物理学史时间轴
268 位物理学家 · 169 项发现 · 1473 年至今。 下面这条总览带是四百年的全景,点任意一个时代,再往下就展开那一代人的生命线。 古代的亚里士多德(前384–前322)、阿基米德(约前287–前212)、伊本·海什木(约965–1040)及其浮力原理(约前250)、视觉入射说与暗箱(约1020)与这四百年相隔太远,不上轴。
▲ 每十年在世的物理学家(峰值 168 位) ▼ 每十年的发现数(峰值 17 项)
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横条是一生, 是发现的时刻;颜色是主领域。
▸ 科学革命 1543–1700 · 14 位 · 12 项发现 从哥白尼到牛顿:天上的星与地上的苹果,第一次归入同一套定律。
1543 日心说 1600 地球是一块大磁石 1609 行星运动三定律 1610 望远镜下的新宇宙 1621 折射定律 1637 彩虹的解释 1638 自由落体定律与惯性 1644 大气压与托里拆利真空 1672 光的色散与反射望远镜 1678 胡克定律 1687 万有引力与运动定律 1690 光的波动说
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▸ 理性时代 1700–1800 · 11 位 · 6 项发现 微积分武装起来的力学走向精密,电与热还只是沙龙里的好奇心。
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▸ 电磁与热 1800–1860 · 26 位 · 18 项发现 波动光学、电流的磁效应与能量守恒,三条线在半个世纪里同时铺开。
1800 伏打电堆 1801 双缝干涉 1811 分子假说(阿伏伽德罗定律) 1814 夫琅禾费谱线 1820 电流之间的作用力 1820 电流的磁效应 1822 傅里叶分析 1824 卡诺循环与热机的极限 1827 欧姆定律 1828 格林函数与势论 1831 电磁感应 1832 高斯定律与绝对单位 1841 焦耳-楞次定律(电流的热效应) 1842 多普勒效应 1843 热功当量 1847 能量守恒定律 1848 绝对温标 1851 傅科摆
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▸ 经典巅峰 1860–1900 · 25 位 · 16 项发现 麦克斯韦方程组与统计力学封顶了经典大厦,两朵乌云飘了上来。
1865 熵与热力学第二定律 1865 电磁场理论 1871 瑞利散射 1873 气液的连续性与状态方程 1876 吉布斯自由能 1877 熵的统计诠释 1879 斯特藩-玻尔兹曼定律 1883 雷诺实验与雷诺数 1887 迈克尔逊-莫雷实验 1888 电磁波的证实 1890 三体问题与混沌 1893 维恩位移定律 1895 X 射线的发现 1896 塞曼效应 1897 电子的发现 1898 放射性与镭的发现
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▸ 量子革命 1900–1935 · 57 位 · 49 项发现 从能量子到不确定性原理,三十五年重写了物质与光的全部规则。
1900 能量子假说 1904 边界层 1904 洛伦兹变换与电子论 1905 光电效应与光量子 1905 狭义相对论 1906 热力学第三定律 1908 布朗运动与原子的实在性 1908 时空 1911 原子核的发现 1911 云室 1911 超导电性的发现 1912 造父变星周光关系 1912 固体比热与声子 1913 原子序数与莫塞莱定律 1913 玻尔原子模型 1913 X 射线晶体学 1914 弗兰克-赫兹实验 1915 广义相对论 1916 绝热不变量与绝热原理 1916 精细结构与精细结构常数 1916 施瓦西解 1918 诺特定理 1919 年日食观测 1922 施特恩-格拉赫实验 1923 康普顿效应 1924 玻色-爱因斯坦统计与玻色子 1924 物质波 1925 泡利不相容原理 1925 恒星由什么构成 1926 波函数的概率诠释 1926 克拉默斯-克勒尼希关系 1926 薛定谔方程 1927 二次量子化与早期量子场论 1927 矩阵力学与不确定性原理 1928 能带理论 1928 狄拉克方程与反物质 1928 拉曼散射 1929 宇宙在膨胀 1929 西拉德引擎与信息的热力学代价 1929 外尔费米子 1930 钱德拉塞卡极限 1931 回旋加速器 1931 原初原子 1932 人工核蜕变 1932 希尔伯特空间 1932 中子的发现 1932 正电子的发现 1934 人工放射性 1934 切连科夫辐射
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▸ 核时代 1935–1955 · 29 位 · 15 项发现 裂变、链式反应与量子电动力学——物理学第一次走出实验室,改变了世界格局。
1935 核力的介子理论 1938 核裂变的发现 1939 恒星的能源 1939 基本粒子的对称性分类 1941 超流理论与凝聚态范式 1942 链式反应与第一座核反应堆 1944 二维伊辛模型的精确解 1946 核磁共振 1947 兰姆位移 1947 π 介子的发现 1947 晶体管的发明 1948 量子电动力学与费曼图 1949 原子核壳层模型 1952 气泡室 1954 杨-米尔斯规范场论
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▸ 粒子时代 1955–1975 · 63 位 · 29 项发现 加速器造出了粒子动物园,夸克与规范场又把它重新收拢成秩序。
1955 反质子的发现 1956 库珀对 1956 中微子的探测 1956 宇称不守恒 1957 BCS 超导理论 1958 安德森局域化 1958 穆斯堡尔效应 1960 激光 1960 自发对称性破缺 1962 约瑟夫森效应 1964 贝尔不等式 1964 CP 破坏 1964 希格斯机制与质量的起源 1964 夸克模型与八正法 1965 宇宙微波背景 1965 奇点定理 1966 光纤通信 1967 重子不对称 1967 地球气候的物理模型 1967 电弱统一理论 1967 脉冲星的发现 1970 暗物质 1971 重整化群 1972 贝尔实验 1973 渐近自由 1973 二维拓扑相变 1974 脉冲双星与引力辐射 1974 霍金辐射与黑洞热力学 1974 J/ψ 粒子的发现
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▸ 标准模型与当代 1975–今 · 40 位 · 22 项发现 三代夸克轻子归位之后,目光转向暴胀、引力波、系外行星与量子材料。
1979 复本对称破缺 1979 SSH 模型 1980 量子霍尔效应 1981 宇宙暴胀 1982 分数量子霍尔效应 1982 拓扑物态 1984 宇宙学标准模型 1984 准晶 1985 啁啾脉冲放大 1985 激光冷却与囚禁原子 1992 COBE:黑体谱与各向异性 1993 蓝色发光二极管 1995 玻色-爱因斯坦凝聚的实现 1995 第一颗围绕类太阳恒星的行星 1995 弦论 1997 量子隐形传态 1998 宇宙的加速膨胀 1998 中微子振荡 2001 阿秒光脉冲 2002 银河系中心黑洞 2004 石墨烯 2015 引力波的直接探测
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同一个人只会出现在一个时代里,归属看的是他做出主要成果的年份而非生年—— 所以普朗克(1858 年生)在「量子革命」而不是「经典巅峰」。 金色菱形挂在该发现主要人物的生命线上,位置对应发现年份;一项发现若横跨两代人,两边都会标。