改變世界與物理

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一、技術革命

1. 牛頓力學與熱力學

（蒸汽機與熱機）

• 機械代替手工
  機械、紡織、造船、冶金工業(yè)

• 汽火車飛機衛(wèi)星
  火箭太空（熱做功）

  • 英國

2. 電磁學與電磁感應

（電動機與發(fā)電機）

• 電力的廣泛應用與無線電通信
  鐵路、煤炭、鋼材、艦艇制造等

  • 電汽時代、電磁波通信（衛(wèi)星/電視/基站）
    家用電器（電磁/微波爐/空調(diào)/冰箱）

    • 美德

3. 量子力學與相對論

（固體電子理論與半導體）

• 原子能的開發(fā)與電子計算機發(fā)明
  物理學是現(xiàn)代物質(zhì)文明的基礎

  • 集成電路與電子計算機（ 芯片與計算設備 ）
  • 歐洲核子研究中心與萬維網(wǎng)（共享數(shù)據(jù)）
  • 量子通信與量子計算
  • 相對論探索宇宙與衛(wèi)星導航
  • 質(zhì)能方程與核能（核武器/核電站）

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二、新材料與硬件賦能

1. 半導體材料

• 電子工業(yè)革命與硅
• 激光器與光纖通信

2. 納米材料

• 按人類意愿安排一個原子或分子—理查德·費曼

• 納米材料與隱性戰(zhàn)斗機

  • 高強度與韌性（石墨烯）

• 掃描隧道顯微鏡（工具）

  • 納米機器人

3. 超導材料

• 低溫超導、高溫超導

• 零電阻、完全抗磁性

  • 無焦耳熱與能量損失

• 遠距離輸電

  • 磁懸浮與核磁共振

    • 高精度磁檢測儀

4. 磁性材料

• 電磁器件

  • 電磁脈沖炮

    • 指南針與考古

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三、新光源與微觀世界

1. 受激輻射與激光

• 激光導致現(xiàn)代光學革命

  • 光電效應與光子

2. 光子與光通信（光纖）

• 光存儲（光盤）

  • 光計算（光子計算機）

3. 激光加工/檢測/醫(yī)學手術刀

• 全息照相與投影（3維信息）

  • 激光防偽與超市收銀

4. 微觀世界的序幕

• 倫琴與X射線

  • 居里夫人與放射性

    • 湯姆遜與電子的發(fā)現(xiàn)

5. 物質(zhì)的本源與還原論

• 原子電子云模型

  • 中子的發(fā)現(xiàn)與核反應

    • 強子與夸克模型

6. 微觀世界的眼睛

• 電子顯微鏡與原子力顯微鏡

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四、信息時代與計算機

1. 信息存儲

• 磁存儲

  • 磁滯現(xiàn)象與磁盤

    • 巨磁電阻與U盤

• 光存儲

  • 激光束與光盤

    • 三維存儲與體全息存儲

2. 信息處理

• 光學信息處理與透鏡傅里葉變換與反變換

  • 衍射與信息

3. 網(wǎng)絡通信與量子通信

• 光纖通信與大氣激光通信

  • 光通信替代電通信電信變光信

• 通信安全與單光子量子通信

  • 量子檢測與量子雷達(F22等隱性飛機的克星/引力波探測)

4. 集成電路與電子計算機

• 三極管與PN結(jié)晶體管

  • 晶體管–>大規(guī)模集成電路–>電子芯片

• 曼哈頓計劃與卡片計算機

  • 兩篇碩士論文：圖靈與圖靈機/香農(nóng)與基于繼電器的圖靈機實現(xiàn)
  • 馮諾依曼到超級計算機

5. 光子計算機

• 摩爾定律失效與電子計算機放緩光子替代電子

  • 運算速度高，功耗低，未來臺式機的潛在替代者

6. 量子計算機

• 遵循量子力學，處理量子信息，運行量子算法

  • 可逆計算與低能耗到量子計算
  • 多量子比特糾纏與并行

• 理查德費曼的猜想：用量子系統(tǒng)構成的計算機來模擬量子現(xiàn)象

  • 從量子質(zhì)因子分解算法提出
  • 到實驗室/跨國公司(IBM/Google)的熱潮

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五、物理與生命（熵與生物學）

1. 熱力學第二定律與熵增、熵減

• 非線性科學與復雜性科學

  • 圣塔菲研究所
  • 普利高津?qū)W派

2. 能量守恒與卡諾熱機的矛盾

• 統(tǒng)計物理與克勞修斯的孤立系統(tǒng)自發(fā)過程的熵增

3. 熵與能量品質(zhì)

• 能源危機與能量守恒的矛盾

  • 不可逆過程導致能量品質(zhì)降低不能做功利用

4. 熵與生命

• 耗散結(jié)構開放系統(tǒng)與生命

  • 通過食物獲負熵流維持生命活動與生命的有序性與非平衡狀態(tài)
  • 管理生命與管理熵

5. 熵與信息

• 布朗運動與麥克斯韋的妖思想實驗

  • 孤立系統(tǒng)的熵減是由于麥克斯韋妖獲取信息而引起的

• 依靠外界熵增獲取信息完成實驗

  • 香農(nóng)將熵引入信息論，奠定信息時代理論基礎

6. 熵與社會經(jīng)濟學

• 經(jīng)濟學家尼古拉斯《熵定律與經(jīng)濟過程》

  • 經(jīng)濟社會學家杰里米《熵：一種新的世界觀》

• 號稱研究經(jīng)濟學的物理學家（普利高津的學生）陳平

  • 運用復雜性科學研究社會經(jīng)濟活動的學派

7. 物理與生命

• 生命活動幫助發(fā)現(xiàn)能量守恒定律

  • 顯微鏡幫助生物學看到了微觀世界

• 波爾的光與生命

  • 薛定諤的生命是什么 What is Life ?

    • 從熱力學與量子力學解釋生命的本質(zhì)

  • 薛定諤并提出三個觀點與猜想：
    1、遺傳物質(zhì)是有機大分子
    2、生命以負熵為生
    3、生命存在量子躍遷現(xiàn)象

  • 導致三個新的理論或?qū)W科誕生：
    1、理論分子生物學 (發(fā)現(xiàn)DNA)
    2、耗散結(jié)構理論（普利高津）
    3、量子生物學 (量子躍遷與生命變異)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的物理学与世界的变化的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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