19-20世纪之交物理学革命

19-20世纪之交 物理学革命 19世纪下半叶,牛顿力学在各个领 域得到广泛运用,机械自然观总体 上仍然处于主导地位。“理论物理 学终结了”。

物理学新发现 1895年,伦琴发现X射线。

1896年,贝刻勒尔发现放射性。 1897年,汤姆逊证实了电子的存在。 动摇了几千年的原子(Atom)观念。 还有： 原子论与能量论(唯能论)之争。 马赫对绝对时空观的批判。2

列宁,《唯物主义和经验批判主义》: 物质观,物质客观实在性,旧物质结构 “界限的消失”,而不是“物质的消 失”。 运动观,重申：没有运动的物质和没有 物质的运动是同样不可想象的。 时空观,时空是客观存在的,人们关于 时空结构的认识是发展着的、可以改 变的。 再一次指出,自然科学家“应当做一个 辩证唯物主义者”。

从20世纪下半叶看,还有： 时间箭头：牛顿力学中可逆,热力学中 不可逆(有方向)。 演化方向：生物学进化,热力学退化 (熵增定律)。 决定论(确定论)与统计论、简单性 与复杂性、线性与非线性之间的关系。 等等。4

物理学革命 晴朗天空中的乌云 紫外灾难(黑体、光的发射和吸收); 迈克耳逊实验(以太、光速)。 1.相对论 爱因斯坦,1905年,狭义相对论。时间 与空间关系、质量与能量关系。 1915年,广义相对论。物质、时间与 空间关系。5

2.量子论 1900,普朗克,能量子假说。 1905,爱因斯坦,光量子理论。 20世纪初,卢瑟福,有核原子模型。 1913,玻尔(经典)量子论原子模型。 1923,德布罗意,物质波(实物粒 子与光子一样具有波粒二象性)。 1926,薛定谔,波动力学。大体同 时,海森堡,矩阵力学。 1927,两者等价,即量子力学。6

物理学危机 引发物理学革命 物理学革命,克服经典物理学的危机,包

括克服传统机械论哲学观念,要更加辩证地认识客观世界,辩证地理解科学认

识的发展。

科学与哲学： 物质、时间和空间。 波粒二象性,测不准关系(1927年,海 森堡;互补关系,1929,玻尔),量子力 学解释。 爱因斯坦与玻尔(哥本哈根学派)长 达30年的哲学争论。 科学家们,或多或少都进行一些哲学思 考,哲人科学家群星灿烂。8