物理學和人類文明ppt課件

1、 空間尺度空間尺度 距離距離（米）（米） 1027 哈勃半徑哈勃半徑（150 億光年）億光年） 1021 銀河系銀河系（10 萬光年）萬光年） 1012 太陽系太陽系（1 光小時）光小時） 109 太陽太陽 1 人人 10-3 DNA 長度長度 10-6 細胞細胞 10-10 原子原子 10-15 原子核原子核 10 10- -1717 e, z0, w, , 時間（秒）時間（秒） 1018 宇宙年齡宇宙年齡 1017 地球年齡地球年齡 1014 古人類古人類 1012 人類文明人類文明 1011 1010 人壽命人壽命 109 108 地球公轉（年）地球公轉（年） 107 100 擺鐘周期擺

2、鐘周期 10-2 電視掃描周期電視掃描周期 10-3 10-25 Z0粒子壽命粒子壽命 時間尺度時間尺度 第一章 經(jīng)典物理學 1. 天地運動 浩瀚、沉寂的宇宙浩瀚、沉寂的宇宙仙女星座仙女星座距地球距地球2,300,000光年光年是肉眼可見的最遠天體是肉眼可見的最遠天體!宇宙中類似星座超越幾十億個宇宙中類似星座超越幾十億個!銀河星系銀河星系直徑約直徑約100,000光年光年內有約內有約4000億顆恒星億顆恒星!太陽系的演化過程太陽系直徑太陽系直徑: 約約 11 光小時光小時;地球公轉軌道直徑地球公轉軌道直徑: 約約 1000 光秒光秒!惠更斯號惠更斯號: : 土衛(wèi)六外表土衛(wèi)六外表火星外表火星外表

3、半徑 R 6400 公里的藍色地球 無疑是浩瀚的宇宙中最美麗的 一顆星球 ! 從月球外表看地球荒涼的月球外表荒涼的月球外表嫦娥一號嫦娥一號傳回首幅月面圖像傳回首幅月面圖像(2019年年11月月26日日)低速宏觀天體運動低速宏觀天體運動： 牛頓三定律牛頓三定律 萬有引力定律萬有引力定律 引力引力 F 0 距離距離 r 2rmMGF 行星能量行星能量 E = 動能動能 + 勢能勢能橢圓橢圓: E 0太陽一直位于焦點太陽一直位于焦點 絕對時空觀絕對時空觀： 時空相互獨立時空相互獨立; 空間處處均勻、靜止；空間處處均勻、靜止； 時間流逝絕對恒速！時間流逝絕對恒速！ 決定論因果律決定論因果律： 因果一一

4、對應因果一一對應; 因果關系不可倒置因果關系不可倒置！ 動量守恒動量守恒 空間平移不變性空間平移不變性 t a S S x1 x2 x 能能量量守守恒恒 時時間間平平移移不不變變性性 x t T T t1 t2 t 經(jīng)典力學經(jīng)典力學: : 克服了人類長期以來有關克服了人類長期以來有關 “天”和“地”的愚昧觀念！“天”和“地”的愚昧觀念！ 適用范圍適用范圍： 低速低速 ( V10-6米 ) 弱引力場弱引力場 抓主要矛盾抓主要矛盾, , 略次要矛盾略次要矛盾 ！例例: 地球繞太陽地球繞太陽 公轉的軌道公轉的軌道32122fffdtrdm牛頓方程牛頓方程:122fdtrdm假設假設 f1 f2 +

5、f3+ 成立！成立！ml例例: 單擺單擺理想近似理想近似: 1. 細繩細繩, 無質量無質量, 不可伸長不可伸長 2. 擺錘質點擺錘質點, 質量不變質量不變 3. 小角度小角度 4. 無空氣阻力無空氣阻力 5. 無無其它其它外力外力(引力之外引力之外) 6. 系統(tǒng)處于慣性系系統(tǒng)處于慣性系 ml222132122dtdffffdtrdmlg2單擺方程單擺方程:簡化簡化例例: 抓主要矛盾抓主要矛盾 ?小小: 次要次要 ?大大: 主要主要 ?萬有引力定律：萬有引力定律：推理過程推理過程: : 因為今天有一只野兔撞在這個樹樁上因為今天有一只野兔撞在這個樹樁上, , 所以明天還會有一只野兔撞在這個樹樁上所

6、以明天還會有一只野兔撞在這個樹樁上, , 所以后天還會有一只野兔撞在這個樹樁上所以后天還會有一只野兔撞在這個樹樁上, , . . . . . . . . . . . . n = 1“守株待兔守株待兔” 大前提：自然規(guī)律應該是簡約的大前提：自然規(guī)律應該是簡約的. 行星運動是自然規(guī)律行星運動是自然規(guī)律, 所以應該是以最簡約的方式運動所以應該是以最簡約的方式運動. (日心說日心說),(),(42222222tcmcttrr克萊因克萊因-戈登戈登(Klein-Gordon)方程方程),(),(2tmccittirrr狄拉克狄拉克(Dirac)方程方程問題：無法證明大前提的正確性，問題：無法證明大前提的

7、正確性， 可導致先驗論?？蓪е孪闰炚摗?人之初，性本善。人之初，性本善。二十年后又是一條好漢！二十年后又是一條好漢！好有好報，惡有惡報好有好報，惡有惡報!自然規(guī)律應該是美的。自然規(guī)律應該是美的。物理規(guī)律在任何參照系中具有同樣的方式。物理規(guī)律在任何參照系中具有同樣的方式。 。 。 。 。 - 無法證明無法證明 世世界界是是物物質質的的, , 物物質質始始終終是是運運動動 著著的的, , 物物質質的的運運動動是是有有規(guī)規(guī)律律的的, , 這這種種 規(guī)規(guī)律律是是可可以以被被人人所所認認識識的的. . 且可被恣意次準確定量、客觀地反復且可被恣意次準確定量、客觀地反復 ! !但不是無限可反復！但不是無限可

8、反復！伽伽利利略略科科學學方方法法論論 + 形形而而上上學學 形形而而上上學學 伽伽利利略略科科學學方方法法論論 + + 歸歸納納推推理理 守守株株待待兔兔 野野兔兔的的顏顏色色、形形貌貌、體體積積、質質量量、奔奔跑跑速速度度、 加加速速度度、運運動動軌軌跡跡、每每天天出出現(xiàn)現(xiàn)的的時時間間 . . . NoImage張鐵林: 我爺爺?shù)臓敔斦f好! (烏江三榨)三鹿奶粉代言人三鹿奶粉代言人嚴謹性的相對性嚴謹性的相對性: : 理工學科理工學科: : 精確、定量、客觀可重復精確、定量、客觀可重復 人文社科人文社科: : 邏輯性和因果關系邏輯性和因果關系 但但“創(chuàng)新創(chuàng)新”必須以必須以“嚴謹嚴謹”為前提為前提, , 任何學科也能不例外任何學科也能不例外! ! 嚴嚴謹謹性性的