,物理学家自身的结构主要是:物理学家+数学家+哲学家;电气化时代,出现了物理学家+工程师+企业家这类新型科学家.其中最著名的有爱迪生、贝尔和西门子.这是科学领先技术和生产的必然结果.有线和无线通讯是人类迈向信息化时代的第一步.1835年,美国出现了第一台实用电报机.1849年,西门子敷设了第一条长距离大陆电报线.1854年,W·汤姆生发明潜水电报,并提出了海底电缆信号传递衰减的理论,解决了敷设海底电缆的重大理论问题.1876年,贝尔发明了世界上第一部电话.1881年,特斯拉发明电话增音机.从此,电话成为人们重要的信息传递工具.1895年,俄国的波波夫发明了无线电收发报机,但受到冷遇.同年,意大利的马可尼成功地进行了电磁波通讯试验,并获无线电报专利.1901年,他首先在大西洋两岸实现远距离无线电信号的传送.1904年,弗莱明在“爱迪生效应”基础上发明了二极管.1906年,三极管问世.同年,美国应用调制技术,实现了无线电有声广播.1908年,英国的肯培尔等提出电子扫描原理,奠定了现代电视技术的基础.从此,无线电技术在通讯领域得到广泛应用,人类传递和获取信息的能力大大增强.
4．“经典物理学”和“近代物理学”已经分别为人类带来了两次物质文明的大飞跃
第三次物质文明的大飞跃又由谁来发动呢?将由量子力学,量子力学向生命科学、材料科学、信息科学等各门学科的应用所发动.人类社会发展到今天,已进入信息时代、核能时代新材料时代和太空时代,也就是说进入了高科技时代.而这一切的基础是20世纪物理学革命的产物——相对论和量子力学.
19世纪,经典物理学的成就到达了顶峰.可是,该世纪末的迈克尔孙-莫雷实验和黑体辐射实验形成了物理学万里晴空中的“两朵乌云”;而电子、X射线和放射性等新发现,使经典物理学遇到了极大的困难.1905年,爱因斯坦以“同时”的相对性为突破口,提出了“光速不变原理”和物理规律在惯性系中不变的“相对性原理”,导出了洛仑兹变换,从而驱散了第一朵“乌云”.在此基础上,他又得到了质能相当的推论E=mc2,这预示了原子能利用的可能.1913—1916年,爱因斯坦从引力场中一切物体具有相同的加速度得到启发,提出了“加速参照系与引力场等效”和物理规律在非惯性系中不变的“相对性原理”,从而得到了引力场方程.他预言,光线从太阳旁边通过时会发生弯曲.1919年,英国天文学家爱丁顿以全日蚀观测证实了这一预言,从而开创了现代天文学的新纪元.1900年,普朗克为驱散第二朵“乌云”,提出了“能量子”假设,量子论诞生了.1905年,爱因斯坦在此基础上提出“光量子”假说,用光的波粒二象性成功地解释了“光电效应”.同年,他把量子概念用于点阵振动来解释固体比热.1912年,爱因斯坦又由量子概念提出了光化学当量定律.1916年,他由玻尔的原子理论提出了自发发射和受激发射的概念,孕育了激光技术.此后,对量子力学的建立做出重要贡献的著名物理学家还有:1923年提出实物粒子也具有波粒二象性的德布罗意,1925年建立量子力学的矩阵力学体系的玻恩和海森伯等,1926年建立量子力学的波动方程的薛定谔.同年,玻恩给出了波函数的统计诠释,海森伯提出反映微观世界特性的“不确定度关系”.量子力学揭示了微观世界的基本规律,为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学的发展奠定了理论基础.它是20世纪物理学革命的高潮.
量子力学对人类文明产生了深远的影响.量子力学是信息技术的源泉,是信息技术的原创理论基础;信息技术是量子力学理论的技术应用和技术开发.1928年普朗克在应用量子力学研究金属导电问题中,提出固体能带理论的基本思想——能带论.1931年英国物理学家威尔逊在能带理论的基础上,提出半导体的物理模型.1939年肖特基、莫特和达维多夫,在弗兰克尔金属半导体接触的表面理论基础上,应用金属与半导体接触的“势垒”概念,建立了解释金属半导体接触整流作用的“扩散理论”.这样,能带论、导电机理模型和扩散理论这三个相互关联、逐步发展起来的半导体理论模型,便大体上构成了确立晶体管这一技术发明目标的理论背景.1952年,达默在一次学术会议上公开提出:“随着晶体管的发明和半导体研究的进展,目前看来,有理由期待将电子设备制作在一个不用引线的固体半导体板块中.这种固体板块由若干个绝缘的、导电的、整流的以及放大的材料层构成,各层彼此分割的区域直接相连,可以实现某种功能.”这就是半导体集成电路的思想,它可以说是电子学观念上的一次革命.1959年,德克萨斯仪器公司首先建成世界上第一条集成电路生产线,并于1962年生产出了世界上第一块集成电路正式产品.集成电路的发明,是以电子元件为主的电子技术的重大突破.这一突破,使电子技术沿着集成电路所开创 上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
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