物理学将进入原子时代_物理论文

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20世纪物理学上的几次重大变革,为人类社会进步起到了巨大推动作用。21世纪物理学是否还会出现新的物理学革命?发展趋势如何?俄罗斯科学院副院长若列斯·阿尔费罗夫在《消息报》撰文,预言21世纪物理学发展趋势。

阿尔费罗夫认为,量子物理学、固体物理学是物理学发展的基石,21世纪将是在量子物理学基础上建立起来的“原子时代”,将原子一个接一个地排列起来,改变原子的数据、化学成分,把原子放置到人们希望的位置来改变材料的性质,就能获得只有几十个或上百个原子组成的具有独特性能的新型材料,这类新材料被称为量子点材料或人工原子材料。

在能源方面,建立绝对安全的原子能源是可能的。碳氢化合物能源将枯竭,而核电站有许多方面比使用煤的热电站要安全,甚至比使用重油作燃料的电站也安全。

原子时代信息技术将有更大突破,它将同20世纪发明微处理器一样,极大地改变人类的社会生活。晶体管的发明、电子辐射分离铀、激光的出现是20世纪最伟大的科学事件。今天,计算机中的晶体管完成的只是从一种状态转向另一种状态的功能,在量子点材料上研制成的新的晶体管,选择了需要的光子数后,就可以获得我们需要的工作状态。21世纪量子物理学在技术工艺上的应用和发展,将极大促进微电子工业、计算机技术和激光技术的发展,微型激光器、小功率、特大功率激光器将被研制出来。

另一个迅速发展的方向将是光纤通信。室温下处于不间断工作状态中的半导体激光器是该方向发展的基础,是光纤通信的心脏,未来在一条光缆上同时进行百万次通话将成为可能。

阿尔费罗夫说,这一预测只是在技术发展方面,21世纪不会有新的物理学革命发生,21世纪物理学在非生物领域也不会有新的突破。因为20世纪二十、三十年代是科学发展的黄金时代,经典物理学的危机导致量子物理学的出现。今天,量子物理学中没有危机现象,物理学的王国里一切正常。

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