現(xiàn)代物理學(xué)與工程技術(shù)

杜祥琬二○○五年六月現(xiàn)代物理學(xué)與工程技術(shù)獻(xiàn)給2005世界物理年

淺談2024/1/25前言物理學(xué)與核能工程技術(shù)物理學(xué)和激光技術(shù)與工程物理學(xué)與宇航工程物理學(xué)與工程技術(shù)相互聯(lián)系的普遍性物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格

摘要2024/1/25前言

自有了人類，就有了原始的生產(chǎn)活動(dòng)和基于經(jīng)驗(yàn)的簡(jiǎn)單的技術(shù)與工具。在人類歷史上，技術(shù)的出現(xiàn)先于科學(xué)。2024/1/25前言科學(xué)知識(shí)的形成有兩個(gè)源泉：一是由于生產(chǎn)發(fā)展的需要二是人類對(duì)客觀世界的好奇心和求知的興趣感性認(rèn)識(shí)理性認(rèn)識(shí)思考自然界內(nèi)在的規(guī)律觀察分析歸納2024/1/25前言科學(xué)（首先是物理科學(xué)）的革命，引發(fā)了生產(chǎn)技術(shù)的革命，使人們對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)、工程技術(shù)和生產(chǎn)活動(dòng)的關(guān)系，有了新的感受和認(rèn)識(shí)。哥白尼19世紀(jì)17世紀(jì)16世紀(jì)愛因斯坦麥克斯韋牛頓20世紀(jì)科學(xué)獨(dú)立存在有了完整的體系2024/1/25前言物理學(xué)：對(duì)許多工程技術(shù)領(lǐng)域的開創(chuàng)起著先導(dǎo)、引領(lǐng)的作用；工程技術(shù)：直接地創(chuàng)造生產(chǎn)力，反過來(lái)開拓、深化了物理學(xué)研究的疆域，并為之提供了豐富精致的環(huán)境條件和研究手段。在現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)步的歷程中，物理學(xué)和工程技術(shù)之間存在緊密的相互聯(lián)系和深刻的相互作用。2024/1/25前言

物理學(xué)與工程技術(shù)：互相促進(jìn)、攜手并進(jìn)、相互滲透；與哲學(xué)、社會(huì)科學(xué)密切相關(guān)，共同推動(dòng)著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展；從生產(chǎn)方式、生活方式與思想觀念上改變著人類文明的進(jìn)程。2024/1/25一、物理學(xué)與核能工程技術(shù)田灣核電站2024/1/25原子核物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)是核工程技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo)

19世紀(jì)末，相繼發(fā)現(xiàn)了x射線、放射性和電子

1911年盧瑟福提出了原子的核式模型

1913年玻爾完善了原子結(jié)構(gòu)理論1905年愛因斯坦提出了相對(duì)性理論；提出了四維時(shí)空的新概念;提出了質(zhì)能關(guān)系及其著名表達(dá)式E=mc2

20世紀(jì)初葉，是物理學(xué)革命的年代。2024/1/25原子核物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)是核工程技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo)

1932年，查德威克發(fā)現(xiàn)中子;海森堡和伊凡寧柯分別獨(dú)立提出了原子核由質(zhì)子和中子組成的模型

1934年約里奧-居里夫婦成功地用人工方法產(chǎn)生了放射性同位素

1939年哈恩和斯特拉斯曼在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)中子轟擊下的鈾核裂變以及梅特納和弗里什的理論解釋

2024/1/25對(duì)核結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的研究，使人們認(rèn)識(shí)到原子核結(jié)合能隨原子量變化的規(guī)律：一個(gè)重核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的核時(shí)，會(huì)釋放能量；某些輕核聚合成一個(gè)較重的核時(shí)，會(huì)釋放能量；E=ΔMC2ΔM----質(zhì)量虧損，一次核聚變時(shí)放出的能量要比核裂變時(shí)大四倍以上。原子核物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)是核工程技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo)

2024/1/25原子核物理的發(fā)現(xiàn)，奠定了裂變核能與聚變核能應(yīng)用的基礎(chǔ)。核能應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)還必須進(jìn)一步解決一系列應(yīng)用物理學(xué)和工程技術(shù)上的問題。

原子核物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)是核工程技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo)

E=MC22024/1/25核武器與核能

1)

核裂變能（原子能）被用來(lái)制造原子彈時(shí)，必須突破諸多的關(guān)鍵問題：

可裂變材料的選取和制備；確定實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)所必須的裂變物質(zhì)的最小體積（臨界體積）或臨界質(zhì)量；達(dá)到臨界與裂變點(diǎn)火的技術(shù)途徑；2024/1/25核武器與核能

高能炸藥研究，爆轟物理規(guī)律及其精確的時(shí)空控制；將流體力學(xué)，中子核物理等耦合在一起的全過程數(shù)值模擬，整套物理參數(shù)；核部件與非核部件的加工，材料相容性研究及結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)；核試驗(yàn)的方法，核試驗(yàn)診斷理論與測(cè)試技術(shù)等。2024/1/25核武器與核能

2)核聚變放能是氫彈的物理基礎(chǔ)。制造氫彈必須創(chuàng)造性地解決一系列問題：必要的熱核燃料（如氘和氚或鋰等）的制備；如何利用原子彈爆炸的能量產(chǎn)生高溫、高壓來(lái)點(diǎn)燃聚變材料，并使之自持燃燒；氫彈2024/1/25核武器與核能掌握輻射輸運(yùn)的規(guī)律、輻射流體力學(xué)及高溫高密度等離子體物理、狀態(tài)方程、高剝離度原子參數(shù)；利用適當(dāng)?shù)牟牧虾颓擅畹臉?gòu)形實(shí)現(xiàn)熱核爆炸；特殊效應(yīng)的核武器（如中子彈等）還需進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)等。2024/1/25核武器與核能

問題的解決是物理工作和工程技術(shù)緊密交叉結(jié)合的過程：如,核爆炸的物理診斷學(xué)，就是為了弄清核武器爆炸后快速而復(fù)雜的物理過程、各種物理量隨時(shí)、空的變化規(guī)律，從而做到不僅知其然，而且知其所以然。有意思的是，幾個(gè)核國(guó)家突破氫彈的工作是“英雄所見略同”。

兩個(gè)太陽(yáng)2024/1/25核武器與核能

3）明智的人類把核能用于和平目的，作為潔凈的能源?；诤肆炎兎磻?yīng)堆的核電站由核島和常規(guī)島構(gòu)成在核島內(nèi)要使核能以可控的、安全的、長(zhǎng)期持續(xù)的形式釋放出來(lái)；通過常規(guī)島轉(zhuǎn)換成電能供人使用。2024/1/25核武器與核能

在核燃料的選擇、制備、控制方法、結(jié)構(gòu)和安全設(shè)計(jì)等方面需解決一系列的工程、技術(shù)問題。2024/1/25核武器與核能

基于核聚變反應(yīng)堆的聚變電站是解決人類未來(lái)能源問題的一個(gè)希望。要實(shí)現(xiàn)熱核燃料的“點(diǎn)火”，并有凈能量輸出；必須控制熱核聚變反應(yīng)的速率；是一項(xiàng)有難度的大科學(xué)工程；目前處于前期實(shí)驗(yàn)研究階段。2024/1/25核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究

核爆炸的物理環(huán)境：瞬時(shí)的快變的高溫高密度等離子體和混合輻射場(chǎng)。揭示了高溫高密度等離子體的某些特有規(guī)律，如非平衡燃燒需用“三溫方程”描述。輻射場(chǎng)本身也可能是非平衡的。2024/1/25核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究

再如，一般情況下，可用線性的波爾茲曼方程來(lái)描述中子輸運(yùn)過程；但在發(fā)生劇烈熱核聚變的區(qū)域和時(shí)間內(nèi)，中子之間的碰撞已不可忽略，于是提出了非線性中子輸運(yùn)方程及其解法。

2024/1/25

核武器物理和工程發(fā)展的過程中，形成了一個(gè)新興的交叉學(xué)科——高能量密度物理學(xué)。廣義地，“高能量密度”是指能量超過1011J/m3，或壓力超過1兆巴，溫度超過400ev，電磁波強(qiáng)度超過3×1015w/cm2的物質(zhì)狀態(tài)；在核武器物理領(lǐng)域，“高能量密度”特指溫度超過103ev，壓力超過107atm，高密度的物質(zhì)狀態(tài)。核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究

2024/1/25核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究

進(jìn)行高能量密度物理研究的裝置包括：激光慣性約束聚變裝置基于脈沖功率技術(shù)的Z箍縮裝置長(zhǎng)脈沖（μs）功率裝置（如美國(guó)的Atlas）等神光II裝置2024/1/25核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究

研究的內(nèi)容包括：材料特性可壓縮流體動(dòng)力學(xué)輻射流體動(dòng)力學(xué)核聚變物理天體物理等。是以大科學(xué)工程為手段研究基礎(chǔ)物理學(xué)2024/1/25核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究可見：

物理學(xué)引領(lǐng)工程技術(shù)生產(chǎn)力反哺物理學(xué)工程技術(shù)2024/1/25二、物理學(xué)和激光技術(shù)與工程

激光加工設(shè)備2024/1/25光物理的基礎(chǔ)研究孕育了激光器的誕生19世紀(jì)的科學(xué)家們進(jìn)行了關(guān)于電磁波的卓越的研究1905年愛因斯坦提出了光量子和光電效應(yīng)的概念，揭示了輻射的波粒二象性

1916年愛因斯坦提出了受激輻射的概念1900年普朗克引入的能量量子的概念

基礎(chǔ)性、探索性研究2024/1/25光物理的基礎(chǔ)研究孕育了激光器的誕生激光走向新技術(shù)的開發(fā)和工程應(yīng)用階段1954年研制成第一臺(tái)微波激射器

1958年美國(guó)的湯斯和蘇聯(lián)的巴索夫及普羅霍洛夫等人提出了激光的概念和理論設(shè)計(jì)1960年美國(guó)的梅曼研制成功第一臺(tái)紅寶石激光器；賈萬(wàn)等人研制成氦氖激光器。我國(guó)的第一臺(tái)激光器于1961年在長(zhǎng)春光機(jī)所創(chuàng)制成功

2024/1/25激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響

激光的特性使之在光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化：方向性單色性相干性高亮度2024/1/25四十多年來(lái)，激光器的品種迅速增加：固體激光器半導(dǎo)體激光器固體激光器（半導(dǎo)體激光泵浦）化學(xué)激光器（HF/DF激光、氧碘化學(xué)激光器、CO2激光、燃料激光、氦氖激光）激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響2024/1/25自由電子激光器x射線激光器準(zhǔn)分子激光器金屬蒸氣激光器等。

激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響銅蒸氣激光2024/1/25激光器的輸出水平不斷提高：中、小功率器件高功率、高能量激光器；脈沖體制從連續(xù)波、準(zhǔn)連續(xù)波到各種短脈沖、超短脈沖的激光。連續(xù)的高能激光單次輸出能量已達(dá)百萬(wàn)焦耳以上；超短脈沖：納秒皮秒費(fèi)秒阿秒

脈沖功率密度則可高達(dá)1020瓦/cm2以上。

激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響2024/1/25輸出激光的頻率覆蓋著越來(lái)越廣的范圍：長(zhǎng)至亞毫米（太赫茲）短至x射線γ激光也在探索中，分立的激光譜線達(dá)幾千條；輸出激光的光束質(zhì)量，好的可達(dá)近衍射極限。激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響2024/1/25

激光應(yīng)用的開創(chuàng)性表現(xiàn)在：①激光光譜技術(shù)比傳統(tǒng)的分辨率提高了百萬(wàn)倍，靈敏度提高了百億倍；②激光為信息技術(shù)開拓了豐富的頻率資源；激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響布滿全球的光纖網(wǎng)，加上衛(wèi)星通信網(wǎng)，形成了信息高速公路的基礎(chǔ)；光存儲(chǔ)、激光全息、激光照排、打印及條碼掃描技術(shù)等，提供了全新的多樣化的信息服務(wù)?？刹脸⌒凸獗P的刻錄母盤2024/1/25③激光可在很小的區(qū)域上聚焦很高的功率密度：在工業(yè)制造中可進(jìn)行精確的切削和表面改性做精密的醫(yī)療手術(shù)作用于微型靶實(shí)現(xiàn)激光核聚變。激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響2024/1/25④激光技術(shù)開辟了嶄新的軍事應(yīng)用，包括：激光瞄準(zhǔn)、制導(dǎo)、測(cè)距激光雷達(dá)激光陀螺激光引信激光致盲傳感器高能強(qiáng)激光武器等。激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響ABLABL2024/1/25激光應(yīng)用本身及其提供的研究手段又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展

非線性光學(xué)成為一個(gè)重要研究領(lǐng)域：激光與介質(zhì)（含大氣）相互作用時(shí)產(chǎn)生各種非線性效應(yīng)的物理本質(zhì)和規(guī)律。產(chǎn)生的條件、特性、機(jī)理：受激拉曼散射自聚焦熱暈光學(xué)和頻與倍頻相干瞬態(tài)光學(xué)效應(yīng)等2024/1/25激光應(yīng)用本身及其提供的研究手段又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展

非線性光學(xué)材料及非線性光學(xué)效應(yīng)的幾種應(yīng)用：擴(kuò)展激光的波長(zhǎng)范圍發(fā)展非線性光學(xué)相位共軛技術(shù)光學(xué)雙穩(wěn)為研究非線性系統(tǒng)中的動(dòng)力學(xué)行為提供實(shí)用的手段；超短、超強(qiáng)激光將對(duì)強(qiáng)場(chǎng)超快科學(xué)、相對(duì)論非線性物理、天體物理及宇宙學(xué)的研究提供新的手段和極端條件。2024/1/25激光應(yīng)用本身及其提供的研究手段又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展

激光光譜學(xué)的高靈敏度和高分辨率：可用于對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、能譜、瞬態(tài)的變化和微觀動(dòng)力學(xué)進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)原子和分子的超精細(xì)結(jié)構(gòu)，更精確地確定基本物理常數(shù)的數(shù)值；1995年人們利用激光冷卻的辦法，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了愛因斯坦1926年預(yù)言的Bose-Einstein凝聚；Bose-Einstein凝聚態(tài)2024/1/25激光還在物理學(xué)與其它基礎(chǔ)科學(xué)的交叉學(xué)科研究中，發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用如化學(xué)物理學(xué)生物物理學(xué)（以激光為手段的分子雷達(dá)成為生命活細(xì)胞研究的工具就是一例）等激光應(yīng)用本身及其提供的研究手段又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展

2024/1/25三、物理學(xué)與宇航工程2024/1/25物理學(xué)為宇航奠定理論基礎(chǔ)

宇航學(xué)的開端與物理學(xué)的進(jìn)展密不可分。正是物理學(xué)的基礎(chǔ)和現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展才使“嫦娥奔月”的佳話和“萬(wàn)戶”航天的理想得以變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。2024/1/2517世紀(jì)開普勒通過計(jì)算，發(fā)現(xiàn)行星沿橢圓軌道運(yùn)行等開普勒三定律

1957年10月蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星，這是人類航天歷史上的一個(gè)里程碑17世紀(jì)牛頓力學(xué)形成體系，認(rèn)識(shí)了萬(wàn)有引力定律

物理學(xué)為宇航奠定理論基礎(chǔ)

20世紀(jì)初葉，齊奧爾科夫斯基給出了三個(gè)宇宙速度的概念并精確計(jì)算了它們的數(shù)值。2024/1/25航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程

航天包括運(yùn)載火箭、應(yīng)用衛(wèi)星和衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天和深空探測(cè)等幾大方面。應(yīng)用衛(wèi)星又包括資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星及各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和軍用衛(wèi)星等多種。除大型衛(wèi)星外，還在開發(fā)微小衛(wèi)星技術(shù)，以及衛(wèi)星組網(wǎng)和編隊(duì)飛行技術(shù)。2024/1/25航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程

每類衛(wèi)星涉及一系列關(guān)鍵技術(shù)，例如：衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)姿態(tài)控制技術(shù)變軌技術(shù)熱控制技術(shù)電源技術(shù)“亞洲蜂窩衛(wèi)星系統(tǒng)”衛(wèi)星2024/1/25衛(wèi)星測(cè)控技術(shù)衛(wèi)星回收技術(shù)有效載荷技術(shù)衛(wèi)星總體技術(shù)，包括總體設(shè)計(jì)、總裝測(cè)試、環(huán)境模擬等。配套的基礎(chǔ)設(shè)施，如衛(wèi)星發(fā)射基地，衛(wèi)星測(cè)控網(wǎng)站和應(yīng)用站等航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程

2024/1/25航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程

隨著航天技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星的應(yīng)用將產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；乱淮咚降暮教炱鲗㈥懤m(xù)出現(xiàn)，并走上更遠(yuǎn)的征程，探索太陽(yáng)系其它星球、銀河系乃至更深遠(yuǎn)處宇宙的未知。2024/1/25航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地

關(guān)于宇宙起源學(xué)：宇宙存在3oK溫度背景的微波輻射、哈勃紅移的測(cè)量、宇宙中氦元素豐度的測(cè)量，這三條為宇宙大爆炸理論提供了支持。盡管有待研究的問題還很多。2024/1/25航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地

探月和登月，大大增加對(duì)月球物理環(huán)境的了解；美國(guó)的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào)對(duì)火星的探測(cè)，為火星的研究提出了更多課題，也對(duì)地球物理的研究有新的啟示；2024/1/25航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地

搭載在卡西尼號(hào)土星探測(cè)器上的惠更斯土衛(wèi)六探測(cè)器，正在揭開土衛(wèi)六的奧秘，還可能對(duì)生命起源探索提供線索；“伽利略”號(hào)探測(cè)器對(duì)木星的探測(cè)和所獲取的木星的信息，是科學(xué)技術(shù)史的另一曲凱歌。航天大大開闊了人類認(rèn)識(shí)世界的眼界。2024/1/25

借助航天航宇工程和探測(cè)技術(shù)研究一系列物理學(xué)尚不明白的重大問題：尋覓宇宙中的反物質(zhì)，弄清暗物質(zhì)和暗能量的起源和本質(zhì)等；利用外空的微重力、高真空、超潔凈環(huán)境，研究微重力科學(xué)，對(duì)地球、太陽(yáng)、宇宙天體及外空環(huán)境進(jìn)行全新的觀測(cè)研究；提供關(guān)于“空間”和“時(shí)間”的新的認(rèn)識(shí)，為物理學(xué)乃至哲學(xué)的發(fā)展開拓新的天地。航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地

2024/1/25四、物理學(xué)與工程技術(shù)的緊密聯(lián)系和相互促進(jìn)具有普遍性2024/1/25一個(gè)典型的例子:基本粒子物理學(xué)與大型加速器工程相伴發(fā)展,

最近的期待是在歐洲核子研究中心（CERN）建成的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC），有希望為弦論提供證據(jù)，促進(jìn)粒子理論模型的進(jìn)步，影響宇宙學(xué)的發(fā)展。

物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25低溫物理的一個(gè)光輝篇章是超導(dǎo)體的研究。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性1911年發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象20世紀(jì)的最后十幾年，高溫超導(dǎo)研究取得重要進(jìn)展1957年BCS超導(dǎo)理論問世2024/1/25

超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用：電能輸送加速器應(yīng)用貯能超導(dǎo)磁懸浮列車生物磁學(xué)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25納米科技是在物理與技術(shù)緊密結(jié)合的過程中發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域，并且很典型地體現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的哲學(xué)。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25

物理學(xué)同其它學(xué)科的交叉：生物物理學(xué)是一個(gè)重要的研究方向。物理學(xué)與計(jì)算數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的交叉結(jié)合，還產(chǎn)生了計(jì)算物理學(xué)。量子理論與信息科學(xué)與技術(shù)的交叉導(dǎo)致量子通信的概念、量子調(diào)控技術(shù)和量子信息論的產(chǎn)生，并迅速走向技術(shù)，包括新的光通信技術(shù)—量子通信、光學(xué)量子計(jì)算等。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25量子糾纏試驗(yàn)裝置圖2024/1/25研究成果“五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸”“2004年中國(guó)十大科技進(jìn)展”之一；“2004年度國(guó)際物理學(xué)重大事件”“國(guó)際物理學(xué)十大進(jìn)展”之一。若干年后，將會(huì)出現(xiàn)實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)化量子通信和量子計(jì)算。信息的獲取和傳播將超越人們的感官和神經(jīng)系統(tǒng)的生理極限。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25在研究工作的方法論方面，如：以算子理論為基礎(chǔ)的數(shù)值方法應(yīng)用于工程科學(xué)領(lǐng)域，說明波理論是宏觀物理學(xué)中的一個(gè)普遍性問題；許多國(guó)際計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)（如長(zhǎng)度單位米）從基于歐氏空間概念的經(jīng)典直觀量，改成了基于波函數(shù)空間概念的電磁量，這樣波函數(shù)空間的數(shù)學(xué)概念已經(jīng)與生產(chǎn)和生活緊密聯(lián)系起來(lái)。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25波的量子性并不是光所獨(dú)有的，機(jī)械波在與其它物體相互作用過程中也存在量子性，聲子就是對(duì)聲波在相互作用過程中能量狀態(tài)不連續(xù)性的描述。

物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性量子加密實(shí)驗(yàn)室2024/1/25前沿的物理學(xué)研究：有一部分屬于純粹物理學(xué)，在相當(dāng)時(shí)期內(nèi)不一定用于生產(chǎn)實(shí)踐；有一部分應(yīng)用性很強(qiáng)。人類的生產(chǎn)實(shí)踐：不僅是發(fā)展科學(xué)技術(shù)的基本推動(dòng)力；也為科學(xué)理論的驗(yàn)證提供著無(wú)限的舞臺(tái)。

物理學(xué)研究與工程技術(shù)相結(jié)合是相得益彰，十分重要的。

物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25科學(xué)技術(shù)認(rèn)識(shí)和改造世界的作用，也包括認(rèn)識(shí)和改造人類自身（如腦認(rèn)知科學(xué)），同時(shí)逐步掌握、適應(yīng)并運(yùn)用客觀規(guī)律，學(xué)會(huì)用科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)社會(huì)發(fā)展的實(shí)踐，同自然和諧相處，獲得持續(xù)發(fā)展的自由?？茖W(xué)與工程技術(shù)密切結(jié)合，推動(dòng)節(jié)約型社會(huì)，環(huán)境友好型社會(huì)的建立，是一個(gè)緊迫而長(zhǎng)期的重要使命。

物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25人類認(rèn)識(shí)世界的過程沒有盡頭，人類改造世界的過程也沒有終點(diǎn)。愛因斯坦說：“我深信深化理論的進(jìn)程是沒有止境的?！蔽锢韺W(xué)既老又新。物理學(xué)不是一切，但幾乎一切都離不開物理學(xué)。物理學(xué)過去、現(xiàn)在和將來(lái)都是富有生命力的科學(xué)。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性2024/1/25五、物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格

2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格

1.

無(wú)論是認(rèn)識(shí)世界還是改造世界，其根本目的都應(yīng)該是造福于全人類。有幸從事物理學(xué)研究或工程科技事業(yè)的人，一個(gè)首要的共同品格：具有高度的社會(huì)責(zé)任感為科技事業(yè)獻(xiàn)身的精神2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格周光召在談到愛因斯坦時(shí)說：“我們紀(jì)念這位偉人，不僅要了解他在科學(xué)上作出的重要貢獻(xiàn)，更要學(xué)習(xí)他在任何困難條件下都一心為科學(xué)而獻(xiàn)身的精神，學(xué)習(xí)他為實(shí)現(xiàn)社會(huì)公正而無(wú)私無(wú)畏的奮斗精神。”2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格愛因斯坦說過：“照亮我的道路，并且不斷地給我新的勇氣去愉快地正視生活的理想，是善、美和真。人們所努力追求的庸俗的目標(biāo)—財(cái)產(chǎn)、虛榮、奢侈的生活—我總覺得都是可鄙的。”2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格

在新中國(guó)半個(gè)多世紀(jì)的科技發(fā)展中，有:

“健康生命全不顧，精忠報(bào)國(guó)重天山”的鄧稼先。2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格有因飛機(jī)失事被燒死的時(shí)刻，與警衛(wèi)員緊緊抱在一起，使兩人腹部間裝有重要機(jī)密資料的公文包完好無(wú)損的郭永懷等一大批可敬的科學(xué)家。郭永懷2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格

他們不僅創(chuàng)造了載入史冊(cè)的業(yè)績(jī)，也創(chuàng)造了與崇高的事業(yè)相稱的核心價(jià)值觀：“鑄國(guó)家基石，做民族脊梁。”他們?cè)谖覀兊膬?nèi)心留下了永遠(yuǎn)貴重的精神財(cái)富。2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格

與高水平的科技工作相應(yīng)的高尚的人文精神，是支撐科學(xué)家群體向高處登攀的神圣情懷。不久前，美國(guó)科學(xué)家為了不影響對(duì)可能存在的外星生命現(xiàn)象的探索，決定讓“伽利略”號(hào)探測(cè)器在運(yùn)行了14年之后在木星大氣層中焚毀，使人們看到了當(dāng)年伽利略對(duì)真理負(fù)責(zé)、對(duì)人類負(fù)責(zé)精神的延伸，讀出了科學(xué)家人文精神在新世紀(jì)的標(biāo)高。2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格2.

唯真求實(shí)是科學(xué)精神的基本內(nèi)涵，是科技工作者的基本品格。無(wú)論搞基礎(chǔ)還是搞應(yīng)用，都必須腳踏實(shí)地、潛心鉆研。以自由電子激光研究為例，國(guó)內(nèi)外都經(jīng)歷過做來(lái)做去還是出不了光的“黎明前的黑暗”，只有把從頭到尾的每一個(gè)參數(shù)都精密地做到位了，才能取得硬碰硬的成功。FIR-FEL實(shí)驗(yàn)裝置2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格●

最近我國(guó)THz-FEL研究在經(jīng)過八年不懈努力之后終獲突破，再次使人感受到：“自由電子激光不自由?！薄耙话偌?，做好了九十九件，還是出不了光，必須百分之百?！彼?，精密的高科技研究，容不得一點(diǎn)浮躁，不允許半點(diǎn)馬虎。在今天的中國(guó)科技界，尤其要提倡遠(yuǎn)離浮躁、靜心鉆研的學(xué)風(fēng)。THz-FEL實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)布局圖2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格3.創(chuàng)新是科學(xué)技術(shù)的靈魂。20世紀(jì)物理學(xué)突破了已有的概念，創(chuàng)立了革命性的新理論。但這并不意味著新探索的終結(jié)，人類的未知遠(yuǎn)多于已知。如恩格斯所說：“我們還差不多處在人類歷史的開端，而將來(lái)會(huì)糾正我們錯(cuò)誤的后代，大概比我們……糾正其認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的前代要多得多。”2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格工程技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明創(chuàng)造和集成創(chuàng)新也將是永無(wú)止境的。對(duì)已有的成果說“不”，對(duì)權(quán)威說“不”，既需要有敢想敢說、追求真理的勇氣，更需要嚴(yán)謹(jǐn)深入的實(shí)干精神。整個(gè)科學(xué)技術(shù)史是不斷創(chuàng)新的歷史、不斷跨越的歷史、人才輩出的歷史。自主創(chuàng)新能力是核心的競(jìng)爭(zhēng)力，在今天的中國(guó)更要提倡開放的自主創(chuàng)新。2024/1/25物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格一些已進(jìn)入耄耋之年的老科學(xué)家還在不斷思考新問題，是我們的楷模；而創(chuàng)新的責(zé)任則更多地落在青年科技工作者的肩上。彭桓武先生總結(jié)的16字訣：

“主動(dòng)繼承，放開拓創(chuàng)，實(shí)事求是，