物理學(xué)史緒論P(yáng)PT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 物理學(xué)史緒論物理學(xué)史緒論 物理學(xué)物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最普遍形式的規(guī)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最普遍形式的規(guī) 律以及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。律以及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。 物理學(xué)史物理學(xué)史是研究物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)是研究物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展規(guī) 律的科學(xué)。律的科學(xué)。 第1頁/共18頁 緒 論 第2頁/共18頁 “物理學(xué)物理學(xué)”一詞有兩個(gè)來源：一個(gè)是一詞有兩個(gè)來源：一個(gè)是“土生土生”的，即來自中國(guó)本土的的，即來自中國(guó)本土的“物理物理”一詞；另一個(gè)是由西方經(jīng)日本轉(zhuǎn)譯到中國(guó)的一詞；另一個(gè)是由西方經(jīng)日本轉(zhuǎn)譯到中國(guó)的“物理物理”一詞。一詞。 一一. .“物理物理”溯源溯源 中文中文“物理物理”一詞出現(xiàn)并不晚，約公元前二

2、世紀(jì)成書的一詞出現(xiàn)并不晚，約公元前二世紀(jì)成書的淮南子淮南子覽冥訓(xùn)覽冥訓(xùn)寫到寫到“故耳目之察不足以分故耳目之察不足以分物理物理；心意之論不足以定是非。；心意之論不足以定是非?！边@里的這里的“物理物理”泛指一切事物的道理，并非現(xiàn)代意義下的物理學(xué)。泛指一切事物的道理，并非現(xiàn)代意義下的物理學(xué)。 晉代楊泉曾著晉代楊泉曾著物理論物理論，這里的，這里的“物理物理”一詞的說法起源于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期莊子（公元前一詞的說法起源于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期莊子（公元前369-369-公元前公元前286286年）的年）的“析萬物之理析萬物之理”一句，明清之際方以智（一句，明清之際方以智（1611-16711611-1671）曾著）曾著物理小識(shí)

3、物理小識(shí)，它們雖然冠之以，它們雖然冠之以“物理物理”，其實(shí)包括了自然科學(xué)的各門學(xué)科，甚至還包括人文科學(xué)的某些分支。，其實(shí)包括了自然科學(xué)的各門學(xué)科，甚至還包括人文科學(xué)的某些分支。 第3頁/共18頁 宋代理學(xué)家朱熹（宋代理學(xué)家朱熹（1130-12001130-1200）等人也常使用）等人也常使用“物之至理物之至理”或或“物理物理”一詞，但這是他們唯心主義哲學(xué)家的常用詞，意指先驗(yàn)的一詞，但這是他們唯心主義哲學(xué)家的常用詞，意指先驗(yàn)的“理理”主宰具體的主宰具體的“物物”，“理理”是先于物質(zhì)存在的實(shí)體。這種觀念恰和物理學(xué)的本意相反。是先于物質(zhì)存在的實(shí)體。這種觀念恰和物理學(xué)的本意相反。 “格物格物”一詞源出

4、于一詞源出于大學(xué)大學(xué)：“格物，致知，誠(chéng)意，正心，修身，齊家，治國(guó)，平天下格物，致知，誠(chéng)意，正心，修身，齊家，治國(guó)，平天下”。“至知在格物，格物而后至知至知在格物，格物而后至知”。“格物學(xué)格物學(xué)”也被稱為也被稱為“格致學(xué)格致學(xué)”。 清代晚期，物理學(xué)包括在所謂的清代晚期，物理學(xué)包括在所謂的“格物學(xué)格物學(xué)”之中。當(dāng)時(shí)的格物學(xué)是指除了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)之外的所有自然科學(xué)。在翻譯西方近代物理學(xué)時(shí)，把物理學(xué)各分支科以及化學(xué)統(tǒng)譯為之中。當(dāng)時(shí)的格物學(xué)是指除了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)之外的所有自然科學(xué)。在翻譯西方近代物理學(xué)時(shí)，把物理學(xué)各分支科以及化學(xué)統(tǒng)譯為“格物學(xué)格物學(xué)”，其中力學(xué)譯為，其中力學(xué)譯為“重學(xué)

5、重學(xué)”。 “物理物理”溯源溯源 第4頁/共18頁 在西方物理學(xué)最早屬于哲學(xué)的一部分，古希臘哲學(xué)家亞里士多德（公元前在西方物理學(xué)最早屬于哲學(xué)的一部分，古希臘哲學(xué)家亞里士多德（公元前384-384-公元前公元前322322年）用希臘文寫作年）用希臘文寫作“”，指自然哲學(xué)。，指自然哲學(xué)?！白匀徽軐W(xué)自然哲學(xué)( () )”后來被譯為拉丁文后來被譯為拉丁文“physicaphysica”，再轉(zhuǎn)譯為英文，再轉(zhuǎn)譯為英文“physicsphysics”。 18511851年日本人川本幸民將英文的年日本人川本幸民將英文的“physicsphysics”譯為日文漢字譯為日文漢字“物理學(xué)物理學(xué)”，18791879年日

6、本人飯盛挺造出版年日本人飯盛挺造出版物理學(xué)物理學(xué)一書，一書，19001900年日本人藤田豐八把飯盛挺造的年日本人藤田豐八把飯盛挺造的物理學(xué)物理學(xué)譯成中文，王季烈對(duì)該書進(jìn)行文字潤(rùn)色和重編并由江南制造局刊行，這是我國(guó)第一本具有現(xiàn)代物理學(xué)內(nèi)容和系統(tǒng)的稱為物理學(xué)的書。譯成中文，王季烈對(duì)該書進(jìn)行文字潤(rùn)色和重編并由江南制造局刊行，這是我國(guó)第一本具有現(xiàn)代物理學(xué)內(nèi)容和系統(tǒng)的稱為物理學(xué)的書。 “物理物理”溯源溯源 第5頁/共18頁 2.2.經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期：經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期： 時(shí)間：時(shí)間：從從1616世紀(jì)中葉到世紀(jì)中葉到1919世紀(jì)末。世紀(jì)末。1515世紀(jì)末，資本主義開始萌芽，社會(huì)生產(chǎn)力得到發(fā)展，有力地推動(dòng)了科學(xué)的

7、進(jìn)程。世紀(jì)末，資本主義開始萌芽，社會(huì)生產(chǎn)力得到發(fā)展，有力地推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)程。1616世紀(jì)中葉，哥白尼提出世紀(jì)中葉，哥白尼提出“日心說日心說”。1717世紀(jì)晚期，牛頓建立了經(jīng)典力學(xué)體系，標(biāo)志著近代物理學(xué)的誕生。世紀(jì)晚期，牛頓建立了經(jīng)典力學(xué)體系，標(biāo)志著近代物理學(xué)的誕生。之后，經(jīng)典熱力學(xué)、電磁學(xué)相繼建立。到之后，經(jīng)典熱力學(xué)、電磁學(xué)相繼建立。到1919世紀(jì)末，形成了比較完整的經(jīng)典物理學(xué)體系。世紀(jì)末，形成了比較完整的經(jīng)典物理學(xué)體系。 第6頁/共18頁 物理學(xué)史的分期物理學(xué)史的分期 第7頁/共18頁 第8頁/共18頁 3.3.現(xiàn)代：現(xiàn)代： 大型、精密儀器的創(chuàng)制、分析技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算大型、精密儀器的創(chuàng)制、分

8、析技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算 機(jī)的發(fā)明應(yīng)用，使物理實(shí)驗(yàn)在精密、快速和自動(dòng)化機(jī)的發(fā)明應(yīng)用，使物理實(shí)驗(yàn)在精密、快速和自動(dòng)化 方面都達(dá)到新水平；方面都達(dá)到新水平； 物理理論的公理化、數(shù)學(xué)化特征日益突出，現(xiàn)代物理理論的公理化、數(shù)學(xué)化特征日益突出，現(xiàn)代 物理成為數(shù)學(xué)物理學(xué)；物理成為數(shù)學(xué)物理學(xué)； 由于物理學(xué)研究領(lǐng)域越來越遠(yuǎn)離人們的感性經(jīng)驗(yàn)由于物理學(xué)研究領(lǐng)域越來越遠(yuǎn)離人們的感性經(jīng)驗(yàn) ，創(chuàng)造性思維在創(chuàng)建新理論中的作用更加突出；如，創(chuàng)造性思維在創(chuàng)建新理論中的作用更加突出；如 科學(xué)想象、理想實(shí)驗(yàn)、大膽猜測(cè)，以及類比、直覺科學(xué)想象、理想實(shí)驗(yàn)、大膽猜測(cè)，以及類比、直覺 和靈感等非邏輯性方法；和靈感等非邏輯性方法； 追求簡(jiǎn)單、對(duì)

9、稱、和諧與數(shù)學(xué)美。追求簡(jiǎn)單、對(duì)稱、和諧與數(shù)學(xué)美。 物理學(xué)的研究方法物理學(xué)的研究方法 第9頁/共18頁 第10頁/共18頁 經(jīng)典理論與量子論：經(jīng)典理論與量子論： 經(jīng)典物理學(xué)的連續(xù)性原理經(jīng)典物理學(xué)的連續(xù)性原理微觀現(xiàn)象不連續(xù)性的量子化概念；微觀現(xiàn)象不連續(xù)性的量子化概念； 波和粒子的矛盾波和粒子的矛盾波粒二相性概念；波粒二相性概念； 精確測(cè)量原理精確測(cè)量原理測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系；測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系； 機(jī)械決定性原理機(jī)械決定性原理采用有幾率意義的波函數(shù)作為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述采用有幾率意義的波函數(shù)作為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述 物理學(xué)基本觀念的變更物理學(xué)基本觀念的變更 第11頁/共18頁 五五. .學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目

10、的和意義 總之，通過物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，能增長(zhǎng)見識(shí)和加深對(duì)物理學(xué)的理解。更重要的是可以從中得到教益，得到啟發(fā)，開闊眼界，從別人的物理學(xué)科研的經(jīng)驗(yàn)中吸取營(yíng)養(yǎng)，用以指導(dǎo)我們的科研工作，少走彎路?？傊?，通過物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，能增長(zhǎng)見識(shí)和加深對(duì)物理學(xué)的理解。更重要的是可以從中得到教益，得到啟發(fā)，開闊眼界，從別人的物理學(xué)科研的經(jīng)驗(yàn)中吸取營(yíng)養(yǎng)，用以指導(dǎo)我們的科研工作，少走彎路。 第12頁/共18頁 學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義 第13頁/共18頁 2.2.物理學(xué)史可以使我們認(rèn)識(shí)到物理學(xué)史可以使我們認(rèn)識(shí)到“科學(xué)是最高意義上科學(xué)是最高意義上 的革命力量的革命力量”。 物理學(xué)史是科學(xué)發(fā)展史，而科學(xué)

11、是人類發(fā)展的核心部物理學(xué)史是科學(xué)發(fā)展史，而科學(xué)是人類發(fā)展的核心部 分。分。每次物理學(xué)上的重大突破，都會(huì)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展產(chǎn)每次物理學(xué)上的重大突破，都會(huì)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展產(chǎn) 生重大影響，產(chǎn)生震撼人心的沖擊和重大技術(shù)革命。特生重大影響，產(chǎn)生震撼人心的沖擊和重大技術(shù)革命。特 別是近代以來，歷次物理學(xué)重大進(jìn)展通過技術(shù)革命為中別是近代以來，歷次物理學(xué)重大進(jìn)展通過技術(shù)革命為中 心轉(zhuǎn)化為直接生產(chǎn)力，從而推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并心轉(zhuǎn)化為直接生產(chǎn)力，從而推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并 最終引發(fā)社會(huì)革命，推動(dòng)人類社會(huì)從農(nóng)業(yè)社會(huì)到工業(yè)社最終引發(fā)社會(huì)革命，推動(dòng)人類社會(huì)從農(nóng)業(yè)社會(huì)到工業(yè)社 會(huì)，從蒸汽時(shí)代進(jìn)入電力時(shí)代、電子和原子能時(shí)代

12、以至?xí)?，從蒸汽時(shí)代進(jìn)入電力時(shí)代、電子和原子能時(shí)代以至 現(xiàn)今的信息時(shí)代?，F(xiàn)今的信息時(shí)代。 另一方面，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也帶來了一些當(dāng)初料想不另一方面，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也帶來了一些當(dāng)初料想不 到的負(fù)面效應(yīng)，如環(huán)境污染、生態(tài)失衡、自然資源過度到的負(fù)面效應(yīng)，如環(huán)境污染、生態(tài)失衡、自然資源過度 消耗等。最典型的就是原子能的利用：原子能發(fā)電和原消耗等。最典型的就是原子能的利用：原子能發(fā)電和原 子彈子彈 。 學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義 第14頁/共18頁 3.3.物理學(xué)史可以培養(yǎng)我們的科學(xué)思維，掌握科學(xué)研物理學(xué)史可以培養(yǎng)我們的科學(xué)思維，掌握科學(xué)研 究的方法，加深對(duì)科學(xué)研究的認(rèn)識(shí)，可以活躍思究

13、的方法，加深對(duì)科學(xué)研究的認(rèn)識(shí)，可以活躍思 想，開闊眼界，使我們的知識(shí)立體化。想，開闊眼界，使我們的知識(shí)立體化。 拉普拉斯：拉普拉斯：“認(rèn)識(shí)一位天才的研究方法，對(duì)于科學(xué)的進(jìn)步，并不比發(fā)現(xiàn)本身更少用處，科學(xué)的研究方法經(jīng)常是極富興趣的部分。認(rèn)識(shí)一位天才的研究方法，對(duì)于科學(xué)的進(jìn)步，并不比發(fā)現(xiàn)本身更少用處，科學(xué)的研究方法經(jīng)常是極富興趣的部分。” 在物理學(xué)的長(zhǎng)期發(fā)展中創(chuàng)立了許多很成功的、成熟的方法。在物理學(xué)的長(zhǎng)期發(fā)展中創(chuàng)立了許多很成功的、成熟的方法。 物理學(xué)研究中建立了許多理想模型、思想過程、理想實(shí)驗(yàn)，這些近似抽象方法促成了許多定律的發(fā)現(xiàn)。物理學(xué)研究中建立了許多理想模型、思想過程、理想實(shí)驗(yàn)，這些近似抽象方

14、法促成了許多定律的發(fā)現(xiàn)。 另外還有觀察和實(shí)驗(yàn)，分析和綜合，歸納和演繹，類比和聯(lián)想，猜測(cè)和試探，邏輯推理方法，佯謬和反證方法，數(shù)學(xué)和定量方法，科學(xué)移植方法，科學(xué)假設(shè)方法，概率統(tǒng)計(jì)方法等。另外還有觀察和實(shí)驗(yàn)，分析和綜合，歸納和演繹，類比和聯(lián)想，猜測(cè)和試探，邏輯推理方法，佯謬和反證方法，數(shù)學(xué)和定量方法，科學(xué)移植方法，科學(xué)假設(shè)方法，概率統(tǒng)計(jì)方法等。 學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義 第15頁/共18頁 愛因斯坦：愛因斯坦：“科學(xué)結(jié)論幾乎總是以完成的形式出現(xiàn)科學(xué)結(jié)論幾乎總是以完成的形式出現(xiàn) 在讀者面前。讀者體會(huì)不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感在讀者面前。讀者體會(huì)不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感 覺不到思

15、想形成的生動(dòng)過程，也很難達(dá)到清楚地理覺不到思想形成的生動(dòng)過程，也很難達(dá)到清楚地理 解全部情況。解全部情況?！?物理學(xué)史將會(huì)把科學(xué)家在探索過程中的物理學(xué)史將會(huì)把科學(xué)家在探索過程中的 智慧之光帶給我們，力圖做到智慧之光帶給我們，力圖做到“授之以漁授之以漁”。 華羅庚：華羅庚：“對(duì)書本的某些原理、定律、公式，我們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候，不僅應(yīng)該記住它的結(jié)論，懂得它的道理，而且還應(yīng)該設(shè)想一下，人家是怎樣想出來的，經(jīng)過多少曲折，攻破多少難關(guān)，才得出這個(gè)結(jié)論。對(duì)書本的某些原理、定律、公式，我們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候，不僅應(yīng)該記住它的結(jié)論，懂得它的道理，而且還應(yīng)該設(shè)想一下，人家是怎樣想出來的，經(jīng)過多少曲折，攻破多少難關(guān)，才得出

16、這個(gè)結(jié)論。” 學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的和意義 第16頁/共18頁 6. 6. 通過學(xué)習(xí)科學(xué)家的精神，培養(yǎng)同學(xué)們追求真理通過學(xué)習(xí)科學(xué)家的精神，培養(yǎng)同學(xué)們追求真理 ，獻(xiàn)身科學(xué)的崇高思想境界，獻(xiàn)身科學(xué)的崇高思想境界 對(duì)科學(xué)研究要有一個(gè)正確認(rèn)識(shí)。對(duì)科學(xué)研究要有一個(gè)正確認(rèn)識(shí)。 科學(xué)的道路是不平坦的科學(xué)的道路是不平坦的, ,科學(xué)家成功之路是艱險(xiǎn)的科學(xué)家成功之路是艱險(xiǎn)的, ,要準(zhǔn)備付出比常人更多的精力和代價(jià)要準(zhǔn)備付出比常人更多的精力和代價(jià), ,必須有熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神必須有熱愛科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神, ,要善于繼承又勇于創(chuàng)新要善于繼承又勇于創(chuàng)新, ,才有可能取得成功。才有可能取得成功。 牛頓怎樣站在巨人的肩上、愛因斯坦十年的追光思考、居里一家的艱難困苦、盧瑟福長(zhǎng)期研究阿爾發(fā)射線以及量子理論早期發(fā)展所經(jīng)歷的曲折和磨難。從