物理是研究什么的

今天给大家带来的学习内容就是物理实验当中的研究性实验，相信是有不少的同学在这一知识点方面有不懂得地方的吧。那么我们就赶紧往下看吧。点赞关注，私信“高考”，有惊喜哦！以下就是有关于物理研究性实验的解析还有分析了，希望这些知识点能够帮助到你的学习。同时，如果你还需要更多物理实验方面的知识点，你还可以通过私信回复“高考”的方式来获取。点赞关注，私信“高考”，有惊喜哦！点赞关注，私信“高考”，有惊喜哦！以上就是本文所有的内容了，希望这些知识点能够帮助到你的学习，助你在考试中取得更加理想的成绩。

无论是搞工程科学、人文科学的，还是平常百姓，我们许多人都知道，确定性是指自然界和人类世界中的一种肯定的、准确的客观规律和因果关系。根据这样的确定性的前提条件我们预测未来的结果，即我们通常所说的观点：“有其因必有其果”。基于这样的确定性的决定论从18世纪起基本上统治了科学界，认为一切都是由准确的因果关系联系的，一切世界的运动都是由确定的规律决定；知道了原因以后就一定能知道具体结果，现在发生的一切都是由过去所完全决定的。在此基础上，经典科学得到了巨大的发展。在这种确定性思想下，世界就像一部钟，像钟表一样地准确地走动，过去与未来的一切均已依据这样的因果关系确定好了。最为典型的是法国数学家拉普拉斯于1814年提出。只要知道宇宙中每个原子确切的位置和动量，就能够使用牛顿定律来精确地预测宇宙事件的整个过程、过去以及未来。这种确定性观点也多少体现在包括爱因斯坦在内的许多科学家身上。爱因斯坦在给玻恩的一封信中写道：“ 你信仰投骰子的上帝，我却信仰完备的定律和秩序。 ”确定论认为，世界都是按照严格定律而不是按照几率来制定的，它的行为由确定的因果关系决定、可以准确预测。19世纪物理学的不可逆过程、熵、及热力学第二定律使得拉普拉斯的确定论受到质疑。拉普拉斯的确定论是建立在力学理论可逆过程的基础上的，然而热力学理论则指出现实的物理过程都是不可逆的。近代量子力学理论更使得拉普拉斯的确定论成为不可能。量子力学理论认为，自然界的本质是不确定性的，未来是测不准的，只可求出概率。量子力学发现，并不是所有事情都可以确定地说出来，我们只能计算某些事物以某种方式将要表现出来的可能性。从18世纪以来，人们历来认为，我们的经典物理学是确定性的。但是最近，奥地利科学院维也纳量子光学与量子信息研究所、维也纳大学和日内瓦大学的科学家们，对这种历来的传统观点，提出了极为基本的挑战。他们认为，经典物理学历来并不是确定性的，而是不确定性的。他们的体现这一最新观点的研究论文：题为《没有确定性的物理学：经典物理学的替代解释》（Physics without determinism: Alternative interpretations of classical physics），发表在刚刚最新出版的《物理评论A》杂志上，科学家们提出了这样一个极为基本然而又是极为重要的问题：在经典物理学中，通常假定如果我们知道一个物体在哪里以及它的速度，我们就可以准确地预测它会去哪里。但是，经典物理学真的会是这样地完全地确定的吗？研究人员基于经典物理学著作的研究指出，对经典物理学的通常确定性的解释是基于默认的、附加的假设。比如，当我们测量某些东西时，用尺子计量一张桌子的长度，就会发现，这样一个值的精度是有限的，即具有限精度的、有限数量的数字。即使我们使用更精确的测量工具，我们也只会找到更多的数字，但数量仍然有限。但是，经典物理学假定，即使我们无法精确地测量它们，也确实存在无限数量的预定的数字，但还是意味着所测量的长度始终是完美确定的。研究人员具体列举与研究了一些经典物理学范例指出，在确定性的世界中，对物体的初始条件，如其速度和位置的完全了解，无疑会决定物体的之间的运动路径。经典物理学假定，如果我们无法在不同的运行中获得相同的路径，那仅仅是因为在实践中我们无法精确地设定相同的初始条件。比如，由于我们没有无限精确的测量仪器来设置物体的初始位置。这项最新研究的作者提出了另一种观点：即使从基本原理上讲，物体的运动未来也是真正随机的，而不是由于我们的测量仪器的局限性。因此，研究人员提出新的模型不再将物理意义通常归因于数学实数，而是具有无限预定位数的数。这个新的模型指出，在经过一定数量的数字后，它们的值才真正体现为随机的数，从而明确定义所采用的特定值的使用倾向。这导致对经典物理学与量子物理学之间关系的新见解。实际上，不确定量何时、如何以及在什么情况下取确定值是量子物理学基础中一个相当奥秘而又极为重要的问题，即称为量子测量问题。这个基本问题基于这样的一个基本事实：在量子世界中，如果不改变现实就不可能观察到现实。实际上，在观察者实际测量之前，尚未确定对量子物体的测量值。另一方面，这项新研究指出，同样的问题本来也总都是隐藏在经典物理学过去令人感到确定的潜规则的后面。他们提出了对经典物理学的这一新的解释、这项新的研究，从基础上来讲，挑战了经典物理学对确定性的传统的基本观点，无疑对科学的基础研究及其哲学思想基础研究具有一定重要的探讨意义。参考资料：Flavio Del Santo and Nicolas Gisin. “Physics without determinism: Alternative interpretations of classical physics”, Physical Review A. 5 December 2019

宇宙学的基本问题之一是生命起源的本质。我们为什么在这里？尝试回答该问题的一种方法是分析定义我们宇宙的可能物理参数，以了解哪些参数使生命的发展成为可能。换句话说，我们的宇宙如何创造生命呢？多元宇宙理论表明，在我们自己之外，存在着无限的宇宙，每个宇宙都存在于一个独特的时空气泡中，并且每个宇宙在某些参数（例如某些原子的质量或电荷）上都不同。这项研究通过定义每个平行宇宙可能不同的参数来适应多元宇宙理论。物理学家索赫拉布·拉赫瓦尔（Sohrab Rahvar）在最近发表的题为“可居住宇宙的宇宙初始条件”的论文中指出，可居住宇宙的概率与重子和反重子的不对称性成正比。重子和反重子都是组成质子和中子的亚原子粒子。除电子外，它是所有原子的组成部分。因此，我们能看到和感觉到的一切都是重子物质或重子组成的物质。重子和反重子的不对称性或比例的差异使宇宙能够产生生命所必需的大型结构，如恒星和星系。宇宙是否具有不对称性将在早期宇宙的膨胀阶段确定。这个阶段是宇宙从很小变成类似于今天的宇宙大小的时候。可以说，在膨胀膨胀中，不会通过鼓起气球来产生更多的空间，而是通过气球内的空气变得更致密。想象一下一个13英寸的计算机屏幕，其中添加了更多像素。屏幕仍然是13英寸，但里面还有更多空间。在宇宙的情况下，这意味着我们熟悉的大型结构，如恒星和星系。在这种通货膨胀的宇宙中，熵或无序随时间增加。这表明早期宇宙必须具有非常低的熵，即大爆炸之前的一种称为“奇点”的状态。为了使熵在无限长的时间内持续增长（正如膨胀宇宙学所暗示的那样），那么早期宇宙就必须在其诞生的某个时候设定某些条件，例如膨胀速度。通货膨胀的这个参数是对数的，这表明了为什么熵可以持续到无穷大。通货膨胀的此参数定义为宇宙的“电子折叠数”。通过时空折叠而产生的大量电子折叠创建了一个环境，在该环境中，父域中可能形成新的通货膨胀区域或气泡。换句话说，拥有大量电子折叠的宇宙可以在自身内部产生新的宇宙。从理论上讲，拥有足够大的电子折叠数的宇宙将创造出无限的新宇宙，其中一些宇宙可以满足生活条件。低e折数字会导致通货膨胀率最终消失，从而在出生后不久就普遍崩溃。否则，这个低电子折叠数的宇宙的能量可能会被稀释到永远不会形成生命进化所必需的大型结构。Rahvar确定电子折叠数或时空折叠数是对早期宇宙中存在的重子和反重子数量之间差异的度量。重子是由三个夸克组成的亚原子粒子。夸克是至今尚未发现的最小的物质构建基块，甚至比原子还小。一个反重子就是一个重子，它有3个不同的“反”夸克组成。当重子和反重子发生碰撞时，它们会相互破坏，并产生能量。因此，重子和反重子在比例或不对称性方面的差异越大，宇宙可以拥有的原子物质越多。原子物质越多，宇宙形成生命所需的恒星和星系以及其他大型结构的可能性就越大。早期宇宙学的一个假设是，大爆炸应该产生等量的重子和反重子，其他亚原子粒子及其反变体（如质子和反质子）也是如此。如果有的话，那就意味着大多数原子物质都不会发展了。通过一个称为重子发生的过程，宇宙中的重子数量超过了抗重子的数量，从而产生了拉赫瓦尔证明的不对称性。这对我们对宇宙的理解具有巨大的意义。如果我们能够客观地量化和理解我们宇宙的形成，我们最终可以将其与其他宇宙的数据进行比较，然后从中确定我们的通货膨胀空间或多重宇宙中的另一个泡沫是否能够容纳生命。出于明显的原因，寻求外星情报（SETI）的重点是我们目前了解的宇宙。但是，本文提出了一个明智的建议，即智慧生命也可能存在于多元宇宙的其他地方。

有人认为，在物理研究领域，一个未能参与试验的人若想提出一个新理论是毫无希望的。在他们看来，现代的物理研究需要更大的设备，更多的投资，更多的人参与其中，这些确实是基础物理观察研究所需要的，所有参与者也值得尊敬，但这些未必适用于理论研究者。 这个信息化爆炸的时代，科学爱好者可以通过书籍、报纸、网络等途径，便捷地获得他所需要的研究资料。这些可获得的科研资料不仅包括其他实验室的表观资料，还包括那些涉及微观量子、宏观天文观测、生物学进步等新的物理学观点。物理学领域的理论创新是十分复杂和艰世的，其中最基础的工作就是需要对系统的资料归纳和总结，然而在未来照顾系统恰恰是单一的信息所不能承担的。科学爱好者通过各种途径从主流物理试验中寻找自己的答案并做出总结的方法并不违背科学精神。比如欧洲大型对撞机刚刚宣布发现了近似“上帝粒子”的粒子，而这个对撞机，几乎耗费了一百亿美元，全球包括中国在内的几十个国家、几千个顶级科学家参与了这个项目，其实验结果是可以被世界上任何一个人参考的。 基于别人实验或者天文观测，然后判断、总结，归纳出别人发现不了的信息与结果，也是十分具有说服力的证据。而且现代的物理学研究，在宏观与微观方面，由于观察工具有限，越来越处于非真实直接信息阶段，比如针对夸克、希格斯粒子发现，比如对于银河系之外的宏观观察等。正如霍金的“鱼缸里的鱼”的比喻一样，人们有时候无法观察到何为真实，只能通过有限的信息判断问题，而这项工作的完成更需要理论工作者集众家之长总结并探索出更加充满可能性的物理学研究方向及物理学理论，来解释更广范围内的科学现象。 霍金在他新书《大设计》中指出，从鱼缸里的金鱼角度来看，它们的物理参考系统与人的参考系统是不一样的。比如，当我们人类观察直线运动的时候，而对于金鱼来说，它们看到的是一条曲线运动。金鱼眼中的图像和人类眼中的图像是不同的，但金鱼仍可描述它们观察到的在鱼缸外面物体运动的科学定律。尽管金鱼可以从变形的参考系中表述科学定律，但这些定律也能预言鱼缸外的物体的未来运动。虽然它们的定律会比我们参考系中的定律更为复杂，但简单性只不过是口味而已。如果金鱼描述了这样的一个理论，我们就只好承认金鱼们的定律是实在的一个正确的图像。如果金鱼描述的与人类描述的都符合观测的模型，那么我们不能将这一个比另一个更真实。在所考虑的情形下，哪个更方便就用哪个。

关于物理学物理学属于理学，也是一门应用型学科，研究的是物质运动最一般规律和物质基本结构，主要是培养掌握物理学的基本理论与方法，具有良好的数学基础和实验技能，能在物理学或相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术和相关的管理工作的高级专门人才。作为当今最精密的一门自然科学学科，同时也是众多技术学科的支柱。物理学本科阶段的课程主要是以数学和物理为主，目前大部分高校招生，都是以大类招生，进入物理系后学习一段时间在细分，后有很多想要从事物理学研究的，基本都是会往研究生方向读或是更上一层。关于就业物理学具有较强的社会适应性，毕业生既可以从事基础科学研究的基础知识，也可在相关领域从事教学、技术和相关的管理工作；经过大学的历练，使得他们具备较强的开拓能力和对工作的坚持，这些都是社会各界所喜欢的。很多人说学了物理学，好像什么都可以做，又好像什么都做不了，但也正是因为物理学所涉及的东西比较广泛，所以很多职业都可以胜任，而且物理学学到的基础知识更是为日后积累打下了良好的根基，所以总体来说还是非常不错的，俗话说得好"学好数理化，走遍天下都不怕"；但对于物理学很重要的一点就是你要喜欢物理，并且对数学保持热情和提高能力。关于物理学具体从业方向除了继续深造，从事相关研究之外，最常见的就是老师了，这是其一，当然还有其他。教师：很多喜欢物理的人本科出来想搞科研能力又不足，但有不想继续深造，那么当老师必然是首选了。首先很多教育培训机构都需要物理学这类的教师，不一定非得有教师资格证，通过培训有能力便可教学，但作为老师，有教师资格证肯定是更好的，还可以去一些公办学校，想要稳当往后还需要考取教师编制资格。作为老师，不论是公办还是教育机构，与一般上班族而言，时间上还是比较自由的，也有更多的时间去做一些自己想做的事情。IT行业：互联网发展势头正旺，很多学习物理学的会选择从事计算机相关的工作，做一个专职程序员对他们来说也并非难事，有物理学做基础，编程都是比较容易上手的，而且工资待遇都不差，也是大多数人的选择。销售工程师：尤其是电子设备行业，作为一名销售人员，除了要有必备说服力，还有充分了解产品的卖点，以及技术上创新与突破，而这方面的知识便是涉及到了自身的专业领域的知识，让你在销售过程中突显自身优势，销售人才的晋级也是需要一个长期积累的过程。当然除了做销售，也可在电子设备行业从事售前咨询或是售后技术支持等，这些都是可以充分展现自己的专业优势。近几年医学物理渐渐盛行，但在国内目前还不多，但在国外确实是一个非常不错的职业，相信随着技术的发展进步，国内在这个行业也会渐渐发展起来的。此外还有一些能源物理相关、航天航空技术等相关工作，但这些相对要求也是非常高的。根据相关数据显示，物理学相关专业就业集中地也大都在有较大支撑、技术发达的一线城市，地域差距还是比较大的。专业强校：北京大学、清华大学、吉林大学、复旦大学、南京大学、中国科学技术大学、华南师范大学等。

新高考改革的问题集中在物理选不选上，这是个不争的事实。选不选要因人而异，并没有绝对的对错。但是如果我们连大学物理要学什么？学到什么程度？哪些大学的物理研究什么都不知道，我们的选择就是盲目的。为了避免这类盲目的问题带来的后果，我把国内目前物理学的发展现状和各顶尖高校的物理学相关情况做个粗略的介绍，希望给新高一的家长和学生带来帮助。如果您的孩子高考后进行志愿填报的时候想考虑物理学，也请认真阅读这篇文章。想中国物理学的现状，首先要知道世界物理学的现状，因为中国物理学一直落后于西方，它的现状和发展很基本上是由世界物理学现状及发展所决定的。近300年物理学经历了三次重大突破：1、是牛顿力学的建立和热力学的发展；牛顿力学的建立和热力学的发展，导致了蒸汽机的发明，使人类进入蒸汽动力时代，进入了第一次工业革命；19世纪，从法拉第发现电磁感应，导致了发电机的发明，使人类进入了电气时代。第一次工业革命，主要标志是蒸汽机的广泛应用，这是牛顿力学和热力学发展的结果。2、麦克斯韦创立了电磁理论；麦克斯韦电磁理论基础的电学和磁学的经验定律包括：静电学的库仑定律，涉及磁性的定律，关于电流的磁性的安培定律，法拉第电磁感应定律。麦克斯韦把这四个定律予以综合，导出麦克斯韦方程，该方程预言：变化的电磁场以波的形式向空间传播。第二次工业革命，主要标志是电力的广泛应用和无线电通讯的实现，这是电磁现象的研究和经典电磁场理论的重大突破的结果。3、相对论、量子力学的创立。相对论和量子力学，前者补充了经典力学在高速，强引力场下的缺失，而后者填补经典力学在次原子世界的理论空白。第三次科技革命以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命。这都离不开20世纪以相对论和量子力学为主要内容的近代物理的发展。接下来我们说说国内物理学的状况。首先给大家提供一个最新的好消息：2月28日凌晨，来自中国科学院物理研究所、南京大学和普林斯顿大学的3个研究组分别在Nature杂志发布了最新研究成果。他们的研究结果表明，数千种已知材料都可能具有拓扑性质，即自然界中大约24%的材料可能都具有拓扑结构。这个数字让人震惊。因为在这之前，科学家知道的拓扑材料只有几百种，其中被详细研究过的只有十几种。这个消息对大部分普通人而言不太好理解，毕竟涉及到了拓扑这类的专业词汇。不过，大家只要知道我国物理研究现在有很多方向的成功居于世界前列就可以了。下面是重点。国内将物理学列为一级学科，其下有理论物理，粒子物理及原子核物理，原子分子物理，凝聚态物理，光学，声学，等离子体物理，无线电物理八个二级学科。上次我在科普文章里给大家介绍过凝聚态物理。凝聚态物理是现在物理学最大的分支领域。大家比较熟悉的凝聚态物理的重大成就是半导体的发现及应用。这个发现的社会价值只需看一眼身边的电脑和手机我想所有人都会明白。凝聚态物理最近最热的方向，一个是“超导”，另一个是“纳米”。可以肯定的说，作为物理学最大的分支方向，它已经逐渐发展为整个物理学的主干和中心，无论是新高一的同学还是高考选报物理学相关专业的同学，你们中超过半数的人在将这个领域辛勤地工作着为人类造福。光学目前是物理学最接近应用领域的一个分支，因为它的应用性太强了，在实际应用中即可成为能量的载体也可成为信息的载体。激光的发现重要性丝毫不亚于半导体，它使得光学发展为仅次于凝聚态物理的物理学第二大分支，并且目前比凝聚态物理更接近实际应用。物理所，中科院里神一样的存在。物理所是以物理学基础研究与应用基础研究为主的多学科、综合性研究机构，研究方向以凝聚态物理为主，包括凝聚态物理、光学物理、原子分子物理、等离子体物理、软物质物理、凝聚态理论和计算物理等。战略定位是“面向国家战略需求，面向世界科技前沿”，发展目标是“建成国际一流物质科学研究基地”。在中科院基础科学园区里，规模最大的研究所就是中国科学院物理研究所，以其为载体的凝聚态物理国家实验室，是国家最重要的凝聚态物理研究基地，具有国际一流的研究水平。物理所第一个国家级实验室就是大名鼎鼎的超导国家重点实验室，是中国基础科学研究的一支王牌之师。有志于此的孩子在高考不能选择这里，但是可以考虑好专业方向，本科学习超导相关专业或理论物理，将来读博或博士后到这里继续深造。北京大学物理学，全国最好的物理系（学院）北京大学理科专业从建国以来一直是全国高校中最好的，北大物理最大的特点是各个二级学科方向都很强，尤其理论物理领域远远领先于其他高校，其它的几个二级学科方向也在全国位列三甲，北大物理一共有理论物理，粒子物理和核物理，凝聚态物理，光学四个国家重点学科。南京大学物理系，凝聚态物理和声学物理全国高校最强。凝聚态物理专业在国内高校中首屈一指，凭借这个优势奠定了南京大学在国内物理系（学院）的地位。南大物理共有理论物理，凝聚态物理，声学，无线电物理四个国家重点学科，其中除凝聚态物理外和它的声学专业也是全国高校中最强的。如果把天文学纳入物理学领域的话，由于比邻紫金山天文台，它的天体物理专业在国内更是一枝独秀。南大物理系冯端院士与中科院半导体所的黄昆院士可以并称为中国固体物理学（凝聚态物理学的核心部分）的泰山北斗。中国科学技术大学，全国唯一有两个物理系的高校，中国科学院博士生培养基地。。物理系以研究凝聚态物理和光学两个大的应用方向为主。它的近代物理系以研究理论物理，粒子物理及核物理，原子分子物理，等离子物理等理论及实验方向为主，对应过去中科院的近代物理所（现分裂为北京高能所，兰州近物所和原子能研究院）。科大物理有五个国家重点学科，分别是理论物理，粒子物理及核物理，凝聚态物理，光学，等离子物理，比北大和南大还要多出一个，它的近代物理领域一直是全国高校中最强的。复旦大学物理系，光学领域全国高校最强。和南大抓住凝聚态物理一样，复旦大学物理系抓住了物理学的第二大应用领域光学，从而也奠定了其国内一流物理系的地位。复旦物理有理论物理，凝聚态物理，光学三个国家重点学科，其中光学领域是全国高校中最强的。复旦大学物理系办学理念“办大学就是大师办学，无大师就无大学”武汉大学物理科学与技术学院，来最美之大学，成就最美之人生。钱学森曾说：“物理学是自然科学的基础之基础”。从自强学堂的格致门，到21世纪的武汉大学物理科学与技术学院，在这里，有师德厚重、学术顶尖的教学师资，有门类齐全、紧跟前沿的科研平台，有各具特色、国际范儿十足的联合培养班。在这里，你可以与大师为友，以同窗为伴，沿着美丽的武大梦追逐科学之梦、真理之梦、强国之梦，“判天地之美，析万物之理”，开启新的人生征程！“黄鹤楼中吹玉笛，江城五月落梅花”此外国内还有很多高校的物理系都非常优秀，篇幅关系就不一一列举了。“疯了老陈”，用内容影响世界！

目前网上有很多人对量子力学提出了质疑，甚至有人将量子力学披上了一层面纱，把它划到了迷信范畴，在这里对于这样争议小编认为主要源于大家对于量子力学不了解，这也是因为我们在科学普及方面做得不够，毕竟面对普罗大众，你用专业术语去讲解，没有几人能听懂，可是面对量子力学神奇，则让人产生了一种违和感，这样就会产生误解。首先量子力学不是伪科学，也不是迷信，它就是科学，而且是我们目前最重要的科学之一，那么什么是量子力学呢，它是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。量子力学不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。以上这段话是来自百度百科，我想很多人都可以搜索到，可是估计还有一部分人对于这样解释不太明白，如果再翻译成更加直白的话就是，量子力学主要是研究我们看不见的物质，如果把我们世界分成两部分，一部分是可视的，一部分就是不可视的，而量子力学所研究部分恰恰就是不可视部分。由于我们在以往对物理学研究都放在了可视这部分，所以简单物理学知识我们能够很好理解，比如电学，力学，这些东西在我们生活中可以接触，所以我们不会质疑，可是到了量子力学这里，就行不通了，因为我们自身接触不到它，可是你接触不到，并不代表它不存在，这和古代人无法理解自然现象一样，你去和他将这些基础物理知识，他一定认为你有病，这就和现在量子力学一样，虽然我们不会像古代人一样，但是一样会发出质疑，毕竟量子力学中所描述的一些事情，看起来很科幻。要知道目前我们对于物理学研究已经到了一种瓶颈期，尤其在我们对于宇宙越加了解这样困境越多，因为我们在接触和观察到事情越复杂，我们就不能用可视的部分去解释，因为你根本解释不通，所以我们只能把目光锁定在构成这个世界和宇宙基础上，这叫溯本求源，如果你找到了它的本源，自然很多问题就可以迎刃而解，这就是我们为什么研究量子力学的原因。除去这些原因，量子力学在研究过程中，我们不仅可以解开这些谜团，更加可以改变我们生活，你不要去质疑，这如同一百年前没有人会相信今天的人可以自由翱翔宇宙一样，当百年以后你回头来看，会发现现在这些质疑多么可笑。如果你喜欢我，点下关注呗，谢谢！

无论是搞工程科学、人文科学的，还是平常百姓，我们许多人都知道，确定性是指自然界和人类世界中的一种肯定的、准确的客观规律和因果关系。根据这样的确定性的前提条件我们预测未来的结果，即我们通常所说的观点：“有其因必有其果”。基于这样的确定性的决定论从18世纪起基本上统治了科学界，认为一切都是由准确的因果关系联系的，一切世界的运动都是由确定的规律决定；知道了原因以后就一定能知道具体结果，现在发生的一切都是由过去所完全决定的。在此基础上，经典科学得到了巨大的发展。在这种确定性思想下，世界就像一部钟，像钟表一样地准确地走动，过去与未来的一切均已依据这样的因果关系确定好了。最为典型的是法国数学家拉普拉斯于1814年提出。只要知道宇宙中每个原子确切的位置和动量，就能够使用牛顿定律来精确地预测宇宙事件的整个过程、过去以及未来。这种确定性观点也多少体现在包括爱因斯坦在内的许多科学家身上。爱因斯坦在给玻恩的一封信中写道：“ 你信仰投骰子的上帝，我却信仰完备的定律和秩序。 ”确定论认为，世界都是按照严格定律而不是按照几率来制定的，它的行为由确定的因果关系决定、可以准确预测。19世纪物理学的不可逆过程、熵、及热力学第二定律使得拉普拉斯的确定论受到质疑。拉普拉斯的确定论是建立在力学理论可逆过程的基础上的，然而热力学理论则指出现实的物理过程都是不可逆的。近代量子力学理论更使得拉普拉斯的确定论成为不可能。量子力学理论认为，自然界的本质是不确定性的，未来是测不准的，只可求出概率。量子力学发现，并不是所有事情都可以确定地说出来，我们只能计算某些事物以某种方式将要表现出来的可能性。从18世纪以来，人们历来认为，我们的经典物理学是确定性的。但是最近，奥地利科学院维也纳量子光学与量子信息研究所、维也纳大学和日内瓦大学的科学家们，对这种历来的传统观点，提出了极为基本的挑战。他们认为，经典物理学历来并不是确定性的，而是不确定性的。他们的体现这一最新观点的研究论文：题为《没有确定性的物理学：经典物理学的替代解释》（Physics without determinism: Alternative interpretations of classical physics），发表在刚刚最新出版的《物理评论A》杂志上，科学家们提出了这样一个极为基本然而又是极为重要的问题：在经典物理学中，通常假定如果我们知道一个物体在哪里以及它的速度，我们就可以准确地预测它会去哪里。但是，经典物理学真的会是这样地完全地确定的吗？研究人员基于经典物理学著作的研究指出，对经典物理学的通常确定性的解释是基于默认的、附加的假设。比如，当我们测量某些东西时，用尺子计量一张桌子的长度，就会发现，这样一个值的精度是有限的，即具有限精度的、有限数量的数字。即使我们使用更精确的测量工具，我们也只会找到更多的数字，但数量仍然有限。但是，经典物理学假定，即使我们无法精确地测量它们，也确实存在无限数量的预定的数字，但还是意味着所测量的长度始终是完美确定的。研究人员具体列举与研究了一些经典物理学范例指出，在确定性的世界中，对物体的初始条件，如其速度和位置的完全了解，无疑会决定物体的之间的运动路径。经典物理学假定，如果我们无法在不同的运行中获得相同的路径，那仅仅是因为在实践中我们无法精确地设定相同的初始条件。比如，由于我们没有无限精确的测量仪器来设置物体的初始位置。这项最新研究的作者提出了另一种观点：即使从基本原理上讲，物体的运动未来也是真正随机的，而不是由于我们的测量仪器的局限性。因此，研究人员提出新的模型不再将物理意义通常归因于数学实数，而是具有无限预定位数的数。这个新的模型指出，在经过一定数量的数字后，它们的值才真正体现为随机的数，从而明确定义所采用的特定值的使用倾向。这导致对经典物理学与量子物理学之间关系的新见解。实际上，不确定量何时、如何以及在什么情况下取确定值是量子物理学基础中一个相当奥秘而又极为重要的问题，即称为量子测量问题。这个基本问题基于这样的一个基本事实：在量子世界中，如果不改变现实就不可能观察到现实。实际上，在观察者实际测量之前，尚未确定对量子物体的测量值。另一方面，这项新研究指出，同样的问题本来也总都是隐藏在经典物理学过去令人感到确定的潜规则的后面。他们提出了对经典物理学的这一新的解释、这项新的研究，从基础上来讲，挑战了经典物理学对确定性的传统的基本观点，无疑对科学的基础研究及其哲学思想基础研究具有一定重要的探讨意义。参考资料：Flavio Del Santo and Nicolas Gisin. “Physics without determinism: Alternative interpretations of classical physics”, Physical Review A. 5 December 2019

中科院高能物理研究所成立到现在，有什么研究成果吗？他们的水平能比得过杨振宁吗？中科院高能物理研究所（IHEP），全球八大高能物理研究所之一！前身是中国科学院近代物理研究所，1973年2月，在周恩来总理的指示下在原子能研究所一部基础上组建了高能所！是我国从事进加速器物理与技术与高能物理研究、开发及应用的综合性科研基地！中科院高能物理研究所院内的正负电子对撞雕塑，各位猜得没错，高能所的最早家当就是著名的正负电子对撞机（BEPC），主导此项研究的谢家麟院士因此荣获了2011年国家最高科学技术奖，当然这在国际上并不是什么突出的成绩，但这对于近乎空白的中国来说，这意义是相当重大的！不仅让中国在高能粒子物理界入了门，而且还因此培养出大批基础科学人才！北京正负电子对撞机示意图！从2004年开始，中科院高能物理研究所对正负电子对撞机进行了重大升级改造，项目与2009年7月通过衍生，升级后的正负电子对撞机（BEPCII）成为国际上最先进的双环对撞机之一，以此为依托的同步辐射装置也取得了相当的研究成果！当然在2016年在大亚湾反应堆中微子实验中发现中微子振荡新模式则是高能所浓墨重彩的一笔，领导此项研究的王贻芳院士也因这项成果获得了国家自然科学一等奖，是否能上诺贝尔奖并不是我们说了算，但这确实是一项突破性的重大发现！除了这项大家都知道的成果以外，中科院高能物理所在τ轻子质量的精确测量、精确测量中微子混合参数θ13、发现宇宙线的各向异性分布以及在2-5GeV能区强子反应截面（R值）测量等多项科研项目上取得了突破，尽管距离世界一流高能粒子研究所尚有距离，但已经走到了世界前列这是肯定的！各位应该对杨振宁获得诺贝尔物理奖的“宇称不守恒定律”比较了解，但咱要说的是对于杨振宁来说，他的境遇也许和爱因斯坦有些类似，因为阴差阳错之下爱因斯坦并没有因为相对论（包括狭义相对论和广义相对论）获得诺贝尔奖，而是他并非主要研究方向的光电现象获得了1921年的诺贝尔奖！杨振宁真正出成绩的领域粒子物理！在宇称不守恒以及杨米尔斯方程定义下的规范场理论，标准粒子模型，统一了弱、电基本作用力，在统一场理论中，杨振宁是走得最远的，当然与牛顿、爱因斯塔、以及麦克斯韦等这些大神仍然具有相当的距离，但如果要尊崇他为活着的物理界第一人，他是名副其实的！当然即使在世界最伟大科学家排名中，仍然可以到前二十名以内！当然我们并不能因此就否定CERN，Fermi，KEK，IHEP这些高能粒子研究中心的努力，这些就是孵化场，没有这些实验室的努力，也不可能有那么优秀的科学家走上前台，所以即使中科院高能物理研究所在世界粒子物理界的成绩可能并不如杨振宁那么显眼与突出，但决不能否定我们的努力，优秀的成绩代表的是过去，未来的物理世界大门永远都敞开，但它的门槛越来越高，现在已经到了堆积大型甚至超大型设备才能出成绩的时代！几个大型加速器的比例对比，CEPC-SPPC的规模是最大的！CEPC建设与否的关键是粒子物理界到头了吗？谁能代表佛祖与上帝来给个准确的答案？也许不可否认盛宴已过，但Party远未结束，欧洲粒子研究中心（CERN）LHC的发现希格斯粒子尚未有一个准确描述，而这也许是留给CEPC的钥匙，未来以此为基础的研究将如火如荼的展开，标准模型的预言甚至宇宙早期的演化都将隐藏在希格斯粒子的研究中，请问这200亿美元值吗？