冯端先生在中国物理学会第7届全国会员代表大会上报告整理而成。为修改好此稿,他写干了三支笔。在冯端先生看来,由于物理世界的层次化诸层次之间既可能存在耦合,又可能出现脱耦,因而大量粒子所构成的复杂体系中所涌现的各种层展性质就不能简单地还原成个别粒子所服从的规律。因此他从物理学历史发展的角度,窥测未来的前景,并表示了物理学有光明的未来。
如今,20年过去了,正如冯端先生的预想,物理学正在急速地发展中,而且有更多的未知问题在等着我们。
对物理学的发展历史进行透视,将有助于我们来理解其现状并进而展望其未来。历史很长,不能样样都讲到。我想从牛顿开始,牛顿以前还有很多先驱性的工作,只好从略了。
我们不想详细讨论历史,主要考虑那些还在用的物理学知识。第一次综合是17世纪牛顿力学构成了体系。可以说,这是物理学第一次伟大的综合。牛顿力学实际上是将天上的行星运动与地上的苹果下坠概括到一个规律里面去了,建立了经典力学。
19世纪,经典力学新的发展表现为一些科学家重新表述了牛顿定律。重新表述有拉格朗日方程组、哈密顿方程组。这些重新表述形式不一,实质并没有改变。在不改变实质的条件下,用新的、更简洁的形式来表述牛顿定律,这是一个方面。
20世纪是实验技术突飞猛进的时期。早期卢瑟福的α粒子散射实验为随后的核物理与粒子物理的研究树立了样版。但技术上的改进是多方面的。轰击的粒子束有质子、中子、电子和各种离子等。30年代初,中子被发现后,由于其散射截面大,容易引起核反应,受到学术界的重视。费米及其合作者系统地用中子来轰击周期表中不同元素,发现了一系列的核反应和新的放射性元素。