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§ 前言 §
假如我們能解決,很可能會把21世紀科學的發展整個改變……。如何能成功地整體統一?這個問題是基本的、重要的、是挑戰性的。把微觀的基本粒子和宏觀的真空態一塊研究。世紀的物理發展,我相信是向「整體統一」的方向發展.......
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PART1.〈從上世紀兩大物理之謎說起〉科學界英雄出少年
19世紀末、20世紀初,物理學有兩個大的謎
。一個是在1887年,由美國兩位物理學家邁克 爾遜(
Michelson)與莫雷(Morley)做的重 要實驗。他們的實驗是在測量光的速度,看看
順地球自轉的方向走的光有多快,逆著地球自 轉的方向走的光有多快。簡單地想,當然順著
地球自轉的方向走的光走得快些,因為還要加 上地球自轉的速度。可是,實驗結果表明兩者
完全一樣;當時覺得這個實驗的結果有點稀奇 ,但一般人可能會覺得跟我們的生活不會有什
麼重要關係。
另一個謎是關於1900年德國物理學家普朗克 提出的普朗克方程。我們知道,不論什麼物體
,具有溫度都會發光。一定的溫度,發出的光 的顏色有一定的分佈。怎樣分佈呢?普朗克大
膽的做了量子假設,做出了普朗克方程,說明 了物體在不同溫度時,發出的光的能量以何方
式分佈。可是,量子假設與當時大家熟悉的 牛頓力學(或稱經典力學)的原理是矛盾的。
邁克爾遜和莫雷的實驗,普朗克的方程,也 許讀者覺得都很有意思,但一般人很難想像,
由於這兩者,人類的生活隨之發生了極大的改 變。1905年,愛因斯坦根據邁克爾遜─莫雷實
驗提出了狹義相對論。因為有了普朗克方程的 量子假設,1925年海森堡、薛定格、狄拉克、
費米等就提出了量子力學和量子統計學。
從那時起,狹義相對論、量子力學和量子統 計學這些理論的應用,產生了原子結構、分子
物理、核能、雷射、半導體、超導體、超速電 腦等等理論和應用,幾乎20世紀大部分的科技
文明,都與相對論、量子力學和量子統計學的 發展密切關連。19世紀的人很難想像我們現有
的雷射、半導體、超導體等新科技,同樣地, 我們相信21世紀的物理學發展也將產生類似的
影響,帶來21世紀新的科學與技術,而未來將 產生的新技術也可能如百年前,我們目前是無
法完全預知和想像的。 今天我們生活中用到的科技工具、產品,都
是20世紀初的研究所打下的基礎而發展出來的 。這樣的研究叫基礎研究,它的發展是科學應
用,然後才是產品的市場開發,沒有今天的基 礎科學,就沒有明天的應用科學,也就沒有相
應的開發研究,這個規律永遠不會改變,要掌 握住創新。
→可是創新是怎樣來的?
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