物理学与计算机科学进展的相互作用自地球上出现人类开始,人类就不断地认识自然, 理解自然,揭示自然的运动、进展和变化的规律,因此就诞生了一门学科——物理学,来专门认识、讨论、改造自然。物理学在近 300 年中的不断进展,尤其是电磁学的飞速进展,使得物理学家具备了发明计算机的物理学理论基础。计算机的诞生是物理学理论进展的必定结果,计算机科学是人类最杰出的科学成就,。计算机科学的进展已经成为现代物理学的进展变革的前提。1.物理学的进展对计算机诞生的作用1.1 计算机诞生的理论基础伟大的英国物理学家牛顿发现了万有引力定律,发明了微积分,提出了牛顿三大运动定律,创立了经典光学理论,建立了牛顿经典力学大厦;安培、法拉弟、麦克斯韦创立了电磁理论, 赫兹发现了麦克斯韦预言的电磁波,使得电磁学的理论基本建立; 爱因斯坦、德布罗意、玻尔、海森伯、薛定谔、狄拉克创立了量子力学,给物理学打开了一扇黑暗的大门,成为现代物理学进展的基础; 德福雷斯特发明了对电信号有放大作用的电子三极管,成为计算机的诞生提供硬件支持的理论。半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的 PN 结,组成一个 PNP(或 NPN)结构。中间的 N 区(或 P 区)叫基区,两边的区域叫发射区和集电区,这三部分各有一条电极引线,分别叫基极 B、发射极 E 和集电极 C,是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。1947 年 12 月 23 日,美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里,3 位科学家——巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱利博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中正在进行用半导体晶体管把声音信号放大的实验。3 位科学家惊奇地发现,在他们发明的器件中通过的一部分微量电流,竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流,因而产生了放大效应。这个器件,就是在科技史上具有划时代意义的成果——晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的,而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响,所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。另外,这 3 位科学家因此共同荣获了 1956 年诺贝尔物理学奖。晶体管促进并带来了“固态革命”,进而推动了全球范围内的半导体电子工业。作为主要部件,它及时、普遍地首先在通讯工具方面得到应用,并产生了巨大的经济效益。由于晶体管彻底改变了电子线路的结构,集成电路以及大规模集成电路应运而生,这样制造像高速电子计算机之类的高精密装...