物理學(xué)的起源和發(fā)展課件

1、物理學(xué)之起源 功利主義好奇心和求知欲改造生產(chǎn)、生活工具的意識認(rèn)識、解釋科學(xué)的起源哲學(xué)（自然）身體的解放工具技術(shù)(實(shí)驗(yàn))理性傳統(tǒng)工匠傳統(tǒng)理性主義 近代的科學(xué)經(jīng)歷漫長的由相互獨(dú)立到相互促進(jìn)再到相互交融的幾千年的歷史過程一、科學(xué)的起源1、理性傳統(tǒng)“上下四方曰宇，古往今來曰宙”,宇宙就是時間、空間和物質(zhì)的總稱，物質(zhì)就是萬事萬物，當(dāng)然包括人自己。人類自從有了原始思維，就會對原始的宇宙有所認(rèn)識。這種認(rèn)識便是原始的知識。老子說：“萬物生于有，有生于無”，這是中國古代賢哲對宇宙的認(rèn)識，是思辨的、直覺的。泰勒斯說：萬物的本原乃是水。因?yàn)樗吹搅巳f事萬物如水一樣的變化和流動。這是古希臘賢者對宇宙的認(rèn)識，以是思辨的

2、和直覺的。伽莫夫說：“宇宙產(chǎn)生于100-200以前的一次大爆炸”，“物質(zhì)、時空就是在這大爆炸和隨之而來的劇烈膨脹中產(chǎn)生。隨著膨脹速度的減慢，最先從虛無中誕生的夸克、輕子和光子的溫度逐漸下降，慢慢形成原子、分子，并且凝聚成星體、星系、塵埃和氣體。物質(zhì)在萬有引力的作用下凝聚塌縮，使大量引力勢能轉(zhuǎn)化為熱能，大大提升了新星體的溫度，并點(diǎn)燃了星體的熱核反應(yīng)，恒星包括太陽隨之誕生”。這是近代科學(xué)家對宇宙的認(rèn)識，雖然也含有思辨的成分，但是有理論和實(shí)驗(yàn)的支持。2、技術(shù)傳統(tǒng)約一千萬年前，一批樹上上生活的猿猴下到地面，形成了直立行走的類人猿，并且學(xué)會了使用樹枝和石頭，并在200萬年前，進(jìn)化成舊石器時代的原始人。大

3、河文明的中國、海洋文明的埃及、巴比倫、印度出現(xiàn)。元謀人在170萬年前就已經(jīng)能使用和利用火阿基米德（前287-212）說：給我一個撬杠，我可以撬動地球。這是人類通過對自然規(guī)律的準(zhǔn)確把握，向宇宙提出的大膽挑戰(zhàn)。是技術(shù)主義、工具主義的啟蒙。古代的埃及人能利用神奇的技術(shù)建造了金字塔和神廟1948年計算機(jī)誕生，1952年蘇聯(lián)建立起了第一座原子能發(fā)電站，1957年，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，1969年美國阿波羅號登月，1971年蘇聯(lián)發(fā)射第一個空間站，1981年美國第一次發(fā)射航天飛機(jī)，1973年克隆技術(shù)成為可能1、道家科學(xué)思想道德經(jīng)莊子承認(rèn)自然界背后隱藏著客觀規(guī)律道 “道可道，非常道，名可名，非常名”依靠感官

4、經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識并解釋了現(xiàn)象 “道生一，一生二，二生三，三生萬物。”推動了科技發(fā)展煉丹 重視技術(shù)：技近于道、庖丁解牛 儒家對科學(xué)影響儒家對科學(xué)技術(shù)的作用一分為二：1、不相信任何形式的迷信，甚至反對宗教中的超自然部分。有助于科學(xué)發(fā)展2、儒家集中重視人與社會，而忽略其他方面。3、輕視技術(shù)奇技淫巧4、到了荀子，只重視實(shí)用主義，而不承認(rèn)探討基本學(xué)理的重要，甚至認(rèn)為莊子“莊子蔽于天而不知人”知識觀：1、知識是有等級的。感覺、記憶、經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)、智慧（哲學(xué)是最崇高的）2、知識分為理論知識、實(shí)踐知識和創(chuàng)制知識（本原）。理論知識又分為物理學(xué)、數(shù)學(xué)、第一哲學(xué)本體論1、事物的本源：質(zhì)料、形式2、四因：目的因、質(zhì)料因、形式因

5、、動力因3、潛能與實(shí)現(xiàn)：潛能就是具有實(shí)現(xiàn)其本質(zhì)目的的潛在力量。是現(xiàn)實(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自己本質(zhì)的事物。運(yùn)動論運(yùn)動就是能運(yùn)動物潛能的實(shí)現(xiàn)。有四種運(yùn)動：1、實(shí)體性的變化 2、性質(zhì)上的變化3、數(shù)量上的變化 4、位置上的變化（自然運(yùn)動和受迫運(yùn)動）運(yùn)動的條件：時間、地點(diǎn)宇宙論1、四元素說 火、氣、水、土，前兩種在上面（火比氣重），后兩種在下面（土比水重），個別事物乙元素的多少找自己的自然位置。個別物體的自然位置是目的因，重量是動力因、通向自然位置之路實(shí)形式因、組成的物質(zhì)是質(zhì)料因。2、天文學(xué)宇宙分月下世界（會腐朽）和月上世界（以太，永恒的）；月上世界分為九重天，依次是月亮天、水星天、金星天、太陽天、火星天、木星天

6、、土星天、恒星天和原動天（存在自己不動的第一推動）；月亮是離地球最近的天體；月上世界的運(yùn)動軌跡是均勻圓周；月下世界的組成物體為水、火、氣、土，是直線運(yùn)動天體鑲嵌在晶瑩剔透的天球上，地球?yàn)橹行娜?、中世紀(jì)的科學(xué)（公元500-1500）形成許多分支科學(xué)，并且都獨(dú)具一格為滿足封建社會的各方面需求而形成的以觀察總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)描述行為總體特點(diǎn)有較強(qiáng)的技術(shù)史的特點(diǎn)從整體上把握自然，理論上受傳統(tǒng)理論尤其是八卦、陰陽、五行學(xué)說的影響李約瑟：“中國的科學(xué)達(dá)到了達(dá)芬奇的水平，而沒有達(dá)到伽利略的水平”1、中國的科學(xué)的特點(diǎn)天文學(xué)：歷法、天文儀器、宇宙理論上形成獨(dú)特的特色。群星劃分上采用二十八星宿的分法，采用赤道坐標(biāo)系統(tǒng)和把

7、一周天分為365-1/4度的方法。宇宙理論上形成了蓋天說、宣夜說，渾天說，歷法上陰陽合歷的形式。（張衡、郭守敬）地理學(xué)：山海經(jīng)禹貢，水經(jīng)注，徐霞客游記。將我國分為“冀、青、徐、揚(yáng)、荊、豫、梁、雍九州”，山川、水文、氣候、物產(chǎn)、風(fēng)俗作了詳細(xì)的記錄。農(nóng)學(xué)：呂氏春秋上農(nóng)、齊民要術(shù)、農(nóng)書、農(nóng)政要書，作物栽園藝蠶桑的理論。中醫(yī)學(xué)：形成了以臟腑、經(jīng)絡(luò)、氣血、津液為內(nèi)容的生理病理學(xué)，以“望、聞、問、切”的診斷方法，以“八綱（陰陽、表里、虛實(shí)、寒熱）”歸納治療，以“四氣（寒熱溫涼）”“五味（酸辛苦甘咸）”來概括藥性的的藥物學(xué)，以“君臣佐使”“七情和合”的配伍方劑學(xué)，以經(jīng)絡(luò)、腧穴為主的針灸學(xué)，此外還有推拿、氣功

8、、引導(dǎo)書等治療方法，并以陰陽五行來說明人體生理現(xiàn)象的醫(yī)學(xué)理論。技術(shù)：考工記、天工開物，冶煉、制鹽、制糖、釀酒、織布、采礦、紡織、兵器、顏料、車船、鍛造、瓷器等物理學(xué)：墨經(jīng)考工記淮南子論衡夢溪筆談，涉及力與運(yùn)動、時空、簡單機(jī)械、光學(xué)理論與鏡子、色散、溫度、靜電和雷電、磁學(xué)、律學(xué)、聲學(xué)研究。（春秋、宋元、民國三次物理學(xué)高峰）2、中世紀(jì)西方科學(xué)的特點(diǎn)神學(xué)為一切學(xué)問的中心，并且通過教會，粗暴地干涉科學(xué)理性與信仰統(tǒng)一，從理性得到的知識通過上帝的啟示照樣能得到，而且不可能錯誤（阿奎那）一切都是神和上帝，自從有了上帝，一切都退到邊緣，信仰了上帝就是獲得了最真的知識科學(xué)成了上帝謙卑的婢女四、近代自然科學(xué)文藝復(fù)

9、興到牛頓基督教世界解體，北歐各國紛紛脫離羅馬教會統(tǒng)治，建立起了王權(quán)專制，雖然后來經(jīng)過改革，但是奠定了天主教、東正教、新教的格局后經(jīng)院哲學(xué)（培根，奧卡姆）的影響帶來了古典哲學(xué)的興起歐洲資本主義生產(chǎn)方式興起，開拓市場遠(yuǎn)洋航行與地理大發(fā)現(xiàn)（達(dá)伽馬，哥倫布，麥哲倫）對古典文化的復(fù)興，效仿，最終沖破一切束縛人文主義興起“我是人，一切人的特性我都有”，強(qiáng)調(diào)人的思想、人的價值1、文藝復(fù)興的背景2、文藝復(fù)興的結(jié)果思想得到解放，理性沒有了束縛。古希臘理性傳統(tǒng)回歸，對中世紀(jì)宗教神學(xué)的質(zhì)疑知識就是力量（羅吉爾-培根）人文主義興起“我是人，一切人的特性我都有”，強(qiáng)調(diào)人的思想、人的價值，自然、人、社會取代“神”成為中心

10、古希臘科學(xué)思想重新被發(fā)現(xiàn)和進(jìn)一步發(fā)揚(yáng)科學(xué)方法之爭（感官的真實(shí)性、歸納的有效性、演繹的實(shí)用性)自然科學(xué)從自然哲學(xué)中分離出來，并且與技術(shù)結(jié)合形成了各種科學(xué)門類第 1 課 物理學(xué)的重大進(jìn)展第 四 單 元古希臘科學(xué)家亞里士多德物理學(xué)的曲折發(fā)展“落體的速度與重量成正比”？“物體從來都是靜止的，除非你用力推它才開始運(yùn)動”據(jù)記載有人曾在意大利比薩斜塔上作過自由落體的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果兩個重量相差10倍的球同時落地，證明了亞里士多德的觀點(diǎn)是錯誤的?！皟蓚€鐵球同時落地！”伽 利 略（15641642） 意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家。自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問底。從不迷信教會權(quán)威或盲從他人。(1)背景：一. 經(jīng)典力學(xué)1.經(jīng)

11、典力學(xué)的奠基者-伽利略(2)成就：天文學(xué)：發(fā)現(xiàn)了自由落體定律物理學(xué)外力只是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因用自制的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了許多星體，證明了哥白尼提出的“日心說”的正確性。 提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學(xué)的革命，從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。 信奉“日心說”的布魯諾(1548-1600)被教會以火刑處死。哥白尼（1473-1543）伽利略受審開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)的近代科學(xué)（特征：觀察和實(shí)驗(yàn)），為后來經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。(1)背景：一. 經(jīng)典力學(xué)1.經(jīng)典力學(xué)的奠基者-伽利略(2)成就：(3)意義：牛 頓（16421727） 英國著名的科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等方面都作

12、出了卓越貢獻(xiàn)。他曾長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，還擔(dān)任過英國議會議員，被授予爵士稱號。牛頓所處時代（17世紀(jì)中葉至18世紀(jì)初）的時代特征 經(jīng)濟(jì)上：資本主義發(fā)展到手工工場時期政治上：資本主義制度在英國確立思想上：啟蒙運(yùn)動逐漸興起和發(fā)展二. 相對論的創(chuàng)立1.背景：“物理學(xué)危機(jī)”狹義相對論和廣義相對論2.內(nèi)容：愛因斯坦（1879-1955）1905-1915年提出了相對論，發(fā)展了牛頓力學(xué)。20世紀(jì)最后一期時代周刊評選出“世紀(jì)人物”，這樣稱一位偉人：天才，政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的開啟者，以其最偉大的思想和無與倫比的形象獨(dú)占鰲頭。有高度社會責(zé)任感的人，通常是具有良心的知識者。讓我們輕輕地伸出我們的手，撫摸一下愛因斯坦的滾燙的良心： 1939年8月2日，愛因斯坦出于對人類命運(yùn)的極大關(guān)注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)建議美國務(wù)必?fù)屧诜ㄎ魉沟聡爸圃斐鲈訌?；后來，?dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當(dāng)個修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強(qiáng)音。聽愛因斯坦的自責(zé)之聲，我們明白人類良知之寶貴 1955年 4月18日因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)梗涣⒓o(jì)念碑。火化時按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典