北京酒渣鼻中医医院 http://pf.39.net/bdfyy/bdfyc/210414/8846371.html物理学与数学、天文学、化学、地球科学、生命科学乃至社会经济等学科都有着极为密切的关系。物理学不断影响和推动这些学科的发展，形成的交叉领域（如物理化学与化学物理、生物物理、地球物理、天体物理与宇宙学等）已经成为这些学科不可分割的组成部分和其持续发展的推动力。
物理学的研究范围非常广：从微观世界的基本粒子，到广阔无垠的宇宙；从10-22s的超快事件，到大爆炸以来宇宙多亿年的演变过程；从接近绝对零度的超冷原子，到上亿度的热核聚变和超高温天体。物理学有许多二级学科，如理论物理（包括数学物理、量子物理、统计物理、相对论和宇宙学等）、高能物理（粒子物理）、原子核物理、等离子体物理、光学、声学、原子分子物理以及凝聚态物理，还有不少与物理学相关的交叉学科，如天体物理、化学物理、生物物理、医学物理、材料物理、地球物理、纳米科学和量子信息学等。
物理学是自然科学的基础学科，在整个自然科学的发展中发挥着至关重要的作用。作为自然科学发展的重要推动力量，物理学的发展不仅极大地丰富了人类知识宝库，而且多次导致了产业革命，成为经济发展的高新技术源泉，对人类现代文明和社会进步起了重大的推动作用。现代技术反过来回馈物理学的发展，为物理学重大突破提供技术手段和新的契机。
众所周知，20世纪是物理学革命性进步的黄金时代。21世纪开始，物理学发展在深度和广度上也表现出强劲的态势。纳米科学、生物物理和量子信息的迅猛发展是物理学应用于材料、生命和未来信息技术的典型范例。我们相信，在21世纪，对于整个自然科学的发展，物理学仍将保持其基础性的引领地位，对高新技术乃至社会经济进步仍将有着深远和决定性的影响。在发展新型洁净能源、改善生态环境、保障国家安全等方面，物理学将进一步发挥其不可替代的关键性作用。
物理学的战略地位具体表现为以下几个方面。
1）物理学深刻改变了人们的宇宙观，促进了人类思想的革命性飞跃；实验理论相互促进，构成了现代物理学发展的主旋律。科学是人类文明发展到—定阶段的产物，是关于自然界和思维的知识体系，它运用定理、定律等思维方式反映和描述现实世界各种现象及其规律，通过揭示这些支配事物的根本规律，以求理解各种事物运动发展的本质。作为这个知识体系的主要部分，物理学的发展从根本上改变了人类的宇宙观，引发了人类思想和思维的革命。日心说、牛顿定律、量子论和相对论等就是科学革命的典型例证。可以说，作为建立在实验基础上的现代宇宙观，物理学观念业已成为当代哲学的科学基础乃至重要组成部分。
的确，几个世纪以来，物理学对促进人类认识自然、改造自然和推动社会经济发展进步有划时代的突出影响。电磁波的发现和电磁场理论的建立，放射性的发现和基本粒子的研究，热力学和统计物理学的发展，量子力学和相对论以及粒子物理标准模型的创立，包括对称性破缺和混沌无序等物理概念，为人类认识物质世界提供了基本理论和思想方法，大大拓宽了人类知识的无垠疆界，进一步加深了人们对物质微观世界和宏观世界的本质及运动规律的正确理解。
物理学可分为经典物理学和现代物理学两部分。前者探讨由经典力学、电磁场理论、热力学和经典统计物理所描述的宏观世界的物理规律。其理论框架从奠基到19世纪末已基本完成。由于人们生活在宏观尺度的物质世界里，经典物理学的重要性不言而喻，现今仍是物理学的重要组成部分，也构成了许多工程技术的理论基础。相对论和量子力学确立之后，物理学进入了现代物理学的新时期。20世纪是实验技术突飞猛进的时期。实验理论相互促进，构成了物理学发展的主旋律，以下的例子可以充分体现这一点。
20世纪初，卢瑟福的粒子散射实验为原子核物理和粒子物理的研究树立了样板，导致了中子的发现和核裂变反应堆的问世。随后，轻核聚变又提供了另一种核能源。30年代后，加速器技术导致了高能量、强束流的产生，发现了几百种新粒子。加速器与核反应堆也可用于其他学科的研究，同步辐射和高通量中子源就是这方面的例证。加速器和有关的粒子探测技术引发了50年代粒子物理突飞猛进的发展，使得人们对物质深层次结构和运动规律的认识更加深，导致了规范场论、弱相互作用中宇称不守恒、夸克模型、电弱相互作用统一和量子色动力学等一个又一个里程碑式的重大科学发现。
2）物理学是基础性引领学科，在促进其他学科进步的同时，与其结合交融，形成生命力强、极有发展前途的交叉领域。作为20世纪自然科学的引领学科，物理学的基本概念和理论方法，对化学、生物学及医学、材料科学、信息科学、环境科学、地球科学、空间和天体科学等产生了革命性的影响。它的实验手段为其他学科发展提供了必要的工具。它导致的新型材料结构和新奇物态，极大地丰富了自然科学各个领域的研究对象和内容，由此进一步促进了自然科学各领域自身的迅猛发展。例如，表征晶体结构的X射线技术导致了DNA双螺旋结构的发现，引发了一场生物学革命；现代物理化学的基础是量子力学；天体物理和定量的宇宙学是建立在广义相对论等当代物理学基础上的。
对原子、电子、原子核、晶体结构及其运动规律的认识，奠定了化学、材料和生物学的微观基础，促使物理化学、纳米科技、量子化学、放射化学和分子生物学等新学科的诞生；天体物理、地球科学、力学等本来就与物理学有着紧密的联系，其基本理论框架和实验方法都是以物理学为基础的，并且不断从物理学的科学发展前沿中吸取营养；凝聚态物理是材料科学发展的前提，物质声、光、电、磁等方面物理效应的研究，导致新型材料的发现；基于各种人工结构的新奇现象是构建现代量子器件的物理基础；信息科学建立在半导体和光等发展基础上；源于物理学的原理、方法而产生的实验技术和观测手段（如计算机X射线层析（CT）、核磁共振技术、正电子发射层析、超声波成像和激光手术等）用于医学，大大提高了诊断和治疗质量。
在推动人类的现代文明和社会进步方面，物理学是与其他学科并行和交叉发展的。在21世纪里，物理学将继续扩大它的研究领域，由过去对物质体系研究的专注，逐步涉足对信息过程和生命现象的物理基础的探索，量子信息和生物物理是此方面的典型例子；由过去对宏观和微观世界两极的分别研究，转向重视对介观体系的探索，纳米科技由此应运而生。因此，当代物理学和其他学科的交叉和结合产生了许多新的、极富生命力的交叉学科，成为有发展前途的科学前沿。事实上，作为基础学科，物理学不仅和其他许多学科有着非常紧密的联系，而且与它们结合、交融，产生了交叉学科。在未来物理学的发展中，许多最重要的科学问题可能更多属于交叉学科。交叉学科的繁荣和发展，会使得学科之间的界限溶解、淡化，促进学科之间产生更加紧密和实质性的联系，由此可以导致自然科学研究的新突破。
与物理学有关的交叉学科研究不仅要求多领域、多学科的综合和相关学科的实质性参与，而且物理学本身要发挥主导作用，引导交叉学科逐步形成自己富有特色的价值观念和研究方法，成为一门精密科学。毫无疑问，物理学的研究方法在学科交叉中将会发挥重要的作用，物理学的理论和概念对于任何一门交叉学科都是必不可少的，物理学的仪器和设备在交叉学科研究中也是必不可少的。
3）物理学始终是高新技术发展的源泉和重要保障，不断导致产业变革，促进社会经济发展；技术进步和导向性需求反过来为物理学发展提供工具，提出重大科学问题。人类文明的发展是物质世界从自在逐渐走向自为的发展过程，人们在认识世界的基础上进一步改造世界，谱写了人类文明的新篇章。20世纪以来，许多革命性的技术发展都起源于物理学的基础研究。量子力学的发展导致了半导体晶体管和激光的发明，从而促进了基于大规模集成电路和光电信号处理的信息产业的发展；核反应和核裂变研究导致的核电技术，今天已经成为解决世界性能源危机的重要途径之一；基于X射线和核磁共振的成像技术，医院对病人可以进行极其精准的检查；肿瘤的放射疗法也是物理方法应用于医学的典型事例。物理学为现代医学诊断治疗提供了必要的科学方法和技术手段。
物理学的发展带来空前的技术进步，不断导致新的产业诞生，改变了社会产品结构和经济结构。许多高新技术和产业都是以物理学的原理和发现为基础而形成的。例如，电磁现象研究以及电磁理论导致了现代的电力工业和无线电通信、雷达的发展；原子核物理基础上发展起来的核技术，使核能源、核武器应运而生，形成核工业；固体物理的研究，使半导体和其他许多新型功能材料出现，电子工业、计算机工业得以建立和发展；激光的发明，导致激光技术、光通信技术的发展，新型的光电子产业正在形成。
物理学始终是相关技术发展的源泉和重要保障，具体从以下三个主要方面得到体现。
①信息技术：信息技术的物理基础首先体现在电子学的建立。第二代信息技术所用电子器件是半导体晶体管。固体能带量子理论启发的半导体晶体管的发明标注了信息时代的开始，导致了半导体和集成电路工业的建立和计算机的科技革命。今天，基于光刻技术的微型化集成电路，已达到10纳米量级，进一步向纳米量级推进，必然存在物理的极限，量子限制效应即将凸现出来。量子阱、量子线和量子点等这类呈现新的物理效应的器件，都将受到高度重视。激光器的发明是信息技术的另一物理支柱。它与高琨发明的光纤相结合衍生了光纤通信技术。虽然光计算机尚处于探索的阶段，用于存储信息的光盘业已大量应用。年A.费特等在铁磁与非铁磁金属多层膜中发现了巨磁电阻效应，已经广泛用于计算机硬盘存储。进一步发展，会有各种磁存储技术从自旋电子学基础研究中脱颖而出。从理论的角度看，香农的信息论是建立在经典物理的基础上的。到20世纪90年代，科学家基于量子力学的叠加原理，建立了量子信息理论，期望将来能发展为重要实用信息技术。
②材料技术：材料技术的核心是新材料的研制和传统材料性能的提高。能带论提供了理解材料电子性质的依据，晶体的位错理论为理解金属的塑性提供了依据。这方面的研究工作，除了在半导体器件上开花结果外，也促使材料科学在定量化、微观化和现代化方面迈出了一大步。而以高分子为主的有机材料的发展途径和研究工具与无机材料有较大的差异。高分子科学趋于成熟，同时液晶物理学受到物理学家的
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