我们知道爱因斯坦相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱,那么除了这两大支柱外,还有其他什么基本内容呢?
量子力学和相对论是现代物理学的两大支柱,除此之外,还有粒子物理、凝聚态物理、天体物理、理论物理、统计物理等分支,这些都是建立在两大支柱之上的分支学科。现代物理学的主要目标就是建立一个超统一理论,在这一框架下描述四种相互作用。
小至粒子,大至宇宙,现代物理学的研究范围非常广。物理学是自然科学中最重要的基础学科,重要性自然不言而喻。量子力学与广义相对论因为对引力的不同描述,两者并不融洽。量子力学与狭义相对论及经典场论相结合,形成了量子场论,被广泛应用于凝聚态物理学及粒子物理学中。
理论物理
现代物理学的主要追求就是建立一个万物理论,将所有的物理规律都纳入这个框架下。目前已经在规范场论的框架下统一了四种基本力中的电磁力、强核力和弱核力,有待解决的问题就是引力量子化。
万物理论也叫做大统一理论,在所有理论中,目前最有希望的就超弦理论。由超弦理论又演化出了膜理论,简称为M理论。
粒子物理
粒子物理学也称为高能物理学,主要研究物质的深层次结构。粒子物理学是建立在量子力学的基础上的,最开始是研究原子及原子核,后拓展至亚原子粒子,以及更深层次的基本粒子。并建立了量子电动力学、量子色动力学等理论。
人类为了研究各种高能粒子,发明了强大的粒子加速器,可以将粒子加速到99.99……%倍的光速,通过粒子碰撞来研究物质深层次结构的秘密,如各种夸克、轻子等。
凝聚态物理
凝聚态物理学是现代物理学中最庞大的一个分支,起源于固体物理学。凝聚态物理主要从微观角度出发,研究由大量粒子组成的凝聚态(固态、液态、气态、等离子态……)的结构及其与宏观物理性质之间的联系。
凝聚态物理的研究范围非常广,包括超导体、半导体、晶体、金属等,都在他的研究范围之内。它对现代科学技术的进步,特别是材料科学,有非常大的促进作用。
天体物理
天体物理学主要研究宇宙中各类天体的物质结构以及天体的形成和演化,它与宇宙学及天文学属于交叉学科。相关理论有:宇宙大爆炸理论、恒星的起源及演化理论、星系的形成及演化理论等。
统计物理
统计物理学用概率统计的方法,对由大量粒子组成的宏观物体的物理性质及宏观规律作出微观解释。量子统计认为微观粒子的运动遵循量子力学规律而不是经典力学规律,微观运动状态具有不连续性。
现代又发展出非平衡态统计,先后建立了耗散结构论、协同论和突变论,接着又发展出了混沌分形理论。
现代物理学完全就是一个整体,各个分支相互交叉,相互促进,理论先于实验。能力有限,以上属于非专业性回答,内容难免有错误,仅供参考。
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(1)超导是太阳系的普遍状态,“量多则变”是物理学的常态;经典力学的定性分析与定量计算需要“变通”,因为“激发态”的物质不能用时间与位移去描述。
(2)太阳是“涡流”,在这个高温、高压的环境中是不会产生聚合反应的。
(3)“太阳初级射线”是高能粒子流,属于“等离子体”;“太阳初级射线”进入地球磁场产生金属氢,金属氢的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素时伴生电磁波;电磁波的传播离不开金属氢“磁力矩”的震荡具有波粒二相性。显然,“光的衍射”是因为空间里有大量金属氢存在。
(4)物质是金属氢聚合形成的;磁场里高速流动的物质转化成金属氢,金属氢的“磁力矩”相互切割聚合形成新元素时伴生电磁波;“光速”是金属氢“磁力矩”的震荡,“光电效应”是因为磁力线相互作用产生了电磁波。
(5)物质是能量的载体,熱核反应质量守恒;“链式反应”是冲击波层流里高速流动的物质转化的金属氢聚合的新元素反复裂解为金属氢形成了连续的爆炸。闪电(包括球形闪电)、地震、火山爆发都是金属氢聚合形成的爆炸。
(6)金属氢是“磁单极子”,宇宙中只有电磁力。
相对论与量子力学的物理概念,已是一个微观领域的话题,处在宏观世界里的芸芸众生觉得难以想象,至于更高级别的物理概念,距离现实很遥远,玄乎,接近神的感觉,该不会科学的尽头真是神学吧?普通人不好妄议。
量子力学、牛顿定律、相对论完美覆盖了从原子结构到宇宙结构的整幅篇章,但并不是说在这个区间内就没其它理论了,比如库伦定律、麦克斯韦方程组、大爆炸理论等等都是非常有用的。
这只说到原子结构,亚原子层次的理论目前还不是很完备,目前杨米尔斯定律、量子电动力学、费曼规则等等研究理论非常多,但缺乏统一性。