本书共十一篇文章，作者都是各方面的专家，讲物理学对其他科学(如化学、生命科学、地学、经济学)的影响；写物理学与技术(如医学、材料科学、核武器、信息产业)的关系；以历史的大视野看物理学与人类文明；用物理学的原理剖析中华古文物瑰宝里的奥秘。

物理学是一门基础科学，提供了人们认识自然界的基础；物理学又是对其他学科起带头作用的学科；同时物理学的应用是当今众多技术进步的基石。本书中的11篇文章，从各个角度、以多种风格阐明了物理学的重要作用。

20世纪物理学对科学、技术的影响……………………赵凯华(1)

物理学与诺贝尔非物理学奖…………………秦克诚 刘寄星(28)

地质学中的物理学………………………………………郑亚东(74)

物理学对医学发展的贡献………………………………喀蔚波(99)

你知道生物信息学吗?

——数学、物理学与遗传密码破译………………陈润生(121)

经济物理学一瞥………………………………张建玮 王正行(144)

固体物理学与材料科学…………………………………张 酣(168)

物理学家以身许国 驯伏天火壮我神州

——记我国核武器早期发展历程…………………郑绍唐(184)

物理学与现代产业………………………………………宋菲君(2lO)

中华古文物“青铜三宝”神奇效应蕴含的物理………严燕来(246)

请君莫奏前朝曲，听唱新翻杨柳枝

——物理学的发展不断改变着人们的世界观……赵凯华(274)

小  结

本文列举了一些物理学对非物理学诺贝尔奖获奖研究所起促进作用的实例，以着重显示本书的一个主题一一物理学在各个姐妹学科发展中的作用。

综观物理学对诺贝尔非物理奖的作用，可以分几种情况：一种是得奖的工作本来就是物理学家做的物理学工作，只是由于当时的学科分法不同，对它授予非物理学奖；第二种是，使用物理学的理论、概念和方法，解决别的学科中的问题；这两种情况主要出现在物理学的邻近学科，特别是化学奖，第三种情况不是使用具体的物理学理论和概念，但是得奖者曾受过物理专业教育(例如大学本科是学物理的)，他们根据物理学体现的科学精神(如一切由实验检验)和方法(如理论演绎的方法、建立模型的方法)来观察和解决其他学科以至社会的问题，第四种情况是，用物理学的实验设备和手段(物理学提供“硬件”)来解决别的学科的问题，本文着重介绍了前三种情况(即物理学提供“软件”)下的诺贝尔非物理学奖的实例，至于物理学提供硬件的情况，则比比皆是，因为各种测量仪器的原理与实现都离不开物理学。

为什么物理学能够起到这种作用?笔者以为，这是由物理学具有的两个特性决定的，一个是物理学的基础性，它是自然科学一切学科的基础，前面引用的费曼的那段话很好地说明了物理学和其他学科的关系，即物理学研究的是物质运动、结构和能量转换最基本的性质和最普遍的规律，这些规律必然要支配其他自然科学学科研究的对象，另一个是物理学学科发展的成熟性，经过几百年的发展，特别是经过20世纪物理学的伟大革命，现代物理学已成为自然科学中站在最前列、发展得最成熟的学科，建立了一套从基本原理出发的理论体系，并发展出一套成熟的方法，如理论演绎同实验检验相结合的方法’建立模型即抓住主要矛盾忽略次要因素的方法，掌握了物理学的这套方法，就有可能突破学科和专业的界限，在自然科学乃至其他领域做出很好的成绩。

当然，各门自然学科之间存在着统一性，在物理学推动其他学科发展的同时，物理学的研究领域和研究方法也由此得到极大的丰富和发展。一些曾经被认为是化学或生物学研究的传统领域，已经或正在成为物理学研究的新分支，最为突出的一个例子，是传统上历来属于化学和生物学研究对象的胶体、液晶、乳胶、高分子和生物大分子，近十几年来形成了物理学的一个蓬勃发展的前沿领域——软物质物理学的主体。化学和生物学就物质结构层次而言，是远比传统物理学研究对象复杂的层次。物理学研究向复杂层次对象的进军，标志着物理、化学和生物学研究的进一步结合，也预示着未来诺贝尔获奖项目中各学科界限的进一步模糊，非常可能在未来的某个时候，在物理学家继续获得诺贝尔学非物理学奖的同时，诺贝尔物理学奖获得者的名单上，也会更多地出现化学家和生物学家的名字。

正因为这些原因，在我们看来，物理学教育是非常重要的。物理学教育是最基础的科学教育，在各级学校，对一切专业，都应该开展物理学教育，这应当是世界物理年留给我们的一个重要认识。P72-73

人们常说，阳光普照大地，其实在任何时刻阳光只照亮半个地球，另半个地球却沉寂在夜幕下的黑暗之中。在工业化之前漫长的岁月里，人们过着“日出而作，日落而息”的朴素生活。那时候，灯火辉煌照耀如同白昼的繁华夜景，是不可想像的。是什么照亮了另半个地球?是电!电的应用是物理学的重大发明之一，然而物理学对现代社会文明的贡献远不止于电，今天环顾我们的四周，从衣食住行到工作、学习、娱乐，从生存到发展，无处不闪耀着物理学的光辉。

2004年6月10日，联合国大会鼓掌通过决议，规定2005年为“世界物理年”，决议确认：

·物理学是认识自然界的基础；

·物理学是当今众多技术发展的基石；

·物理教育为培养人的发展提供了必要的科学基础，

今天，在社会上对这样的观点恐怕远未达成共识，继续宣传这些观点仍然十分必要，这正是举办世界物理年活动的宗旨，也是组织编写本书的目的。

本书组织了十一篇文章，作者都是各方面的专家，这里有的讲物理学对其他科学(如化学、生命科学、地学、经济学)的影响，有的写物理学与技术(如医学、材料科学、核武器、信息产业)的关系，还有的以历史的大视野看物理学与人类文明，有的则用物理学的原理剖析中华古文物瑰宝里的奥秘，文章的风格也各异，用美丽的邮票作插图来配合文字说明者有之，用我国物理学家以身许国的事迹感人者有之，用作者本人参加工作的经历和体会告谕后生者亦有之。我们期待着本书会有广泛的读者群，并受到他们的欢迎。

世界物理年中有一项活动，叫做“物理学照亮世界”(PhySiCS EnlightenS the world)，即通过通讯光缆井经过各地接力，将一个从普林斯顿高等研究所发出的激光信号在24小时内传到世界各处并返回原地，EnlightCn这个词除原义“照亮”外，还有“教导”、“启迪”的意义，这句话生动地表现了物理学在认识世界和在正确认识的基础上改变世界的作用，这也是本书的主旨，我们借用这句话作为本书的书名。

今年是世界物理年，北京市物理学会发起编写这本书来纪念它，并得到北京市科学技术协会的支持，作者在此表示感谢。

赵凯华 秦克诚

2005年酷暑中