現(xiàn)代物理學(xué)與工程技術(shù)

1、第1頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 前言 物理學(xué)與核能工程技術(shù) 物理學(xué)和激光技術(shù)與工程 物理學(xué)與宇航工程 物理學(xué)與工程技術(shù)相互聯(lián)系的普遍性 物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格 摘 要第2頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23前 言 自有了人類，就有了原始的生產(chǎn)活動和基于經(jīng)驗的簡單的技術(shù)與工具。在人類歷史上，技術(shù)的出現(xiàn)先于科學(xué)。第3頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23前言 科學(xué)知識的形成有兩個源泉：一是由于生產(chǎn)發(fā)展的需要二是人類對客觀世界的好奇心和求知的興趣感性認(rèn)識理性認(rèn)識思考自然

2、界內(nèi)在的規(guī)律觀察分析歸納第4頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23前 言科學(xué)（首先是物理科學(xué)）的革命，引發(fā)了生產(chǎn)技術(shù)的革命，使人們對基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)、工程技術(shù)和生產(chǎn)活動的關(guān)系，有了新的感受和認(rèn)識。哥白尼19世紀(jì)17世紀(jì)16世紀(jì)愛因斯坦麥克斯韋牛頓20世紀(jì)科學(xué)獨立存在有了完整的體系第5頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23前言物理學(xué)： 對許多工程技術(shù)領(lǐng)域的開創(chuàng)起著先導(dǎo)、引領(lǐng)的作用；工程技術(shù)： 直接地創(chuàng)造生產(chǎn)力，反過來開拓、深化了物理學(xué)研究的疆域，并為之提供了豐富精致的環(huán)境條件和研究手段。在現(xiàn)代社會進(jìn)步的歷程中，物理學(xué)和工程

3、技術(shù)之間存在緊密的相互聯(lián)系和深刻的相互作用。第6頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23前言 物理學(xué)與工程技術(shù)：互相促進(jìn)、攜手并進(jìn)、相互滲透；與哲學(xué)、社會科學(xué)密切相關(guān)，共同推動著經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展；從生產(chǎn)方式、生活方式與思想觀念上改變著人類文明的進(jìn)程。第7頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五一、物理學(xué)與核能工程技術(shù) 田灣核電站第8頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23原子核物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)是核工程技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo) 19世紀(jì)末，相繼發(fā)現(xiàn)了x射線、放射性和電子 1911年盧瑟福提出了原子的核式模型 1913年玻爾

4、完善了原子結(jié)構(gòu)理論 1905年愛因斯坦提出了相對性理論；提出了四維時空的新概念 ;提出了質(zhì)能關(guān)系及其著名表達(dá)式E=mc2 20世紀(jì)初葉，是物理學(xué)革命的年代。第9頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23原子核物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)是核工程技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo) 1932年，查德威克發(fā)現(xiàn)中子;海森堡和伊凡寧柯分別獨立提出了原子核由質(zhì)子和中子組成的模型 1934年約里奧-居里夫婦成功地用人工方法產(chǎn)生了放射性同位素 1939年哈恩和斯特拉斯曼在實驗上發(fā)現(xiàn)中子轟擊下的鈾核裂變以及梅特納和弗里什的理論解釋 第10頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23

5、對核結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的研究，使人們認(rèn)識到原子核結(jié)合能隨原子量變化的規(guī)律：一個重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核時，會釋放能量；某些輕核聚合成一個較重的核時，會釋放能量；E= MC2 M-質(zhì)量虧損，一次核聚變時放出的能量要比核裂變時大四倍以上。原子核物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)是核工程技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo) 第11頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23原子核物理的發(fā)現(xiàn)，奠定了裂變核能與聚變核能應(yīng)用的基礎(chǔ)。核能應(yīng)用的實現(xiàn)還必須進(jìn)一步解決一系列應(yīng)用物理學(xué)和工程技術(shù)上的問題。 原子核物理學(xué)的新發(fā)現(xiàn)是核工程技術(shù)的基礎(chǔ)與先導(dǎo) E=MC2第12頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五202

6、2/9/23核武器與核能 1) 核裂變能（原子能）被用來制造原子彈時，必須突破諸多的關(guān)鍵問題： 可裂變材料的選取和制備；確定實現(xiàn)鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)所必須的裂變物質(zhì)的最小體積（臨界體積）或臨界質(zhì)量；達(dá)到臨界與裂變點火的技術(shù)途徑；第13頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核武器與核能 高能炸藥研究，爆轟物理規(guī)律及其精確的時空控制；將流體力學(xué)，中子核物理等耦合在一起的全過程數(shù)值模擬，整套物理參數(shù)；核部件與非核部件的加工，材料相容性研究及結(jié)構(gòu)工程設(shè)計；核試驗的方法，核試驗診斷理論與測試技術(shù)等。 第14頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/

7、23核武器與核能 2) 核聚變放能是氫彈的物理基礎(chǔ)。制造氫彈必須創(chuàng)造性地解決一系列問題：必要的熱核燃料（如氘和氚或鋰等）的制備；如何利用原子彈爆炸的能量產(chǎn)生高溫、高壓來點燃聚變材料，并使之自持燃燒；氫彈第15頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核武器與核能 掌握輻射輸運的規(guī)律、輻射流體力學(xué)及高溫高密度等離子體物理、狀態(tài)方程、高剝離度原子參數(shù)；利用適當(dāng)?shù)牟牧虾颓擅畹臉?gòu)形實現(xiàn)熱核爆炸；特殊效應(yīng)的核武器（如中子彈等）還需進(jìn)行特殊的設(shè)計等。 第16頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核武器與核能 問題的解決是物理工作和工程技術(shù)

8、緊密交叉結(jié)合的過程：如,核爆炸的物理診斷學(xué)，就是為了弄清核武器爆炸后快速而復(fù)雜的物理過程、各種物理量隨時、空的變化規(guī)律，從而做到不僅知其然，而且知其所以然。有意思的是，幾個核國家突破氫彈的工作是 “英雄所見略同”。 兩個太陽第17頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核武器與核能 3）明智的人類把核能用于和平目的，作為潔凈的能源?；诤肆炎兎磻?yīng)堆的核電站由核島和常規(guī)島構(gòu)成在核島內(nèi)要使核能以可控的、安全的、長期持續(xù)的形式釋放出來；通過常規(guī)島轉(zhuǎn)換成電能供人使用。第18頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核武器與核能 在核燃料

9、的選擇、制備、控制方法、結(jié)構(gòu)和安全設(shè)計等方面需解決一系列的工程、技術(shù)問題。第19頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核武器與核能 基于核聚變反應(yīng)堆的聚變電站是解決人類未來能源問題的一個希望。要實現(xiàn)熱核燃料的“點火”，并有凈能量輸出；必須控制熱核聚變反應(yīng)的速率；是一項有難度的大科學(xué)工程；目前處于前期實驗研究階段。 第20頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究 核爆炸的物理環(huán)境：瞬時的快變的高溫高密度等離子體和混合輻射場。揭示了高溫高密度等離子體的某些特有規(guī)律，如非平衡燃燒需用“三溫方程”描

10、述。輻射場本身也可能是非平衡的。第21頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究 再如，一般情況下，可用線性的波爾茲曼方程來描述中子輸運過程；但在發(fā)生劇烈熱核聚變的區(qū)域和時間內(nèi)，中子之間的碰撞已不可忽略，于是提出了非線性中子輸運方程及其解法。 第22頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 核武器物理和工程發(fā)展的過程中，形成了一個新興的交叉學(xué)科高能量密度物理學(xué)。廣義地，“高能量密度”是指能量超過1011J/m3，或壓力超過1兆巴，溫度超過400ev，電磁波強度超過31015w/cm2的物質(zhì)狀態(tài)；

11、在核武器物理領(lǐng)域，“高能量密度”特指溫度超過103ev，壓力超過107atm，高密度的物質(zhì)狀態(tài)。核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究 第23頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究 進(jìn)行高能量密度物理研究的裝置包括：激光慣性約束聚變裝置基于脈沖功率技術(shù)的Z箍縮裝置長脈沖（s）功率裝置 （如美國 的Atlas）等神光II裝置第24頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究 研究的內(nèi)容包括：材料特性可壓縮流體動力學(xué)輻射流體動力學(xué)核聚變物理天體物理等。是以大科學(xué)工程為手

12、段研究基礎(chǔ)物理學(xué)第25頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23核工程技術(shù)的發(fā)展深化著物理學(xué)的研究 可 見： 物理學(xué)引領(lǐng)工程技術(shù)生產(chǎn)力反哺物理學(xué)工程技術(shù)第26頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五二、物理學(xué)和激光技術(shù)與工程 激光加工設(shè)備第27頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23光物理的基礎(chǔ)研究孕育了激光器的誕生19世紀(jì)的科學(xué)家們進(jìn)行了關(guān)于電磁波的卓越的研究1905年愛因斯坦提出了光量子和光電效應(yīng)的概念，揭示了輻射的波粒二象性 1916年愛因斯坦提出了受激輻射的概念1900年普朗克引入的能量量子的概念 基礎(chǔ)性

13、、探索性研究第28頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23光物理的基礎(chǔ)研究孕育了激光器的誕生激光走向新技術(shù)的開發(fā)和工程應(yīng)用階段1954年研制成第一臺微波激射器 1958年美國的湯斯和蘇聯(lián)的巴索夫及普羅霍洛夫等人提出了激光的概念和理論設(shè)計 1960年美國的梅曼研制成功第一臺紅寶石激光器；賈萬等人研制成氦氖激光器。我國的第一臺激光器于1961年在長春光機(jī)所創(chuàng)制成功 第29頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響 激光的特性使之在光學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域帶來了革命性的變化：方向性單色性相干性高亮度第30頁，共

14、86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 四十多年來，激光器的品種迅速增加：固體激光器半導(dǎo)體激光器固體激光器（半導(dǎo)體激光泵浦）化學(xué)激光器（HF/DF激光、氧碘化學(xué)激光器、CO2激光、燃料激光、氦氖激光）激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響第31頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23自由電子激光器x射線激光器準(zhǔn)分子激光器金屬蒸氣激光器等。 激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響銅蒸氣激光第32頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 激光器的輸出水平不斷提高：中、小功率器件 高功率、高能量激光器； 脈

15、沖體制從連續(xù)波、準(zhǔn)連續(xù)波到各種短脈沖、超短脈沖的激光。連續(xù)的高能激光單次輸出能量已達(dá)百萬焦耳以上；超短脈沖：納秒 皮秒 費秒 阿秒 脈沖功率密度則可高達(dá)1020瓦/cm2以上。 激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響第33頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23輸出激光的頻率覆蓋著越來越廣的范圍：長至亞毫米（太赫茲）短至x射線激光也在探索中，分立的激光譜線達(dá)幾千條；輸出激光的光束質(zhì)量，好的可達(dá)近衍射極限。 激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響第34頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 激光應(yīng)用的開創(chuàng)性表現(xiàn)在 ： 激光光譜技術(shù)

16、比傳統(tǒng)的分辨率提高了百萬倍，靈敏度提 高了百億倍； 激光為信息技術(shù)開拓了豐富的頻率資源；激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響布滿全球的光纖網(wǎng)，加上衛(wèi)星通信網(wǎng)，形成了信息高速公路的基礎(chǔ)；光存儲、激光全息、激光照排、打印及條碼掃描技術(shù)等，提供了全新的多樣化的信息服務(wù)。 可擦除小型光盤的刻錄母盤第35頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 激光可在很小的區(qū)域上聚焦很高的功率密度：在工業(yè)制造中可進(jìn)行精確的切削和表面改性做精密的醫(yī)療手術(shù)作用于微型靶實現(xiàn)激光核聚變。激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響第36頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022

17、/9/23 激光技術(shù)開辟了嶄新的軍事應(yīng)用，包括：激光瞄準(zhǔn)、制導(dǎo)、測距激光雷達(dá)激光陀螺激光引信激光致盲傳感器高能強激光武器等。 激光技術(shù)與工程的迅速發(fā)展及其深刻影響ABLABL第37頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23激光應(yīng)用本身及其提供的研究手段又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展 非線性光學(xué)成為一個重要研究領(lǐng)域：激光與介質(zhì)（含大氣）相互作用時產(chǎn)生各種非線性效應(yīng)的物理本質(zhì)和規(guī)律。產(chǎn)生的條件、特性、機(jī)理：受激拉曼散射自聚焦熱暈光學(xué)和頻與倍頻相干瞬態(tài)光學(xué)效應(yīng)等第38頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23激光應(yīng)用本身及其提供的研究手段又促進(jìn)了

18、物理學(xué)的發(fā)展 非線性光學(xué)材料及非線性光學(xué)效應(yīng)的幾種應(yīng)用：擴(kuò)展激光的波長范圍發(fā)展非線性光學(xué)相位共軛技術(shù)光學(xué)雙穩(wěn)為研究非線性系統(tǒng)中的動力學(xué)行為提供實用的手段；超短、超強激光將對強場超快科學(xué)、相對論非線性物理、天體物理及宇宙學(xué)的研究提供新的手段和極端條件。第39頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23激光應(yīng)用本身及其提供的研究手段又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展 激光光譜學(xué)的高靈敏度和高分辨率：可用于對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、能譜、瞬態(tài)的變化和微觀動力學(xué)進(jìn)行深入研究，進(jìn)一步認(rèn)識原子和分子的超精細(xì)結(jié)構(gòu)，更精確地確定基本物理常數(shù)的數(shù)值；1995年人們利用激光冷卻的辦法，在實驗室實現(xiàn)了愛因斯坦1

19、926年預(yù)言的Bose-Einstein凝聚；Bose-Einstein凝聚態(tài)第40頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 激光還在物理學(xué)與其它基礎(chǔ)科學(xué)的交叉學(xué)科研究中，發(fā)揮了巨大的推動作用如化學(xué)物理學(xué)生物物理學(xué)（以激光為手段的分子雷達(dá)成為生命活細(xì)胞研究的工具就是一例）等 激光應(yīng)用本身及其提供的研究手段又促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展 第41頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五三、物理學(xué)與宇航工程 第42頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)為宇航奠定理論基礎(chǔ) 宇航學(xué)的開端與物理學(xué)的進(jìn)展密不可分。正是物理學(xué)的

20、基礎(chǔ)和現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展才使“嫦娥奔月”的佳話和“萬戶”航天的理想得以變?yōu)楝F(xiàn)實。第43頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/2317世紀(jì)開普勒通過計算，發(fā)現(xiàn)行星沿橢圓軌道運行等開普勒三定律 1957年10月蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星，這是人類航天歷史上的一個里程碑 17世紀(jì)牛頓力學(xué)形成體系，認(rèn)識了萬有引力定律 物理學(xué)為宇航奠定理論基礎(chǔ) 20世紀(jì)初葉，齊奧爾科夫斯基給出了三個宇宙速度的概念并精確計算了它們的數(shù)值。 第44頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程 航天包括運載火箭

21、、應(yīng)用衛(wèi)星和衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天和深空探測等幾大方面。 應(yīng)用衛(wèi)星又包括資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星及各類科學(xué)實驗衛(wèi)星和軍用衛(wèi)星等多種。除大型衛(wèi)星外，還在開發(fā)微小衛(wèi)星技術(shù)，以及衛(wèi)星組網(wǎng)和編隊飛行技術(shù)。 第45頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程 每類衛(wèi)星涉及一系列關(guān)鍵技術(shù)，例如：衛(wèi)星結(jié)構(gòu)設(shè)計姿態(tài)控制技術(shù)變軌技術(shù)熱控制技術(shù)電源技術(shù) “亞洲蜂窩衛(wèi)星系統(tǒng)”衛(wèi)星第46頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23衛(wèi)星測控技術(shù)衛(wèi)星回收技術(shù)有效載荷技術(shù)衛(wèi)星總體技術(shù)，包括總體設(shè)計、總裝測

22、試、環(huán)境模擬等。配套的基礎(chǔ)設(shè)施，如衛(wèi)星發(fā)射基地，衛(wèi)星測控網(wǎng)站和應(yīng)用站等 航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程 第47頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23航天有賴眾多關(guān)鍵技術(shù)的突破和集成，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程 隨著航天技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星的應(yīng)用將產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；乱淮咚降暮教炱鲗㈥懤m(xù)出現(xiàn)，并走上更遠(yuǎn)的征程，探索太陽系其它星球、銀河系乃至更深遠(yuǎn)處宇宙的未知。 第48頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地 關(guān)于宇宙起源學(xué)：宇宙存在3oK溫度背景的微波輻射、哈勃紅移的測量

23、、宇宙中氦元素豐度的測量，這三條為宇宙大爆炸理論提供了支持。盡管有待研究的問題還很多。第49頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地 探月和登月，大大增加對月球物理環(huán)境的了解；美國的“勇氣”號和“機(jī)遇”號對火星的探測，為火星的研究提出了更多課題，也對地球物理的研究有新的啟示；第50頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地 搭載在卡西尼號土星探測器上的惠更斯土衛(wèi)六探測器，正在揭開土衛(wèi)六的奧秘 ，還可能對生命起源探索提供線索；“伽利略”號探

24、測器對木星的探測和所獲取的木星的信息，是科學(xué)技術(shù)史的另一曲凱歌。航天大大開闊了人類認(rèn)識世界的眼界。 第51頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 借助航天航宇工程和探測技術(shù)研究一系列物理學(xué)尚不明白的重大問題：尋覓宇宙中的反物質(zhì)，弄清暗物質(zhì)和暗能量的起源和本質(zhì)等；利用外空的微重力、高真空、超潔凈環(huán)境，研究微重力科學(xué)，對地球、太陽、宇宙天體及外空環(huán)境進(jìn)行全新的觀測研究；提供關(guān)于“空間”和“時間”的新的認(rèn)識，為物理學(xué)乃至哲學(xué)的發(fā)展開拓新的天地。 航天工程技術(shù)和遙感技術(shù)為物理學(xué)的研究開辟新天地 第52頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五四、物理學(xué)

25、與工程技術(shù)的緊密聯(lián)系和相互促進(jìn)具有普遍性 第53頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 一個典型的例子:基本粒子物理學(xué)與大型加速器工程相伴發(fā)展, 最近的期待是在歐洲核子研究中心（CERN）建成的大型強子對撞機(jī)（LHC），有希望為弦論提供證據(jù)，促進(jìn)粒子理論模型的進(jìn)步，影響宇宙學(xué)的發(fā)展。 物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性第54頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 低溫物理的一個光輝篇章是超導(dǎo)體的研究。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性1911年發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象20世紀(jì)的最后十幾年，高溫超導(dǎo)研究取得重要進(jìn)展1957年BCS超導(dǎo)理論問

26、世第55頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用：電能輸送加速器應(yīng)用貯能超導(dǎo)磁懸浮列車生物磁學(xué)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性第56頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 納米科技是在物理與技術(shù)緊密結(jié)合的過程中發(fā)展的一個重要領(lǐng)域，并且很典型地體現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的哲學(xué)。 物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性第57頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 物理學(xué)同其它學(xué)科的交叉：生物物理學(xué)是一個重要的研究方向。物理學(xué)與計算數(shù)學(xué)和計算機(jī)技術(shù)的交叉結(jié)合，還產(chǎn)生了計算物理學(xué)。量子

27、理論與信息科學(xué)與技術(shù)的交叉導(dǎo)致量子通信的概念、量子調(diào)控技術(shù)和量子信息論的產(chǎn)生，并迅速走向技術(shù)，包括新的光通信技術(shù)量子通信、光學(xué)量子計算等。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性第58頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五量子糾纏試驗裝置圖第59頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23研究成果“五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸”“2004年中國十大科技進(jìn)展”之一；“2004年度國際物理學(xué)重大事件”“國際物理學(xué)十大進(jìn)展”之一。 若干年后，將會出現(xiàn)實用的網(wǎng)絡(luò)化量子通信和量子計算。信息的獲取和傳播將超越人們的感官和神經(jīng)系統(tǒng)的生理極限。 物理學(xué)與工程技術(shù)

28、的結(jié)合具有普遍性第60頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23 在研究工作的方法論方面，如 ：以算子理論為基礎(chǔ)的數(shù)值方法應(yīng)用于工程科學(xué)領(lǐng)域，說明波理論是宏觀物理學(xué)中的一個普遍性問題；許多國際計量標(biāo)準(zhǔn)（如長度單位米）從基于歐氏空間概念的經(jīng)典直觀量，改成了基于波函數(shù)空間概念的電磁量，這樣波函數(shù)空間的數(shù)學(xué)概念已經(jīng)與生產(chǎn)和生活緊密聯(lián)系起來 。物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性第61頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23波的量子性并不是光所獨有的，機(jī)械波在與其它物體相互作用過程中也存在量子性，聲子就是對聲波在相互作用過程中能量狀態(tài)不連續(xù)

29、性的描述。 物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性量子加密實驗室第62頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23前沿的物理學(xué)研究：有一部分屬于純粹物理學(xué)，在相當(dāng)時期內(nèi)不一定用于生產(chǎn)實踐；有一部分應(yīng)用性很強。人類的生產(chǎn)實踐：不僅是發(fā)展科學(xué)技術(shù)的基本推動力；也為科學(xué)理論的驗證提供著無限的舞臺。 物理學(xué)研究與工程技術(shù)相結(jié)合是相得益彰，十分重要的。 物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性第63頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23科學(xué)技術(shù)認(rèn)識和改造世界的作用，也包括認(rèn)識和改造人類自身（如腦認(rèn)知科學(xué)），同時逐步掌握、適應(yīng)并運用客觀規(guī)律，學(xué)會用科學(xué)發(fā)

30、展觀指導(dǎo)社會發(fā)展的實踐，同自然和諧相處，獲得持續(xù)發(fā)展的自由?？茖W(xué)與工程技術(shù)密切結(jié)合，推動節(jié)約型社會，環(huán)境友好型社會的建立，是一個緊迫而長期的重要使命。 物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性第64頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23人類認(rèn)識世界的過程沒有盡頭，人類改造世界的過程也沒有終點。愛因斯坦說：“我深信深化理論的進(jìn)程是沒有止境的?！蔽锢韺W(xué)既老又新。物理學(xué)不是一切，但幾乎一切都離不開物理學(xué)。物理學(xué)過去、現(xiàn)在和將來都是富有生命力的科學(xué)。 物理學(xué)與工程技術(shù)的結(jié)合具有普遍性第65頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五五、物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共

31、同品格 第66頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格 1. 無論是認(rèn)識世界還是改造世界，其根本目的都應(yīng)該是造福于全人類。 有幸從事物理學(xué)研究或工程科技事業(yè)的人，一個首要的共同品格：具有高度的社會責(zé)任感為科技事業(yè)獻(xiàn)身的精神 第67頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格周光召在談到愛因斯坦時說：“我們紀(jì)念這位偉人，不僅要了解他在科學(xué)上作出的重要貢獻(xiàn)，更要學(xué)習(xí)他在任何困難條件下都一心為科學(xué)而獻(xiàn)身的精神，學(xué)習(xí)他為實現(xiàn)社會公正而無私無畏的奮斗精神?！钡?8頁，共86頁，

32、2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格愛因斯坦說過：“照亮我的道路，并且不斷地給我新的勇氣去愉快地正視生活的理想，是善、美和真。人們所努力追求的庸俗的目標(biāo)財產(chǎn)、虛榮、奢侈的生活我總覺得都是可鄙的。” 第69頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格 在新中國半個多世紀(jì)的科技發(fā)展中，有 : “健康生命全不顧，精忠報國重天山”的鄧稼先。第70頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格 有因飛機(jī)失事被燒死的時刻，與警衛(wèi)員

33、緊緊抱在一起，使兩人腹部間裝有重要機(jī)密資料的公文包完好無損的郭永懷等一大批可敬的科學(xué)家。郭永懷第71頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格 他們不僅創(chuàng)造了載入史冊的業(yè)績，也創(chuàng)造了與崇高的事業(yè)相稱的核心價值觀：“鑄國家基石，做民族脊梁?！彼麄冊谖覀兊膬?nèi)心留下了永遠(yuǎn)貴重的精神財富。 第72頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格 與高水平的科技工作相應(yīng)的高尚的人文精神，是支撐科學(xué)家群體向高處登攀的神圣情懷。不久前，美國科學(xué)家為了不影響對可能存在的外星生命現(xiàn)象的探索，

34、決定讓“伽利略”號探測器在運行了14年之后在木星大氣層中焚毀，使人們看到了當(dāng)年伽利略對真理負(fù)責(zé)、對人類負(fù)責(zé)精神的延伸，讀出了科學(xué)家人文精神在新世紀(jì)的標(biāo)高。 第73頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格2. 唯真求實是科學(xué)精神的基本內(nèi)涵，是科技工作者的基本品格。無論搞基礎(chǔ)還是搞應(yīng)用，都必須腳踏實地、潛心鉆研。 以自由電子激光研究為例，國內(nèi)外都經(jīng)歷過做來做去還是出不了光的“黎明前的黑暗”，只有把從頭到尾的每一個參數(shù)都精密地做到位了，才能取得硬碰硬的成功。FIR-FEL實驗裝置 第74頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分

35、，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格 最近我國THz-FEL研究在經(jīng)過八年不懈努力之后終獲突破，再次使人感受到：“自由電子激光不自由?！薄耙话偌?，做好了九十九件，還是出不了光，必須百分之百?！彼?，精密的高科技研究，容不得一點浮躁，不允許半點馬虎。在今天的中國科技界，尤其要提倡遠(yuǎn)離浮躁、靜心鉆研的學(xué)風(fēng)。 THz-FEL實驗系統(tǒng)布局圖 第75頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格3. 創(chuàng)新是科學(xué)技術(shù)的靈魂。20世紀(jì)物理學(xué)突破了已有的概念，創(chuàng)立了革命性的新理論。但這并不意味著新探索的終結(jié)，人類的未知遠(yuǎn)多于已

36、知。 如恩格斯所說：“我們還差不多處在人類歷史的開端，而將來會糾正我們錯誤的后代，大概比我們糾正其認(rèn)識錯誤的前代要多得多?！钡?6頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格工程技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)明創(chuàng)造和集成創(chuàng)新也將是永無止境的。對已有的成果說“不”，對權(quán)威說“不”，既需要有敢想敢說、追求真理的勇氣，更需要嚴(yán)謹(jǐn)深入的實干精神。 整個科學(xué)技術(shù)史是不斷創(chuàng)新的歷史、不斷跨越的歷史、人才輩出的歷史。自主創(chuàng)新能力是核心的競爭力，在今天的中國更要提倡開放的自主創(chuàng)新。第77頁，共86頁，2022年，5月20日，3點20分，星期五2022/9/23物理學(xué)家和工程技術(shù)專家的共同品格一些已進(jìn)入耄耋之年的老科學(xué)家還在不斷思考新問題，是我們的楷模；而創(chuàng)新的責(zé)任則更多地落在青年科技工作者的肩上。彭桓武先生總