物理学现状
A. 现代物理学的现状及前景
这个问题太大了。物理学分支极其庞杂,要统一论述很难。大体上物理分为基础物理跟应用物理。先说基础物理,比如人类追求理解最小的结构,最基本的相互作用,甚至设想能有最终的理论能概括这一且。从爱因斯坦开始,人类就热衷于统一已知的相互作用(引力,弱相互作用,电磁相互作用,强相互作用),60年了取得了很大成果(60年代末弱电统一理论,统一了弱相互作用跟电磁作用),但是人们清醒的发现,要统一所有的相互作用,还有很长很长的路要走。人类的下一个目标应该是统一弱电跟强相互作用,这个统一的能标就要比目前的实验能达到的能量要高出很多。至于引力,现在更是空中楼阁,它无法用量子场描述,虽然超弦理论是个有希望的候选理论,但是要验证这个理论,目前看不到任何可能性(需要比现在能建造的最强大的对撞机能量高一亿亿倍的能标下才能验证)。目前粒子物理前沿依然很热,也许是因为刚刚运行不久的大型强子对撞击带来发现新的规律的希望。然而我个人对此持比较悲观的态度:很可能跟过去30年间一样,没有太激动人心的发现。但事实会是什么样,现在谁知道呢?
应用物理的通过几十年的发展,取得极大的成就,人类已经可以操控利用原子层面的结构了:我们天天用的磁盘,上面每个磁筹都只有几十个纳米量级,我们的微处理器也是能做到几十个纳米的工艺。但是按人类目前应用的技术所依靠的理论,如果人类没有一次技术的革命,很难突破纳米的瓶颈。人类的能源问题未来将日趋严重,这个问题的解决也许也依赖于物理学技术的革命(比如掌握可控核聚变)。
所以这样看来,某种程度上看,现在物理学状况有点类似20世纪初:看起来什么地方都期待一场大变革,只是现在的问题远比那时候困难。更可悲的是,人类的智力水平也许是有上限的,也许真理就摆在人类面前,但是也许已经超出人类认知能到达的水平。以前人们能作出大的发现,因为他们要理解他们当时的前沿并不需要花现在人那么大力气。当人类的知识积累到即便让绝顶聪明的人也要皓首穷经才能弄明白的地步,谁还能指望谁在上面填砖加瓦呢?
B. 当下,物理学研究的前景,真的是黯淡无光吗
不是。因为物理学领域的非常广阔的,而且人类目前的物理学知识还只是皮毛,所以物理学研究的前景,不是黯淡无光。
C. 现代物理学的现状及前景
如果说现状,那么有三大事实:第一,在一个目前最有力的理论框架下,标准模型已经建立。只剩下希格斯玻色子和引力子还未找到,但至少量子场论加上标准模型已是当今最完整最禁得住考验的理论支柱。第二,最有希望发展为终极理论的超弦理论和M理论在西方发展势头最强,尽管它们看似美妙但实际上困难重重,离所谓的终极理论还有不可预想的距离。第三,实验技术方面也难有大的突破,即便提出了更强更基本的理论,也很难在现有的技术条件下获得验证,除非实验判定理论的观念不在被坚持。再说前景。还有很多触及最基本问题的为什么,如今任然无法解答,不是说现有的理论不对,而是它们并不是最根本的,走向最终的方向并不很明朗,没人敢肯定的说M或超弦或扭量理论其中的那个就一定会走到底。现如今很可能需要一个摆脱已有理论和思维框架的新理论,就像当初提出量子化一样,打开一个新局面。这是理论上的需求。但事实上,如今和将来奔向理论的人都越来越少而选择应用的人却越来越多,在中国尤其显著。换句话说,前景取决于学术界共同意识形态的大方向,而很难再由个别出色的人所创造。
D. 现代数学和现代物理学,已经发展到了何等恐怖的地步
其实现代物理理论发展的最直观的一个特点就是从直观走向了抽象。总体来说,我们的物理学和数学其实是在处于螺旋上升的阶段,只不过现在这个速度已经放缓了。很多人都曾经表示过,在近百年来我们的物理学界和数学界已经没有出现过很大的突破。
爱因斯坦时期就更加的过分,这个时候我们所要谈论的物理其实已经远远超过了我们的实际生活,更多的是谈论时空观念。而在爱因斯坦后期,又有了量子力学,量子力学,后边儿更有统一场论,都是一些看不见摸不着的东西,甚至有一些东西到现在为止都没有办法得到证实。不过在这发展的过程当中,物理学和现代数学结合的却是越来越紧密。我目前的成就而言,现在数学和物理学在未来很可能会结合到一起,对我们的宇宙形成一个新的解释。