狂飙突进时期的第三条线索是爱因斯坦的相对论。相对论提出后，狄拉克等人逐步将其与量子力学相结合，得到一系列成果如预言并发现了正电子等，物理学革命的三条主线结合在一起。此外，统计力学的发展也保证了主线的推进和尔后在各方面的应用。

20世纪头30年是人们对物理世界的观念发生根本变化的30年。W·布拉格风趣地说，物理学家恐怕得在星期一、三、五用光的古典理论，而在二、四、六用光的量子论。当时的一位物理系研究生在听了普林斯顿高级研究院的讲课后说：“真是棒极了！可是我们上星期所学的物理学都被推翻了。”这句话生动地表现出当时知识旋风般前进的状况。在这30年中，物理学家否定了虚假的物质以太，进入了“不可入”的原子，发现了新的物质：电子、原子核等等。他们在认识到能量的间断与光的粒子性后，接着又揭示了物质的波动性，并将这两方面结合起来。绝对时空成为历史，人们发现了自己生活于四维时空中。在观念的变革中，物理学家提出了原子模型，建立了量子力学和相对论。经典物理学成为远为宏伟的现代物理学大厦中的一部分。科学从未在如此短的时期内经历这么大的变革。这确是前所未有的狂飙突进时期，在尔后年代中，物理学经历相对稳定的发展，上述变革在各个领域结出丰硕成果。

二、物理学革命的蔓延与深入

20世纪30年代后是第二阶段，大致沿以下方向进行。一个方向是由原子结构沿着量子阶梯继续下行，深入探讨低于原子核层次的物质结构。另一个方向是与天文学结合形成天体物理学和随后发展起来的宇宙学。近来这两个方向正在合流。第三个方向，相对论逐步演变为对大统一理论的追求。量子力学在30年代后的发展分化为两支，其一与化学，生物学等学科相结合而进入分子、生命领域，也就是沿量子阶梯上行；其二用于研究各种凝聚态物质，这是30年代后物理学研究的最广阔的领域。

探讨微观世界物质结构这一线索，可以20世纪50年代为界分为前后两个时期，前一时期主要是发现核的组成：质子、中子，实现人工核反应，形成核物理学和建立核模型。由20世纪50年代至今是这一线索发展的第二时期，主要是揭示出较质子、中子更深的物质层次，提出夸克等粒子，以及探索它们如何形成质子、中子等。本世纪的LHC(大型强子对撞机)有望开启第三个时期。

这一线索的发展，实际上是从化学家手中接过探索物质结构的接力棒沿量子阶梯继续下行。认识途径也与20世纪之前的化学相似，即通过各种手段发现现象，推测新的实体、粒子，以及可能的结构，然后再以此来说明现象。日本物理学家武谷三男将这种认识途经归为认识的三阶段论，即由现象论经实体论再到本质论。（请见笔者武谷三男的“三阶段论”和马克思的“两条道路”　http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=233612）

可以把20世纪前的天文学路径大致归结为由几何天文学到动力学天文学。前者指由托勒密、哥白尼到开普勒，讨论天体间的空间位置关系，后者指从牛顿经拉普拉斯到19世纪的发现，讨论天体间的力学关系。此外，20世纪前天文学的主要认识范围是在太阳系。20世纪来由于和物理学的紧密结合，天文学在两个方向获得迅猛发展。一是视野大为扩展，从太阳系、银河系、河外星系，一直到宇宙，讨论宇宙的结构和演化。二是研究天体的内部组成，产能机制和演变规律，这两个方向又紧密合在一起。

当前，天体物理学、宇宙学与上述基本粒子的研究呈现合流的趋势。例如，天体物理学要研究中子星、黑洞中的物质形态，基本粒子物理也要探讨中子、夸克等。极早期宇宙及粒子的生成是当前宇宙学的前沿。于是，天文学与理论物理学相结合，宇观的研究与微观的研究殊途同归。这一合流有其深刻根据。首先，万物的本原与万物或宇宙的起源，本来是一而二、二而一的问题，前者从存在的角度，后者从发展的角度讨论同一问题。这两条线索的合流说明20世纪科学的历史化趋势。沿量子阶梯探索更深层次，也就是沿宇宙演化回溯直至其起源。其次，这一合流显示了科学的辩证发展。古代人的自然观即认为万物由某种本原组成，万物“从之”而出，本原与起源是同一的。经过漫长的发展，20世纪科学重新提出这一问题，显示出对古代自然哲学的辩证的复归。

统一物理学的努力在数百年前就已开始了。牛顿统一了天上的力学和地上的力学，麦克斯韦在他的方程中统一了电学和磁学。20世纪，尤其在爱因斯坦后，这种努力日益增长，力图统一的范围也越来越广。由大统一理论、弱—电理论、超引力理论，到标准模型，后者对应于宇宙起源。标准模型预言存在希格斯子，从而联系到基本粒子物理。反之，研究宇宙起源和更深层次的物质也就是在作统一物理学的努力。这三条线索正在汇合起来，共同探讨物质的“本原”，万物之起源，以及宇宙的和谐统一。统一物理学的努力指导着物理学家的前进，然而在他们的面前并不存在一劳永逸的“统一理论。”

上述三条线索之间存在以下关系。以基本粒子物理和宇宙学以及天体物理学为一方，主要在于发现现象和实体，统一理论则试图对此作出解释并提出预言，以指导另一方的前进，今后这一倾向将更为突出。在爱因斯坦建立相对论的过程中看到类似的特点，理论预言常常走在观察、实验的前面，甚至是先有数学，然后再找到物理意义。此外，随着研究的深入，对实验中能量的要求越来越高而超越当前仪器设备和技术，理论却可以作出预言和解释。同时，人们也对LHC寄予厚望。这三条线索总体而言是沿量子阶梯下行，也就是沿宇宙演化方向回溯，探索更低层次和更早时期，直至古希腊人所梦寐以求的本原和始基。

如果说基本粒子物理、宇宙学和统一理论是当代物理学发展的前沿，那么凝聚态物理学就是发展的主流。美国物理学史主任威尔特在上世纪80年代初指出，“固体物理发展为凝聚态物理学的历史，是过去50年物理学发展的核心。”现在依然如此。 

此外，还必须提及统计物理学的历程。没有这一发展，前述各条线索都将是不可能的。更为引人注目的是非平衡态热力学的发展，1905年，玻尔兹曼提出宇宙起伏说，认为宇宙中的偶然地区会发生违背热力学第二定律的过程。1931年，盎萨格用统计力学观点推出不可逆过程的倒易关系。1949年，普里高津提出不可逆过程热力学中的最小熵产生原理，以说明宇宙演化中违背热力学第二定律的现象。普里高津后来将他的概念发展为耗散结构理论。这一理论与哈肯的协同学，艾根的超循环理论和突变论共同被称为自组织理论或新三论。新三论成为更为广阔的复杂性科学的组成部分，推进并渐次融入更加开阔和变动不居的后现代科学。(论后现代科学　http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=218130)

（以上内容请各位特别注意划底线部分）