現代物理學研究方法

1. 哲學為現代物理學研究提供方法論指導

物理學和哲學是一對同生共長的同胞兄弟.自然科學是哲學的重要基礎之一,而哲學為自然科學的研究提供正確的方法論指導.這決定他在整個自然科學大廈中起著基礎作用,因而也必然與哲學有著更直接的聯系.物理學是研究物質運動最一般規律和物質的基本結構的學科,哲學研究的是世界觀和方法論.世界觀是人們關於自然,社會與人生的一種根深蒂固的形而上學信念.自然秩序理想構成了科學理論的思想基礎,決定了科學事實的內涵與外延,制約著科學家們科研選題的范圍.影響著人們關於科學理論有效性的評判標准和最終選擇.也就是說,科學理論的提出,評判選擇和發展,都同人們的世界觀密切相關.物理的發展不僅不可脫離哲學還不斷豐富哲學的思想寶庫.物理學中方法論的真正基礎是最普遍的哲學方法.從機械唯物論向辨證唯物論演化,經典物理研究簡單系統,它的哲學基礎是機械唯物論,而近代物理和系統科學研究復雜系統,哲學基礎則是辨證唯物論.歷史上許多偉大的自然科學家同時也是偉大的思想家,哲學家.如笛卡爾,牛頓和愛因斯坦.每一位在物理學研究的前沿領域內作出傑出貢獻的物理學家都會表明自己的哲學立場.牛頓說：「自然喜歡簡潔」,愛因斯坦說：「物理上真實的東西,一定是邏輯上簡潔的東西.」牛頓把他的力學稱為.愛因斯坦的科學思想核心是追求和諧與統一.他的狹義相對論的理論基礎是等效性原理和光速不變原理,這兩個含義很深,內容很廣泛的學說,理論基礎的表現形式卻如此簡潔,呈現出高度的統一性.經典力學中的三大定律歸結起來也不過是時間和空間上的對稱性.哲學的思想是如果認為自然界是簡單的,就必須承認物質世界在本質上的統一性,因為只有統一的自然規律,才使千姿百態的自然界變的簡單,易於理解.許多偉大的物理學家都以簡潔,和諧,對稱,統一作為他們對物理理論探索的指導原則.牛頓將「天上的運動」和「地上的運動」統一為經典力學；麥克斯韋用四個方程將電,磁,光統一在一起；愛因斯坦的相對論將高速運動與低速運動相統一,並將力學現象與電磁現象統一在時空框架；量子力學將微觀粒子與宏觀物體運動統一起來.這些都是物理學與哲學相統一的例子.盡管有許多人意識到了現代物理學與古老的中國哲學思想之間具有某種相通性,但沒有人能明確指出其背後的根由.在由宋正海,李勇鋒,張鍾靜等人著的一書中談論了很多物理學與中國古代哲學的聯系,主要內容大致如下：中國傳統文化與測不準原理; 集團粒子運動---凝聚態物理和中國傳統文化; 元氣說與量子論; 太極圖與弦理論; 中的"冷不自生"思想與現代熱力學第二定律; 相對主義與相對論物理學; 中國傳統文化與三星一線非線形引力效應的發現; 中國傳統文化和現代物理學中的普遍性原理; 民族文化與地球靜電探索; 最根本的合壁---混沌學與中國傳統思維; 中國古代"混沌"觀念對現代物理學的影響; 中國精氣的物質性與波動性; 中醫學對現代物理學的影響; 中國古代科學中蘊涵的未來科學觀.我們發現中國的哲學思想與物理學思想在某些方面不謀而和.除此之外哲學的觀點認為,任何事物的不變只是相對的,完全絕對的不變是不存在的.物理常數也蘊涵著這一哲學原理.在這里就不再舉例說明了.物理學與哲學的關系是相當密切的,現在有一門學問是物理學哲學.所謂物理學哲學就是對物理學自身的邏輯結構,發展規律,物理概念的變化,物理學理論與客觀物質世界的關系.物理學理論與物理學家的信仰,知識背景之間的關系,以及物理學理論所描繪的自然圖景之間的關系等等方面進行反思的一門哲學分支學科.物理學哲學研究的途徑之一是從通過對物理學概念,尤其是新物理學概念,物理意義的闡釋入手,提高到哲學高度進行分析,進而促進了哲學的發展.物理學哲學研究的另一個途徑是通過物理學前沿哲學問題的討論,使一些傳統的哲學觀點產生更本變革.哲學在物理學中的應用使物理的發展一日千里,物理理論日趨成熟,物理學思想也進一步哲學化,同時也增強了哲學的實用性.哲學與其他學科必然也存在著一定的聯系,通過與其他學科的協調發展來相互提高.我們衷心的希望科學的快速發展會讓這個世界變的更加簡單.

2. 物理研究方法有哪些

物理研究方法，收集齊全的物理知識，一起來看看：

一、控制變數法：通過固定某幾個因素轉化為多個單因素影響某一量大小的問題。控制變數法是指在研究幾個物理量的關系時，每次只改變一個物理量，保持其他一些物理量不變，探究這一物理量與研究對象之間的關系。這是物理研究最常用的一種方法，幾乎貫穿物理學習的始終。

二、等效法：將一個物理量,一種物理裝置或一個物理狀態（過程）,用另一個相應量來替代,得到同樣的結論的方法。在保證效果相同的前提下，將陌生復雜的問題變換成熟悉簡單的模型進行分析和研究的方法。 例如：研究串、並聯電路關系時引入總電阻（等效電阻）的概念。在研究力的關系時引入合力的概念也是運用了等效替代法，即可以用一個力的作用效果代替幾個力的作用效果。研究平面鏡成像特點時，用鏡後未點燃的蠟燭代替鏡前點燃蠟燭的像。

三、模型法：以理想化的辦法再現原型的本質聯系和內在特性的一種簡化模型。物理模型法是一種高度抽象的理想客體和形態，便於想像、思考和研究問題。研究物理的過程就是建立物理模型的過程。

四、轉換法（間接推斷法）把不能觀察到的效應（現象）通過自身的積累成為可觀測的宏觀物或宏觀效應。物理學中有的物理現象不便於直接觀察和直接測量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量進行間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。

五、類比法：根據兩個對象之間在某些方面的相似或相同,把其中某一對象的有關知識、結論推移到另一個對象中去的一種邏輯方法。簡言之，相同或相似的東西放在一起進行比較，以達到 「舉一反三」的效果。它是根據兩個或兩類對象之間在某些方面的相同或相似而推出他們在其他方面也可能相同或相似的一種邏輯思維。

六、比較法：找出研究對象之間的相同點或相異點的一種邏輯方法。

七、歸納法：從一系列個別現象的判斷概括出一般性判斷的邏輯的方法。

八、觀察法。觀察法是人們為了認識事物的本質和規律有目的有計劃地對自然發生條件下所顯現的有關 事物進行考察的一種方法，是人們收集獲取感性材料的常用方法之一，是最基本最直接的研究方法。

3. 為什麼說現代物理學理論的研究方法與中醫很像

此觀點有一定的合理性。
原因在於，當今的科學仍然沒有擺脫掉「實驗科學」的模式。不光是物理學，其他的學科同樣。
但是，說起來或許很多人不會相信，中醫與史前文明有著「血緣關系」。最古老的「中醫」醫術內容竟然在世界幾大文明古國都有！文字不同，內涵相同。可以說，華夏子孫繼承了一份深奧難懂的古文明遺產。盡管後來人不懈努力，添磚加瓦，才有了今天中醫（含中醫葯）的面貌。一個與西方科學文明不同的體系。
上述話語僅在闡述一個觀點，這就是人類對客觀世界的認知是有限的。認知的手段和方法也是有限的。或許，對於人類來說這樣做也是最為安全的。

4. 現代物理的研究方法是什麼

物理中的研究方法 一、控制變數法 當我們研究不同物理量之間的關系，為了確定一個物理量與另一個物理量之間的關系，就需要控制其他物理量不變，看所研究的物理量與另外一個物理量變化的關系，這種方法就是「控制變數法」。具體例子： 1.探究導體中的電流與導體兩端電壓和電阻的關系2.研究導體電阻大小與導體材料、長度、橫截面積的關系3.研究滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關系4.研究壓力的作用效果與壓力和受力面積的關系5.研究液體的壓強與液體密度和深度的關系6.研究物體動能的大小與質量和速度的關系7.研究不同物質的吸熱能力8電流所作的功與電流、電壓的關系 二、理想化法 所謂理想化法就是藉助於邏輯思維和想像力，有意識的突出研究對象的主要因素，排出次要因素和無關的干擾因素，對實際的研究對象加以合理的概括和描述，在我們頭腦中形成理想化地研究客體或相互聯系、代替實際的研究對象，並用來探索物理世界奧秘的方法，初中物理理想化法主要體現在以下三個方面 （一）.理想化條件 1.忽略外界影響與一些不重要的力的影響。例如研究物體的運動時，不考慮空氣的阻力 2.忽略一些摩擦力。例如只研究物體在「光滑平面」上的運動在研究定滑輪、動滑輪、滑輪組時，不考慮軸上的摩擦力 （二.）理想化模型 在物理學中，常常把實際研究對象或過程抽象成理想模型。例如 1.在研究光的傳播路徑和傳播方向時，引入光線 2.在研究磁場的分布時，引入磁感線 3.將光滑的表面看成沒有摩擦的理想表面。 4.杠桿也是一種理想模型。杠桿在實際應用中，忽略受力產生的形變，不考慮形狀 5.在研究原子的組成時，引入原子核式結構， 6.電流表看成一段導線，電壓表視為開路 （三.理想實驗） 也叫假象實驗理想實驗以真實的科學實驗和科學理論為基礎，加以推理得出結論。即實驗加推理。 1.研究真空不能傳聲，是建立在空氣越少聽到聲音越小得出的 2.牛頓第一定律，是以摩擦越小，小車前進的越遠為基礎的 三、等效替代法 將某個物理量、物理裝置、物理狀態（過程），用另外一個物理量、物理裝置、物理狀態（過程）來替代，得到同樣的結論。在間接測量中有許多物理量的測量都採用了這種方法 1.研究平面鏡成像實驗中，用兩個同樣的蠟燭，其中一個找另一個的像 2.求多個用電器組成的串聯、並聯的總電阻 3.「曹沖稱象」，用石塊的重量的總和替代大象的重量 4.排水法求不規則物體的體積 5.測量摩擦力時，用二力平衡原理測得拉力，從而求摩擦力 6.托里拆利實驗，利用水銀柱產生的壓強求大氣壓的數值 四、轉化法 在研究看不見的物質或現象時，可以通過研究物質或現象所產生的可見效果，進一步認識該物質或現象。需要注意的是，等效替代法雖然也有轉化的思想，但其研究主體已經產生轉移，而轉化法則是通過研究主體所產生的效果來求其原因的一種思維方法。 1.利用小球的振動來判斷發聲體在振動。 2.通過電流的效應來認識電流的存在 3.通過小磁針是否受力來判斷磁場的存在 4.電磁鐵磁性強弱通過它吸引的大頭針來確定 5.研究壓強時，利用小桌陷入海綿的深度來判斷壓力作用的效果 6.研究流體壓強時，用紙片的飄動顯示壓強的變化 7.研究動能大小的因素，通過小球推動木塊運動的遠近判斷小球動能的大小 8.通過固體、液體、氣體的擴散來認識分子的熱運動。 8電流產生熱量的多少通過溫度計示數變化量來判斷 五、類比法 在分析較為抽象的物理問題時，用具體的事物類比說明，找出共性，使得研究對象易於理解 1.用水流類比電流 水壓類比電壓 2.水波類比聲波3.用物體的動能、勢能類比分子的動能勢能4.用太陽系類比原子的結構。 六、圖像法 用圖像法分析問題，更加形象、直觀，便於理解。 1.研究固體熔化 2.研究水沸騰 3.研究物體質量與體積的關系4.研究重力與質量關系。現代物理的研究方法是什麼？

5. 現代物理的研究方法是什麼

物理中的研究方法
一、控制變數法 當我們研究不同物理量之間的關系，為了確定一個物理量與另一個物理量之間的關系，就需要控制其他物理量不變，看所研究的物理量與另外一個物理量變化的關系，這種方法就是「控制變數法」。
具體例子：
1.探究導體中的電流與導體兩端電壓和電阻的關系
2.研究導體電阻大小與導體材料、長度、橫截面積的關系
3.研究滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度的關系
4.研究壓力的作用效果與壓力和受力面積的關系
5.研究液體的壓強與液體密度和深度的關系
6.研究物體動能的大小與質量和速度的關系
7.研究不同物質的吸熱能力8電流所作的功與電流、電壓的關系

二、理想化法 所謂理想化法就是藉助於邏輯思維和想像力，有意識的突出研究對象的主要因素，排出次要因素和無關的干擾因素，對實際的研究對象加以合理的概括和描述，在我們頭腦中形成理想化地研究客體或相互聯系、代替實際的研究對象，並用來探索物理世界奧秘的方法，初中物理理想化法主要體現在以下三個方面
（一）.理想化條件 1.忽略外界影響與一些不重要的力的影響。例如研究物體的運動時，不考慮空氣的阻力 2.忽略一些摩擦力。例如只研究物體在「光滑平面」上的運動在研究定滑輪、動滑輪、滑輪組時，不考慮軸上的摩擦力
（二.）理想化模型 在物理學中，常常把實際研究對象或過程抽象成理想模型。例如 1.在研究光的傳播路徑和傳播方向時，引入光線 2.在研究磁場的分布時，引入磁感線 3.將光滑的表面看成沒有摩擦的理想表面。 4.杠桿也是一種理想模型。杠桿在實際應用中，忽略受力產生的形變，不考慮形狀 5.在研究原子的組成時，引入原子核式結構， 6.電流表看成一段導線，電壓表視為開路
（三.理想實驗） 也叫假象實驗理想實驗以真實的科學實驗和科學理論為基礎，加以推理得出結論。即實驗加推理。 1.研究真空不能傳聲，是建立在空氣越少聽到聲音越小得出的 2.牛頓第一定律，是以摩擦越小，小車前進的越遠為基礎的

三、等效替代法 將某個物理量、物理裝置、物理狀態（過程），用另外一個物理量、物理裝置、物理狀態（過程）來替代，得到同樣的結論。在間接測量中有許多物理量的測量都採用了這種方法 1.研究平面鏡成像實驗中，用兩個同樣的蠟燭，其中一個找另一個的像 2.求多個用電器組成的串聯、並聯的總電阻 3.「曹沖稱象」，用石塊的重量的總和替代大象的重量 4.排水法求不規則物體的體積 5.測量摩擦力時，用二力平衡原理測得拉力，從而求摩擦力 6.托里拆利實驗，利用水銀柱產生的壓強求大氣壓的數值
四、轉化法 在研究看不見的物質或現象時，可以通過研究物質或現象所產生的可見效果，進一步認識該物質或現象。需要注意的是，等效替代法雖然也有轉化的思想，但其研究主體已經產生
轉移，而轉化法則是通過研究主體所產生的效果來求其原因的一種思維方法。 1.利用小球的振動來判斷發聲體在振動。 2.通過電流的效應來認識電流的存在 3.通過小磁針是否受力來判斷磁場的存在 4.電磁鐵磁性強弱通過它吸引的大頭針來確定 5.研究壓強時，利用小桌陷入海綿的深度來判斷壓力作用的效果 6.研究流體壓強時，用紙片的飄動顯示壓強的變化 7.研究動能大小的因素，通過小球推動木塊運動的遠近判斷小球動能的大小 8.通過固體、液體、氣體的擴散來認識分子的熱運動。 8電流產生熱量的多少通過溫度計示數變化量來判斷
五、類比法 在分析較為抽象的物理問題時，用具體的事物類比說明，找出共性，使得研究對象易於理解 1.用水流類比電流 水壓類比電壓 2.水波類比聲波3.用物體的動能、勢能類比分子的動能勢能4.用太陽系類比原子的結構。
六、圖像法 用圖像法分析問題，更加形象、直觀，便於理解。 1.研究固體熔化 2.研究水沸騰 3.研究物體質量與體積的關系4.研究重力與質量關系。

6. 構成現代物理學的基本理論框架是什麼

● 牛頓力學(Mechanics)● 電磁學(Electromagnetism)● 熱力學(Thermodynamics)● 相對論(Relativity)● 量子力學(Quantum mechanics)此外，還有： 粒子物理學、原子核物理學、原子分子物理學、固體物理學、凝聚態物理學、激光物理學、等離子體物理學、地球物理學、生物物理學、天體物理學等等。

7. 現代物理學的研究方法

對於物理學理論和實驗來說，物理量的定義和測量的假設選擇，理論的數學展開，理論與實驗的比較是與實驗定律一致，是物理學理論的唯一目標。
人們能通過這樣的結合解決問題，就是預言指導科學實踐這不是大唯物主義思想，其實是物理學理論的目的和結構。

8. 近代物理學中,進行研究的基本方法是

近代物理學時期
（又稱經典物理學時期）這一時期是從16世紀至19世紀，是經典物理學的誕生、發展和完善時期。物理學與哲學分離，走上獨立發展的道路，迅速形成比較完整嚴密的經典物理學科學體系。這一時期的物理學有如下特徵：在研究方法上採用實驗與數學相結合、分析與綜合相結合和歸納與演繹相結合等方法；在知識水平上產生了比較系統和嚴密科學理論與實驗；在內容上形成比較完整嚴密的經典物理學科學體系；在發展速度上十分迅速，社會功能明顯，推動了資本主義生產與社會的迅速發展。這一時期的物理學又可細分為三個階段。〖1〗草創階段（16世紀至17世紀）。主要在天文學和力學領域中爆發了一場「科學革命」，牛頓力學誕生。〖2〗消化和漸進階段（18世紀）。建立了分析力學，光學、熱學和靜電學也取得較大的發展。〖3〗鼎盛階段（19世紀）。相繼建立了波動光學、熱力學與分子運動論、電磁學，使經典物理學體系臻於完善。

近代物理學就是通常我們所學的經典物理學

9. 現代物理學的思想理論

物理與形而上學的關系
在不斷反思形而上學而產生的非經驗主義的客觀原理的基礎上，物理學理論可以用它自身的科學術語來判斷。而不用依賴於它們可能從屬於哲學學派的主張。在著手描述的物理性質中選擇簡單的性質，其它性質則是群聚的想像和組合。通過恰當的測量方法和數學技巧從而進一步認知事物的本來性質。實驗選擇後的數量存在某種對應關系。一種關系可以有多數實驗與其對應，但一個實驗不能對應多種關系。也就是說，一個規律可以體現在多個實驗中，但多個實驗不一定只反映一個規律。
對於物理學來說理論預言與現實一致與否是真理的唯一判斷標准。
摘要： 回顧了物理學發展的歷史，討論了二十一世紀物理學發展的方向。可能應該從兩方面去探尋現代物理學革命的突破口：（1）發現客觀世界中已知的四種力以外的其他力；（2）通過審思相對論和量子力學的理論基礎的不完善性，重新定義時間、空間，建立新的理論。
二十世紀即將結，二十一世紀即將來臨，二十世紀是光輝燦爛的一個世紀，是個令社會發展最迅速的一個世紀，是科學技術發展最迅速的一個世紀，也是物理學發展最迅速的一個世紀。在 這一百年中發生了物理學革命，建立了相對性質和量子力學，完成了從經典物理學到現代物理學的轉變。在二十世紀二、三十年代以後，現代物理學在深度和廣度上有了進一步的蓬勃發展，產生了一系列的新學科的交叉學科、邊緣學科，人類對物質世界的規律有了更深刻的認識，物理學理論達到了一個新高度，現代物理學達到了成熟的階段。
在此世紀之交的時候，人們自然想展望一下二十一世紀物理學的發展前景，探索今後物理學發展的方向。我想談一談我對這個問題的一些看法和觀點。首先，我們來回顧一下上一個世紀之交物理學發展的情況，把當前的情況與一百年前的情況作比較對於探索二十一世紀物理學發展的方向是很有幫助的。
一、歷史的回顧
十九世紀末二十世紀初，經典物理學的各個分支學科均發展到了完善、成熟的階段，隨著熱力學和統計力學的建立以及麥克斯韋電磁場理論的建立，經典物理學達到了它的頂峰，當時人們以系統的形式描繪出一幅物理世界的清晰、完整的圖畫，幾乎能完美地解釋所有已經觀察到的物理現象。由於經典物理學的巨大成就，當時不少物理學家產生了這樣一種思想：認為物理學的大廈已經建成，物理學的發展基本上已經完成，人們對物理世界的解釋已經達 到了終點。物理學的一些基本的、原則的問題都已經解決，剩下來的只是進一步精確化的問題，即在一些細節上作一些補充和修正，使已知公式中的各個常數測得更精確一些。
然而，在十九世紀末二十世紀初，正當物理學家在慶賀物理學大廈落成之際，科學實驗卻發現了許多經典物理學無法解釋的事實。首先是世紀之交物理學的三大發現：電子、X射線和放射性現象的發現。其次是經典物理學的萬里晴空中出現了兩朵「烏雲」：「以太漂移」的「零結果」和黑體輻射的「紫外災難」。[1]這些實驗結果與經典物理學的基本概念及基本理論有尖銳的矛盾，經典物理學的傳統觀念受到巨大的沖擊，經典物理發生了「嚴重的危機」。由此引起了物理學的一場偉大的革命。愛因斯坦創立了相對論；海森堡、薛定諤等一群科學家創立了量子力學。現代物理學誕生了！
把物理學發展的現狀與上一個世紀之交的情況作比較，可以看到兩者之間有相似之 外，也有不同之處。
在相對論和量子力學建立起來以後，現代物理學經過七十多年的發展，已經達到了成熟的階段。人類對物質世界規律的認識達到了空前的高度，理論幾乎能夠很好地解釋已知的一切物理現象。可以說，現代物理學的大廈已經建成。在這一點上，目前有情況與上一個世紀之交的情況很相似。因此，有少數物理學家認為今後物理學不會有革命性的進展了，物理學的根本性的問題、原則問題都已經解決了，今後能做到的只是在現有理論的基礎上在深度和廣度兩方面發展現代物理學，對現有的理論作一些補充和修正。然而，由於有了一百年前的歷史經驗，多數物理學家並不贊成這種觀點，他們相信物理學遲早會有突破性的發展。 另一方面，雖然在微觀世界和宇宙學領域中有一些物理現象是現代物理學的理論不能很好地解釋的，但是這些矛盾並不是嚴重到了非要徹底改造現有理論認可的程度。在這方面，經典物理學發生了「嚴重的危機」；而在本世紀之交，現代物理學並無「危機」。因此，我認為發生現代物理學革命的條件似乎尚不成熟。
客觀物質世界是分層次的。一般說來，每個層次中的體系都由大量的小體系（屬於下一個層次）構成。從一定意義上說，宏觀與微觀是相對的，宏觀體系由大量的微觀系統構成。物質世界從微觀到宏觀分成很多層次。物理學研究的目的包括：探索各層次的運動規律和探索各層次間的聯系。
回顧二十世紀物理學的發展，是在三個方向上前進的。在二十一世紀，物理學也將在這三個方向上繼續向前發展。
1） 在微觀方向上深入下去。 在這個方向上，我們已經了解了原子核的結構，發現了大量的基本粒子及其運規律，建立了核物理學和粒子物理學，認識到強子是由誇克構成的。今後可能會有新的進展。但如果要探索更深層次的現象，必須有更強大得多的加速器，而這是非常艱巨的任務，所以我認為在這個方向上難以有突破性的進展。
2） 在宏觀方向上拓展開去。 1948年美國的伽莫夫提出「大爆炸」理論，當時並未引起重視。1965年美國的彭齊亞斯和威爾遜觀測到宇宙背景輻射，再加上其他的觀測結果，為「大爆炸」理論提供了有力的證據，從此「大爆炸」理論得到廣泛的支持，1981年日本的佐藤勝彥和美國的古斯同時提出暴脹理論。八十年代以後，英國的霍金[2,3] 等人開始論述宇宙的創生，認為宇宙從「無」誕生，今後在這個方向上將會繼續有所發展。從根本上來說 ，現代宇宙學的繼續發展有賴於向廣漠的宇宙更遙遠處觀測的新結果，這需要人類製造出比哈勃望遠鏡性能更優越得多的、各個波段的太空天文望遠鏡，這是很艱巨的任務。
我個人對於宇宙創生學說是不太信的，並且認為「大爆炸」理論只是對宇宙的一個近似的描述。因為宇宙學研究的只是我們能觀測到的范圍以內的「宇宙」，而我相信宇宙是無限的，在我們這個「宇宙」以外還有無數個「宇宙」，這些宇宙不是互不相干、各自孤立的，而是互相有影響、有作用的。現代宇宙學只研究我們這個「宇宙」，當然只能得到近似的結果，把他們的延伸到「宇宙」創生了初及遙遠的未來，則失誤更大。
3）深入探索各層次間的聯系。
這正是統計物理學研究的主要內容。二十世紀在這方面取得了巨大的成就，先是非平衡態統計物理學有了得大的發展，然後建立了「耗散結構」理論、協同論和突變論，接著混沌論和分形論相繼發展起來了。把這些分支學科都納入非線性科學的范疇。相信在二十一世紀非線性科學的發展有廣闊的前景。
上述的物理學的發展依然 現代物理學現有的基本理論的框架內。在下個世紀，物理學的基本理論應該怎樣發展呢？有一些物理學家在追求「超統一理論」。在這方面，起初是愛因斯坦、海森堡等天才科學家努力探索「統一場論」；直到1967、1968年，美國的溫伯格和巴基斯坦的薩拉姆提出統一電磁力和弱力的「電弱理論」；目前有一些物理學家正在探索加上強力的「大統一理論」以及再加上引力把四種力都統一起來的「超統一理論」，他們的探索能否成功尚未定論。
愛因斯坦當初探索「統一場論」是基於他的「物理世界統一性」的思想[4] ，但是他努力探索了三十年，最終沒有成功。我對此有不同的觀點，根據辯證唯物主義的基本原理，我認為「物質世界是既統一，又多樣化的」。且莫論追求「超統一理論」能否成功，即便此理論完成了，它也不是物理學發展的終點。因為「在絕對的總的宇宙發展過程中，各個具體過程的發展都是相對的，因而在絕對真理的長河中，人們對於在各個一定發展階段上的具體過程的認識只具有相對的真理性。無數相對的真理之總和，就是絕對的真理。」「人們在實踐中對於真理的認識也就永遠沒有完結。」[5]
現代物理學的革命將怎樣發生呢？我認為可能有兩個方面值得考試：
1） 客觀世界可能不是只有四種力。第五、第六……種力究竟何在呢？我們不知道。我的直覺是：將來最早發現的第五種力可能存在於生命現象中。物質構成了生命體之後，其運動和變化實在太奧妙了，我們沒有認識的問題實在太多了，我們今天對於生命科學的認識猶如亞里斯多德時代的人們對於物理學的認識，因此在這方面取得突破性的進展是很可能的。我認為，物理學業與生命科學的交叉點是二十一世紀物理學發展的方向之一，與此有關的最關於復雜性研究的非線性科學的發展。
2） 現代物理學理論也只是相對真理，而不是絕對真理。應該通過審思現代物理學理論基礎的不完善性來探尋現代物理學革命的突破口，在下一節中將介紹我的觀點。
三、現代物理學的理論基礎是完美的嗎？
相對論和量子力學是現代物理學的兩大支柱，這兩大支柱的理論基礎是否十全十美的
呢？我們來審思一下這個問題。
1） 對相對論的審思
當年愛因斯坦就是從關於光速和關於時間要領的思考開始，創立了狹義相對論[1]。我們今天探尋現代物理學革命的突破口，也應該從重新審思時空的概念入手。愛因斯坦創立狹義相對論是從講座慣性系中不同地點的兩個「事件」的同時性開始的[4]，他規定用光信號校正不同地點的兩個時鍾來定義「同時」，這樣就很自然地導出了洛侖茲變換，進一步導致一個四維時空（x，y，z，ict）（c是光速）。為什麼愛因斯坦提出用光信號來校正時鍾，而不用別的信號呢？在他的論文中沒有說明這個問題，其實這是有深刻含意的。
時間、空間是物質運動的表現形式，不能脫離物理質運動談論時間、空間，在定義時空時應該說明是關於什麼運動的時空。現代物理學認為超距作用是不存在的，A處發生的「事件」影響B處的「事件」必須通過一定的場傳遞過去，傳遞需要一定的時間，時間、空間的定義與這個傳遞速度是密切相關的。如果這種場是電磁場，則電磁相互作用傳遞的速度就是光速。因此，愛因斯坦定義的時空實際上是關於由電磁相互作用引起的物質運動的時空，適用於描述這種運動。
愛因斯坦把他定義的時間應用於所有的物質運動，實際上就暗含了這樣的假設：引力相互作用的傳遞速度也是光速c.但是引力相互作用是否也是以光速傳遞的呢？令引力相互作用的傳遞速度為c』。至今為止，並無實驗事實證明c』等於c。愛因斯坦因他的「物質世界統一性」的世界觀而在實際上假定了c=c』。我持有「物質世界既統一，又多樣化的」以觀點，再加之電磁力和引力的強度在數量級上相差太多，因此我相信c』可能不等於c。工樣，關於由電磁力引起的物質運動的四維時空（x，y，z，ict）和關於由引力引起的運動的時空（x』，y』，z』，ic』t』）是不同的。如果研究的問題只涉及一種相互作用，則按照理論建立起來的運動方程的形式不變。例如，愛因斯坦引力場方程的形式不變，只需把常數c改為c』。如果研究的問題涉及兩種相互作用，則需要建立新的理論。不過，首要的事情是由實驗事實來判斷c』和c是否相等；如果不相等，需要導出c』的數值。
我在二十多年前開始形成上述觀點，當時測量引力波是眾所矚目的一個熱點，我曾對那些實驗寄予厚望，希望能從實驗結果推算出c』是否等於c。令人遺憾的是，經過長斯的努力引引力波實驗沒有獲得肯定的結果，隨後這項工作冷下去了。根據愛因斯坦理論預言的引力波是微弱的，如果在現代實驗技術能夠達到的測量靈敏度和准確度之下，這樣弱的引力波應該能夠探測到的話，長期的實驗得不到肯定的結果似乎暗示了害因斯坦理論的缺點。應該從c』可能不等於c這個角度來考慮問題，如果c』和c有較大的差異，則可能導出引力波的強度比根據愛因勞動保護坦理論預言的強度弱得多的結果。
弱力、強力與引力、電磁力有本質的不同，前兩者是短程力，後兩者是長程力。不同的相互作用是通過傳遞不同的媒介粒子而實現的。引力相互作用的傳遞者是引力子；電磁相互作用的傳遞者是光子；弱相互 作用的傳遞者是規范粒子（光子除外）；強相互作 用的傳遞者是介子。引力子和光子的靜質量為零，按照愛因斯坦的理論，引力相互作用和電磁相互作用的傳遞速度都是光速。並且與傳遞粒子的靜質量和能量有關，因而其傳遞速度是多種多樣的。
在研究由弱或強相互作用引起的物質運動時，定義慣性系中不同的地點的兩個「事件」的「同時」，是否應該用弱力或強力信號取代光信號呢？我對核物理學和粒子物理學是外行，不想貿然回答這個問題。如果應該用弱力或強力信號取代光信號，那麼關於由弱力或強力引起的物質運動的時空和關於由電磁力引起的運動的時空（x，y，z，ict）及關於由引力引起的運動的時空（x』，y』，z』，ic』t』）
有很大的不同。設弱或強相互作用的傳遞速度為c』』，c』』不是常數，而是可變的，則關於由弱或強力引起的運動的時空為（x』』，y』』，z』』，Ic』』t』』），時間 t』』和空間（x』』，y』』，z』』）將是c』的函數。然而，很可能應該這樣來考慮問題：關於由弱力引起的運動的時空，在定義中應該以規范粒子的靜質量取作零時的速度c1取代光速c。由於「電弱理論」把弱力和電磁力統一起來了，因此有可能c1=c，則關於由弱力引起的運動的時空和關於由電磁力引起的運動的時空是相同的，同為（x，y，z，ict）。關於由強力引起的運動的時空，在定義中應該以介子的靜質量取作零（在理論上取作零，在實際上沒有靜質量為零的介子）時的速度c』』取代光速c，c』』可能不等於c。則關於由強力引起的運動的時空（x』』，y』』，z』』，Ic』』t』』）不同於（x，y，z，ict）或（x』，y』，z』，ic』t』）。無論上述兩種考慮中哪一種是對的，整個物質世界的時空將是高於四維的多維時空。對於由短程力（或只是強力）引起的物質運動，如果時空有了新的一義，就需要建立新的理論，也就是說需要建立新的量子場論、新的核物理學和新的粒子物理學等。如果研究的問題既清及長程力，又涉及短程力（尤其是強力），則更需要建立新的理論。
1）對量子力學的審思
從量子力學發展到量子場論的時候，遇到了「發散困難」[6]。1946——1949年間，日本的朝永振一郎、美國的費曼和施溫格提出「重整化」方法，克服了「發散困難」。但是「重整化」理論仍然存在著邏輯上的缺陷，並沒有徹底克服這一困難。「發散困難」的一個基本原因是粒子的「固有」能量（靜止能量）與運動能量、相互作用能量合在一起計算[6]，這與德布羅意波在υ=0時的異性。
我陷入一個兩難的處境：如果採用傳統的德布羅意關系，就只得接受不合理的德布羅意波奇異性；如果採納修正的德布羅意關系，就必須面對使新的理論滿足相對論協變性的難題。是否有解決問題的其他途徑呢？我認為這個問題或許還與時間、空間的定義有關。量子力學理論中時寬人的定義實質上依然是決定論的定義，而不確定原理是微觀世界的一條基本規律，所以時間、空間都不是嚴格確定的，決定論的時空要領不再適用。在時間或空間的間隔非常小的時候，描寫事情順序的「前」、「後」概念將失去意義。此外，在重新定義時空時還應考慮相關的物質運動的類別。模糊數學已經發展得相當成熟了，把這個數學工具用到微觀世界時空的定義中去可能是很值得一試的。