新学期第一课：一文读完百年物理学史(2)

在爱因斯坦发展相对论的同时，物理学也在酝酿着另一场或许更加深刻的革命：

1900年，普朗克（Max Planck）推导出黑体辐射公式；

1905年，爱因斯坦用光子的概念解释了光电效应；

1913年，玻尔（Niels Bohr）提出了全新的原子模型；

1925年，海森堡（Werner Heisenberg）等人创建了矩阵力学，也就是量子力学的第一个版本；

1926年，薛定谔（Erwin Schr?dinger）提出波动力学，这是量子力学的第二个版本。之后，狄拉克（Paul Dirac）展示了矩阵力学和波动力学其实是等价的；

1927年，海森堡提出不确定性原理；

1928年，狄拉克将量子力学和狭义相对论相结合来描述电子，他也奠定了量子场论的基础。

1925年至1928年，一系列的发现建立了量子力学的基础。

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回到开头的故事，卡鲁扎成功了吗？虽然卡鲁扎的五维理论很诱人，但一个显而易见的问题是这第五个维度究竟在哪？1926年，克莱因（Oskar Klein）给出了答案，这个维度卷曲成了非常小的圈，以至于我们根本看不到。他计算出，这个圈的直径只有10?3?厘米，这是比最小的原子还要小20个数量级以上的尺度。尽管克鲁扎和克莱因的理论最终没有成功， 但他们的思想却一直流传到今天。

到了上个世纪六十年代，物理学家发现了除引力和电磁力外的另外两种基本力——强力和弱力。很快，物理学家格拉肖（Sheldon Glashow）、萨拉姆（Abdus Salam）和温伯格（Steven Weinberg）就成功地展示了电磁力和弱力其实只是电弱力的两面。

之后，物理学家试图在更高的能量下，将电磁力、弱力和强力统一。这样的理论被称为大统一理论，只是大统一理论的预言至今没有被验证。当然，物理学家的最终目标是统一所有四种基本力，换句话说，他们想要找到一个统一广义相对论和量子场论的“万有理论”。

除了这一终极目标外，今天物理学的上空充满了乌云，有许多的大问题都等待着被解决。

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在过去的100年中，相对论和量子力学的建立为物理学带来了全新的活力。

从理论成就上来说，物理学家发展了描述光和物质如何相互作用的

文章来源：《物理学进展》 网址: http://www.wlxjzzz.cn/zonghexinwen/2021/0907/1091.html