Historia del desarrollo de la física clásica
Arquímedes en la época de la antigua Grecia ya había logrado brillantes logros en estática de fluidos y equilibrio de sólidos, pero en aquella época se clasificaban como aplicados. Sus resultados, especialmente sus experimentos precisos y sus rigurosos métodos de demostración matemática, no fueron absorbidos por la física. Desde Grecia y Roma hasta la larga Edad Media, la filosofía natural siempre ha estado dominada por Aristóteles. Durante el Renacimiento, Copérnico, Bruno, Kepler y Galileo desafiaron la antigua tradición a pesar de la persecución religiosa. Entre ellos, Galileo basó las teorías y leyes físicas en experimentos rigurosos y demostraciones científicas, por lo que fue honrado como el padre de la ciencia.
Los logros de Galileo son multifacéticos. En lo que a mecánica se refiere, dedujo que si un objeto se desliza por una pendiente suave, se elevará a la misma altura en otra pendiente si el ángulo de inclinación de la otra pendiente. es extremadamente pequeño, Al llegar a la misma altura, el objeto se moverá a una velocidad constante hacia el infinito, lo que lleva a la conclusión de que si no hay una fuerza externa, el objeto seguirá moviéndose. Midió con precisión objetos de diferentes pesos deslizándose por una pendiente suave con la misma aceleración, y dedujo la aceleración del objeto cuando caía libremente y su ecuación de movimiento, refutando la conclusión de Aristóteles de que los objetos pesados caen más rápido que los ligeros, y de manera integral el uniforme. El movimiento en la dirección y el movimiento de aceleración uniforme en la dirección perpendicular al suelo dan como resultado una trayectoria parabólica y un ángulo de alcance máximo de 45°. Galileo también analizó que "la Tierra se mueve constantemente y la gente no lo sabe" y propuso. el famoso "Principio de Relatividad de Galileo" (el libro chino "Shang Shu Kao Ling Yao", escrito antes de 1800 tiene una conclusión similar). Pero su análisis de la relación entre los cambios de fuerza y movimiento sigue siendo erróneo. Las tres leyes del movimiento de Newton resumen completa y correctamente la relación entre fuerza y movimiento. Newton también extrapoló la gravedad en la Tierra a la Luna y a todo el sistema solar, estableciendo la ley de la gravitación universal. Newton utilizó las cuatro leyes anteriores y el "método de flujo" que creó (ahora el comienzo del cálculo) para resolver el problema de los dos cuerpos en el sistema solar, dedujo las tres leyes de Kepler y resolvió teóricamente el problema de las mareas en la Tierra. Históricamente, se dice que Newton fue el primer físico que sintetizó el movimiento mecánico en el cielo y la tierra y logró grandes logros. Al mismo tiempo, la óptica geométrica también se desarrolló enormemente. A finales del siglo XVI o principios del XVII se inventaron sucesivamente los microscopios y los telescopios. Kepler, Galileo y Newton hicieron grandes mejoras en los telescopios.
Francia tuvo una gran cantidad de talentos antes y después de la Revolución. Los científicos franceses encabezados por P.S.M. Laplace (conocido como la Escuela de Laplace en la historia) llevaron adelante la teoría mecánica de Newton y aplicaron ecuaciones diferenciales parciales a la mecánica celeste. encontró soluciones aproximadas a los problemas de tres cuerpos y múltiples cuerpos en el sistema solar, discutió y resolvió preliminarmente el origen y la estabilidad del sistema solar y llevó la mecánica celeste a un estado bastante completo. En el sistema solar de Newton y Laplace, quien controla el movimiento de los cuerpos celestes ya no es el Creador, sino la fuerza de gravedad. No es de extrañar que Napoleón preguntara después de escuchar la introducción de Laplace al sistema solar: ¿Dónde colocas a Dios? El ateo Laplace respondió sin rodeos: no necesito esta hipótesis.
La Escuela de Laplace también aplicó ampliamente las leyes mecánicas a cuerpos rígidos, fluidos y sólidos. Junto con los esfuerzos conjuntos de W.R. Hamilton, G.G. Stokes, etc., perfeccionaron la mecánica analítica y la pusieron en práctica. avanza a una etapa superior. Esta escuela también atribuye a la atracción y repulsión entre partículas diversos fenómenos físicos como el calor, la luz, la electricidad, el magnetismo e incluso efectos químicos. Por ejemplo, la repulsión de los fotones por la materia se utiliza para explicar la reflexión, la atracción de las partículas de luz por la materia. se utiliza para explicar la refracción y la difracción. La idea de que los fotones tienen diferentes formas para explicar la polarización, y la repulsión mutua de las partículas calóricas para explicar la expansión térmica, la evaporación, etc., tuvieron éxito durante un tiempo, permitiendo que dominara la cosmovisión materialista mecánica. durante décadas. Justo cuando esta escuela de pensamiento estaba ganando impulso, fue cuestionada por el físico británico T. Young y la Academia de Ciencias de Francia y la comunidad científica, el patio trasero de esta escuela. Desde el aspecto de la conducción del calor, J.B.V. Fourier, T. Young. , D.F.J. Arago, A.-J .La controversia de Fresnel en términos de óptica, especialmente la teoría ondulatoria y la teoría de partículas de la luz (viendo la dualidad de la luz), fue un acontecimiento importante en la historia de la física.
Para refutar la teoría de las partículas, el joven ingeniero civil Fresnel, con el apoyo de Arago, fabricó varios equipos de interferencia y difracción que llevan su nombre e introdujo la interferencia de las ondas de luz en la teoría de la propagación de Huygens. Los medios formaron el principio de Huygens-Fresnel. También propuso audazmente la hipótesis de que la luz es una onda transversal y la utilizó para estudiar la polarización de varias luces y la interferencia de la luz polarizada. Creó el método "de banda de Fresnel", que es perfecto. explica la difracción de ondas esféricas y supone que la luz es una onda mecánica transversal del éter, resuelve los problemas de intensidad y polarización de la reflexión y refracción de la luz en la interfaz de diferentes medios, completando así la teoría clásica de la óptica ondulatoria. Fresnel también propuso la hipótesis de que la rotación de la Tierra hace que parte del éter en la superficie se desplace y dio el coeficiente de resistencia. También con el apoyo de Arago, J.B.L. Foucault y A.H.L. Fizzo determinaron que la velocidad de la luz en el agua es efectivamente menor que en el aire, confirmando así la victoria de la teoría ondulatoria. La historia llamó a este experimento el experimento decisivo de la luz. Desde entonces, la teoría ondulatoria de la luz y la teoría del éter dominaron la segunda mitad del siglo XIX. Físicos famosos como Faraday, Maxwell y Kelvin creyeron firmemente en la teoría del éter. Por otro lado, utilizando el movimiento de las franjas de interferencia en un interferómetro, se pueden medir con precisión cambios extremadamente sutiles en longitud, velocidad y curvatura utilizando el espectro producido por prismas y rejillas de difracción, la composición de las sustancias en el suelo y; en el cielo y se pueden determinar los componentes internos de los átomos. Por lo tanto, estos instrumentos ópticos se han convertido en importantes medios experimentales en física, química analítica, química física y astrofísica.
La invención de la máquina de vapor impulsó el desarrollo de la ciencia térmica. En la década de 1760, mientras J. Watt mejoraba la máquina de vapor, su íntimo amigo J. Blake distinguía temperatura y calor, establecía los conceptos de calor específico. La capacidad y el calor latente, y desarrollaron la termometría y la calorimetría, la teoría de la masa calórica y los conceptos de conservación de la masa calórica, han dominado durante más de 80 años. Durante este período, aunque se descubrió la ley de los gases y se midieron las capacidades caloríficas específicas y varios tipos de calor latente de diferentes sustancias, no ayudaron mucho a mejorar la máquina de vapor, y la máquina de vapor siempre funcionó con una eficiencia muy baja. En 1755, la Academia de Ciencias de Francia rechazó firmemente la máquina de movimiento perpetuo. En 1807, T. Young reemplazó la "vitalidad" de Leibniz por "energía", y en 1826, J. V. Poncelie acuñó la palabra "gong". En 1798 y 1799, Langford y H. Davy analizaron la generación de calor por fricción y desafiaron la teoría de la masa calórica; J.P. Joule pasó casi 40 años desde la década de 1840 hasta 1878 utilizando calor eléctrico y trabajo mecánico. El equivalente del trabajo térmico se determinó con precisión mediante varios. métodos; los fisiólogos J.R. Meyer y H. von Helmholtz explicaron exhaustivamente que la energía no se puede generar ni convertir a partir de energía mecánica, energía eléctrica, energía química, energía biológica y calor, estableciendo la primera ley de la termodinámica, la ley de. conservación de la energía. Por esta época, en 1824, S. Carnot derivó la ley de que la eficiencia de una máquina térmica ideal está determinada por las temperaturas de la fuente de calor y la fuente de enfriamiento basándose en su investigación sobre la eficiencia de las máquinas de vapor y la teoría calórica. El artículo no llamó la atención después de su publicación. Después de que R. Clausius y Kelvin propusieran dos expresiones respectivamente, se confirmó como la segunda ley de la termodinámica. Clausius también introdujo la nueva función de estado, la entropía; más tarde, se introdujeron una tras otra funciones de estado como la entalpía, la función de Helmholtz y la función de Gibbs, creando una rama importante de la química física: la termoquímica. La termodinámica señaló la dirección de inventar nuevos motores térmicos, mejorar la eficiencia de los motores térmicos, etc., y creó la ingeniería térmica. También tiene una amplia gama de direcciones y efectos de promoción en física, química, ingeniería mecánica, ingeniería química, metalurgia, etc. Esto llevó a W. Ostwald, uno de los fundadores de la química física, a negar la existencia de átomos y moléculas y defender el "energetismo", que consideraba la energía como la existencia última del mundo. Pero, por otro lado, la tasa de distribución de velocidades moleculares de J.C. Maxwell (ver Distribución de Maxwell) y el teorema de equipartición de energía de L. Boltzmann combinan calor y mecánica e introducen leyes de probabilidad en la física para estudiar el comportamiento de un gran número de moléculas. La teoría cinética de las moléculas de gas (ahora llamada teoría cinética de los gases), estableció las propiedades estadísticas de la presión del gas, la energía interna, la capacidad calorífica específica, etc., y obtuvo conclusiones consistentes con la termodinámica. Boltzmann creía además que la segunda ley de la termodinámica era una ley estadística que conectaba la entropía con la probabilidad de un estado, y estableció la termodinámica estadística.
Cualquier fenómeno físico real implica inevitablemente la conversión de energía y la transferencia de calor, y las leyes de la termodinámica se convierten en la ley básica que integra todos los fenómenos físicos. A lo largo de la revolución de la física del siglo XX, estas leyes siguen vigentes. Además, conceptos como equilibrio y desequilibrio, reversibilidad e irreversibilidad, orden y desorden, e incluso fluctuación y caos, han sido trasplantados de ramas relevantes de las ciencias naturales a las ciencias sociales.
Antes de la década de 1820, la electricidad y el magnetismo siempre se consideraron dos sustancias diferentes. Por lo tanto, aunque W. Gibbert publicó "Sobre el magnetismo" en 1600, tenía una comprensión más profunda del magnetismo y los fenómenos geomagnéticos. En 1747, B. Franklin propuso la teoría de la electricidad de un solo fluido y aclaró la electricidad positiva y negativa. Sin embargo, el desarrollo de la electricidad y el magnetismo fue lento. En 1800, A. Volta inventó la pila voltaica, y sólo entonces el hombre tuvo mucho tiempo. -Término fuente de alimentación, la electricidad comenzó a utilizarse para las comunicaciones, pero para utilizar una lámpara de arco era necesario conectar 2.000 celdas voltaicas, por lo que el uso de la electricidad no estaba muy extendido. En 1920, el actual experimento del efecto magnético de H.C. B. Biot y F. Savard establecieron la fuerza que ejercen los cables conductores de corriente sobre los polos magnéticos (más tarde conocida como ley de Bi-Sard-La), Arago inventó el electroimán y descubrió el efecto de amortiguación magnética. Estos logros sentaron las bases del electromagnetismo. En 1831, M. Faraday descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética. Los cambios en el magnetismo generaban corriente en un circuito cerrado, completando la síntesis de electricidad y magnetismo y permitiendo a los humanos obtener nuevas fuentes de energía. En 1867, W. von Siemens inventó el motor autoexcitante y utilizó transformadores para completar la transmisión de energía a larga distancia. Estos dispositivos basados en inducción electromagnética cambiaron el mundo y crearon nuevas disciplinas: la ingeniería eléctrica y la ingeniería eléctrica. Faraday también introdujo el concepto de campo en el electromagnetismo; en 1864, Maxwell matematizó aún más el concepto de campo, propuso la hipótesis de la corriente de desplazamiento y el campo eléctrico giratorio, estableció las ecuaciones de Maxwell, mejoró la teoría electromagnética y predijo la existencia de objetos que se propagan en el electromagnetismo. velocidad de las ondas electromagnéticas. Pero su logro no se entendió de inmediato hasta que H.R. Hertz completó la forma diferencial de este conjunto de ecuaciones y demostró experimentalmente que las ondas electromagnéticas predichas por Maxwell tenían la velocidad de propagación de las ondas de luz y todas las propiedades como reflexión, refracción, interferencia, difracción y polarización. , completando así la La síntesis del electromagnetismo y la óptica permitió a la humanidad dominar la herramienta más rápida para transmitir diversa información, creando una nueva disciplina de la electrónica.
Hasta la segunda mitad del siglo XIX, la naturaleza de la carga eléctrica todavía no estaba clara. La teoría predominante del éter creía que las cargas eléctricas no eran más que vórtices en el océano de éter. H.A. Lorenz fue el primero en combinar la teoría electromagnética de la luz con la teoría molecular de la materia y creía que las moléculas son resonadores cargados. Desde 1892 publicó sucesivamente artículos sobre la "teoría de los electrones", creyendo que J. Plucker descubrió el rayo catódico en 1859. es un haz de electrones; la fórmula de fuerza de Lorentz fue propuesta en 1895, que combinada con las ecuaciones de Maxwell formó la base de la electrodinámica clásica y utilizó la teoría de los electrones para explicar la dispersión normal, la dispersión anómala (dispersión de la luz visible) y el efecto Zeeman. En 1897, J.J Thomson aplicó campos eléctricos y magnéticos a tubos de rayos catódicos hechos de diferentes gases enrarecidos y electrodos de diferentes materiales, y determinó con precisión que las partículas que constituyen los rayos catódicos tenían la misma relación carga-masa, lo que proporcionó una base experimental definitiva. Base de la teoría del electrón. El electrón se convirtió en la primera partícula subatómica descubierta. En 1895, W.K. Roentgen descubrió los rayos X, que ampliaron el espectro electromagnético. Su fuerte penetración en los materiales los convirtió rápidamente en una herramienta para diagnosticar enfermedades y descubrir defectos internos en los metales. En 1896, A.-H. Becquerel descubrió la radiactividad del uranio. En 1898, los Curie descubrieron elementos nuevos y más radiactivos: el polonio y el radio. Sin embargo, estos descubrimientos no atrajeron la atención generalizada de la comunidad física. p>
La física en el siglo XX A finales del siglo XIX, la física clásica se había desarrollado hasta una etapa muy completa. Muchos físicos creían que la física estaba llegando a su fin y que el trabajo futuro sólo implicaría aumentar el número de elementos significativos. dígitos.
En su mensaje de Año Nuevo en la última Nochevieja del siglo XIX, Kelvin dijo: "El edificio de la física ha sido completado... La teoría dinámica ha determinado que el calor y la luz son dos formas de movimiento. Ahora es hermoso y claro. El cielo tiene dos nubes oscuras, una aparece en la teoría ondulatoria de la luz, la otra aparece en la teoría de equipartición de la energía de Maxwell y Boltzmann; la primera se refiere a la deriva del éter y al experimento de Michelson-Morley para medir la velocidad. de la Tierra con respecto al éter (absolutamente estacionario), esto último significa que el principio de compensación de energía no puede explicar el espectro de radiación del cuerpo negro ni el calor específico de los sólidos a bajas temperaturas. Fueron precisamente estas dos cuestiones básicas y la radiactividad ignorada por Kelvin lo que dio origen a la revolución de la física en el siglo XX.
En 1905, A. Einstein creó la teoría especial de la relatividad con el fin de resolver la asimetría de la electrodinámica aplicada a los cuerpos en movimiento (más tarde denominada incompatibilidad entre la electrodinámica y el principio de relatividad de Galileo), que es aplicable a todo. Teoría de la relatividad de los marcos de referencia inerciales. Partiendo de la invariancia de la velocidad de la luz en el vacío, es decir, en todos los sistemas inerciales, la velocidad de la luz emitida por una fuente de luz en movimiento es la misma, dedujo la conclusión de la relatividad simultánea y la contracción de los pies y la lentitud de relojes en sistemas en movimiento, y perfectamente explicado Lorentz propuso la fórmula de transformación de Lorentz para explicar el experimento de Michelson-Morley, completando así la síntesis de la mecánica y la electrodinámica. Por otro lado, la relatividad especial también niega el espacio y el tiempo absolutos, combina el tiempo y el espacio y propone una visión del espacio-tiempo relativo unificado que constituye un espacio-tiempo de cuatro dimensiones. También niega por completo la existencia del éter, sacudiendo fundamentalmente el; Mecánica clásica y Es la base filosófica del electromagnetismo clásico, y eleva el principio de relatividad de Galileo a una nueva etapa, que es aplicable a la mecánica y los fenómenos electromagnéticos de todos los cuerpos en movimiento. Pero cuando la velocidad del cuerpo en movimiento o del sistema en movimiento es mucho menor que la velocidad de la luz, la mecánica relativista es consistente con la mecánica clásica. La masa, la energía y el momento en la mecánica clásica también tienen nuevas definiciones en la teoría de la relatividad, y la relación masa-energía derivada proporciona una preparación teórica para la liberación y utilización de la energía nuclear. En 1915, Einstein creó la teoría general de la relatividad y extendió la teoría a los sistemas no inerciales. Creía que el campo gravitacional es físicamente equivalente al sistema no inercial con una aceleración considerable y que el espacio-tiempo es curvado en el campo gravitacional. La curvatura depende de la fuerza del campo gravitacional, lo que revoluciona el antiguo concepto de que el universo es un espacio euclidiano plano. Sin embargo, para campos gravitacionales que no son muy grandes en alcance e intensidad, como el campo gravitacional de la Tierra, la curvatura del espacio se puede ignorar por completo para espacios con campos gravitacionales fuertes, como los alrededores de estrellas como el Sol. espacios con grandes rangos, como todo lo observable en el universo, se debe considerar la curvatura del espacio. Por tanto, la relatividad general explica algunos fenómenos astronómicos que no pueden explicarse mediante la teoría de la gravedad de Newton, como la precesión anormal del perihelio de Mercurio y la segregación gravitacional de la luz. La cosmología basada en la relatividad general se ha convertido en la rama de la astronomía de más rápido crecimiento.
Por otro lado, en 1900, M. Planck propuso una fórmula de radiación del cuerpo negro que se ajusta a todo el rango de longitudes de onda, y la derivó teóricamente utilizando la hipótesis de la cuantificación de energía, proponiendo por primera vez la discontinuidad de las cantidades físicas. tiempo. En 1905, Einstein publicó la hipótesis cuántica de la luz, que explicaba el efecto fotoeléctrico basándose en la dualidad onda-partícula de la luz; en 1906, publicó la teoría cuántica de la capacidad calorífica de los sólidos; publicó la teoría atómica del hidrógeno de Bohr, utilizando conceptos cuánticos para calcular con precisión la fórmula de Balmer para el espectro de los átomos de hidrógeno y prediciendo la existencia de otros espectros lineales de los átomos de hidrógeno, lo que luego se confirmó. En 1918, Bohr propuso el principio de correspondencia, estableciendo un puente entre la teoría clásica y la teoría cuántica; en 1924, L.V. de Broglie propuso la hipótesis de que las partículas microscópicas tienen dualidad onda-partícula, prediciendo la difracción de haces de electrones; publicó el principio de exclusión de Pauli, W.K. Heisenberg fundó la mecánica matricial con la ayuda de M. Born y el matemático E.P. Jordan, y P.A.M. Dirac propuso la teoría del álgebra no conmutativa.
E. Schrödinger publicó una serie de artículos. sobre la mecánica ondulatoria basada en la dualidad onda-partícula, estableció la función de onda y demostró que la mecánica ondulatoria y la mecánica matricial son equivalentes, por lo que colectivamente se las llama mecánica cuántica.
En junio del mismo año, Born propuso una interpretación estadística de la función de onda, indicando que las partículas individuales siguen leyes estadísticas en lugar de leyes deterministas clásicas; en 1927, Heisenberg publicó la relación de incertidumbre; en 1928, publicó la ecuación de onda relativista del electrón; sentó las bases de la teoría cuántica relativista. Dado que el movimiento de todas las partículas microscópicas sigue las leyes de la mecánica cuántica, se ha convertido en la base teórica para estudiar la física de partículas, la física nuclear, la física atómica, la física molecular y la física del estado sólido. También es un medio importante para estudiar la estructura molecular. desarrollando la química cuántica, una nueva rama de la química.
Más o menos al mismo tiempo, también se desarrollaron métodos estadísticos cuánticos para estudiar sistemas de partículas compuestos por un gran número de partículas, incluida la distribución de Bose-Einstein establecida en 1924 y la distribución de Fermi-Dirac establecida en 1926. que están adaptados respectivamente a sistemas de partículas con espines enteros y semienteros. Posteriormente, se desarrolló gradualmente la teoría cuántica de campos. En 1927, Dirac propuso por primera vez un plan para cuantificar el campo electromagnético como un sistema con infinitos grados de libertad dimensionales para hacer frente a la emisión y absorción espontánea de luz en los átomos. En 1929, Heisenberg y Pauli establecieron la forma universal de la teoría cuántica de campos y sentaron las bases de la electrodinámica cuántica. Las dificultades de divergencia se resolvieron mediante la renormalización y se calcularon correcciones de radiación de cada orden. El valor del momento magnético del electrón obtenido solo difirió del valor experimental en 2,5 × 10-10. Su precisión no tiene precedentes en física. La teoría cuántica de campos también se está desarrollando hacia una teoría de campos unificados, es decir, unificando la interacción electromagnética, la interacción débil, la interacción fuerte y la interacción gravitacional en una teoría de calibre. Se han logrado varios logros en la teoría unificada electrodébil, la teoría cuántica del color, etc. y la gran teoría unificada, etc.
“La práctica es el único criterio de la verdad”, y la física también sigue este criterio. Todas las hipótesis deben basarse en experimentos y deben resistir la verificación experimental. Pero la física es también una ciencia altamente especulativa, y ha tenido un vínculo indisoluble con la filosofía desde su nacimiento. Ya sea el principio de la relatividad de Galileo, las leyes del movimiento de Newton, la ley de conservación del momento y la energía, las ecuaciones de Maxwell o incluso la teoría de la relatividad y la mecánica cuántica, todas tienen una naturaleza especulativa fuerte y científica. Algunos científicos, como J.C. Poggendorff, que editó la revista Physics and Chemistry a mediados del siglo XIX, quisieron expulsar el pensamiento especulativo de la física y se negaron dos veces a publicar a Meyer y Helmholtz debido a su contenido especulativo. La conservación de la energía fue finalmente criticada por las generaciones posteriores. Descubrir las leyes ocultas detrás de los hechos experimentales requiere una visión profunda y una rica imaginación. ¿Cuántos físicos prestan atención al misterio de θ-τ? Sólo los físicos chino-estadounidenses Tsung-Dao Lee y Chen-Ning Yang, después de una cuidadosa especulación y examen de una gran cantidad de documentos, descubrieron que detrás del misterio se encuentra la paridad. conservación de interacciones débiles que no ha sido identificada experimentalmente. Desde la perspectiva de la historia del desarrollo de la física, cada síntesis importante ha promovido el gran desarrollo de la física misma y de las disciplinas relacionadas. Cada síntesis no sólo se basa en una gran cantidad de observaciones precisas y hechos experimentales, sino que también tiene un profundo contenido especulativo. . Por lo tanto, para aplicar y enseñar mejor los conocimientos de física, los trabajadores y profesores de física general también deben partir de todo el sistema de física y comprender los conceptos y leyes importantes.
Aplicación La física es una ciencia muy utilizada en diversos departamentos de producción. Alguien dijo una vez que un buen ingeniero debe ser un buen físico. De hecho, el desarrollo de ciertos aspectos de la física está impulsado por las necesidades de producción y vida. En los siglos anteriores, Carnot descubrió la segunda ley de la termodinámica mejorando la eficiencia de las máquinas de vapor, Abbe estableció la teoría de los sistemas ópticos para mejorar los microscopios y Kelvin inventó muchos instrumentos eléctricos sensibles con el fin de utilizar más eficientemente el cable del Atlántico; Siglo XX Dentro del país, el rápido desarrollo de la física nuclear, la electrónica y la física de semiconductores, la física del plasma e incluso la ultrasónica, la hidroacústica, la acústica arquitectónica, la investigación del ruido, etc. está obviamente relacionado con las necesidades de la producción y la vida. Por tanto, es muy necesario realizar intensamente investigaciones en física aplicada.
Por otro lado, muchos logros físicos que impulsaron el progreso social y promovieron en gran medida la producción comenzaron con la exploración de teorías básicas. Por ejemplo, Faraday se inspiró en el efecto magnético de la electricidad y estudió el efecto eléctrico del magnetismo, lo que impulsó el nacimiento del. era de la electricidad; perfeccionó la teoría del campo electromagnético, predijo las ondas electromagnéticas y marcó el comienzo del siglo de la electrónica; el descubrimiento de los rayos X, la radiactividad e incluso los electrones y neutrones provino del estudio de la estructura básica de la materia. Desde la perspectiva de dar importancia a los conocimientos y talentos, se debe prestar especial atención a la investigación de teorías básicas. Por lo tanto, para llevar la ciencia y la tecnología a la vanguardia del mundo, no se debe ignorar la investigación teórica básica.
De cara al inicio del siglo XXI, los científicos considerarán las perspectivas centenarias desde la perspectiva de esta disciplina. Se debatirá si la física seguirá siendo tan líder como lo fue en los dos o tres siglos anteriores, pero ningún científico volverá a afirmar, como lo hizo Kelvin, que la física se está acercando al final de su desarrollo. La creciente escasez de energía y depósitos minerales, y el deterioro del medio ambiente, requieren principios físicos y tecnologías para resolver nuevas fuentes de energía, nuevos procesamientos de materiales y nuevos métodos de prueba. La exploración en profundidad de las partículas y la resolución de la estructura y las interacciones más básicas de la materia proporcionarán a los humanos nuevas formas de comprender y transformar el mundo. Esto requiere nuevos principios de aceleración de partículas, aceleradores de mayor energía y detectores más sensibles y potentes. Lograr una fusión termonuclear controlada requiere un conocimiento integral de la física del plasma, la física del láser, la física de superconductores, la física de superficies, la física de neutrones y otros aspectos para resolver una serie de problemas teóricos y técnicos relacionados. En definitiva, con el desarrollo en profundidad de la nueva revolución tecnológica, la física también se extenderá infinitamente.