近代物理简介

开尔文勋爵曾认为，在经典物理的大厦修建完毕后，天空只存在两朵乌云，第一是黑体辐射带来的问题，进而演变为量子物理；第二则是“以太”是否存在的问题，进而与后来的相对论相关。这两朵乌云可以遮天蔽日，也是后人另起高楼的原因。

马克思.普朗克早年致力于热力学的研究，当时对于黑体辐射的描述还主要依赖于从经典物理中推导出的瑞利-金斯定律，然而该定律并不能有效解释黑体辐射实验的现象。普朗克则远见卓识的提出了能量子的概念，从而确定了著名的黑体辐射方程，能量子这一概念完全有悖于大众的认知，与经典物理学的体系大相径庭，然而正是这一看似有悖常理的理论却有效的解释了黑体辐射的实验现象，但这一新潮的理论一时无法被人所接受，因此连普朗克自己也对该理论充满怀疑。但事实胜于雄辩，在历史的长河中，普朗克这一理论得到了学术界的广泛认同，其也因此斩获1918年诺贝尔物理学奖。天才的命运总是相互关联。另一位科学巨人阿尔伯特.爱因斯坦对于量子这一概念十分敏感，从而借助量子的理念成功解释了光电效应，并于1923年获得诺贝尔奖。

赫兹最先在实验中发现光电效应现象，但受到麦克斯韦等人的光的波动学说的影响，未能正确解释光电效应现象。而在1905年，一个瑞士专利局的公务员在办公室的窗前对光电效应进行了近乎完美的解释，而这个公务员则是闻名遐迩的爱因斯坦。1905是人类历史上的一个奇迹年，在这一年爱因斯坦发表了五篇论文，其中就有提出狭义相对论的《论物体的电动力学》与提出光电效应解释的《关于光的产生和转变的一个启发性的观点》以及提出著名的质能方程E=mc^2的《物体惯性和能量的关系》。言归正传，爱因斯坦通过运用普朗克的能量子的学说创造性的建立了光量子模型，并提出了著名的光电效应方程eu=E=hv-w，从而成功解释了困扰学术界多年的光电效应，并直接启发了后来太阳能等技术的开发。

在于量子力学的发展长河中有无数闪耀的光点，如普朗克之于能量子，波尔之于能级，德布罗意之于物质波，乃至于后来哥本哈根学派中的海森堡等人基于对波尔理论批判性的继承从而创造出的矩阵力学，以及薛定谔从德布罗意的物质波中得到的波动力学。而这些理论的诞生来自于那个群贤汇集的时代中强烈的思想碰撞。恰如1927年的索尔维会议，以爱因斯坦为首的哥本哈根反对派以及以波尔为首的哥本哈根学派发生激烈对抗。正是在这些大家们锲而不舍的探索与质疑中，量子力学的大厦正一步步趋近完美，后来又证明薛定谔的波动力学与海森堡的矩阵力学在数学意义上相同，从而构建了量子力学。当然在量子力学中还有许多大家，如波恩之于不确定性原理，泡利之于泡利矩阵和泡利不相容原理，以及后起之秀狄拉克之于狄拉克方程和关于反物质的预测……

如果说量子力学是一群天才对于微观物理的研究，那么相对论则是一位天才对于高速物理的研究。1905年爱因斯坦启发性地提出狭义相对论否定了以太学说。当然在爱因斯坦提出狭义相对论之前，物理界已经山雨欲来风满楼，既有洛伦兹变换，又有庞加莱对于相对性原理的研究。而爱因斯坦则是集大成者，他提出了相对性原理和光速不变原理，从而得出了时空的相对性这也否定了经典物理的绝对时空观。在1915年爱因斯坦又进一步得到了广义相对论，从而得出引力不是力而是物体弯曲时空的固有属性这样启发性的观点。相对论这样一座大厦在爱因斯坦的建设下落成，虽然在一些细节上与量子力学有相悖之处，但这两栋大厦仍是当今物理学的主要研究方向。在近代物理学体系中由以上两种学说演变和发展出来诸多学说，比如粒子物理学，凝聚态物理学，近代宇宙学，统计物理学，高能物理学乃至后期发展起来的弦理论……