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我们已经熟知二十世纪之初开尔文勋爵(威廉·汤姆逊)关于物理学的“两朵乌云”的著名讲话：开尔文1900年在英国皇家学会的新年致辞中说，物理学的世界晴空万里，唯有两朵小乌云尚待理解，即以太理论和黑体辐射。但开尔文本人以及那个时代的绝大多数科学家都意想不到这“两朵乌云”中诞生出的相对论和量子力学是如何深刻而广泛地影响着现代物理学的发展。一百多年来物理学经历了天翻地覆的变化，我们对物质世界的组成及其相互作用本质的认识取得了飞跃式的突破，无论是微观粒子世界，还是宏观宇宙世界，抑或是介观材料世界，都展现出全