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物理学对社会的重要性
1993年3月,在美国亚特兰大召开的第23届国际纯粹物理和应用物理联合会(IUPAP)代表大会上所通过的决议,深刻地阐述了物理学对社会的重要性。物理学——研究物质、能量和它们的相互作用的科学——是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键的作用。对物理教育的支持与研究,在所有的国家都是重要的,这是因为:
(1)物理学是一项激动人心的智力探险活动,它鼓舞着年轻人,并扩展着我们关于大自然知识的疆界;
(2)物理学发展着未来技术进步所需要的基本知识,而技术进步将持续驱动着世界经济发动机的运转;
(3)物理学有助于技术的基本建设,它为科学进步和发明的利用,提供所需训练有素的人才;
(4)物理学在培养化学家、工程师、计算机科学家, 以及其他物理科学和生物医学科学工作者的教育中,是一个重要的组成部分;
(5)物理学扩展和提高我们对其他科学的理解,诸如地球科学、农业科学、化学、生物学、环境科学,以及天文学和宇宙学——这些学科对世界上所有民族都是至关重要的;
(6)物理学提供发展应用于医学的新设备和新技术所需的基本知识,如计算机层析术(CT)、 磁共振成像、正电子发射层析术、超声波成 像和激光手术等,改善了我们生活的质量。
为了体会决议的意义,我们来回顾一下20世纪物理学与技术发展的几个重大事件。肖克利(W.Shockly)、巴(J.Bardeen)和布拉顿(W.Brattain)通过研究不同条件下电流流过半导体的方式,发现了晶体管效应,为集成电路、微电子学和整个计算机革命开辟了道路。当今,廉价的计算机单块芯片可 以容纳数十万只晶体管,一块指甲大小的芯片具有二三十年前一台房间大小的计算机的运算能力。肖克利等人因此获得了1956年诺贝尔物理学奖。
1958年,肖洛(A.Schawlow)和汤斯(G.Townes)在研究光对分子和固体作用的基础上,提出了制造光波受激发射放大器的具体设想和建议,为激光器的研制奠定了基础。 1960年,梅曼(T.H.Maiman)研制成功世界上第一台激光器,它的发明是光学发展史上的伟大里程碑,也是整个科学史上一个伟大里程碑。激光器让许多原子、分子同时在同一方向发光,光束在颜色上的纯度比以往可能产生的高100万倍,在月球上可以看到地球上仅为几瓦的激光。激光一问世就获得迅速发展,应用极其广泛 ,如激光信息存储、激光光纤通信、激光加工、激光干涉计量、激光手术、激光武器等。
1958年,肖洛(A.Schawlow)和汤斯(G.Townes)在研究光对分子和固体作用的基础上,提出了制造光波受激发射放大器的具体设想和建议,为激光器的研制奠定了基础。1960年,梅曼(T.H.Maiman)研制成功世界上第一台激光器,它的发明是光学发展史上的伟大里程碑,也是整个科学史上一个伟大里程碑。激光器让许多原子、分子同时在同一方向发光,光束在颜色上的纯度比以往可能产生的高100万倍,在月球上可以看到地球上仅为几瓦的激光。激光一问世就获得迅速发展,应用极其广泛,如激光信息存储、激光光纤通信、激光加工 、激光干涉计量、激光手术、激光武器等。
1895年德国物理学家伦琴(W.C.Rortgen)发现了X射线,其后不久,X射线透视术逐渐成为医生诊断疾病的一种重要手段。20世纪70年代开始,医学专家利用物理学原理发明了计算机辅助的X射线层析摄影术(CT)等一些新技术,通过它们可以确定人体内部结构而无需将器械插入人体内。CT术是用一连串X射线束穿透人体,每一束射线给出了透过人体的一个线条,借助于计算机可以从这些线条的数据重构通过人体的一个断层的影像,几幅这样的影像就构成一幅三维图像。
回眸20世纪,大量事实说明,高新技术的出现和发展与基本粒子物理学、原子核物理学、原子、分子物理学和光学、等离子体和流体、凝聚态物理学以及引力、宇宙学和宇宙射线物理学等领域及其交叉学科有着密切的关系。可以说,物理学是高新技术的源泉,是有生命力的富有成果的学科,它对社会发展具有极大的影响力。
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