关于物理学几个基本问题的思考

发表时间:2021/5/20   来源:《中国教工》2020年第20期   作者:伏世缘 伍豪 林泽洲
[导读] 随着人类文明进程的日益推进以及现阶段科学技术水平的日益优化和提升
        
         伏世缘  伍豪  林泽洲
         (武警警官学院,610200)
         摘要:随着人类文明进程的日益推进以及现阶段科学技术水平的日益优化和提升,世界学术体系也得到了良好的发展契机,在这样的背景下,物理学领域取得的研究成果也日益丰硕,且物理学是一个长期发展的历史过程,在此过程中,牛顿、爱因斯坦、普朗克等物理学家代代辈出,共同组成世界物理学历史进程中最为璀璨的瑰宝。与此同时,物理学的发展对于推进社会发展进程、带动社会经济建设等等都发挥着重要的促进作用。对此,文章从多个视角出发,对物理学的几个基本问题展开分析,同时也对我国国内物理学发展提供一定的建议,意在推进我国物理学体系建设发展成效,并为相关人员提供理论性参考。
         关键词:物理学;相对论;质量守恒;量子力学;发展趋势;发展对策
         前言
         物理学是研究物质运动变化规律以及物质能量特性的学科体系,换言之,物理学的研究内容覆盖面较广,如物质的运动形式、物质能量变化等等都属于物理学研究范畴。从实际角度出发,学科交叉在物理学发展过程中具备明显的特征,尤其是其所涉及的宇宙物理、天体物理等等在诸多领域中也有着广泛的研究价值。由此可见,物理学不仅可以将其定义为单独的理工学科,更具备科学研究价值和多元属性。此外,从当年爱因斯坦未领取到当年的诺贝尔奖就能够看出,物理学的探索和研究阶段具有较强的艰巨性,且任务物理学观点并非都能够尽善尽美,因此深入解析和研究物理学基本问题,也具有重要的现实意义。
         1物理学的基本概念及学科划分
         较之生命科学而言,物理学是剔除一切一切与生命现象有关的运动形式,同时,在物理学领域,也不囊括化学变化现象,因此,物理学可以将其定义为研究微观结构的运动科学。但是,在物理学发展和推进过程中,常常存在其与其他学科融合和交叉的现象,因此我们需要对物理学的基本概念作重点梳理,并明确定义其学科划分。一方面,针对粒子物理学、原子核物理学等微观物理学,该领域是物理学的主要分支,其中不仅包括原子核的性质、还涵盖原子、离子、分子等微观结构的聚集相性质,同时,基于微观物理学多元化的物理现象,使得微观物理学逐渐成为了物理学领域最为活跃的分支学科;另一方面,针对天体物理学等高能物理学,该学科分支主要以研究天体变化和宇宙变化为主要内容,而其看似与微观物理学南辕北辙,但其实同样旨在研究物理事物的变化规律,与微观物理学殊途同归。
         2关于物理学几个常见基本问题
         2.1量子力学问题
         量子力学是物理学中关键的问题,也成为诸多物理学家关注的焦点。其中,ε=hv是量子力学重要的公式之一,但是一直到今天,关于其中的h=6. 626× 10 -34 J·S(普朗克常量)从未停止过讨论。一方面,通过对量子能量转化公式h =ε/v予以分析,能够得知量子是在平均周期范围内加以波动的,而且在此周期内其波动能量都是普朗克常量,因此量子能量常数也被定义为在普朗克常量,由此可以推算出链子的基本质量常数。

另外一方面,从质能方程式E=N·mc 2也能对量子能量公式加以推导,同时结合相应的推导结果也不难发现,在任何量子电磁波频率中,基本量子个数都具有一致性,由此可以进一步推导出,物质波等同于电磁波,且基本量子就是电磁播的传播媒介。
         2.2质量守恒问题
         由上得知,电磁播传播的重要元素就是基本量子,因此,需要对物质质量作进一步释义。其中,基于基本量子和微观粒子对等,由此可见,物质质量不会受到外界元素变化影响。一方面,微观粒子的数量即为质量,换言之,宇宙中现存的任何物质始终会保持不变,既不会增加也不会减小。另外一方面,基于物质质量始终保持不变,因此物质能量在整个物质变化过程中需要遵守能量守恒定律,同时这也是动量守恒定律、能量守恒定律等相关概念的基础。
         2.3相对论问题
         从目前物理学领域来看,还没有对相对论形成一个明确的认识,特别是在相对论中关于质量的观点与经典物理学和量子物理学产生极大的背离。首先,自诞生相对论开始,并没有对其进行长期性、科学性的验证,较之经典物理学而言,相对论不仅检验时间缺乏,且时空观存在一定的断层,这也难以为其论点论据的针对性、科学性和可行性提供保证。其次,在相对论中,我们还不能合理地应用相对论观点来对量子力学概念加以验证,换言之,量子力学往往是对微观现象加以解释,但是量子力学没有得到时间、质点、质量等多方面推论,这就表明物质质量会可能会存在动质量、静质量两种概念,这也使得质量守恒定律的基本要求被打破,同时对于动量守恒定律、能量守恒定律等衍生的物理学概念也加以否定。
         3关于国内物理学发展的建议
         从实际情况出发,随着我国学术体系建设的日益完善和推进,我国关于物理学方面的研究也迈向了新的发展进程,这也对推进我国物理学的发展起到推波助澜的作用。且相应的物理学理论在材料科学、机电建筑等工业领域中也发挥着重要的促进作用,但是就实际言之,我国物理学还面临着诸多不足,其现状也不容乐观,一方面科研人员以及物理学家老龄化问题日益严重,而后续物理学人才培养日渐乏力,这就需要我国出台一系列相关政策,来将培养物理学人才提上重视日程。其次,关于当下我国物理学体系还存在诸多漏洞,无论是学术造假,还是科研资金投入不足等等,都极大程度上弱化了物理学发展效能,因此也需要相关部门予以高度重视,并采取一系列针对性、指向性的政策来加以补充和完善。鉴于此,我国需要加快本国物理学领域的发展进程,出台一系列倾向性扶持政策和制度来加快物理学研究步伐,同时还需要我国物理学发展的国际化,使其能够更好地接洽于国际平台,强化物理学理论的延伸性和建设性,使得我国物理学能够逐步引进世界物理领域中,为完善世界物理学体系贡献力量。此外,还需要立足于我国基本国情,在相对论、能量守恒等基本物理学概念得到基础上,加快本国物理学家队伍的建设步伐,使得国内物理学家队伍能够满足我国物理学特点,以此来为我国物理学发展和建设提供重要的力量。
         参考文献
         [1]蔡荣根,曹利明,李理,杨润秋.时空奇点和黑洞——2020年诺贝尔物理学奖解读[J].物理,2021,50(01):11-18.
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         [4]王馨,张江,吴金闪.统计物理学基础研究新进展[J].上海理工大学学报,2012,34(03):205-220.
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