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        物理幫我們一窺世界本源

        2020-12-08 03:34:27汪衛(wèi)華
        知識就是力量 2020年10期
        關(guān)鍵詞:人類生活

        汪衛(wèi)華

        大約120年以前,西班牙發(fā)明家和科學(xué)教育家費朗·阿爾希那·帕萊雅達(dá)曾經(jīng)提出過一個有趣的問題:假如知曉這些問題答案的未來人回望我們的時代,會不會認(rèn)為當(dāng)下的我們,就像我們眼中篤信托勒密地心說的古人一樣無知?在他們生活的時代,物理學(xué)界正在為光究竟是粒子還是波爭論不休,而實驗證據(jù)使后一種觀點暫時占據(jù)上風(fēng),令伊薩克·牛頓支持的粒子說受到很大的挑戰(zhàn)。與此同時,天文學(xué)家也已經(jīng)發(fā)現(xiàn),僅憑萬有引力定律,并不能完美地解釋太陽系里所有天體的運動。曾經(jīng)被奉為經(jīng)典的牛頓物理學(xué)體系,出現(xiàn)了顯而易見的瑕疵。

        今天我們已經(jīng)知道,光具有波粒二象性,論戰(zhàn)幾個世紀(jì)的兩種理論都只說對了一半;而牛頓力學(xué)無法解釋的天體運動,比如水星在近日點的進動,也已經(jīng)由相對論所補充。雖然這些曾是學(xué)界焦點的爭論已經(jīng)塵埃落定,但并不意味著物理學(xué)就此臻于完美。相反,這些成果只不過提供了繼續(xù)探索的階梯,讓更多的新問題顯現(xiàn)出來。而人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識,也正是在不斷求索和解答問題的過程中越發(fā)深入。

        人類探索認(rèn)識世界過程的起點,可以追溯到遙遠(yuǎn)的古典時代。這個過程在19世紀(jì)和20世紀(jì)被大幅加快,最終創(chuàng)造出今天我們享受的高度發(fā)達(dá)和文明的現(xiàn)代生活。發(fā)電機和輸電系統(tǒng)讓人們用上了方便的能源,驅(qū)動生活與生產(chǎn)所需的種種工具和機械。而對原子核中蘊含能量的開發(fā),在催生出原子武器的同時,也開辟出了一條獲取新能源的途徑。光電效應(yīng)成為太陽能電池的技術(shù)基礎(chǔ),源于陽光的清潔能量源源不斷地產(chǎn)生,不僅能用于地球,也可以為遠(yuǎn)航太空助力。能量強大的激光為材料加工和制造提供了更有效的途徑,也為測距和通信提供了新的媒介。人類還不斷嘗試離開自己誕生的“搖籃”,前往另一顆星球探索,并且憑借部署在太空中的望遠(yuǎn)鏡,清晰地看到了宇宙深處的景象??梢哉f,正是物理學(xué)的進步,使人類得以更為全面地了解世界的樣貌,并且因此擁有了掌控更多能量的手段,也極大地改變了我們的生活和社會。

        但物理學(xué)的發(fā)展并沒有就此止步,越是探索,我們越是會發(fā)現(xiàn)更多待解的謎團。從加速器里的高能粒子,到黑洞形成與運作的機制,如果置身于物理學(xué)的最前沿,一個個有待深入探究的領(lǐng)域,會讓我們感嘆自己的無知。屬于全人類的知識寶藏,也恰恰蘊含于此。

        在本期《知識就是力量》雜志里,我們會帶你一起領(lǐng)略物理學(xué)及相關(guān)技術(shù)的前沿,通過對生活中豐富多彩的物理現(xiàn)象進行解讀來引領(lǐng)同學(xué)們深入認(rèn)知世界的本源。正如日心說的問世,讓當(dāng)時的人們重新認(rèn)識了宇宙一般,我們也需要為重新認(rèn)識這個世界時刻做好準(zhǔn)備。

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