20世紀物理學·最終卷

我們是中科院主管、科學出版社主辦，與日本知名科普雜誌Newton版權合作的一本綜合性科普月刊。

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June

抽獎送書啦！~

選出6月份《科學世界》中你最喜歡的一篇文章，將文章代碼留言至本條微信，並說明理由，就可以參加抽獎啦！本期文章有點多哈！

01真空

02洞悉熾熱宇宙

03仁淀川之藍

04溪流中的捕魚高手

05激情燃燒的色彩

06熟悉又陌生的抑鬱症

07洋流影響氣候

08語音輸入法為何這麼准？

09X射線下的動蕩宇宙

10鮮味從何而來？

11碾壓出200米高的數字大壩

12你還敢吃野菜嗎？

13死亡的味道

14衰老是熵增嗎？

截止時間：下周三下班前，即7月5日18:00前。我們將隨機抽取三位熱心讀者，贈送獎品！

本次獎品是科普圖書《20世紀物理學（第3卷）》一本。想要？就快給你最喜歡的文章投票吧！

薦

20世紀物理學

（第3卷）

出版社：科學出版社

作者：盧里·布朗【美】等

主譯：劉寄星

頁數：796

開本：16

定價：198 元

此前我們還做過《20世紀物理學（第1卷）》與《20世紀物理學（第2卷）》的贈書活動！~

它們仨是一套！

物理學：消隱的邊界

撰文/約翰?齊曼（John Ziman，英國布里斯託大學物理學教授）

物理學的範圍可以界定嗎？我很懷疑。字典里試圖說清楚，反而帶來更多混亂。實際上，想把物理學同其他科學部分區別開已經變得越來越難。從歷史上看，直到19世紀物理學才被視為一門獨立的科學。到20世紀初，自然科學才被劃分為各自不同的學科。

把化學、物理學、植物學等作為某種單一的觀察認識世界的方法教給學生曾被認為是很自然的事情。大學的任務就是培養以一種特定方式理解事物的化學家、物理學家、植物學家以及其他專家。

那時，各科學學科與相應的技術學科也被精心分離開來。實驗物理學家也許會成為應用知識的專家，但他們不會學習機械或電子工程師的課程；理論物理學家會學習如何解流體方程，卻不會學習實際的推進器或渦輪機的性能。

當然，人們也逐漸認識到，一些研究領域就橫亘於常規學科的邊界上。但是交叉學科，如化學物理、地球物理，不管是教學還是研究都被邊緣化了，常常是在不起眼的專業名義下艱難進行。

隨著時間的推移，把物理學與其他科學隔離的社會藩籬開始消解。這表現為新的交叉研究領域和跨部門機構，比如由大學、政府和工業界共同資助的用以研究材料、系統以及大氣的研究中心的出現。「交叉性」是主張學術改革的人們喊了多年的口號之一。在過去的20年里，同物理學密切的學科確實都得到了極大的發展，這是為什麼呢？

最明顯的是新技術從物理學和電子工程向所有鄰近的學科擴散的結果。這一方法論的革命始於20世紀20年代，以電子測量設備進入化學和地質學研究為標誌。由於一些科學家在戰後把戰時獲得的通訊與雷達方面的知識帶回了實驗室，這一擴散過程得以加快。到20世紀60年代，幾乎所有精確科學的實驗和觀測研究都使用這些新技術。

真正的革命爆發在20世紀70年代，微電子控制、數據處理和數字計算能力被整合，甚至植入到每一種研究設備里。所有的精確科學都涉及定量數據的採集和邏輯操作。這是一項可由數字微電子器件通過不斷增加容量、運算速度和算術複雜性而完成的任務。

信息技術向所有精確科學的滲透讓它們變得更加緊密。同物理學的聯繫不再僅僅局限於技術，所有的學科開始學習同樣的「知識」，比如空間現象的計算機模擬和觀察數據的斷層再重構等。為地球物理探測開發的一套程序可能也正是材料無損測試所需要的；原本為海洋地理研究購置的大型並行超級計算機也被用於計算宇宙的整個歷史、核子里夸克相互作用的整個過程。

除了人們熟悉的信息技術，大量的其他新穎、高效能的研究技術也已經遠離其最初的用途而滲透進整個科學世界。起初，一種「外來的」技術可能只想簡單地嫁接過來，作為解決已有問題的新方法而已。但緊接著，由此技術聯繫到一起的不同領域之間發生了知識上的「協同」進步，甚至超越了部門和學科而開創了新的領域。

X射線衍射、電子顯微術、激光光學、同步輻射、放射性同位素、質譜法……此表可以一直列舉下去，它們都是在物理學範疇內孕育的。它們已經成熟並被用到自然科學的所有分支，從天文學到動物學。例如，掃描隧道顯微鏡能提供特別詳盡的關於固體表面的斷層成像信息，不管固體是一塊結構合金、一片矽片、一塊隕石、一種礦物還是一種有機大分子；一束激光既可以用來測量大陸的蠕動，也能捕捉化學反應過程的中間態。可見，新實驗技術的擴散並不會停留在精確科學的邊界上。

正是這些不斷湧現的通用研究技術在改變物理學作為一個知識領域的定義。

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