近一个世纪以来基础物理是否没有进步？半导体工业是否会因此陷入停滞？
近一个世纪以来，基础物理学的发展可以说是跌宕起伏，并非全然停滞，但若以宏大叙事或颠覆性进展来衡量，其步伐似乎较之前一个世纪（例如，麦克斯韦方程组统一电磁学，爱因斯坦的相对论与量子力学诞生）显得更为审慎和细微。
首先，让我们回顾一下近一个世纪以来基础物理学所取得的里程碑式成就。从量子力学的建立和完善开始，它彻底改变了我们对微观世界的理解。量子电动力学（QED）的诞生，为我们提供了描述光与物质相互作用的精确框架，其预测的精度至今仍是科学史上的奇迹。随后，量子色动力学（QCD）揭示了夸克之间的强相互作用，构建了粒子物理学的标准模型。标准模型是过去几十年来基础物理学最重要的成果之一，它成功地描述了已知的大部分基本粒子及其相互作用。
然而，即便有如此辉煌的成就，许多物理学家也认为，自上世纪七八十年代标准模型基本成型以来，基础物理学进入了一个“瓶颈期”，其主要表现为：
缺乏新的、颠覆性的理论框架： 标准模型虽然解释了大量现象，但它本身并不完整。它未能解释引力（与相对论的结合仍然是一个巨大挑战）、暗物质和暗能量（构成了宇宙的大部分，但我们在粒子层面一无所知）、中微子质量的起源以及物质反物质不对称性等关键问题。弦理论、圈量子引力等试图统一一切的理论仍在探索之中，但尚未得到实验的明确验证。
实验验证的瓶颈： 很多前沿的理论猜想，例如超对称粒子、额外的空间维度等，需要更高的能量才能在粒子对撞机上被探测到。目前的粒子对撞机（如LHC）虽然强大，但其能量水平可能还不足以触及这些新物理的门槛。同时，一些理论，如弦理论，其数学复杂度极高，直接的实验检验更是难上加难。
从粒子物理到宇宙学的新前沿： 虽然粒子物理的宏观统一理论遇到了障碍，但基础物理学的研究触角已经大大延伸到了宇宙学领域。对宇宙大爆炸早期、宇宙膨胀、黑洞等的研究，正以前所未有的方式与粒子物理学交叉，试图在更宏观的尺度上寻找基础规律的线索。但这些交叉学科的研究，虽然引人入胜，但仍然面临着数据获取和理论解释的挑战。
那么，这种“缓慢”的进展是否意味着半导体工业将因此陷入停滞呢？我的观点是：情况并非如此简单，甚至可以说是相当乐观的。
首先，半导体工业的进步并不完全依赖于基础物理学的最新突破。 恰恰相反，许多半导体技术的飞跃，是建立在已经成熟甚至有些“古老”的基础物理学原理之上的。
量子力学是基石： 量子力学的基本原理，如能带理论、量子隧穿效应、载流子（电子和空穴）的统计分布等，是理解和设计半导体材料（硅、锗、砷化镓等）以及各种半导体器件（晶体管、二极管、激光器等）的根本。这些原理在二十世纪初期就被确立，但它们在半导体工业中的应用和优化，却贯穿了整个二十世纪下半叶和二十一世纪。
半导体制造的进步更多是工程和材料科学的胜利： 半导体工业的飞速发展，更多地体现在其极高的工程实现能力和材料科学的精进上。例如：
微纳加工技术： 光刻技术（从紫外光到深紫外光，再到极紫外光EUV）、刻蚀技术、薄膜沉积技术、原子层沉积（ALD）等，这些技术的每一次飞跃，都直接推动了器件尺寸的缩小（摩尔定律），提高了集成度。这些进步主要来自于精密机械、光学、化学、材料学等领域的工程创新。
新材料的应用与开发： 除了传统的硅，高铟镓氮（GaN）、碳化硅（SiC）等宽禁带半导体材料的崛起，为高功率、高温电子学带来了革命性的变化。这些材料的开发和应用，是材料科学深入研究的结果，虽然其基础性质也离不开量子力学，但其应用突破更侧重于材料本身的特性和加工方法。
器件结构的创新： 从平面晶体管到鳍式晶体管（FinFET），再到门下环绕晶体管（GAAFET），这些都是在基本材料和原理不变的情况下，通过巧妙的器件结构设计来实现性能的提升。这更多是物理学、电子工程学与材料科学的交叉应用。
理论“瓶颈”反而激发了工程创新： 如果基础物理学进展缓慢，反而会迫使工程师和应用科学家们将注意力更多地放在现有原理的极限挖掘和工程优化上。这意味着我们将更深入地理解和利用已知的物理现象，并将其转化为更先进、更高效的半导体产品。
新物理学原理的引入通常是“颠覆性”的，而非“持续性”的： 即使未来基础物理学有了新的重大突破，比如发现了新的粒子或作用力，这些发现转化为实际的半导体技术往往需要漫长的时间。例如，量子力学诞生的几十年后才催生了晶体管。因此，基础物理学的“瓶颈”不一定会立即导致半导体工业的停滞，反而是为工程师提供了更长期的优化空间。
然而，也不能完全排除基础物理学进展缓慢对半导体工业的间接影响：
缺乏新概念可能限制颠覆性创新： 如果基础物理学长期停滞，例如在量子计算、新型态材料的发现等方面没有突破，那么在未来一段时间内，可能难以出现像晶体管那样彻底改变电子学格局的新技术。现有的硅基CMOS技术仍然会是主流，其进步会逐渐放缓。
对更高效能源和计算的需求： 随着人工智能、大数据等领域的飞速发展，对计算能力和能源效率的需求呈爆炸式增长。如果基础物理学无法提供全新的解决方案（例如，更易于控制的量子态、更高效的能量转换机制），那么半导体工业将面临越来越大的瓶颈，可能无法满足日益增长的需求。
总结来说：
近一个世纪以来，基础物理学经历了辉煌的量子革命和粒子物理学的繁荣，但目前在寻找统一理论和新粒子方面确实面临挑战，可以说进入了一个相对“审慎”的时期。
然而，这并不意味着半导体工业会因此陷入停滞。 相反，半导体工业的进步主要得益于对已知量子力学原理的工程化和材料科学的精进。许多技术突破源于制造工艺的改进和器件结构的创新，而非基础理论的最新发现。
可以说，基础物理学的“缓慢”反而为半导体工业的工程师们提供了巨大的优化空间和工程创新的土壤。但长期来看，如果基础物理学持续停滞，缺乏新的概念性突破，也可能限制半导体工业在未来实现颠覆性的飞跃，并可能难以满足未来对计算和能源效率日益增长的需求。所以，尽管目前“稳中有进”，但对基础物理学的持续投入和探索，仍然是驱动未来科技进步的潜在动力。
首先，让我们回顾一下近一个世纪以来基础物理学所取得的里程碑式成就。从量子力学的建立和完善开始，它彻底改变了我们对微观世界的理解。量子电动力学（QED）的诞生，为我们提供了描述光与物质相互作用的精确框架，其预测的精度至今仍是科学史上的奇迹。随后，量子色动力学（QCD）揭示了夸克之间的强相互作用，构建了粒子物理学的标准模型。标准模型是过去几十年来基础物理学最重要的成果之一，它成功地描述了已知的大部分基本粒子及其相互作用。
然而，即便有如此辉煌的成就，许多物理学家也认为，自上世纪七八十年代标准模型基本成型以来，基础物理学进入了一个“瓶颈期”，其主要表现为：
缺乏新的、颠覆性的理论框架： 标准模型虽然解释了大量现象，但它本身并不完整。它未能解释引力（与相对论的结合仍然是一个巨大挑战）、暗物质和暗能量（构成了宇宙的大部分，但我们在粒子层面一无所知）、中微子质量的起源以及物质反物质不对称性等关键问题。弦理论、圈量子引力等试图统一一切的理论仍在探索之中，但尚未得到实验的明确验证。
实验验证的瓶颈： 很多前沿的理论猜想，例如超对称粒子、额外的空间维度等，需要更高的能量才能在粒子对撞机上被探测到。目前的粒子对撞机（如LHC）虽然强大，但其能量水平可能还不足以触及这些新物理的门槛。同时，一些理论，如弦理论，其数学复杂度极高，直接的实验检验更是难上加难。
从粒子物理到宇宙学的新前沿： 虽然粒子物理的宏观统一理论遇到了障碍，但基础物理学的研究触角已经大大延伸到了宇宙学领域。对宇宙大爆炸早期、宇宙膨胀、黑洞等的研究，正以前所未有的方式与粒子物理学交叉，试图在更宏观的尺度上寻找基础规律的线索。但这些交叉学科的研究，虽然引人入胜，但仍然面临着数据获取和理论解释的挑战。
那么，这种“缓慢”的进展是否意味着半导体工业将因此陷入停滞呢？我的观点是：情况并非如此简单，甚至可以说是相当乐观的。
首先，半导体工业的进步并不完全依赖于基础物理学的最新突破。 恰恰相反，许多半导体技术的飞跃，是建立在已经成熟甚至有些“古老”的基础物理学原理之上的。
量子力学是基石： 量子力学的基本原理，如能带理论、量子隧穿效应、载流子（电子和空穴）的统计分布等，是理解和设计半导体材料（硅、锗、砷化镓等）以及各种半导体器件（晶体管、二极管、激光器等）的根本。这些原理在二十世纪初期就被确立，但它们在半导体工业中的应用和优化，却贯穿了整个二十世纪下半叶和二十一世纪。
半导体制造的进步更多是工程和材料科学的胜利： 半导体工业的飞速发展，更多地体现在其极高的工程实现能力和材料科学的精进上。例如：
微纳加工技术： 光刻技术（从紫外光到深紫外光，再到极紫外光EUV）、刻蚀技术、薄膜沉积技术、原子层沉积（ALD）等，这些技术的每一次飞跃，都直接推动了器件尺寸的缩小（摩尔定律），提高了集成度。这些进步主要来自于精密机械、光学、化学、材料学等领域的工程创新。
新材料的应用与开发： 除了传统的硅，高铟镓氮（GaN）、碳化硅（SiC）等宽禁带半导体材料的崛起，为高功率、高温电子学带来了革命性的变化。这些材料的开发和应用，是材料科学深入研究的结果，虽然其基础性质也离不开量子力学，但其应用突破更侧重于材料本身的特性和加工方法。
器件结构的创新： 从平面晶体管到鳍式晶体管（FinFET），再到门下环绕晶体管（GAAFET），这些都是在基本材料和原理不变的情况下，通过巧妙的器件结构设计来实现性能的提升。这更多是物理学、电子工程学与材料科学的交叉应用。
理论“瓶颈”反而激发了工程创新： 如果基础物理学进展缓慢，反而会迫使工程师和应用科学家们将注意力更多地放在现有原理的极限挖掘和工程优化上。这意味着我们将更深入地理解和利用已知的物理现象，并将其转化为更先进、更高效的半导体产品。
新物理学原理的引入通常是“颠覆性”的，而非“持续性”的： 即使未来基础物理学有了新的重大突破，比如发现了新的粒子或作用力，这些发现转化为实际的半导体技术往往需要漫长的时间。例如，量子力学诞生的几十年后才催生了晶体管。因此，基础物理学的“瓶颈”不一定会立即导致半导体工业的停滞，反而是为工程师提供了更长期的优化空间。
然而，也不能完全排除基础物理学进展缓慢对半导体工业的间接影响：
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对更高效能源和计算的需求： 随着人工智能、大数据等领域的飞速发展，对计算能力和能源效率的需求呈爆炸式增长。如果基础物理学无法提供全新的解决方案（例如，更易于控制的量子态、更高效的能量转换机制），那么半导体工业将面临越来越大的瓶颈，可能无法满足日益增长的需求。
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然而，这并不意味着半导体工业会因此陷入停滞。 相反，半导体工业的进步主要得益于对已知量子力学原理的工程化和材料科学的精进。许多技术突破源于制造工艺的改进和器件结构的创新，而非基础理论的最新发现。
可以说，基础物理学的“缓慢”反而为半导体工业的工程师们提供了巨大的优化空间和工程创新的土壤。但长期来看，如果基础物理学持续停滞，缺乏新的概念性突破，也可能限制半导体工业在未来实现颠覆性的飞跃，并可能难以满足未来对计算和能源效率日益增长的需求。所以，尽管目前“稳中有进”，但对基础物理学的持续投入和探索，仍然是驱动未来科技进步的潜在动力。
网友意见
不请自来答个题，排名第一的答案好像没有解决半导体工业的问题，量子理论确实是不太懂，不过量子隧穿效应晶体管确实是存在的，而且有望成为下一代晶体管的结构（国际半导体协会什么的如是说），要说高大上的物理概念，貌似拓扑绝缘体可以算一个，也是可以用来提升晶体管相关的性能的，总之，物理学在发展，半导体产业或者论文也在发展，物理学的飞跃没有体现在半导体产业而已，二者可以说没什么必然联系。
ok，还要说半导体产业会不会挂掉哈，首先，计算机芯片的功能不是只靠材料决定的，还有算法优化，电路设计云云，所以，下一代芯片还是会有的，其次，计算机CPU部分尺度的确可能会到达极限，但是其他部分潜力还很大，所以，英特尔不会挂掉的，最多转行开发别的。这是半导体产业问题。
最后，说说可能有危机的，其实晶圆厂，做加工的可能真的会有问题，比如台积电，德州仪器之类，如果传统硅材料被新材料取代，那么意味着大量的生产线可能要报废（或者做别的元件），这可能会带来产业洗牌，有很多人失业， 有很多创业，其实每个行业都会有这样的日子的，即使跟新材料相比，现在的硅材料工艺也几乎是完美的，可以说，英特尔做出来的芯片，任何一个实验室用其他材料用再多的钱也做不出来，要想重演上一次硅材料开启的神话，半导体行业只能等待下一个完美的材料了。
现在是2015年年初，往前算一个世纪就是1915年：
首先我要说的是，1927年第五届索尔维会议，往小了说是爱因斯坦和玻尔的世纪争论，往大了说是相对论和量子物理悬而未解的旷世碰撞。娱乐点说，是科学界的全明星。
与会成员如图：
(这个名单包括：薛定谔，泡利，海森堡，德拜，克莱默，狄拉克，康普顿，德布罗意，.波恩，玻尔，朗缪尔，普朗克，.居里夫人，洛伦兹，爱因斯坦，朗之万...）
这个张照片里随便拿出一个人，哪怕配不上震古烁今，也足以称得上不朽。
难道你们相信这些人竟然在1915年以后，就没有任何建树了吗
首先，1915年，爱因斯坦发表了广义相对论。然后我觉得可以终结这个问题了
不过我还是打算借此机会多说说
- 海森堡提出的不确定性原理、完善了矩阵力学，这是量子物理的数学基础
- 薛定谔提出波动力学并证明其和矩阵力学的等效性
- 德布罗意证明物质具有波粒二象性，即德布罗意波的存在
- 泡利不相容原理
- 狄拉克的电子波动方程
- 海森堡提出原子核由质子和中子组成，后人证实
- 居里夫人的放射性研究以及原子核衰变研究
- 奥本海默根据相对论预言黑洞的存在
- 爱因斯坦和波多尔斯基等提出量子纠缠态
好吧这些都是索尔维会议的与会者们干的事情
在他们之后还有
- 标准模型的建立和完善
- 贝尔提出的贝尔不等式（及其在量子物理范畴的否定）
- 杨振宁和宇称不守恒（及其在弱相互作用下的否定）
- 反物质的发现
- 约翰·惠勒的延迟选择实验和德鲁的量子擦除实验
- 弦论和量子场论
- 费曼在量子电动力学方面的研究
- 唔对了，还有史蒂芬霍金以及他的等等
以上~
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