物理學現狀
A. 現代物理學的現狀及前景
這個問題太大了。物理學分支極其龐雜,要統一論述很難。大體上物理分為基礎物理跟應用物理。先說基礎物理,比如人類追求理解最小的結構,最基本的相互作用,甚至設想能有最終的理論能概括這一且。從愛因斯坦開始,人類就熱衷於統一已知的相互作用(引力,弱相互作用,電磁相互作用,強相互作用),60年了取得了很大成果(60年代末弱電統一理論,統一了弱相互作用跟電磁作用),但是人們清醒的發現,要統一所有的相互作用,還有很長很長的路要走。人類的下一個目標應該是統一弱電跟強相互作用,這個統一的能標就要比目前的實驗能達到的能量要高出很多。至於引力,現在更是空中樓閣,它無法用量子場描述,雖然超弦理論是個有希望的候選理論,但是要驗證這個理論,目前看不到任何可能性(需要比現在能建造的最強大的對撞機能量高一億億倍的能標下才能驗證)。目前粒子物理前沿依然很熱,也許是因為剛剛運行不久的大型強子對撞擊帶來發現新的規律的希望。然而我個人對此持比較悲觀的態度:很可能跟過去30年間一樣,沒有太激動人心的發現。但事實會是什麼樣,現在誰知道呢?
應用物理的通過幾十年的發展,取得極大的成就,人類已經可以操控利用原子層面的結構了:我們天天用的磁碟,上面每個磁籌都只有幾十個納米量級,我們的微處理器也是能做到幾十個納米的工藝。但是按人類目前應用的技術所依靠的理論,如果人類沒有一次技術的革命,很難突破納米的瓶頸。人類的能源問題未來將日趨嚴重,這個問題的解決也許也依賴於物理學技術的革命(比如掌握可控核聚變)。
所以這樣看來,某種程度上看,現在物理學狀況有點類似20世紀初:看起來什麼地方都期待一場大變革,只是現在的問題遠比那時候困難。更可悲的是,人類的智力水平也許是有上限的,也許真理就擺在人類面前,但是也許已經超出人類認知能到達的水平。以前人們能作出大的發現,因為他們要理解他們當時的前沿並不需要花現在人那麼大力氣。當人類的知識積累到即便讓絕頂聰明的人也要皓首窮經才能弄明白的地步,誰還能指望誰在上面填磚加瓦呢?
B. 當下,物理學研究的前景,真的是黯淡無光嗎
不是。因為物理學領域的非常廣闊的,而且人類目前的物理學知識還只是皮毛,所以物理學研究的前景,不是黯淡無光。
C. 現代物理學的現狀及前景
如果說現狀,那麼有三大事實:第一,在一個目前最有力的理論框架下,標准模型已經建立。只剩下希格斯玻色子和引力子還未找到,但至少量子場論加上標准模型已是當今最完整最禁得住考驗的理論支柱。第二,最有希望發展為終極理論的超弦理論和M理論在西方發展勢頭最強,盡管它們看似美妙但實際上困難重重,離所謂的終極理論還有不可預想的距離。第三,實驗技術方面也難有大的突破,即便提出了更強更基本的理論,也很難在現有的技術條件下獲得驗證,除非實驗判定理論的觀念不在被堅持。再說前景。還有很多觸及最基本問題的為什麼,如今任然無法解答,不是說現有的理論不對,而是它們並不是最根本的,走向最終的方向並不很明朗,沒人敢肯定的說M或超弦或扭量理論其中的那個就一定會走到底。現如今很可能需要一個擺脫已有理論和思維框架的新理論,就像當初提出量子化一樣,打開一個新局面。這是理論上的需求。但事實上,如今和將來奔向理論的人都越來越少而選擇應用的人卻越來越多,在中國尤其顯著。換句話說,前景取決於學術界共同意識形態的大方向,而很難再由個別出色的人所創造。
D. 現代數學和現代物理學,已經發展到了何等恐怖的地步
其實現代物理理論發展的最直觀的一個特點就是從直觀走向了抽象。總體來說,我們的物理學和數學其實是在處於螺旋上升的階段,只不過現在這個速度已經放緩了。很多人都曾經表示過,在近百年來我們的物理學界和數學界已經沒有出現過很大的突破。
愛因斯坦時期就更加的過分,這個時候我們所要談論的物理其實已經遠遠超過了我們的實際生活,更多的是談論時空觀念。而在愛因斯坦後期,又有了量子力學,量子力學,後邊兒更有統一場論,都是一些看不見摸不著的東西,甚至有一些東西到現在為止都沒有辦法得到證實。不過在這發展的過程當中,物理學和現代數學結合的卻是越來越緊密。我目前的成就而言,現在數學和物理學在未來很可能會結合到一起,對我們的宇宙形成一個新的解釋。