生，更是充滿著隨機性和不確定性。例如在湍流的現象當中所激起的層層浪花或者許多不規則的漩渦，沒有人能夠預先的就說出產生這種現象的原因和過程。

2.由連續性逐漸轉變成為分立性

通常情況下，經典的物理規律所具備的明顯特征主要是物理量的持續性，例如存在一定質量理想氣體的等溫線、彈簧振子的動能特性計算、勢能隨著時間的變化曲線規律，以及無規律的電場變化和磁場變化所擁有的能量往往也是隨著時間因子的變化而連續發展的。例如在19世紀末不長的十年時間里，一系列新的物理學理論諸如黑體輻射、光電效應以及原子的線狀光譜等諸多實驗探究等等，這從中表現出的經典物理學理論所產生的尖銳矛盾，自從20世紀末外國的科學家提出了“量子假說”這一重要的物理學理論，這在一定程度上完全打破了“自然界無飛躍”的這一古老的格言，從這一理論明確的指出了組成輻射黑體的諧振子所具有的能量自然而然的也是分立開來的。因此也意味著迎來了一代十分壯觀的量子理論誕生，并且也拋棄了能量總是連續變化的這一傳統的思想。

3.由“構成論”逐漸轉變成為“生成論”

提出“構成論”的倡導者是由古希臘的科學家德謨克利特，他認為宇宙中的任何事物都是由原子組成的，然而原子則是系統中不可分割的極小的物質單元，這也就意味著原子既不能被人們創造出來，同樣也不能夠被完全消滅，雖然物體的結構存在著千差萬別，這是由于組成物體的結構當中，原子的數量、形狀以及所處的位置以及排列順序都是大不相同的。通過系統的近代原子理論分析，這種思想構成論的方式方法的原則往往是在自然科學當中總結出的結果。但是自從20世紀以來，隨著物理學科的不斷發展，逐漸的向著前沿的微觀領域發展著，以“構成論”所形成的主導理論宇宙觀念自然而然的受到了一系列十分嚴重的挑戰。然而在當代的高能物理學所展現的是一種比較全新的思想：這是有一組有限的物質結構“基本組元”所共同構成的復合“物體”，這一經典的概念對于宇宙當中的亞核粒子往往都是不適用的。因此根據相關的實驗數據表明，只有在能量足夠強大的情況下，出現相互碰撞的亞核粒子才能在一定程度上發生一定的分解作用，然而在這其中所獲得的部分大多數都不比原子粒子小。例如當兩個原子通過高速運轉之后，會分裂出許多不同的碎片，然而這些碎片大多數都是由這些產生碰撞的質子動能和質子所產生的強子、質子共同分裂出他的組成部分都存在著不確定性。但是隨著原子相互作用的過程中，能量往往會在碰撞之后由強變弱，但是因為愛因斯坦的相對論，在兩個質子碰撞的過程中，能量的碰撞模式會被互相了解然后重新組合，因此關于這些復合物體以及主要的組成部分的概念往往也是不能夠適用于亞核粒子領域的。因此關于“亞核粒子”的組成結構往往也只能夠在動態的意義之上的，因此在這個方面只有利用“生成論”這一宇宙觀，才能夠確保兩個高速旋轉的原子在碰撞的過程中分裂出許多不同種類的粒子所形成的實驗結果，為這個現象做出合理化、圓滿的解釋。

4.結束語

總而言之，隨著我國科學技術的顯著提升，物理學領域的發展和進化占據著主要的地位，但是這作為精密科學當中最為典型的一種物理學，同樣也是整個自然科學發展歷程當中重要的基礎性科學。然而在21世紀初，在回顧以往物理學思想不斷改革進化的歷程當中，這對于思考21世紀科學觀念的走向問題有著一定的促進作用，這既是對過去以往物理學領域的總結，同時也對物理學的發展具有極其深遠的意義。

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