物理学与人类文明进步.ppt

物理学与人类文明进步物理学与人类文明进步樊明武樊明武物：我们生存的世界，物质、时物：我们生存的世界，物质、时间、空间间、空间理：客观规律理：客观规律知己知彼，了解自然，利用自然，知己知彼，了解自然，利用自然，推动人类文明进步推动人类文明进步从从1717世纪开始，物理学一直处于科世纪开始，物理学一直处于科学研究最活跃的前沿学研究最活跃的前沿任何真正的科学，随生产发展、社会任何真正的科学，随生产发展、社会进步而产生推动社会进步进步而产生推动社会进步元前的耕地，欧氏几何元前的耕地，欧氏几何西方的文艺复兴，资本主义兴起西方的文艺复兴，资本主义兴起牛顿力学牛顿力学工业革命，热力学工业革命，热力学麦克斯韦电动力学麦克斯韦电动力学古典物理学应用于社会生产和技术取得古典物理学应用于社会生产和技术取得了非凡的成功人类社会以空前的速度向了非凡的成功人类社会以空前的速度向前发展，物理学起到巨大作用。前发展，物理学起到巨大作用。蒸汽机、电气蒸汽机、电气化、汽车、电化、汽车、电磁波与通讯、磁波与通讯、航空、火箭技航空、火箭技术与航天术与航天2020世纪末，古世纪末，古典物理学及其典物理学及其衍生学科做出衍生学科做出了一系列重要了一系列重要贡献贡献1926实现电视实现电视图象传输图象传输1928跨大西洋的图跨大西洋的图象无线传输象无线传输1930首次提出火箭首次提出火箭发动机专利发动机专利1938 基于硒在光照下基于硒在光照下变成良导体，变成良导体，XEROX公司应公司应用它制成第一台用它制成第一台复印机复印机实现调频广播实现调频广播19391949用用X射线分析青霉射线分析青霉素晶体结构素晶体结构1957人造卫星上天人造卫星上天1958B超在医学上应用超在医学上应用1960载人航天载人航天1967家用微波炉上市家用微波炉上市1969人类登上月球人类登上月球无人探测车登上火星无人探测车登上火星199719世纪末物理学面临矛盾世纪末物理学面临矛盾n n光速与地球运动无关，形成电动力学与牛顿力光速与地球运动无关，形成电动力学与牛顿力学的矛盾学的矛盾n n电动力学观点：带电粒子构成原子，必然不稳电动力学观点：带电粒子构成原子，必然不稳定定n n原子光谱不仅有连续部分，还有分离的线谱原子光谱不仅有连续部分，还有分离的线谱n n发现放射性（发现放射性（1896），镭衰变为钋（），镭衰变为钋（1898），），原子不再是不可破坏的稳定结构原子不再是不可破坏的稳定结构人们在物理学上的努力人们在物理学上的努力n18951895年年,伦琴发现伦琴发现X X射线射线.(.(伦琴伦琴,W.W.C.C.RontgenRontgen,1845-1923,1845-1923,德国物理德国物理学家学家,1901,1901年获首届诺贝尔物理学奖年获首届诺贝尔物理学奖)n18961896年年,贝克勒尔发现放射性贝克勒尔发现放射性.(.(贝克贝克勒尔勒尔,H.A.BecquerelH.A.Becquerel,1852-,1852-1908,1908,法国物理学家法国物理学家,1903,1903年同居里年同居里夫妇夫妇 一起一起 获诺贝尔奖获诺贝尔奖.).)n18971897年年,汤姆生发现电子汤姆生发现电子.(.(J.J.J.J.ThomsonThomson,1856-1940,1856-1940,英国物理学家英国物理学家,19061906年获诺贝尔物理奖年获诺贝尔物理奖.).)1900 42岁的普朗克岁的普朗克（M Planck），），为解释黑体辐射为解释黑体辐射谱，提出量子论谱，提出量子论n19021902年年,勒纳德得到光电效应的基勒纳德得到光电效应的基本规律本规律,发现发现 电子的最大速度与光电子的最大速度与光强无关强无关.(.(勒纳德勒纳德,P.Lenard,P.Lenard,1862-1947,1862-1947,德国物理学家德国物理学家,1905,1905年年因对阴极射线的研究获诺贝尔物理因对阴极射线的研究获诺贝尔物理奖奖)1905 26岁的爱因斯坦，提出狭义相对岁的爱因斯坦，提出狭义相对论，用光量子解释光电效应论，用光量子解释光电效应 相对论和量子力学两大发现从根本上突相对论和量子力学两大发现从根本上突破了古典物理学局限破了古典物理学局限1913 玻尔在原子模型玻尔在原子模型中引入量子化条中引入量子化条件，电子在原子件，电子在原子中运动的轨道必中运动的轨道必须满足量子化条须满足量子化条件，解决了原子件，解决了原子稳定性问题和线稳定性问题和线状光谱现象状光谱现象爱因斯坦对现代物理的贡献爱因斯坦对现代物理的贡献 爱因斯坦诞生于德国乌尔姆，人类历史爱因斯坦诞生于德国乌尔姆，人类历史上继牛顿之后的最伟大的物理学家，上继牛顿之后的最伟大的物理学家，现代物理学有三大支柱：现代物理学有三大支柱：狭义相对论（狭义相对论（1905）广义相对论（广义相对论（1916）量子论（量子论（1900-1925）两个半属于爱因斯坦的贡献两个半属于爱因斯坦的贡献世界物理年，世界物理年，相对论世界物理年，相对论100100周年周年相对论改变了对宇宙的认识，现代物理学相对论改变了对宇宙的认识，现代物理学基础基础19051905年，年，5 5篇论文，三个内容，百年物理篇论文，三个内容，百年物理革命革命光量子与光电效应光量子与光电效应n热的分子运动热的分子运动n狭义相对论，狭义相对论，E=mcE=mc2 2两句名言：两句名言：当一只甲虫沿弯曲树爬行，我知道它是弯的。当一只甲虫沿弯曲树爬行，我知道它是弯的。小时迟钝，成年考虑时、空，当然更深。小时迟钝，成年考虑时、空，当然更深。伟大、深刻，赢得尊敬伟大、深刻，赢得尊敬真诚、坦白，激起热爱真诚、坦白，激起热爱战后物理学战后物理学深入原子内部，探索物资的基本结深入原子内部，探索物资的基本结构、对称性和相互作用力。构、对称性和相互作用力。相对论和量子力学结合成量子场论、相对论和量子力学结合成量子场论、量子电动力学量子电动力学近代物理的诞生近代物理的诞生导致微电子、激光、光纤、微导致微电子、激光、光纤、微光电子、核动力、核分析、医光电子、核动力、核分析、医学图像、纳米等技术的发展学图像、纳米等技术的发展20 20 世纪以来，物理学理论的发展，在三个层次上把人类对世纪以来，物理学理论的发展，在三个层次上把人类对自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。n在微观领域内，已经深入到基本粒子的亚核世界（在微观领域内，已经深入到基本粒子的亚核世界（1010-15-15 厘米），并建立起统一描述电磁、弱、强相互作用的标准模厘米），并建立起统一描述电磁、弱、强相互作用的标准模型，还引起了人们测量观、因果观的深刻变革。型，还引起了人们测量观、因果观的深刻变革。n在宇观领域内，研究的探针已达到在宇观领域内，研究的探针已达到10102828 厘米的空间标度和厘米的空间标度和10101717 秒的宇宙纪元；广义相对论的理论预言，在巨大的时秒的宇宙纪元；广义相对论的理论预言，在巨大的时空尺度上得到了证实，引起了人们时空观、宇宙观的深刻变空尺度上得到了证实，引起了人们时空观、宇宙观的深刻变革。革。n在宏观领域内，关于物质存在状态和运动形式的多样性、在宏观领域内，关于物质存在状态和运动形式的多样性、复杂性的探索，也取得了突破性的进展。复杂性的探索，也取得了突破性的进展。在实践方面在实践方面n现代物理学的发展导致了原子能的释放和应用，导致现代物理学的发展导致了原子能的释放和应用，导致了半导体、光通讯等新兴工业的崛起，为激光技术、了半导体、光通讯等新兴工业的崛起，为激光技术、新材料研制、新能源开发开辟了新的技术途径，并推新材料研制、新能源开发开辟了新的技术途径，并推动了计算机革命的进展。动了计算机革命的进展。n现代物理学在推动能源科学、空间科学、材料科学、现代物理学在推动能源科学、空间科学、材料科学、信息科学、环境科学、海洋科学的发展中起到了关键信息科学、环境科学、海洋科学的发展中起到了关键性的作用，成为性的作用，成为20 20 世纪下半叶以来蓬勃发展的现代科世纪下半叶以来蓬勃发展的现代科学技术革命的重要科学基础。学技术革命的重要科学基础。n现代物理学以新兴高技术群为中介向生产力的转化，现代物理学以新兴高技术群为中介向生产力的转化，极大地改变了人类的生产方式和生活方式，成为推动极大地改变了人类的生产方式和生活方式，成为推动现代社会发展的重要杠杆。现代社会发展的重要杠杆。二十世纪的科学二十世纪的科学发展特点发展特点基础研究推动前所未有的技术成果出现，即高科技成基础研究推动前所未有的技术成果出现，即高科技成果，如：果，如：通讯、网络、电脑、交通等通讯、网络、电脑、交通等改善生活质量，改善生活质量，提高健康水平提高健康水平2000年美国工程院认为年美国工程院认为20世纪世纪20次最伟大工程次最伟大工程电气化、汽车、飞机、自来水系统、微电子电气化、汽车、飞机、自来水系统、微电子无线电广播和电视、农业机械化、计算机、电无线电广播和电视、农业机械化、计算机、电话、空调和冰箱话、空调和冰箱高速公路、卫星、因特网、摄影、家用电器高速公路、卫星、因特网、摄影、家用电器医疗技术、石油和石油化工、激光和光纤、核医疗技术、石油和石油化工、激光和光纤、核技术、高性能材料技术、高性能材料它们直接或间接与物理学的发展有关它们直接或间接与物理学的发展有关50 50 年代以来，物理学发展庞大的学科群年代以来，物理学发展庞大的学科群n高能物理（粒子物理）高能物理（粒子物理）n原子核物理原子核物理n等离子体物理等离子体物理n凝聚态物理凝聚态物理n原子分子物理原子分子物理n光物理光物理n声学声学n计算物理计算物理n理论物理理论物理n其他分支学科其他分支学科物理学内部各个分支学科的渗透和物理学内部各个分支学科的渗透和交叉，物理学和化学、生物学、材交叉，物理学和化学、生物学、材料科学、天文学等其他学科的渗透料科学、天文学等其他学科的渗透和交叉，又产生了许多新的、富有和交叉，又产生了许多新的、富有生命力的边缘学科，形成了众多极生命力的边缘学科，形成了众多极有发展前途的科学前沿。有发展前途的科学前沿。在科学技术发展的推动下，物理学将加速地在科学技术发展的推动下，物理学将加速地发展和分化，增强各个分支之间的交叉和非发展和分化，增强各个分支之间的交叉和非线性作用，导致更为广泛和深刻的综合。线性作用，导致更为广泛和深刻的综合。物理学作为精密科学，探索视野广阔、研究物理学作为精密科学，探索视野广阔、研究层次的广谱、理论适用广泛，仍将发挥其中层次的广谱、理论适用广泛，仍将发挥其中心科学和基础科学的作用。心科学和基础科学的作用。将不断地推出新思想、新原理和新方法。将不断地推出新思想、新原理和新方法。孕育出功能奇特、威力巨大的新技术，成为孕育出功能奇特、威力巨大的新技术，成为新技术和新兴产业部门的源泉和生长点。新技术和新兴产业部门的源泉和生长点。高能物理高能物理的研究，向着更小尺度、更快时间、的研究，向着更小尺度、更快时间、更强的相互作用、结构更为复杂的体系过渡。更强的相互作用、结构更为复杂的体系过渡。粒子物理学中的粒子物理学中的“标准模型标准模型”理论，被认为理论，被认为是迄今为止最有效的一个唯象理论，但是这是迄今为止最有效的一个唯象理论，但是这个理论仍然存在着许多基本的疑难问题有待个理论仍然存在着许多基本的疑难问题有待解决。粒子质量的来源，夸克和轻子更深层解决。粒子质量的来源，夸克和轻子更深层次的特征标度，标准模型更深层次上的基本次的特征标度，标准模型更深层次上的基本规律等，都是今后主要的研究领域。寻找超规律等，都是今后主要的研究领域。寻找超出标准模型的新理论，是高能物理探索的一出标准模型的新理论，是高能物理探索的一个重要任务。个重要任务。核物理核物理核物理核物理随着核探针能量和种类的增加，核物理学在随着核探针能量和种类的增加，核物理学在随着核探针能量和种类的增加，核物理学在随着核探针能量和种类的增加，核物理学在新的自由度和新的层次上不断取得新成果。对非核新的自由度和新的层次上不断取得新成果。对非核新的自由度和新的层次上不断取得新成果。对非核新的自由度和新的层次上不断取得新成果。对非核子（特别是夸克）自由度、更高能量自由度、质子子（特别是夸克）自由度、更高能量自由度、质子子（特别是夸克）自由度、更高能量自由度、质子子（特别是夸克）自由度、更高能量自由度、质子-中子比自由度、角动量自由度的研究，将是今后的中子比自由度、角动量自由度的研究，将是今后的中子比自由度、角动量自由度的研究，将是今后的中子比自由度、角动量自由度的研究，将是今后的一个重要方向。特别是一个重要方向。特别是一个重要方向。特别是一个重要方向。特别是80 80 80 80 年代末出现的放射性核束，年代末出现的放射性核束，年代末出现的放射性核束，年代末出现的放射性核束，使核反应探针在核使核反应探针在核使核反应探针在核使核反应探针在核素图上从稳定核素发展素图上从稳定核素发展素图上从稳定核素发展素图上从稳定核素发展到不稳定核素。远离稳到不稳定核素。远离稳到不稳定核素。远离稳到不稳定核素。远离稳定线的新核素，特别是定线的新核素，特别是定线的新核素，特别是定线的新核素，特别是滴线核以及超重核、奇滴线核以及超重核、奇滴线核以及超重核、奇滴线核以及超重核、奇特核的合成和研究，将特核的合成和研究，将特核的合成和研究，将特核的合成和研究，将会对原子核物理学的发会对原子核物理学的发会对原子核物理学的发会对原子核物理学的发展起到积极的推动作用。展起到积极的推动作用。展起到积极的推动作用。展起到积极的推动作用。凝聚态物理凝聚态物理研究复杂多体系统，是物理学研研究复杂多体系统，是物理学研究中最活跃领域。正在对其他学科产生了重究中最活跃领域。正在对其他学科产生了重大影响；诱发的高新技术进展，对人类生活大影响；诱发的高新技术进展，对人类生活产生影响。高性能的新材料、超导、磁、表产生影响。高性能的新材料、超导、磁、表面物理、固态发光物理、液态物理、生命现面物理、固态发光物理、液态物理、生命现象中的物理问题、极端条件下的物理等研究。象中的物理问题、极端条件下的物理等研究。等离子体物理等离子体物理认识宇宙、控制地球环境变化、认识宇宙、控制地球环境变化、以及最终解决能源问题的基础以及最终解决能源问题的基础和保证。和保证。很多新技术与新应用的发展途很多新技术与新应用的发展途径：热核聚变等离子体、空间径：热核聚变等离子体、空间等离子体、天体等离子体和技等离子体、天体等离子体和技术与高技术等离子体的研究。术与高技术等离子体的研究。原子分子物理原子分子物理是微观世界的第一个层次，是微观世界的第一个层次，其发展直接或间接地推动了电子学和电其发展直接或间接地推动了电子学和电子产业、光电子学和激光产业的诞生和子产业、光电子学和激光产业的诞生和发展，还形成了量子化学、分子反应动发展，还形成了量子化学、分子反应动力学、分子生物学和分子天文学等一批力学、分子生物学和分子天文学等一批交叉学科。原子分子激发态结构和动力交叉学科。原子分子激发态结构和动力学理论的研究最活跃的领域。这一学科学理论的研究最活跃的领域。这一学科的发展，推动科学技术发展、社会进步，的发展，推动科学技术发展、社会进步，提高国防能力。提高国防能力。光物理学光物理学激光问世以来的三十多年里，光学的面貌发生激光问世以来的三十多年里，光学的面貌发生了深刻的变化。激光物理、非线性光学、高分了深刻的变化。激光物理、非线性光学、高分辨率光谱学、强光光学、量子光学等学科正日辨率光谱学、强光光学、量子光学等学科正日趋成熟。趋成熟。孕育着光子学、超快光谱学和原子光学等新的孕育着光子学、超快光谱学和原子光学等新的分支学科。分支学科。对生命科学、生物学、激光化学等领域的突破，对生命科学、生物学、激光化学等领域的突破，以及光学、光电子、光通讯等高技术产业的发以及光学、光电子、光通讯等高技术产业的发展，起到关键性的先导与推动作用。展，起到关键性的先导与推动作用。引力物理引力物理广义相对论是对引力的最成功的描述，广义相对论是对引力的最成功的描述，不仅把物理几何与非欧几何相联系，不仅把物理几何与非欧几何相联系，而且把时空结构与物质运动彻底结合而且把时空结构与物质运动彻底结合起来，揭示了时间与空间的实在性，起来，揭示了时间与空间的实在性，形成了时空与物质的完整性理论。形成了时空与物质的完整性理论。广义相对论的实验检验广义相对论的实验检验 落后于理论成果。落后于理论成果。近二十多年来，射电和雷达天文学的近二十多年来，射电和雷达天文学的技术进步，精确跟踪太阳系飞船能力，技术进步，精确跟踪太阳系飞船能力，检验引力理论的技术的提高。检验引力理论的技术的提高。引力波的存在，引力波的存在，60 60 年代得到理论上年代得到理论上的肯定；对脉冲双星的肯定；对脉冲双星PSR1913+16 PSR1913+16 运运动的长期观测，已为人们提供了印象动的长期观测，已为人们提供了印象深刻的引力波存在的证据。人们期望，深刻的引力波存在的证据。人们期望，在最近十年二十年内，引力波可能被在最近十年二十年内，引力波可能被探测到。探测到。以广义相对论为基础的大爆炸宇宙模型，已以广义相对论为基础的大爆炸宇宙模型，已经得到越来越多的观测上的支持，但存在着经得到越来越多的观测上的支持，但存在着基本的困难。近年提出的暴胀宇宙学方案，基本的困难。近年提出的暴胀宇宙学方案，不仅能在奇点问题、平直性问题、视界问题不仅能在奇点问题、平直性问题、视界问题与唯一性等问题上克服大爆炸理论的困难，与唯一性等问题上克服大爆炸理论的困难，而且还由于它涉及到普朗克尺度的极早期宇而且还由于它涉及到普朗克尺度的极早期宇宙图景，一个全新的量子引力理论将由此诞宙图景，一个全新的量子引力理论将由此诞生，而且人们所期望的四种基本相互作用的生，而且人们所期望的四种基本相互作用的大统一，也将有可能在这一阶段相关的能量大统一，也将有可能在这一阶段相关的能量标度上变得明显。对极早期暴胀宇宙的量子标度上变得明显。对极早期暴胀宇宙的量子引力理论的研究，受到世人瞩目。引力理论的研究，受到世人瞩目。非线性动力学、非平衡统计和热力学、非线性动力学、非平衡统计和热力学、不稳定性（如湍流）、混沌等研究领域，不稳定性（如湍流）、混沌等研究领域，过去二三十年的探索已经提出了许多问过去二三十年的探索已经提出了许多问题。在未来的几十年里，为寻求这些问题。在未来的几十年里，为寻求这些问题的答案所作的努力，一定会伴随着更题的答案所作的努力，一定会伴随着更多奇特的新现象的发现。多奇特的新现象的发现。物理学在其他学科中的应用物理学在其他学科中的应用物理学在其他学科中的应用物理学在其他学科中的应用50年代，年代，X射线用于生物大分子结构分析，发射线用于生物大分子结构分析，发现现DNA双螺旋结构双螺旋结构核放射分析技术，成功应用于生物学研究核放射分析技术，成功应用于生物学研究CT、MRI、PET、基因芯片、激光、超声、微、基因芯片、激光、超声、微波广泛用于医疗和生物研究波广泛用于医疗和生物研究中子衍射确定原子核位置和运动，探测物体内中子衍射确定原子核位置和运动，探测物体内应力分布，判定物资结构应力分布，判定物资结构同步辐射光源研究材料性能、结构、化学反应同步辐射光源研究材料性能、结构、化学反应过程、生物细胞活动过程、生物细胞活动超导器件用于地质探矿、研究生物体磁性变化超导器件用于地质探矿、研究生物体磁性变化物理科学的诞生和发展，几乎与人类认识自物理科学的诞生和发展，几乎与人类认识自然和利用自然的历史共久远；未来物理学的然和利用自然的历史共久远；未来物理学的发展，仍将与人类文明的进步共生同行，发展，仍将与人类文明的进步共生同行，以研究物质结构和运以研究物质结构和运动在各个层次上的基动在各个层次上的基本规律，提出新概念、本规律，提出新概念、建立新理论为目标的建立新理论为目标的物理学理论研究，将物理学理论研究，将始终处于整个自然科始终处于整个自然科学发展的前沿。学发展的前沿。中国是世界上文明发达最早的国家之一，对中国是世界上文明发达最早的国家之一，对人类文明和科学的发展作出过巨大的贡献。人类文明和科学的发展作出过巨大的贡献。在物理学领域内，中国也曾以丰富的成果领在物理学领域内，中国也曾以丰富的成果领先于世界一千多年。但是近代自然科学却没先于世界一千多年。但是近代自然科学却没有出现在这个历史悠久的国度，中国现代自有出现在这个历史悠久的国度，中国现代自然科学仍然处在落后的地位。这一迟滞现象然科学仍然处在落后的地位。这一迟滞现象自有其深刻的社会根源、历史根源和认识根自有其深刻的社会根源、历史根源和认识根源。源。学好数理化，走遍天下都不怕学好数理化，走遍天下都不怕已成过去？已成过去？其他世界更精彩？其他世界更精彩？缺乏原始创新，物理灵感？缺乏原始创新，物理灵感？大量进口工程软件，物理基础？大量进口工程软件，物理基础？设计不了独立产权产品，物理思路、设计不了独立产权产品，物理思路、构想？构想？用软件，不明白物理意义？用软件，不明白物理意义？爱因斯坦给我们的启迪：爱因斯坦给我们的启迪：n环境的艰难，默默忍受，在逆境中前进。环境的艰难，默默忍受，在逆境中前进。n追求真理，永不停息。追求真理，永不停息。n把科学变成人类共同拥有的财富。把科学变成人类共同拥有的财富。物理学发展的动力：物理学发展的动力：物理学发展的动力：物理学发展的动力：外部：社会经济需求的牵引外部：社会经济需求的牵引内部：为人类强烈追求对宇宙和物质结构内部：为人类强烈追求对宇宙和物质结构的运动认识推动的运动认识推动两种动力都不会停止推动物理学发展两种动力都不会停止推动物理学发展人们对物理学的提问：人们对物理学的提问：n质量如何产生？质量如何产生？n最基本的物资形态？暗物资？最基本的物资形态？暗物资？n真空的结构和对称性？真空的结构和对称性？n量子力学是最终的理论吗？量子力学是最终的理论吗？n宇宙和时空如何起源？是否存在多个宇宙？宇宙和时空如何起源？是否存在多个宇宙？n宇宙的结构和发展命运是唯一决定的吗？宇宙的结构和发展命运是唯一决定的吗？看看外面的物理世界看看外面的物理世界LEP27 公里公里,200GeV正负电子对撞机正负电子对撞机探索轻子：电子、夸克、探索轻子：电子、夸克、物理也是一把双刃剑物理也是一把双刃剑n3939年，爱因斯坦上书罗年，爱因斯坦上书罗斯福，研制原子弹斯福，研制原子弹n4141年，罗批准年，罗批准n4343年，成立年，成立原子弹研原子弹研究所究所n4545年年7 7月月1616日，新墨西日，新墨西哥，阿拉莫可德沙漠试哥，阿拉莫可德沙漠试爆爆广广岛岛一一九九四四五五年年八八月月六六日日 伊诺拉 盖伊飞机，小男孩，4082公斤，长3.05米，径0.711米，10公斤铀235，1.25万吨TNT，死7.1万，伤6.8万，12平方公里，5万建筑长长崎崎一一九九四四五五年年八八月月九九日日伏雷德伏雷德 奥列维奥列维博克之车博克之车计划小仓计划小仓胖子胖子3,35*1.523,35*1.52米米6060公斤钚公斤钚-239-2392.22.2万吨万吨TNTTNT死死3.53.5万万,伤伤6.06.0万万,4.7,4.7平方公里平方公里1958719587建筑建筑6 6天后天后,8,8月月1515日日,日本投降日本投降1949.8 1949.8 1949.8 苏联苏联1952.10 1952.10 英国英国1960.2 1960.2 法国法国1974.5 1974.5 印度印度19641964年年1010月月1616日我国第一颗日我国第一颗原子弹爆炸成原子弹爆炸成功功19671967年年6 6月月1717日，我日，我国第一颗国第一颗氢弹实验氢弹实验成功成功世界原子弹储量（法费加罗报）世界原子弹储量（法费加罗报）n n全世界全世界 5.25.2万万n n美、俄美、俄 各各2.52.5万万n n法法 500500n n英英 250250n n以色列以色列 150150n n核弹头：核弹头：俄俄 1058010580，美，美79007900我国研制的核潜艇我国研制的核潜艇秦山核电站秦山核电站大亚湾核电站大亚湾核电站19791979年年3 3月月2828日，美日，美Three Mile Three Mile IslandIsland，2 2号反应堆，机械设备故障，号反应堆，机械设备故障，加上操作失误，燃料元件失去冷却，堆加上操作失误，燃料元件失去冷却，堆心部分熔化，放射性物质泄漏至安全壳，心部分熔化，放射性物质泄漏至安全壳，居民撤离电厂所在地。居民撤离电厂所在地。事故事故前苏联基辅北前苏联基辅北130130公里，切尔诺贝利，公里，切尔诺贝利，4 4号反应号反应堆发生爆炸，引发大火，放射性物质大量泄漏，堆发生爆炸，引发大火，放射性物质大量泄漏，2.62.6亿居里，亿居里，3131人死亡，人死亡，203203人受伤，人受伤，13.513.5万人万人疏散。周围疏散。周围7 7公里树木逐渐死亡，公里树木逐渐死亡，1010公里不能公里不能耕作，耕作，1010年内年内100100公里禁止生产牛奶。公里禁止生产牛奶。19451945年后最大的核灾难。年后最大的核灾难。20032003年，俄年，俄国际文传电讯社国际文传电讯社报道：报道：250250万人患病，其中万人患病，其中47.347.3万儿童。万儿童。关关西西核核点点站站蒸蒸汽汽泄泄漏漏，造造成成伤伤亡亡正电子断层照相核医学示踪技术从分子水平认识疾病核医学示踪技术从分子水平认识疾病n病变组织受体病变组织受体密度与功能变化密度与功能变化n细胞信息传递细胞信息传递n生命现象本质生命现象本质2121世纪的物理学与相关技术发展动态世纪的物理学与相关技术发展动态物理前沿：物理前沿：u宇宙与物质结构，生命起源。宇宙与物质结构，生命起源。u中微子振荡及中微子其他特性研究中微子振荡及中微子其他特性研究u宇宙背景辐射研究宇宙背景辐射研究u激光点阵导致量子相变激光点阵导致量子相变u光子晶体自组装：探求光学线路代替光子晶体自组装：探求光学线路代替电子线路电子线路u量子信息处理量子信息处理u夸克粒子夸克粒子科技发展趋势科技发展趋势u信息技术依然发挥主导作用信息技术依然发挥主导作用u生命科学和生物技术会有突破生命科学和生物技术会有突破u物质科学的新生机物质科学的新生机u新材料，人类文明的基石新材料，人类文明的基石u资源的合理利用和环境保护资源的合理利用和环境保护u能源能源u空间和海洋科技空间和海洋科技u数学在科学、工程、社会的作用数学在科学、工程、社会的作用u学科交叉、科技与经济、教育、文化联系学科交叉、科技与经济、教育、文化联系u社会组织、管理结构变革社会组织、管理结构变革u科学技术改变国家安全格局科学技术改变国家安全格局u战争已进入数字化、信息化战争已进入数字化、信息化u核心：制信息权、制空权核心：制信息权、制空权u关键：精确打击、光电、隐形、新慨念武关键：精确打击、光电、隐形、新慨念武器器u对抗由军事威胁、经济制裁转向科技抑制对抗由军事威胁、经济制裁转向科技抑制u国家安全不仅是国防安全，还有信息安全、国家安全不仅是国防安全，还有信息安全、经济安全、资源安全、生态安全、国民健经济安全、资源安全、生态安全、国民健康安全等等。康安全等等。科学技术是一把双刃剑，为人类带来幸福科学技术是一把双刃剑，为人类带来幸福和发展机遇的同时，也带来新的挑战。和发展机遇的同时，也带来新的挑战。科学要对人类和自然负责，科学技科学要对人类和自然负责，科学技术的承诺：创造物资财富，改善生术的承诺：创造物资财富，改善生存环境，提高生活健康质量，推进存环境，提高生活健康质量，推进社会文明进步。社会文明进步。谢谢 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