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物理与技术

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本科上原子物理的时候, 讲到汤姆逊发现电子(阴极射线)时, 院长大人问, 为什么之前也有人做过类似的实验, 而得到的结论是阴极射线是中性射线?(年代久远, 可能记错) 答案是因为真空技术提高了. 由这个事例看, 这个发现, 技术扮演了很重要的角色.

而汞超导的发现者昂内斯, 他主要的研究是获得低温, 例如首次液化氦气, 并利用液氦达到当时地球最低温 1.5 K. 有此低温技术, 自然为超导的发现提供可能.

其它的例子, 例如粒子物理, 核物理的发展与加速技术和探测技术的发展; 凝聚态物理的发展与材料技术的发展... 由此可见, 若想找到新的物理一般都需要有新的技术.

前面的例子都是实验相关的, 而实际上理论物理的发展同样要求技术的发展. 对理论物理而言, 这个技术最开始是数学. 例如微分几何, 在19世纪有很大的发展, 但是没有人知道它有什么用, 而爱因斯坦懂微分几何, 加上他牛逼的思维, 最终与1915年发表广义相对论, 这过程中很大一部分时间花在爱因斯坦张量的构建上. 另一个例子就狄拉克方程的构建上, 当薛定谔方程被提出后, 在作相对论推广时, 狄拉克遇到了 ab+ba=0 的条件, 由于当时物理学界很少有人了解矩阵, 因此走到这里它们基本放弃了. 而狄拉克看出这里的 a 和 b 不应该是数, 而应该是矩阵, 完美地提出了 Dirac 方程, 并且自洽引入电子的自旋, 甚至预言了反电子.

后来计算机发展以后这个技术也包含算法, 程序等. 就核物理的发展而言, 1980 年代之前, 理论框架基本已经构建完毕, 在此之后, 核物理的发展基本就是数值水平的发展, 从球对称到轴对称在到三轴, 矩阵对角化随着算法和计算机功能而发展, 所研究问题也变地更加复杂. 但是, 目前这方向已经相当成熟, 而且沿着这个方向继续走需要的计算量也越来越大. 所以, 核物理也许需要新的技术, 这些技术也许在计算物理或者计算化学中已经相当成熟, 只需要我们去学习.

写的好累啊....

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