物理研究的深入開展對現(xiàn)代通信的影響分析

崔澤邦

（山西省朔城區(qū)一中，朔州 036000）

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，社會各行業(yè)都發(fā)生了巨大的變化，尤其是在通信工程領(lǐng)域，基于多學(xué)科理論研究的創(chuàng)新，現(xiàn)代通信技術(shù)得到了快速發(fā)展。19世紀(jì)以來，物理學(xué)研究取得了一系列的偉大成果，在此影響下，現(xiàn)代通信技術(shù)體系不斷發(fā)展，由早期的電脈沖信號通信，到現(xiàn)在的光通信，無一不是在物理學(xué)研究的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。作為一名高中生，學(xué)習(xí)物理知識的同時，應(yīng)結(jié)合物理知識的實際應(yīng)用對所學(xué)內(nèi)容加深了解，以提高自身對物理學(xué)習(xí)的認識。

1 物理學(xué)發(fā)展概述

在生活中，物理學(xué)知識無處不存在，在早期物理學(xué)研究領(lǐng)域，由于技術(shù)方面的限制，主要停留在具象研究領(lǐng)域，直至19世紀(jì)開始，現(xiàn)代物理學(xué)才得到了真正意義上的發(fā)展，人們對現(xiàn)實世界的認識也因此而改變。時至今日，物理學(xué)已經(jīng)成為眾多高新技術(shù)的理論支撐，多學(xué)科、多領(lǐng)域的滲透，使其在社會發(fā)展中的作用不斷提高，甚至已經(jīng)成為社會發(fā)展的核心學(xué)科之一。

2 物理學(xué)深入開展對早期現(xiàn)代通信的影響

現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，改變了人們傳統(tǒng)的溝通、交流方式，尤其是手機移動通信技術(shù)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了 即時溝通 的概念，其中，物理學(xué)研究的深入開展，成為這一改變的重要推動力量。

（1）物理學(xué)對無線電通信技術(shù)的影響。現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展起源于一次微弱的 電脈沖事件 ，自此以后，研究人員發(fā)現(xiàn)，電脈沖可以實現(xiàn)一定距離上的信息感知能力，并利用物理學(xué)手段制造和接收電磁波，早期無線電通信就這樣誕生了。盡管，這一階段的通信頻率只有2MHz，但是，從理論和實踐領(lǐng)域來看，無線電通信將隨著物理學(xué)研究不斷深入的情況下得到改進，直至今天，我們所使用的手機就是采用了無線電通信技術(shù)，其頻率也已經(jīng)達到了GHz的單位，這也是手機可以實現(xiàn)語音、視頻、圖片等信息傳輸?shù)闹饕蛑弧?/p>

（2）物理學(xué)對現(xiàn)代公用移動通信技術(shù)影響。上世紀(jì)40至60年代，公用通信技術(shù)得到了快速發(fā)展，美國作為公用通信技術(shù)發(fā)展最快的國家，其城市系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用了公用通信系統(tǒng)，并率先在城市汽車通信網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)了全覆蓋。然而，由于通信頻率的限制，該公用通信系統(tǒng)僅能夠?qū)崿F(xiàn)單工通信，通信頻道只有3個，隨著城市化的不斷發(fā)展，低頻段城市公用移動通信網(wǎng)絡(luò)的承載力缺陷日益突出。為此，愛爾蘭物理學(xué)家約翰·斯圖爾特·貝爾成功發(fā)明了人工交換系統(tǒng)接續(xù)系統(tǒng)，實現(xiàn)了公用通信系統(tǒng)的擴容，在一定程度上推動了公用通信技術(shù)的應(yīng)用范圍。

不僅如此，憑借研究人員對物理學(xué)中電信號脈沖頻率的控制，現(xiàn)代公用移動通信技術(shù)能夠使用的頻率范圍不斷擴大，頻道較以往也明顯增加，甚至可以實現(xiàn)半雙工、雙工通信，這就是目前廣泛使用的手機移動網(wǎng)絡(luò)的前身。

3 物理學(xué)研究深入開展下的現(xiàn)代通信技術(shù)

3.1 互聯(lián)網(wǎng)通信的廣泛應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)實現(xiàn)了現(xiàn)代通信技術(shù)革命性的突破，早期互聯(lián)網(wǎng)通信主要依靠電信號實現(xiàn)，由于電信號的有效傳播對周圍電磁環(huán)境的要求較高，且在無信號中繼的情況下無法實現(xiàn)遠距離通信。在傳播距離和信號損失的雙重考慮下，研究人員提出利用光信號代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電信號作為互聯(lián)網(wǎng)通信的介質(zhì)，憑借光信號頻率高、速度快、聚集性好等特點，現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本完成了光纖鏈路的替換。

除有線網(wǎng)絡(luò)連接以外，互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展的另一分支無線局域網(wǎng)通信技術(shù)，該技術(shù)的出現(xiàn)極大方便了移動數(shù)字終端用戶，在無線局域網(wǎng)覆蓋的區(qū)域，用戶可以通過特定的密鑰通過驗證，在保證信息安全的情況下，對互聯(lián)網(wǎng)進行訪問。

這里需要注意的是，以上多種形式的現(xiàn)代通信技術(shù)都存在一定的信息安全風(fēng)險，在相關(guān)通信技術(shù)的使用過程中，需要通過一系列完善的措施保證個人信息在傳播過程中的安全性。這不僅僅是物理學(xué)層面需要解決的問題，還需要通過計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)、電子信息技術(shù)等多個相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的共同努力，這也是阻礙現(xiàn)地通信技術(shù)發(fā)展的重要因素之一。

3.2 基于物理研究深入開展的量子通信技術(shù)

量子通信技術(shù)并非我國首次提出，然而，在量子通信技術(shù)理論的實踐應(yīng)用方面，我國走在了世界各國的前列。所謂量子通信技術(shù)，是指利用 量子糾纏效應(yīng) 所進行的遠距離信息傳遞，這是物理學(xué)研究領(lǐng)域的又一重要突破。相比較其它通信技術(shù)，量子通信技術(shù)的信息傳遞有著較高的安全性、高效性，由于現(xiàn)階段量子通信技術(shù)的實現(xiàn)成本較高，技術(shù)難度較大，因此，在普及方面需要一定的時間，但是，隨著物理學(xué)研究的不斷深入，量子通信技術(shù)將存在取代傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的可能，其中，IBM公司正在研制的量子計算機就是一個鮮明的例子。

4 結(jié)束語

總之，現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展離不開物理學(xué)領(lǐng)域研究的成果，諸多研究人員的努力，實現(xiàn)了現(xiàn)代通信技術(shù)在形式與內(nèi)容上的豐富，為我們的生活帶來了便利。身為高中生的自己，應(yīng)意識到物理學(xué)知識對社會發(fā)展與人類文明建設(shè)的重要意義，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，將課堂中的物理知識與生活實踐相結(jié)合，為個人未來發(fā)展制定科學(xué)規(guī)劃，爭取能夠為物理學(xué)研究貢獻自己的力量。

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