近代物理学的工程应用

Question

近代物理的成就很多，具体应用到工程上的有哪些，麻烦能说一下，我去网上再搜。

Answer 1

3,精确计算与统计概率按经典物理学的观点来说，科学理论都是能够通过数学计算反复验证的，不然就不能称之为科学。如欧姆定律就是电流（安培）等于电压（伏特）除以电阻（欧姆），立式为I=V/R。设一个灯泡电压为220V，电阻为50R，那么220V/50R=4.41I。科学的精确计算就是这样严准。好像大自然的现实与人的计算是如此的一致，丝毫不差。其实并不是这样。因为电压会随时起伏的，电阻的设计制造也未必是那么精切，电流也就不一定是4.41安。所以这个灯泡并不一定是我们预先想象的那个亮度。它也许比预想的还要亮，也许比预想的要暗。不仅电学如此，力学、热学、光学也是如此。我们所说的精确，也只是大致上的精确。如果把任何一个计量单位精细到百万分之一来分析，没有一个设计能达到预想的结果的，只有一个大致的范围罢了。数学是人想象出来的一种游戏，它的确来自人的劳动和生活，没有人的反复社会实践，没有对自然的分析考察和归纳验证，就没有数学。使用数学能反推过去地球和宇宙中曾经发生过什么，也能推测未来会再发生什么。如多少年后的某月某日会出现日食或月食；利用数学可以计算出我们与遥远的太空中某一天体的距离；也能测算出它的质量，甚至根据光谱利用数学能够计算出遥远天体上的化学成分。据说的这些计算结果与历史的考证和科学实践的验证都是基本一致的，所以，数学的规律是可信的，也就是说数学是可信的科学。尽管数学计算是那么神奇，我们也只能把它当作是一种人为的想象的游戏。它与客观的大自然无论是在过去还是在将来总是有差距的，总不是绝对一致的。数学是虚拟的，客观是实在的。计算出来的数字就是绝对准确，那也是对自然的人为模拟。数学计算就像有人在网络上谈恋爱，那是虚拟的，面对面地谈爱那才是真实的。在网络上谈恋爱永远也不能代替面对面地谈恋爱。小孩在接受启蒙教育时，教师和家长都教他（她）学2＋2=4，总是用直观的教具四根小木棍分成两组来启发他明白2＋2=4的道理。诚然，2＋2=4绝对是正确的。但是，这是仅仅从数学上说是正确的，但那不是真正的现实，只是让小孩明白了二加二等于四的道理。现实中的这四根木棍，不管成人制作得如何大小一致，木棍的粗细、长短、轻重等都是有差别的。把计量单位精确到百万分之一来分析，四根木棍都不可能是一样的，只不过小孩（包括我们成人）感观上不能区别。我们以长度为例来说，第一根木棍为1000CMM（忽米，下同）；第二根为1020CMM；第三根为990CMM；第四根为980CMM。但是这四根木棍看上去都像一样长短，都像是10厘米长，即1000忽米长。虽然这些木棍可以2＋2计算为四根，但是它们的长度的和并不是4000忽米，而是3990忽米。如果精确地考察它们的粗细和轻重也是同样。通过教小孩数木棍，小孩学会了2＋2=4或者3＋1=4，但这只是教小孩认识数的概念，从物理的角度上讲，这怎么都有点像魔术师骗观众的感觉，总觉得幼小的孩子一开始就被愚弄欺骗。但从教育学的角度上来讲，教小孩数数，开始用直观教具启发是最好的方法。二加二的确等于四，抽象地说绝对正确。这是一切科学分析的起点。但这只是按人的想象分析出来的结果，是逻辑推导出来的。现实中的四根木棍以一根木棍的长度或者重量为准乘以四的积，与实际四根木棍测量的和绝对是不一样的。一辆汽车用四个小时行走了120公里，我们计算出这辆汽车的行驶速度为每小时30公里，当然我们会说这辆汽车走得很慢。其实，并不是这辆车走得慢，也不是司机的驾驶技术不好，而是因为路上发生了堵车耽误了时间。这辆汽车在路上真正行驶只用了一个半小时，行驶的速度应该是80公里/小时。在这一个半小时内，这辆汽车也并不是都以80公里/小时的速度行驶的，比如上坡时速度就慢一些，没有达到每小时80公里，而在平直的路面上，行驶的速度总是超过每小时80公里，甚至达到每小时100公里的速度。但是，我们在计算这辆汽车的行驶速度时，只能计为30/小时，这只是一个平均数。除去路上堵车二个小时，平均速度是80公里/小时，这也是一个平均数，也就是说是个概念数。两个平均速度数：30公里/小时和80公里/小时都是这辆汽车到达后计算出来的。也许这辆汽车在这120公里的行程中的任何一个时刻，从来都没有以这一个速度行驶过，而是有时快于这个速度，有时慢于这个速度。这才是这辆汽车在这120公里行程距离中行驶速度的事实。无论我们说这辆汽车的速度是30公里/小时也好，还是80公里/小时也好，都是人按数学方法计算出来的，并不是事实。我们通常用量化的方法来考察一个人的工作量或者一个人的工作能力，这似乎就有了硬指标，管理或者评价一个人似乎就科学了，其实这只是把复杂的事情简单化的方法，并不是什么科学的考察。比如开运动会搞射击比赛，张三发射三发子弹打了8环、9环和10环，总成绩是27环；李四发射三发子弹打了三个9环，也是27环的总成绩，我们评价说这两个人的射击能力相同，都是27环的成绩。但是，如果总裁判非要在这两个人之间分出高低来，再打一遍，这两个人的总成绩就有差别了，甚至差别还不只一两环。如果继续打下去，差别肯定会更大。而考核射手的能力不能无何止地打下去。假如张三打了27环，李四只打了26环，也许还继续打下去，如果打10发子弹，李四的总成绩会超过张三，但这场比赛只准打三发，以此来评价这两个人的能力。由此可见，所谓量化考察并不科学。爱因斯坦讥笑玻尔说：“上帝不会掷骰子。”坚持只有精确的数学计算才是科学的，反对统计学的概率方法。几十年快一百年了，全世界的人无论是科学界、教育界的人也好，还是普通人也好，基本上都站在爱因斯坦一边，认为量子物理学是不严谨的，把用精确计算无法解决的问题归因于我们的知识不够全面。我们承认自然界还有很多知识和规律我们还没有掌握，但是即使我们对某一领域的知识和规律掌握全面了，用加减乘除也是不能全部解决的。我们经常使用统计学的概率方法，来掌握我们生活中的问题。比如农民知道什么季节下的猪崽容易成大养肥，不生病等等。但是我们大多数人不肯承认概率学的科学性。

Answer 2

近代物理主要量子物理，与经典物理相区别，在工程领域中的应用是比较少的，比方红外感应，X射线，主要在科研方面用的比较多

Answer 3

工程力学 量子力学