20世纪初物理学两大危机是什么?

物理学危机

物理学在为我们解释周边物质世界的同时，也为我们营造出了内容丰富、思维缜密、不断创新、妙趣无穷的理论方法和实验体系。20世纪的近代物理学革命与19到20世纪之交的物理学形势相关，那时物理学上空有两朵所谓乌云，使得一些物理学家惊呼出现了物理学危机。近代物理学革命不仅解决了两朵乌云导致的这场危机，而且把整个物理学都置于以量子论和相对论两大理论为支柱的现代物理学的基础之上。 F[eWnYT[

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19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家曾经欢聚一堂，会上，有一位英国著名的物理学家汤姆生，回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，所剩的只是一些修饰工作，同时他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲，动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，但在它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了，第一朵乌云出现在光的波动理论上，第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦波兹曼理论上。这两朵乌云，现在被量子论跟相对论所驱散，虽然目前今天的物理学，诚然面临着一些重要的理论与实验问题亟待解决，比如类星体的能源问题，暗物质、暗能量和反物质的问题，爱因斯坦场方程的宇宙项问题，中微子振荡问题，质子衰变问题等。但是到现在为止，物理学家还没有人像19世纪20世纪惊呼物理学的危机。相对论和量子论在科学各个领域的扩展与应用，虽然已经取得了很大成功，但科学永无止境，没有到非常完善的成动，看来一直作为精密科学典范的物理学还是魅力未减，作为其他经验科学基础的地位短时期还不会改变。现在我们的科学技术发展的重心开始向生命科学，向信息科学等倾斜，但是物理学依然是基础，数学依然是基础，是重要的工具，这一点并没有改变。物理学的巨大魅力还在于它从理论认识中，延伸出众多的技术原理，20世纪物理学为我们这个社会提供了四个主要的新技术原理，这就是核能技术，半导体技术，包括大规模集成电路的技术，激光技术和超导技术。半导体技术和激光技术还衍生出网络技术，虽然在20世纪近代物理学革命以后，在约为3/4世纪的时间内，物理学并没有发生新的基础性的革命性的重大变革，物理学的进展主要还表现为对于相对论量子论的完善及推广应用上，但这并不意味着物理学的发展已经走到了尽头。

在19世纪末,经典物理学理论已经发展到相当完备的阶段.几个主要部门----力学,热力 O-~?k%>b

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学和分子运动论,电磁学以及光学,都已经建立了完整的理论体系,在应用上也取得了巨 .p7 L7}-]

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大成果.其主要标志是:物体的机械运动在其速度远小于光速的情况下,严格遵守牛顿力 "Wl43jVl

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学的规律电磁现象总结为麦克斯韦方程组光现象有光的波动理论,最后也归结为麦克 +W7XX.!>

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斯韦方程组热现象有热力学和统计物理的理论.在当时看来,物理学的发展似乎已达到 Q8aCDI&Y

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了颠峰.于是,多数物理学家认为物理学的重要定律均已找到,伟大的发现不会再有了, qOxStC

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理论已相当完善了.以后的工作无非是在提高实验精度和理论细节上作些补充和修正,使 T=y*vF

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常数测得更精确而已.英国著名物理学家开尔文在一篇瞻望20世纪物理学的文章中,就曾 Y{mtHo

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谈到:"在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了." rQU*"V

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然而,正当物理学界沉浸在满足的欢乐之中的时候,从实验上陆续出现了一系列重大发现. 4# :`"(#~U

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如固体比热,黑体辐射,光电效应,原子结构cdots cdots这些新现象都涉及物质内部的 l'nSg>y

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微观过程,用已经建立起来的经典理论进行解释显得无能为力.特别是关于黑体辐射的实 u`f=WT-

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验规律,运用经典理论得出的瑞利-金斯公式,虽然在低频部分与实验结果符合得比较好, }[G="K<T

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但是,随着频率的增加,辐射能量单调地增加,在高频部分趋于无限大,即在紫色一端发散, z\eru+w)

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这一情况被埃伦菲斯特称为"紫外灾难"对迈克尔逊-莫雷实验所得出的"零结果"更是令 E[]8v~%

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人费解,实验结果表明,根本不存在"以太漂移".这引起了物理学家的震惊,反映出经典物 *ipY|f

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理学面临着严峻的挑战.这两件事被当时物理学界的权威称为"在物理学晴朗的天空的远 !2*'enNPfw

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处还有两朵小小的,令人不安的乌云".然而就是这两朵小小的乌云,给物理学带来了一场 WYPW: q

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深刻的革命. Tr#p?NP

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下表列出了世纪之交物理学上有重大意义的实验发现: `KO)V[F

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mbox{年代}&mbox{人物}&mbox{贡献} 0Bae',f

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1895 &mbox{伦琴} &mbox{发现X射线} !sdR,S\@

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1896 &mbox{贝克勒尔}&mbox{发现放射性} D[#d@ OK+P

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1896 &mbox{塞曼} &mbox{发现磁场使光谱线分裂} !#<j[<Q\

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1897 &mbox{J.J汤姆生} &mbox{发现电子} :f>H#x4[

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1898 &mbox{卢瑟福} &mbox{发现}alpha.eta mbox{射线}---- &>+AOO(

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1898 &mbox{居里夫妇} &mbox{发现放射性元素钋和镭} {*D:"m

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1899--1900 &mbox{卢梅尔和鲁本斯等人} &mbox{发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布率} p:-0F|0

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--1900 &mbox{维拉德} &mbox{发现了}gammambox{射线} 1bY *Q.

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1901 &mbox{考夫曼} &mbox{发现电子的质量随速度增加} t{fGs]Y39t

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1902 &mbox{勒那德} &mbox{发现光电效应基本规律} (9YT m)

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1902 &mbox{里查森} &mbox{发现热电子发射规律} 'g^#R,Z`<

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1903 &mbox{卢瑟福} &mbox{发现放射性元素的蜕变规律} {CD R^wXr]

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这些新的物理现象,打破了沉闷的空气,把人们的注意力引向更深入,更广阔的天地这一系 @7 >EU

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列新发现,跟经典物理学的理论体系产生了尖锐的矛盾,暴露了经典物理理论中的隐患,指 TiB bxb[

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出了经典物理学的局限.物理学只有从观念上,从基本假设上以及从理论体系上来一番 >2UUha

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彻底的变革,才能适应新的形势. 8\9Hb(Y

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由于这些新发现,物理学面临大发展的局面: *b6F+nM

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1.电子的发现,打破了原子不可分的传统观念,开辟了原子研究的崭新领域4x`VTx

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2.放射性的发现,导致了放射 学的研究,为原子核物理学作好必要的准备Ig-`]PMht

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3.以太漂移的探索,使以太理论处于重重矛盾之中.为从根本上抛开以太存在的假设,创立狭 "RVY

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义相对论提供了重要依据$p-DCq{5

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4.黑体辐射的研究导致了普朗克黑体辐射定律的发现.由此提出了能量子假说,为量子理论 !30|=OXU8

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的建立打响了第一炮. 7jF7R.

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总之,在世纪之交的年代里,物理学处于新旧交替的阶段.这个时期,是物理学发展史上不平 23MJ]hD.wW

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凡的时期.经典理论的完整大厦,与晴朗天空的远方漂浮着两朵乌云,构成了19世纪末的画 x/b}eW Rs

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卷20世纪初,新现象,新理论如雨后春笋般不断涌现,物理学界思想异常活跃,堪称物理学 Y#JR@@pQ

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的黄金时代.这些新现象与经典理论之间的矛盾,迫使人们冲破原有理论的框架,摆脱经典 o@miKUh~^

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理论的束缚,在微观理论方面探索新的规律,建立新的理论. <N_lYKX3

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二旧量子论的建立 e _1y(

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20世纪初,新的实验事实不断发现,经典物理学在解释一些现象时出现了困难,其中表现最 @u` P e7m

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为明显和突出的是以下三个问题:1.黑体辐射问题2.光电效应问题3.原子稳定性和原子 ^ a a=,94

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光谱.量子概念就是在对这三个问题进行理论解释时作为一种假设而提出的. HX!a)pe

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2.1 黑体辐射的研究 =u.e~gr6r

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热辐射是19世纪发展起来的一门新学科,它的研究得到了热力学和光谱学的支持,同时用到 +` K cT@z

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了电磁学和光学的新兴技术,因此发展很快.到19世纪末,由这个领域又打开了一个缺口,即 f8JgByS3v

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关于黑体辐射的研究,导致了量子论的诞生. {rlxKh33

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为了得出和实验相符合的黑体辐射定律,许多物理学家进行了各种尝试. VpgADX/q

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1893年德国物理学家维恩(Winhelm Wein,1864-1928)提出一个黑体辐射能量分布定律,即 _#jJ~

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维恩公式.这个公式在短波部分与实验中观察到的结果较为符合,但是在长波部分则明显地 :U)[AvD

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与实验不符.1900年英国物理学家瑞利(Rayleigh)和金斯(J.H.Jeans)又提出一个辐射定律, 7D ddSX>\

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即瑞利-金斯公式,这个公式在长波部分与观察一致,而在短波(高频)部分则与实验大相径庭, -gNRa$I*,o

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导致了所谓的"紫外灾难".这个"灾难"使多数物理学家敏锐地看到,经典物理正面临着严重 lyc\[r[:I

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的危机.

李醒民：物理学危机的产生及其实质 PvqDX/yS

[内容提要] 本文在考察了物理学危机的产生及物理学家对危机反应的基础上，着重论述了物理学危机的实质。作者认为，物理学危机主要是物理学本身的危机，物理学危机在哲学上的表现则是由物理学本身的危机派生出来的，而且，哲学方面的危机也主要是机械唯物主义的危机。 c#e<#tX

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一、物理学危机的产生 ziH$M

自1687年牛顿的集大成著作《自然哲学的数学原理》出版以来，物理学此后两百年间基本上是在牛顿力学的理论框架内发展起来的。到十九世纪后期，已经形成了经典物理学的严整理论体系，几乎能说明所有已知的物理现象。当时，囿于机械论自然观的物理学家普遍认为，一切物理现象都能够从力学的角度来说明，未来的物理学真理将不得不在小数点后第六位中去寻找。 4P#^K<o

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正当物理学家怡然自得、盲目乐观之时，一些实验事实却在他们心头暗暗地投下了阴影。1887年．迈克耳孙和莫雷通过精密的实验，发现在地球和以太之间并没有显著的相对运动，从而动摇了较为流行的菲涅耳的静止以太说。但是，静止以太说不仅为电磁理论所要求，而且也受到早先的光行差现象和斐索实验的支持。这样，作为光现象和电磁现象传播媒质的以太这一力学模型在性质上就难以自圆其说，光学和电磁学的力学基础于是面临着某种危险。 M3/H

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经典理论所无法解释的新的实验事实，即所谓的“反常现象”接踵而来，气体比热的实验结果也与能量均分定理发生了尖锐的冲突。十九世纪中叶，玻耳兹曼和麦克斯韦提出的能量均分定理能够解释许多现象，对于常温下的一般固体和单原子气体的比热，也能给出比较满意的答案。但是对于双原子和多原子气体，实测的定压热容量与定容热容量之比显著地大于理论计算值。开耳芬1900年4月27日在英国皇家学会的讲演中，曾称上述两个疑难为“在热和光的动力理论上空的十九世纪的乌云” 。 \<|+oT6@

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开耳芬毕竟把物理学的天空看得过于晴朗了。其实，当时物理学的天空并非只有“两朵乌云”，早在他讲演之前，就已经是“黑云压城城欲摧”，“山雨欲来风满楼”了!事实上，在十九世纪末，光电效应、黑体辐射，原子光谱等实验事实也接二连三地和经典物理学理论发生了严重的对立。 =b3i1eYA88

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物理学危机可以说是从1895年之后真正开始的。特别是由于放射性的发现和研究，有力地冲击了原子不可分、质量不可变的传统物质观念。就连那些顽固坚持旧观点的人，也无法反对大量确凿的实验证据，至多只能抱一种走着瞧的态度。 V@&|yc,h

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1895年11月8日到12月28日，伦琴在德国维尔茨堡大学实验室研究阴极射线时发现了X射线。伦琴的发现不仅引起了惊讶，而且产生了轰动，它打开了一个奇妙的新世界。随后，铀放射性(1896年)、电子(1897年)、放射性元素钋和镭(1898年)等一系列冲击经典物理学理论基础的新发现纷至沓来。在此基础上，卢瑟福和索迪于1902年提出了元素嬗变理论。 {HDnE~

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这一系列接踵而至的新发现不仅动摇了整个物理学的基础，而且也震撼了两百多年来在自然科学领域占统治地位的机械自然观，于是出现了所谓的物理学危机。面对着无法纳入力学理论框架的新事物，当时在一些科学家中间曾流行着诸如“物质消失了”，“科学破产了”之类的奇谈怪论。这一切，在物理学界造成了一定的思想混乱，进一步加深了物理学危机的严重性。 h%L ?nF

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二、物理学家对危机的反应 $Xt^F@

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在世纪之交，物理学家是怎样看待物理学危机的呢? U3wk h qlB

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当时，物理学家一开始都没有觉察到物理学危机，至少是没有意识到危机的严重性。他们依然坚信经典力学的理论框架是整个理论物理学大厦赖以建立的基础，是所有其它科学分支赖以产生的根源。谁也没有想过，整个物理学的基础可能需要从根本上加以改造。 pu(r%s.

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英国科学界元老开耳芬没有觉察到物理学危机。他只是认为，物理学的发展不过是遇到了几个较为严重的困难而已，这些困难能够通过适当的方案逐一加以解决，而无须触动整个物理学的基础。因此他对于动摇这个基础的新实验和新理论往往持怀疑态度，甚至公开站出来反对。 !m+ zf9]

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引起所谓“紫外灾难”的黑体辐射问题本来大大加剧了经典物理学的危机。可是，就连当时深深卷入这个问题的维恩、瑞利、洛伦兹等人都没有意识到这种危机。他们力图在经典理论的框架内解决难题，因而始终找不到正确的出路。甚至连量子论的创始人普朗克当时也没有认识到这种危机。因此，他的开创性的工作不是自觉的，而是被迫的。难怪普朗克在迈出了关键性的一步后便开始犹豫彷徨，他怀疑自己的推导可能有某种缺陷，竭力设法把量子论与经典理论调和起来。至于维恩、瑞利，直到1905年都不同意量子概念，洛伦兹在1908年的罗马讲演中也表示难以接受普朗克的理论。 0r$P_k

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在玻耳兹曼看来，实际上存在着一种危机，但它只是哲学危机，而物理学本身不存在危机。玻耳兹曼1904年在美国圣路易斯国际技术与科学会议的讲话中表示，问题在于哲学错误而不在于科学研究的不可矫正的缺点。物理学的迅猛发展清楚地表明，错误在于把研究某些普遍特征的问题，如因果性的本质、物质和力的概念等任务托付给哲学了，而“哲学在阐明这些问题时显然是无能为力的。” 玻耳兹曼认为，反对哲学的斗争是使物理学获得解放的首要条件，因而他十分激烈地进行了这一斗争。玻耳兹曼是一位坚定的机械唯物主义者，他所反对的当然是一些唯心主义的哲学流派。他之所以这样做，是因为无论在他生前或死后，以实证论为代表的唯心主义哲学思潮广为流行，许多人错误地认为物理学危机导致了科学的破产和唯物主义的失败，从而引起了一定的思想混乱。例如奥斯特瓦尔德就宣称，物理学的发展已经面临着危机。要消除这种危机，只能借助于物质消失的哲学见解，把实体的属性让给能量(即唯能论)。皮尔逊也声称，“当前的危机实际在于”，“人们把物质看做是物理学的基本概念，”“现在似乎很显然，电必定比物质吏为根本。”皮尔逊由此得出唯心主义的结论：“渴求给每一个概念都赋予客观性，是完全没有必要的。” 这些一度时髦的哲学很容易把物理学引入歧途，玻耳兹曼坚决反对它们是值得称道的。但是，他的作法没有、也不可能取得过大成效，因为作为他的战斗武器的机械唯物主义也正处于深刻的危机之中。而且，他又断然否认物理学本身存在危机，这就使他无法对症下药。因此玻耳兹曼虽然早先为经典物理学的发展做出了杰出的贡献，但是在世纪之交物理学大变革时期，他却看不到变革经典理论及其基础的必要性和紧迫性，未能对已经出现的物理学革命的形势提出有预见性的见解。 *FR0-HlR

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1905年之前，爱因斯坦还是一个默默无闻的年轻人，他不可能有多少言论和文章公诸于世。但是，从他后来的追忆以及别人所写的有关材料中，我们可以清楚地看到，爱因斯坦在世纪之交对物理学危机具有深邃的洞察和独到的见解。在前人的实验和研究工作的基础上，爱因斯坦看到物理学危机表现在两个基本方面。其一是力学和电动力学两种理论体系之间严重不协调。在这方面，他认为消除危机的出路是：摆脱居统治地位的教条式的顽固，摈弃绝对空间和绝对时间观念，就能为整个物理学找到一个可靠的新基础。其二是由于普朗克对热辐射的研究而突然使人意识到危机的严重性。这就好像地基从下面给挖掉了，无论在什么地方也看不到能够进行建筑的坚实基础了。值得注意的是，爱因斯坦透过一些实验事实与旧理论的矛盾，进一步察觉到经典物理学理论基础，即其基本概念和基本原理的危机。因此，他渐渐对那种根据已知事实用构造性的努力去发现真实定律的可能性感到绝望了；他确信，只有发现一个普遍的形式原理，才能使我们得到可靠的结果。由于爱因斯坦对物理学危机和摆脱危机的出路具有真知灼见，因此他能够以破竹之势，于1905年一举在上述两方面取得划时代的突破，全面打开了物理学革命的新局面，使物理学有可能消除危机。 ^aNkh,S,

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在当时科学界的知名人士当中，对物理学发展形势看得最为清楚的是法国数学家、物理学家和天文学家昂利•彭加勒。他在1905年出版的《科学的价值》中，第一个明确地提出了物理学危机，并对它进行了比较全面的分析和论述。彭加勒认为，物理学危机是新的实验发现与经典物理学的基本原理发生了无法调和的矛盾。危机是好事而不是坏事，它预示着一种行将到来的变革(彭加勒把镭誉为“当代伟大的革命家”)，是物理学进入新阶段的前兆。他正确地指出，要摆脱危机，就要在新实验事实的基础上重新改造物理学，使力学让位于一个更为广泛的概念。他一再肯定经典理论的固有价值，尖锐地批判了“科学破产”的错误论点。他还预见到了新力学的大致图景，对科学的前途满怀信心

三、物理学危机的实质 *!Ito}T

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尽管彭加勒在《科学的价值》中专用一章(第八章：物理学当前的危机)详尽地论述了物理学危机，但是他主要是从物理学的角度看待这个问题的，他没有彻底地从认识论的角度加以发挥，正如列宁所说，“他对这个问题的哲学方面没有多大兴趣”。 Sg:N=v\

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可是，法国的哲学问题著作家莱伊在《现代物理学家的物理学理论》(1907年)一书中非常详细地论述了这一方面。在谈到物理学危机的实质究竟是什么时，莱伊说，在十九世纪前六十年中，物理学家在一切根本问题上是彼此一致的。他们相信对自然界的纯粹力学的解释，他们认为物理学无非是比较复杂的力学，即分子力学。他们只是在把物理学归结为力学的方法问题上，在机械论的细节问题上有分歧。现在，物理化学的科学展示给我们的景况看来是完全相反的。严重的分歧代替了从前的一致，而且这种分歧不是在细节上，而是在基本的、主导的思想上。一方面，莱伊指出，物理学危机是“新的大发现所引起的典型的发育上的危机，”“危机会引起物理学的改革(没有这点就不会有进化和进步)”，“从而新的时期就开始了。”“在若干年后观察事件的历史家，会很容易地在现代人只看到冲突、矛盾、分裂成各种学派的地方，看到一种不断的进化。看来，物理学近年来所经历的危机也是属于这类情况的(不管哲学的批判根据这个危机做出什么结论)。”另一方面，莱伊又指出，“对传统机械论所作的批判破坏了机械论的这个本体论实在性的前提。在这种批判的基础上，确立了对物理学的一种哲学的看法。”“依据这种看法，科学不过是符号的公式，是作记号的方法。”(转引自文献[5]，第259~262，311~312页，以下引用该书只注页码)列宁在分析了物理学危机和莱伊的有关评论后强调指出：“观代物理学危机的实质就是：旧定律和基本原理被推翻，意识之外的客观实在被抛弃，这就是说，唯物主义被唯心主义和不可知论代替了。”(第264页) !pE^K

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对于物理学危机的实质的看法，目前存在着两种不同的见解。第一种见解认为，列宁强调了危机的两个方面，即物理学方面和哲学方面。例如，有人说，这两方面在于：第一，这是旧概念、理论、原则等等与物理学的最新发现相矛盾；第二，这否定了在意识之外存在着客观实在。有人虽然也认为，物理学危机是物理学理论的变革和做出唯心主义认识论的结论相结合所造成的，但是却强调，关键在于做出唯心主义的结论所造成的。第二种见解则断然认为，物理学根本不存在什么危机问题。例如，有人说：“危机”不是发生在物理学问题上，而是发生在哲学认识论问题上。有人说：危机并不是由自然科学本身引起的，而是唯心主义和不可知论侵入了自然科学领域的结果。 l .NdNv0

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第二种见解显然是错误的。首先，它完全违背前述的物理学发展的历史事实，这是最根本的一点。事实上，物理学危机是物理学本身发展过程中出现的一种必然现象，它是新的革命性的发现与旧的基本概念和基本原理发生了尖锐的、不可调和的矛盾的结果，而不是唯心主义和不可知论侵入自然科学领域的结果。要知道，物理学不仅在它的孕育时期，而且从它诞生的第一天起就遭到过唯心主义和不可知论的侵袭(甚至还没有摆脱神学观念)，此后也无时无刻不受到侵袭，但是物理学并没有老是处于危机状态。可见，唯心主义和不可知论侵入物理学并不是物理学危机产生的根本原因。 /uV<qAYF

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其次，科学发展的“危机—革命”观(恕我用此名词代表彭加勒等人的科学发展观)是符合某些科学部门在某个历史时期的发展实际的。最早提出物理学危机的彭加勒就依据历史事实认为，当前的物理学危机是物理学本身的危机，其实质是新的实验事实与经典物理学的基本原理(卡诺原理、相对性原理、牛顿原理、拉瓦锡原理、迈尔原理)发生了尖锐的矛盾，这些矛盾是在旧理论框架内无法解决的。彭加勒认为，物理学发展史向我们表明，物理学在此之前已经历过一次危机(中心力物理学的危机)，它促使我们“舍去旧的见解”把物理学推向一个新的阶段(原理物理学)。彭加勒指出，当前原理物理学又面临危机，而摆脱危机的出路在于：“力学必须让位于一个较为广泛的概念，这种概念将能解释力学，而力学却不能解释这种概念。” !V}$zJi

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被誉为自然科学大革新家的爱因斯坦不仅在世纪之交洞察到经典物理学在两个方面存在着严重的危机，而且后来还多次阐述他的科学发展的“危机-革命”观。在爱因斯坦看来，差不多科学上的重大进步都是由于旧理论遇到危机，在实在跟我们的理解之间发生剧烈冲突时出现的，这种冲突迫使我们排除根深蒂固的偏见，创造出新观念和新理论，从而导致科学革命。爱因斯坦在1922年8月写了一篇文章，题目就叫做“论理论物理学的现代危机” 。他在该文中指出，一定的基本概念和基本假设(基本原理)构成了物理学的基础。“科学的进步会引起它的基础的深刻的变革”，“近二十年来已经弄清楚，物理学的这个基础……抵抗不住新的实验数据的冲击”，它同实验“甚至产生了内在矛盾”(危机)，从而标志着“整个物理学的基础可能需要从根本上加以改造”(革命)。爱因斯坦的这些议论具有真知灼见。 ^TaA^s.

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当代科学史家和科学哲学家库恩进一步使“危机-革命”观系统化。库恩在《科学革命的结构》一书中不仅把“危机”作为他的科学发展的动态模式(前科学→常规科学→危机→科学革命→新的常规科学……)的重要环节，而且用相当篇幅专门论述了“危机”。在库恩看来，当一种反常现象达到看来是常规科学的另一个难题的地步时，就开始转化为危机和非常科学。一切危机都是从一种范式开始变模糊时开始的，同时一切危机都随着范式的新的候补者出现，以及随后为接受它斗争而告终。危机是科学发展进程中的一个重要阶段，是新理论诞生的前奏。危机的意义在于，它可以指示更换工具的时刻已经到来。危机是新理论出现所必需的前提条件，只有清醒地认识到危机和产生危机的根源，才有可能毅然决然地抛弃旧理论框架，自觉地寻找新理论框架，并以此为基础重建新的理论体系；相反，看不到危机的根源和危机的严重性，就难以感觉到变革旧理论基础的必要性和紧迫性，至多只能在旧理论的框架内修修补补，甚至还会把别人所发现的触及旧理论基础的新现象、所提出的革命性的．新概念和新理论当做异端邪说而加以反对。而不能容忍危机的人，无疑已经被迫抛弃科学。库恩的这些思想是值得肯定和借鉴的，物理

第四方物流的特点

第四方物流集成了管理咨询和第三方物流服务商的能力。‘第四方物流’提供一整套完善的供应链解决方案，不仅能够降低实时 *** 作的成本和改变传统外包中的资产转换，还通过优秀的第三方物流、技术专家和管理顾问之间的联盟，为客户提供最佳的供应链解决方案。更重要的是，这是一个前所未有的、使客户价值最大化的统一的技术方案的设计、实施和运作；只有通过咨询公司、技术公司和物流公司的齐心协力才能够实现。而这种方案仅仅通过上述联盟中的其中一方是难以解决的。第四方物流的供应链解决方案共有四个层次——执行、实施、变革和再造。

(1)执行：主要是指由第四方物流负责具体供应链职能和流程的正常运作，这一范畴超过了传统的第三方物流的运输管理和仓库管理。第四方物流开始承接多个供应链职能和流程的运作责任，具体包括：从制造、采购、库存管理，供应链信息技术、需求预测、网络管理，客户服务管理和行政管理等职能。一般的‘第四方物流’只是负责供应链中功能和流程的一些关键部分，当然也存在一家公司外包所有的供应链活动给‘第四方物流’的情况。

(2)实施。第四方物流的实施包括了流程的一体化、系统的集成化和运作的衔接。一个第四方物流服务商可以帮助客户实施新的业务方案，包括业务流程的优化、客户公司和服务供应商之间的系统集成，以及将业务运作转交给第四方物流的项目运作小组。在项目实施的过程中，要重视组织变革，因为“人”的因素往往是第四方物流管理具体业务时成败的关键，一定要避免优秀方案实施时因为人的因素而失败。管理的成败关键是避免把一个设计得非常好的策略和流程实施得非常无效，因而局限了方案的有效性，影响了项目的预期成果。

(3)变革。通过新技术实现各个供应链职能的加强。变革主要的努力集中在改善供应链中某一具体环节的职能，包括销售和运作计划、分销管理、采购策略和客户支持等。在这一层次上，供应链管理技术对方案的成败变得至关重要，领先和高明的技术，加上先进的战略思想、流程再造和卓越的组织变革管理，共同组成第四方物流对供应链活动和流程进行整合和改善的最佳方案。

(4)再造。再造是指供应链过程的协作和供应链过程的再设计，这是第四方物流最高层次的方案的最高境界。供应链流程的真正改善要通过供应链中企业的通力合作，将各个环节的计划和运作协调一致来实现。再造过程就是基于传统的供应链管理咨询技巧，使得公司的业务策略和供应链策略协调一致；同时，技术在这一过程中又起到了催化剂的作用，整合和优化了供应链内部和与之交叉的供应链的运行。

‘第四方物流’通过其对整个供应链产生影响的能力来增加价值。第四方物流充分利用了一批服务提供商的能力，包括第三方物流, 信息技术供应商，合同物流供应商，呼叫中心，电信增殖服务商等等再加上客户的能力和第四方物流自身的能力。总之，第四方物流能够通过提供一个全方位的供应链解决方案来满足企业所面临的广泛而又复杂的需求。它关注供应链管理的各个方面，既提供持续更新和优化的技术方案，同时又能满足不同客户的独特需求。

曾经只是卡车加仓库，但“长q短炮”的武装起来后，就叫做第三方物流。第四方物流（4PL）是什么？似乎更玄乎，功未成，名已就。物流界的大腕说起第四方物流也是措辞小心，模棱两可。那些新兴起来的第四方物流公司会这么跟你说：第四方物流就是处理错综复杂的供应链关系的灵丹妙药，第四方物流最大的功能就是使一切事情简单化。听起来不错，第四方物流是什么呢？听听专业人士的说法吧。这里也许有你想要得到的答案，也许和你心目中的答案相去甚远。

发展中的问题

4PL是什么？

ChristianSalvesen(SC)物流公司的欧洲部供应链主管杰森·希伯斯（JasonHibbs）先生说：“很难给4PL一个正式的定义。它是一个管理流程，通过咨询、IT技术等手段随时对供应链各个环节、各个方面的运作做出调整。它的特点是：在整个过程中，4PL自己不投入任何的固定资产，而是对买卖双方、以及第三方物流供应商的资产和行为进行合理的调配和管理，提供一个完整的解决方案。SC物流为杜邦公司在欧洲范围内的尼龙产品进行全程管理，这个过程从生产线开始，途经仓库、配送中心，最后到客户。在这个过程中，我们不使用自己的车队和仓库，甚至不会动用SC的配送网络，只是帮助杜邦公司把产品的配送时间和运输力量调配到一个最合理的状态。这就是一个典型的4PL例子。”

如果说第四方物流就是不投入任何的固定资产，这当然很容易，但从目前情况看来，这显然是一种超乎理想的状态。因为不投入任何固定资产，却能在这个圈子里玩得转的4PL并没有几家。那些做得好的4PL一般都与传统意义上的3PL有着千丝万缕的联系，包括SC物流公司也是如此。难怪杰森·希伯斯这样自圆其说：“尽管拥有提供第四方物流服务的能力，但我们并不把自己标榜为4PL。”

GIST的解决方案总监迈克·弗莱恩（MikeFlynn）说：“4PL是否是用自己的资产来为客户服务，这并不重要。但一个功能完善的关系网以及对这个网络的管理经验将会对你日后的成功相当关键。客户在寻找第四方物流的合作伙伴时，往往希望碰到的是一个有良好供应链管理经验的公司。从这个角度来看，4PL从传统的3PL企业演变而来是比较现实的。”GIST公司和CS一样，虽不自称是4PL，但也在做着4PL的业务，他们为欧洲许多半导体生产厂家提供全球性的原料采购和产品配送业务，监控整个流程。

德迅的雷恩·斯通（LeighStone）也认为，原有的3PL资源为4PL的顺利运作起到很大的作用：“我们最近和NORTEL网络公司签了第四方物流的合作协议。NORTEL之所以认可德迅公司，很大一部分原因归功我们曾为他们提供了优质的3PL服务。”

WINCANTON公司的业务发展总监大卫·福赛特（DaveFawcett）说：“在争取一个第四方物流合同时，如果你能很具体的说明在整个过程中你起到的作用是什么，在每一个的环节中，你能控制到哪一步，那么，你赢得这份合同的可能性就会更大。换句话说，如果你对货物的运输和配送有一定的实际 *** 作经验，客户就会认可你。”

4PL的市场

Tibbett&Britten的总裁约翰·哈维（JohnHarvey）说：“大宗的国际贸易合同是产生4PL需求的前提，4PL的作用主要体现在对国际间的采购、生产和销售的管理上，这也就是在汽车、化学品和电器领域里，4PL一般都能如鱼得水的原因。”

GIST的迈克·弗莱恩的说法和约翰·哈维如出一辙：“真正的4PL市场是国际贸易产生的物流机会，因为所有的生产商、零售商，甚至运输商都无法完全控制国际供应链中的所有因素，而这正是4PL的用武之地。如果仅仅是对国内的供应链部分进行监管，那并不是真正意义上的4PL。”

4PL的软肋

杰森·希伯斯说：“一个没有自己固定资产的4PL，要让客户认可自己的能力是很困难的。因为4PL的服务就是管理是他人的资产、他人的网络。4PL不但要为客户设计一个价位合理的供应链解决方案，更重要的是在这个价位的基础上，从承运人和配送商那里为客户争取到一个面面俱到的协议。如果承运人和配送商或是其他环节无法实现你对客户的承诺的话，那你提供的就是一个失败的4PL服务。”

4PL的另一个难言之苦是与3PL的尴尬关系。杰森·希伯斯说：“在很多时候，4PL是客户和3PL之间的桥梁，如果3PL与4PL的合作出现裂痕，往往是合作因为信任危机转化成了竞争关系。作为一个3PL，难免会产生这样的担心：4PL自由进出你的信息系统，掌握你的价格和服务特色，然后利用这些信息抢走客户。这些诱因的存在往往使合作变成竞争。”

雷恩·斯通说：“很多3PL会在合作初期放弃4PL，因为两者之间的市场及其相似，在争取某些客户时，甚至达到了短兵相接的地步。谁也不会愿意让一个竞争对手来管理自己的业务。”

4PL的前景

客户对于4PL的满意主要来源于成本压缩以及供应链的可视化程度，因此，4PL的出路不外乎是在这两方面做足功夫。

在压缩成本方面，TDG的营销和信息技术总监是这样说的：“在签订4PL协议时，大多数的客户往往会对4PL提出每年缩减5%的开支的要求，这是不现实的。客户很难理解4PL能提供给客户的好处不仅仅是财务报表上显示的盈利，更多的是让他们能专注于核心业务。也就是说，4PL并不一定能为你省钱，而是让你的投资更加到位和有效，其实，这也是压缩成本的最好方式。”

在提高供应链可视化程度方面，GIST的迈克·弗莱恩说：“大部分公司只专注于自身的工作流程，并不关心整个供应链在发生什么情况。所以，问题只有在客户提意见，而不是在开始出现时就得到解决和补救，这种状况对减少货存、周转时间和压缩成本都没有好处。让4PL介入，实现供应链的可视性管理是解决上述问题的关键。”

但是，在做好以上两个方面之后，是否就意味着4PL前途光明呢？杰森·希伯斯不无疑虑的说：“用成本的压缩程度来证明4PL的好处并非长久之计。因为随着客户的供应链管理逐步走向正轨，成本可压缩的余地就会越来越小了。而客户要求4PL不断提供增值服务，每年的成本都有所压缩是不可能的。这时候，4PL所能做的只能是维持固有的模式了。”

约翰·哈维也认为4PL的局限性很大：“对于客户而言，与4PL的合作是一种短期行为。换句话说，4PL是没有前途的。”

发电机：electrical generator

将机械能转变为电能的电机。通常由汽轮机、水轮机或内燃机驱动。发电机分直流发电机和交流发电机两大类，后者又可分为同步发电机和异步发电机。现代电厂中最常用的是同步发电机。它由直流电流励磁，既能提供有功功率，也能提供无功功率，可满足各种负载的需要。异步发电机没有独立的励磁绕组，其结构简单， *** 作方便，但不能向负载提供无功功率。因此，异步发电机运行时必须与其他同步发电机并联，或并接相当数量的电容器。直流发电机有换向器，结构复杂，价格较贵，易出故障，维修困难，效率也不如交流发电机。故自20世纪50年代以后，直流发电机逐渐为交流电源经功率半导体整流获得的直流电所取代。

汽轮发电机是与汽轮机配套的发电机 。其转速通常为3000转/分（频率为50赫）或3600转/分（频率为60赫）。高速汽轮发电机为了减少因离心力而产生的机械应力以及降低风磨耗，转子直径一般较小，长度较大（即细长转子）。这种细长转子使大型高速汽轮发电机的转子尺寸受到限制。20世纪70年代以后，汽轮发电机的最大容量达130～150万千瓦。

T(位于第一步)-同步

Q(位于第一或第二字)--汽轮机

Q(位于第3字)-氢冷]

F-发电机

N-氢内冷

S或SS-水冷

例如:TQN表示氢内冷同步发电机

QFS表示双水内冷汽轮发电机

QFQS表示定子绕组水内冷,转子绕组氢内冷,铁心氢冷的汽轮发电机

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