第一講：電磁學與分析數(shù)學史概覽

1、清華大學電子工程系電子信息科學與技術導引電子信息科學與技術導引第一講電磁學與分析數(shù)學史概覽電磁學與分析數(shù)學史概覽原稿：王希原稿：王希勤、黃翊東勤、黃翊東 王希勤王希勤2016年年3月月21日日 為什么開設導引課？為什么開設導引課？ 學科的知識體系是如何形成的？學科的知識體系是如何形成的？電磁學與分析數(shù)學史概覽電磁學與分析數(shù)學史概覽 歷史告訴了我們什么？歷史告訴了我們什么？ “導引課導引課”講些什么內(nèi)容？講些什么內(nèi)容？第一講主要內(nèi)容第一講主要內(nèi)容2為什么開設導引課為什么開設導引課？清華大學電子工程系的培養(yǎng)目標清華大學電子工程系的培養(yǎng)目標 清華大學電子工程系最重要的使命是：清華大學電子工程系最重要

2、的使命是：培養(yǎng)世界培養(yǎng)世界一流的電子信息科學家和一流的電子信息科學家和工程師。工程師。 高等工程人才是拔尖創(chuàng)新型人才的重要類型高等工程人才是拔尖創(chuàng)新型人才的重要類型 英文單詞英文單詞“engineer” 來自拉丁語的來自拉丁語的“ingeniator”，意思是有創(chuàng)，意思是有創(chuàng)造性才能的（造性才能的（ingenious）、以建造的方式發(fā)明（）、以建造的方式發(fā)明（devise in the sense of construct）、或者技能（）、或者技能（craftsmanship）。還有好）。還有好幾個英文單詞包括幾個英文單詞包括“ingenuity”（創(chuàng)造性才能）也與（創(chuàng)造性才能）也與ingen

3、iator有關。有關。 美國工程院美國工程院“The engineer of 2020: visions of engineering in the new century” 4科技發(fā)展對人才提出更高的要求科技發(fā)展對人才提出更高的要求下一代工程師可能會面對若干新的技術突破下一代工程師可能會面對若干新的技術突破比如生物技術、納米技術、量子信息技術、新型信息和通信技術、物流管理，等等。比如生物技術、納米技術、量子信息技術、新型信息和通信技術、物流管理，等等。下一代工程師會面臨著若干大規(guī)模的工程技術挑戰(zhàn)下一代工程師會面臨著若干大規(guī)模的工程技術挑戰(zhàn) 比如城市基礎設施老化、環(huán)境污染、交通擁堵；信息通信系

4、統(tǒng)、能源電力比如城市基礎設施老化、環(huán)境污染、交通擁堵；信息通信系統(tǒng)、能源電力系統(tǒng)、食品供應鏈等基礎設施面對恐怖襲擊、自然災害等突發(fā)事件的脆弱系統(tǒng)、食品供應鏈等基礎設施面對恐怖襲擊、自然災害等突發(fā)事件的脆弱性；對電力、汽油、天然氣等能源需求的增長，清潔水供應量的減少等資性；對電力、汽油、天然氣等能源需求的增長，清潔水供應量的減少等資源問題；人口老齡化后的醫(yī)療保健、教育與就業(yè)、社會負擔問題；信息爆源問題；人口老齡化后的醫(yī)療保健、教育與就業(yè)、社會負擔問題；信息爆炸，等等。炸，等等。下一代需要具備與前輩們不一樣的素質(zhì)下一代需要具備與前輩們不一樣的素質(zhì) 未來工程實踐將需要用更多的部件組織更復雜、更可靠的

5、系統(tǒng)，而且需要未來工程實踐將需要用更多的部件組織更復雜、更可靠的系統(tǒng)，而且需要把政治、經(jīng)濟、法律、宗教、語言、文化等諸多社會因素納入系統(tǒng)分析與把政治、經(jīng)濟、法律、宗教、語言、文化等諸多社會因素納入系統(tǒng)分析與設計之中。設計之中。下一代工程師將面臨更大的挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)當然也意味著機遇，下一代工程下一代工程師將面臨更大的挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)當然也意味著機遇，下一代工程師也面臨著更大的機遇。師也面臨著更大的機遇。 5大科學大工程需要團隊協(xié)作大科學大工程需要團隊協(xié)作 1960-2013年年Web of Science庫中不同作者數(shù)的科學和工庫中不同作者數(shù)的科學和工程文獻數(shù)量的增長情況（程文獻數(shù)量的增長情況（摘自摘自“

6、Enhancing the Effectiveness of Team Science”，NAP 2015）66-10個作者11-100個作者1000個作者以上101-1000個作者知識架構(gòu)非常重要知識架構(gòu)非常重要 學科知識學科知識架構(gòu)（架構(gòu)（structure of a subject）非常非常重要重要： 記憶時間記憶時間長長 運用速度運用速度快快 遷移能力強遷移能力強 成為世界一流的人才，成為世界一流的人才，MAP非常重要：了非常重要：了解知識的脈絡，建立知識的架構(gòu)。解知識的脈絡，建立知識的架構(gòu)。78知識架構(gòu)的作用：知識架構(gòu)的作用：“教育教育”的載體之一的載體之一 教育：通過文化的傳遞、內(nèi)

7、化、融合和創(chuàng)教育：通過文化的傳遞、內(nèi)化、融合和創(chuàng)新，使個體社會化；發(fā)揮人的潛能，發(fā)現(xiàn)新，使個體社會化；發(fā)揮人的潛能，發(fā)現(xiàn)人的價值；引導完備人性的構(gòu)建與發(fā)展，人的價值；引導完備人性的構(gòu)建與發(fā)展，推動社會進步推動社會進步。 社會化的兩層含義：社會化的兩層含義： 成為社會成為社會的一的一員員 成為專業(yè)的一員成為專業(yè)的一員9高等教育高等教育 高等教育的基本特征：知識高等專門，對象高等教育的基本特征：知識高等專門，對象身心成熟，過程綜合復雜。身心成熟，過程綜合復雜。 大學因高深知識而存在大學因高深知識而存在 布魯貝克布魯貝克高等教育哲學高等教育哲學 高等教育與中等、初等教育的主要差別在于教高等教育與中等

8、、初等教育的主要差別在于教材的不同：高等教育研究高深的學問。材的不同：高等教育研究高深的學問。 這些學問或者還處于已知與未知之間的交界處，這些學問或者還處于已知與未知之間的交界處，或者雖然已知，但由于它們過于深奧神秘，常或者雖然已知，但由于它們過于深奧神秘，常人的才智難以把握人的才智難以把握。 學習高深學習高深的的知識，尤其需要把握知識架構(gòu)。知識，尤其需要把握知識架構(gòu)。高等教育三次重大變化高等教育三次重大變化 博雅教育與功利教育的博雅教育與功利教育的結(jié)合（結(jié)合（18世紀末世紀末-19世紀初，英格蘭）世紀初，英格蘭） 教學與科研的教學與科研的結(jié)合（結(jié)合（19世紀初，德國）世紀初，德國） 自由研究

9、與社會服務的自由研究與社會服務的結(jié)合（結(jié)合（19世紀末世紀末-20世紀初，美國）世紀初，美國）10小故事- 魚 就 是 魚Fish Is Fish從前從前有一條小魚和小蝌蚪是好朋友有一條小魚和小蝌蚪是好朋友11高等教育面臨新的重大變化：高等教育面臨新的重大變化：關于關于學習的理論學習的理論小故事- 魚 就 是 魚NAS，How Students Learn: History, Mathematics, and Science in the Classroom，2005. /catalog/10126.html . 12小故事- 魚 就 是 魚NAS，How S

10、tudents Learn: History, Mathematics, and Science in the Classroom，2005. /catalog/10126.html . 13小故事- 魚 就 是 魚NAS，How Students Learn: History, Mathematics, and Science in the Classroom，2005. /catalog/10126.html . 14學習理論告訴我們 15學習理論告訴我們繁多的知識之間是相互銜接成體系的繁多的知識之間是相互銜接成體系的知識

11、體系是建立在為數(shù)不多的知識體系是建立在為數(shù)不多的“核心概念核心概念”基礎基礎之上的之上的很多知識內(nèi)容不過是這些很多知識內(nèi)容不過是這些“核心概念核心概念”在某種具在某種具體條件下的體條件下的實例實例通過這些通過這些實例實例的學習加深的學習加深“核心概念核心概念”的理解和的理解和掌握，而掌握，而“核心概念核心概念”要在各個具體的要在各個具體的實例實例中得中得到應用到應用 16開設開設導引導引課的目的課的目的 引導新生了解電子信息學科引導新生了解電子信息學科知識體系的架構(gòu)知識體系的架構(gòu) 初步建立學科知識的初步建立學科知識的核心概念核心概念 理解理解課程體系課程體系設置與設置與培養(yǎng)計劃培養(yǎng)計劃安排的背

12、景安排的背景 引導學生選課和確定引導學生選課和確定主攻方向主攻方向 激發(fā)學習興趣激發(fā)學習興趣17電子信息科學技術的知識體系電子信息科學技術的知識體系是如何形成的？是如何形成的？科學技術發(fā)展的規(guī)律科學技術發(fā)展的規(guī)律 毛澤東：毛澤東：“實踐、認識、再實踐、再認識，實踐、認識、再實踐、再認識，這種形式循環(huán)往復以至無窮這種形式循環(huán)往復以至無窮這就是辯這就是辯證唯物論的全部認識論。證唯物論的全部認識論?！?加拿大學者加拿大學者Marshall McLuhan 的論斷：的論斷：“我們改造我們的工具，然后被我們的工我們改造我們的工具，然后被我們的工具所改造。具所改造?！?We shape our tools

13、 and thereafter our tools shape us.19“范式范式”的意義的意義 范式范式（paradigm）這）這一概念一概念出自出自 Thomas S. Kuhn, The Structure of Scientific Revolution, 1962 美國學者庫恩美國學者庫恩科學革命的結(jié)構(gòu)科學革命的結(jié)構(gòu) 具有如下兩個本質(zhì)特征的科學成就稱為具有如下兩個本質(zhì)特征的科學成就稱為“范式范式” 這些這些成就足夠成就足夠“空前空前”，以致吸引它的擁護者脫離其它，以致吸引它的擁護者脫離其它與之競爭的科學活動模式，從而構(gòu)成一個持久的團體；與之競爭的科學活動模式，從而構(gòu)成一個持久的團體

14、； 這些成就足夠這些成就足夠“開放開放”，以致為重新組成的這個團體內(nèi)，以致為重新組成的這個團體內(nèi)的實踐者留下各種各樣的問題讓他們?nèi)ソ鉀Q。的實踐者留下各種各樣的問題讓他們?nèi)ソ鉀Q。 庫恩認為，庫恩認為，“范式范式”與與“常規(guī)科學常規(guī)科學”緊密緊密相連相連 “范式范式”下的科研：量變下的科研：量變 新新“范式范式”的創(chuàng)建：質(zhì)變的創(chuàng)建：質(zhì)變20什么是什么是“常規(guī)科學常規(guī)科學”？ 科恩認為：科恩認為： 常規(guī)科學即是解謎，是一項極具積累性的事業(yè)，它以常規(guī)科學即是解謎，是一項極具積累性的事業(yè)，它以科學知識的廣度和精度的穩(wěn)定擴展為目的，并且極為科學知識的廣度和精度的穩(wěn)定擴展為目的，并且極為成功。它各方面都與科

15、學工作的通常形象高度一致，成功。它各方面都與科學工作的通常形象高度一致，但是科學事業(yè)的一個標志性成果缺失了。常規(guī)科學并但是科學事業(yè)的一個標志性成果缺失了。常規(guī)科學并不瞄準事實或者理論的新穎性，而且獲得成功時，也不瞄準事實或者理論的新穎性，而且獲得成功時，也不會發(fā)現(xiàn)任何的新穎性。不會發(fā)現(xiàn)任何的新穎性。 常規(guī)科學雖然不直接追求新事物，而且最初還傾向于常規(guī)科學雖然不直接追求新事物，而且最初還傾向于壓制新事物，但是卻有效地促成了新事物的出現(xiàn)。新壓制新事物，但是卻有效地促成了新事物的出現(xiàn)。新事物的出現(xiàn)導致常規(guī)科學的危機。事物的出現(xiàn)導致常規(guī)科學的危機。 常規(guī)科學的危機導致常規(guī)科學的危機導致“科學的革命科學

16、的革命”。21什么是什么是“科學的革命科學的革命” 科學的革命（科學的革命（scientific revolution） 科學革命是指那些非積累性的發(fā)展階段，其間舊范式科學革命是指那些非積累性的發(fā)展階段，其間舊范式全部或者部分地被一個不兼容的新范式所取代。全部或者部分地被一個不兼容的新范式所取代。 舊范式被新范式所取代即導致科學的革命。舊范式被新范式所取代即導致科學的革命。 庫恩認為：庫恩認為： 科學革命與政治革命有相似性?？茖W革命與政治革命有相似性。 科學革命是必然的?？茖W革命是必然的。 科學革命是世界觀的改變?？茖W革命是世界觀的改變。 科學革命是無形的。科學革命是無形的。 科學通過革命而進

17、步?？茖W通過革命而進步。 22科學技術進步的模式科學技術進步的模式工程/實踐/實驗行動方案設計經(jīng)驗反思總結(jié)概念/理論/模型23“科學革命科學革命”理論對我們的啟示理論對我們的啟示 “范式范式”是學科的基礎是學科的基礎 “范式范式”及其相互關系形成知識體系的主體及其相互關系形成知識體系的主體 知識架構(gòu)以知識架構(gòu)以“范式范式”為核心結(jié)點為核心結(jié)點 梳理學科知識體系要抓住梳理學科知識體系要抓住“范式范式” 回顧歷史有助于理解回顧歷史有助于理解“范式范式”的創(chuàng)建與更替的創(chuàng)建與更替24電子信息科學技術的知識體系電子信息科學技術的知識體系是如何形成的？是如何形成的？歷史告訴我們很多歷史告訴我們很多數(shù)學和物

18、理學認識上的幾次飛躍促成數(shù)學和物理學認識上的幾次飛躍促成了電子學的產(chǎn)生與發(fā)展了電子學的產(chǎn)生與發(fā)展 電磁學與分析數(shù)學史概覽電磁學與分析數(shù)學史概覽 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史我國上古八卦說就已經(jīng)把雷作為最常我國上古八卦說就已經(jīng)把雷作為最常見的八種物象（天地雷風水火山澤）見的八種物象（天地雷風水火山澤）之一，雷（震卦）與電有關（電的繁之一，雷（震卦）與電有關（電的繁體字是體字是“電電”）公元前公元前585年的希臘時代就有了關于靜年的希臘時代就有了關于靜電現(xiàn)象的記載電現(xiàn)象的記載。Miletus的哲學家泰勒的哲學家泰勒斯已斯已記載了用木塊摩擦過的琥珀能夠吸記載了用木塊摩擦過的琥珀能夠吸引碎草等輕小物體，后

19、來又有人發(fā)現(xiàn)摩引碎草等輕小物體，后來又有人發(fā)現(xiàn)摩擦過的煤玉也具有吸引輕小物體的擦過的煤玉也具有吸引輕小物體的能力。能力。電（電（electricity）一詞來自希臘文的琥珀（）一詞來自希臘文的琥珀（electron），有各），有各種變形：種變形：Electricity, Electronic, Electrical, Electronics我國西漢末年（公元前我國西漢末年（公元前20年）有了年）有了“瑇?，x瑁(玳瑁玳瑁)吸楉吸楉(細小物體之細小物體之意意)”的記載；西晉時的記載；西晉時博物志博物志還有關于摩擦起電引起放電現(xiàn)象還有關于摩擦起電引起放電現(xiàn)象的記載的記載“今人梳頭，解著衣時，有隨梳解

20、結(jié)有光者，亦有咤今人梳頭，解著衣時，有隨梳解結(jié)有光者，亦有咤聲。聲。”26 大約在公元前大約在公元前7-6世紀發(fā)現(xiàn)了磁石吸鐵、磁石指南等現(xiàn)象。世紀發(fā)現(xiàn)了磁石吸鐵、磁石指南等現(xiàn)象。 管子管子中最早記載了這些發(fā)現(xiàn)：中最早記載了這些發(fā)現(xiàn)：“山上有磁石者，其下山上有磁石者，其下有金銅。有金銅。”其他古籍如其他古籍如山海經(jīng)山海經(jīng)中也有類似的記載。中也有類似的記載。 我國戰(zhàn)國時期就出現(xiàn)了利用自然磁石制作的我國戰(zhàn)國時期就出現(xiàn)了利用自然磁石制作的“司南之勺司南之勺”。 磁石的吸鐵特性很早就被人發(fā)現(xiàn)，磁石的吸鐵特性很早就被人發(fā)現(xiàn)，呂氏春秋呂氏春秋九卷精通九卷精通篇就有：篇就有：“慈招鐵，或引之也。慈招鐵，或引之

21、也。”那時的人稱那時的人稱“磁磁”為為“慈慈”，他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。，他們把磁石吸引鐵看作慈母對子女的吸引。 東晉的崔豹在東晉的崔豹在古今注古今注中曾提到中曾提到 “指南魚指南魚”。 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史27英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 標志著人類對電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究的開始標志著人類對電磁現(xiàn)象的系統(tǒng)研究的開始 總結(jié)了前人對磁的研究，周密地討論了地磁的性質(zhì)，總結(jié)了前人對磁的研究，周密地討論了地磁的性質(zhì)，記載了大量實驗，使磁學變成了科學。記載了大量實驗，使磁學變成了科學。 他發(fā)現(xiàn)，相當多的物質(zhì)經(jīng)摩

22、擦后也都具有吸引輕小物他發(fā)現(xiàn)，相當多的物質(zhì)經(jīng)摩擦后也都具有吸引輕小物體的性質(zhì)，他注意到這些物質(zhì)經(jīng)摩擦后并不具備磁石體的性質(zhì)，他注意到這些物質(zhì)經(jīng)摩擦后并不具備磁石那種指南北的性質(zhì)。為了表明與磁性的不同，他采用那種指南北的性質(zhì)。為了表明與磁性的不同，他采用琥珀的希臘字母拼音把這種性質(zhì)稱為琥珀的希臘字母拼音把這種性質(zhì)稱為“電的電的”。 磁和電都有吸引的性質(zhì)，但是并不相同。靜磁的研究磁和電都有吸引的性質(zhì)，但是并不相同。靜磁的研究相對容易，因為存在天然磁石。而靜電的研究要困難相對容易，因為存在天然磁石。而靜電的研究要困難得多，因為沒有找到一種產(chǎn)生靜電的方式。得多，因為沒有找到一種產(chǎn)生靜電的方式。電磁學和

23、分析數(shù)學的發(fā)展史28英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 蓋利克用硫磺制成形如地球儀的可轉(zhuǎn)動球體，用干燥蓋利克用硫磺制成形如地球儀的可轉(zhuǎn)動球體，用干燥的手掌摩擦轉(zhuǎn)動球體，使之獲得電。的手掌摩擦轉(zhuǎn)動球體，使之獲得電。 蓋利克的摩擦起電機經(jīng)過不斷改進，在靜電實驗研究蓋利克的摩擦起電機經(jīng)過不斷改進，在靜電實驗研究中起著重要的作用，直到中起著重要的作用，直到19世紀霍耳茨和推普勒分別世紀霍耳茨和推普勒分別發(fā)明感應起電機后才被取代。發(fā)明感應起電機后才被取代。 使得靜電研究進入

24、活躍期使得靜電研究進入活躍期 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史29英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 有限差分法有限差分法 微積分微積分 有限差分法有限差分法 用于非線性函數(shù)在樣值點之間的內(nèi)插用于非線性函數(shù)在樣值點之間的內(nèi)插 Gregory 1670, Leibniz 1673, Newton 1676, and John Bernoulli 1694 導致導致Taylor級數(shù)的發(fā)現(xiàn)級數(shù)的發(fā)現(xiàn) (published by Taylor in 1715)若函數(shù)若函數(shù)f f(

25、x)(x)在點在點x x0 0的某一臨域內(nèi)具有直到（的某一臨域內(nèi)具有直到（n+1n+1）階導數(shù)，）階導數(shù)，則在該鄰域內(nèi)則在該鄰域內(nèi)f f(x)(x)的的 n n 階泰勒公式為：階泰勒公式為： 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史30英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 有限差分法有限差分法 微積分微積分 微積分的出現(xiàn)微積分的出現(xiàn) 處理十七世紀主要的科學問題處理十七世紀主要的科學問題: 非勻速非勻加速運動物體任意時刻的速度和加速度非勻速非勻加速運動物體任意時刻的速度和加速度 復雜

26、曲線的切線復雜曲線的切線幾何光學幾何光學 函數(shù)的最大值和最小值函數(shù)的最大值和最小值 曲線的長度曲線的長度 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史31電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的有限差分法有限差分法 微積分微積分-1720年年 格雷研究了電的傳導現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了導體與絕緣體的區(qū)別，格雷研究了電的傳導現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了導體與絕緣體的區(qū)別， 隨后又發(fā)現(xiàn)了靜電感應現(xiàn)象隨后又發(fā)現(xiàn)了靜電感應現(xiàn)象-

27、1733年年 杜菲經(jīng)過實驗區(qū)分出松脂電（負電）和玻璃電（正電），杜菲經(jīng)過實驗區(qū)分出松脂電（負電）和玻璃電（正電）， 并總結(jié)出靜電的基本特性：同性相斥、異性相吸并總結(jié)出靜電的基本特性：同性相斥、異性相吸1745-1746年年 克萊斯特和馬森布諾特分別獨立地發(fā)明了萊頓瓶克萊斯特和馬森布諾特分別獨立地發(fā)明了萊頓瓶32英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的有限差分法有限差分法 微積分微積分- 1747年年

28、富蘭克林富蘭克林(發(fā)明避雷針發(fā)明避雷針)提出電荷守恒原理和電流體假說提出電荷守恒原理和電流體假說- 1754年年 康頓用電流體假說解釋了靜電感應現(xiàn)象康頓用電流體假說解釋了靜電感應現(xiàn)象- 1750年年 米切爾提出磁極之間的作用力服從平方反比律米切爾提出磁極之間的作用力服從平方反比律- 1785年年 庫侖公布了電力的平方反比定律庫侖公布了電力的平方反比定律 使電學的研究進入定量研究階段使電學的研究進入定量研究階段庫侖（庫侖（1736-1806） 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史33英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利

29、克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分 用于天文學和航海中周期函數(shù)的插值用于天文學和航海中周期函數(shù)的插值- 1760年前后年前后 Euler, Clairaut, Lagrange, 發(fā)現(xiàn)一些函數(shù)可以展發(fā)現(xiàn)一些函數(shù)可以展開成三角級數(shù)開成三角級數(shù)- 1777年年 Euler, 三角函數(shù)的正交性三角函數(shù)的正交性但是沒有人知道什么樣的函數(shù)可以展開成三角級數(shù)但是沒有人知道什么樣的函數(shù)可以展開成三角級數(shù)電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史一種特殊的正交函數(shù)級數(shù)：一種特殊的正交函數(shù)級數(shù)： 式

30、中式中n(n=0,1,2,)和和bn(n=1,2,)是與是與x無關的實數(shù)無關的實數(shù) 還可以寫成復數(shù)形式的級數(shù)：還可以寫成復數(shù)形式的級數(shù)： 34英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分分析數(shù)學的發(fā)展期分析數(shù)學的發(fā)展期 Fourier1807-1822年發(fā)表年發(fā)表熱的解析理論熱的解析理論一文，從偏一文，從偏微分方程出發(fā)導出傅立葉級數(shù)微分方程出發(fā)導出傅

31、立葉級數(shù) 1829年年Dirichlet部分解決傅立葉級數(shù)收斂性問題，提出部分解決傅立葉級數(shù)收斂性問題，提出Dirichlet條件（充分而非必要）條件（充分而非必要） 1870年年Heine證明只要證明只要Dirichlet條件滿足，傅立葉級數(shù)展條件滿足，傅立葉級數(shù)展開式唯一開式唯一 1888年年Du Bois-Reymond 提出積分方程概念提出積分方程概念 1896-7年年Volterra通過把積分方程轉(zhuǎn)化為線性方程組求得通過把積分方程轉(zhuǎn)化為線性方程組求得兩類積分方程的通解兩類積分方程的通解電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史35英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁

32、體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏達發(fā)明電堆伏達發(fā)明電堆 19世紀上半葉，電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象得到統(tǒng)一世紀上半葉，電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象得到統(tǒng)一 伏達發(fā)明的電堆使得穩(wěn)恒電流的產(chǎn)生成為可能，伏達發(fā)明的電堆使得穩(wěn)恒電流的產(chǎn)生成為可能，電學由靜電走向動電電學由靜電走向動電受伽伐尼受伽伐尼1791年發(fā)現(xiàn)不同金屬接觸青蛙腿引起抽動的啟發(fā)年發(fā)現(xiàn)不同金屬接觸青蛙腿引起抽動的啟發(fā) 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史伏達（伏達（1745-1827)

33、分析數(shù)學的發(fā)展期分析數(shù)學的發(fā)展期 36 1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應 隨后比奧和沙伐研究了隨后比奧和沙伐研究了電流和磁針電流和磁針之間的作用，提出了之間的作用，提出了比奧比奧-沙伐定律，拉普拉斯導出電流元作用的數(shù)學公式沙伐定律，拉普拉斯導出電流元作用的數(shù)學公式 安培則從安培則從電流與電流電流與電流之間的作用入手，他首先重復了奧之間的作用入手，他首先重復了奧斯特的實驗，提出了右手定則，用電流解釋了地磁的起斯特的實驗，提出了右手定則，用電流解釋了地磁的起因。并進一步研究了載流導線之間的相互作用，建立了因。并進一步研究了載流導線之間的相互作用，建立了電流元之間的相互作用規(guī)

34、律電流元之間的相互作用規(guī)律安培定律安培定律 1826年歐姆確定了電路的基本規(guī)律年歐姆確定了電路的基本規(guī)律歐姆定律歐姆定律 1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，進一步證實了電現(xiàn)象年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象，進一步證實了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的統(tǒng)一性。提出電場和磁場是傳遞電力和磁力和磁現(xiàn)象的統(tǒng)一性。提出電場和磁場是傳遞電力和磁力的媒介的媒介人類認識電與磁的歷史安培安培(17751836)歐姆歐姆（1787-1845） 法拉第法拉第（1791-1867） 電電 動動 力力 學學 37英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)

35、明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏達發(fā)明電堆伏達發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學的發(fā)展期分析數(shù)學的發(fā)展期 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史38 基爾霍夫（電路）定律基爾霍夫（電路）定律(Kirchhoff laws)是電路中電壓和電流所遵循的是電路中電壓和電流所遵循的基本規(guī)律，是分析和計算較為復雜基本規(guī)律，是分析和計算較為復雜電路的基礎，電路的基礎，1845年由德國物理學年由德國物理學家家G.R.基爾霍夫（基爾霍夫

36、（Gustav Robert Kirchhoff，18241887）提出。）提出。基爾霍夫（電路）定律包括基爾霍基爾霍夫（電路）定律包括基爾霍夫電流定律（夫電流定律（KCL）和基爾霍夫電）和基爾霍夫電壓定律（壓定律（KVL）。）。人類認識電與磁的歷史39古斯塔夫古斯塔夫羅伯特羅伯特基爾霍夫基爾霍夫電勢電勢電路電路 19世紀中葉，電磁理論得以建立世紀中葉，電磁理論得以建立 安培沒有把靜電場與電流作用統(tǒng)一起來安培沒有把靜電場與電流作用統(tǒng)一起來 1822年傅立葉發(fā)表年傅立葉發(fā)表熱的解析理論熱的解析理論，建立了熱傳導方程建立了熱傳導方程 威廉威廉湯姆生（即開爾文）深受傅立葉湯姆生（即開爾文）深受傅立葉

37、的影響，他通過把電磁現(xiàn)象與熱流現(xiàn)象的影響，他通過把電磁現(xiàn)象與熱流現(xiàn)象類比，并利用法拉第的力線思想，借鑒類比，并利用法拉第的力線思想，借鑒傅立葉的熱解析方法，初步建立了電磁傅立葉的熱解析方法，初步建立了電磁作用的統(tǒng)一理論作用的統(tǒng)一理論人類認識電與磁的歷史 在湯姆生的影響下，麥克斯韋從在湯姆生的影響下，麥克斯韋從1855年起學習電學，他年起學習電學，他大學剛畢業(yè)就著手研究用數(shù)學分析方法表述法拉第的力大學剛畢業(yè)就著手研究用數(shù)學分析方法表述法拉第的力線思想。線思想。1856年他發(fā)表了年他發(fā)表了論法拉第力線論法拉第力線。1861和和1862年發(fā)表了年發(fā)表了論物理力線論物理力線。1865年發(fā)表了年發(fā)表了電

38、磁場電磁場的動力學理論的動力學理論，全面闡述了電磁場理論，全面闡述了電磁場理論40建立起電磁場理論，將電學、磁學、建立起電磁場理論，將電學、磁學、光學統(tǒng)一起來，預言了電磁波的存光學統(tǒng)一起來，預言了電磁波的存在。指出光是電磁波的一種形式。在。指出光是電磁波的一種形式。在前人成就的基礎上，對整個電磁在前人成就的基礎上，對整個電磁現(xiàn)象作了系統(tǒng)、全面的研究，憑借現(xiàn)象作了系統(tǒng)、全面的研究，憑借他高深的數(shù)學造詣和豐富的想象力他高深的數(shù)學造詣和豐富的想象力對前人和他自己的工作進行了綜合對前人和他自己的工作進行了綜合概括，將電磁場理論用簡潔、對稱、概括，將電磁場理論用簡潔、對稱、完美數(shù)學形式表示出來完美數(shù)學形

39、式表示出來 麥克斯韋麥克斯韋 (18311879) 人類認識電與磁的歷史麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組 00000BEtEJBtBE41場場電荷載體電荷載體電勢電勢電路電路英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏達發(fā)明電堆伏達發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存

40、在Hz 頻率的單位頻率的單位 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史42英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏達發(fā)明電堆伏達發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學發(fā)展期分析數(shù)學發(fā)展期 赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子存在 洛

41、倫茲洛倫茲（1853-1928） 電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史43英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏達發(fā)明電堆伏達發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學發(fā)展期分析數(shù)學發(fā)展期 赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子存在

42、愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文電磁學和分析數(shù)學的發(fā)展史44愛因斯坦的五篇論文 開頭是一篇論及分子大小的論文開頭是一篇論及分子大小的論文(論文論文1) 接著是一篇關于布朗運動的論文接著是一篇關于布朗運動的論文(論文論文2) 然后是兩篇狹義相對論的論文：第一篇發(fā)動了然后是兩篇狹義相對論的論文：第一篇發(fā)動了“相對論相對論”革命，現(xiàn)在這對物理學家是非常熟悉的了革命，現(xiàn)在這對物理學家是非常熟悉的了(而且也為一般而且也為一般公眾所了解公眾所了解)，在這場革命中廢除了絕對時間的概念，在這場革命中廢除了絕對時間的概念(論文論文3)；第二篇是一篇短文，其中推導出了愛因斯坦的著名公；第二篇是一篇短文，其中推導出了

43、愛因斯坦的著名公式式“E=mc2”(論文論文4) 最后，是最后，是(惟一惟一)一篇愛因斯坦自己實際上稱其為一篇愛因斯坦自己實際上稱其為“革命性革命性的的”論文，它論證在某種意義上，我們必須回到論文，它論證在某種意義上，我們必須回到(牛頓的牛頓的)光由粒子組成的想法光由粒子組成的想法而此時我們正好剛習慣于光僅僅而此時我們正好剛習慣于光僅僅由電磁波組成的想法由電磁波組成的想法(論文論文5)。正是從這個表觀的佯謬出。正是從這個表觀的佯謬出發(fā)，產(chǎn)生了量子力學的一個重要組成部分。發(fā)，產(chǎn)生了量子力學的一個重要組成部分。 1905年年 45英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大

44、的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學發(fā)展期分析數(shù)學發(fā)展期 赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論湯姆生證明電子的存在湯姆生證明電子的存在愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文 1900年年Fredholm把特征

45、值的概念應用于積分方把特征值的概念應用于積分方程求解，改進了程求解，改進了Volterra的工作。特征值集合稱的工作。特征值集合稱為譜，相應于特征值的解稱為特征函數(shù)為譜，相應于特征值的解稱為特征函數(shù) 1904-10年，年，Hilbert發(fā)現(xiàn)了積分方程與微分方程發(fā)現(xiàn)了積分方程與微分方程的關系，發(fā)現(xiàn)了廣義傅立葉展開的關系，發(fā)現(xiàn)了廣義傅立葉展開 1907 Schmidt利用正交函數(shù)集建立起抽象函數(shù)空利用正交函數(shù)集建立起抽象函數(shù)空間的概念間的概念 1929-30，由，由 Riesz, Banach, Von Neumann, etc.建立起抽象函數(shù)空間的公理體系建立起抽象函數(shù)空間的公理體系電磁學和分析

46、數(shù)學的發(fā)展史46英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學分析數(shù)學 赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間 發(fā)電機發(fā)電機（1831-法拉第）法拉第） 電報電報（1837-庫克庫

47、克&維特專利維特專利 1844-摩爾斯實現(xiàn)）摩爾斯實現(xiàn)） 洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論湯姆生證明電子的存在湯姆生證明電子的存在愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文摩爾斯的第一封電報：摩爾斯的第一封電報： 人類利用電與磁的歷史47英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電

48、磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學分析數(shù)學 赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間 發(fā)電機發(fā)電機（1831-法拉第）法拉第） 電報電報（1837-庫克庫克&維特專利維特專利 1844-摩爾斯實現(xiàn)）摩爾斯實現(xiàn)） 電話電話（1876-貝爾）貝爾） 變壓器變壓器（1885-斯坦利）斯坦利） 電燈電燈（1879-愛迪生）愛迪生） 洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子存在愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文人類利用電與磁的歷史48洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子

49、存在英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學分析數(shù)學 赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間 發(fā)電機發(fā)電機（1831-法拉第）法拉第） 電報電報（1837-庫克庫克&

50、維特專利維特專利 1844-摩爾斯實現(xiàn)）摩爾斯實現(xiàn)） 電話電話（1876-貝爾）貝爾） 變壓器變壓器（1885-斯坦利）斯坦利） 電燈電燈（1879-愛迪生）愛迪生） 交流輸電系統(tǒng)交流輸電系統(tǒng) （1890-美國）美國） 無線通信無線通信（1895-96 馬可尼馬可尼&波波夫）波波夫） 愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文人類利用電與磁的歷史49赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分

51、離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學分析數(shù)學 特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間 發(fā)電機發(fā)電機（1831-法拉第）法拉第） 電報電報（1837-庫克庫克&維特專利維特專利 1844-摩爾斯實現(xiàn)）摩爾斯實現(xiàn)） 電話電話（1876-貝爾）貝爾） 變壓器變壓器（1885-斯坦利）斯坦利） 電燈電燈（1879-愛迪生）愛迪生） 交流輸電系統(tǒng)交流輸電系統(tǒng)（1890-美國）美國） 無線通信無線通信（1895-96 馬可

52、尼馬可尼&波波夫）波波夫） 洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子存在愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文 電影機電影機（1895-Lumiere） 人類利用電與磁的歷史50赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第

53、電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學分析數(shù)學 特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間 發(fā)電機發(fā)電機（1831-法拉第）法拉第） 電報電報（1837-庫克庫克&維特專利維特專利 1844-摩爾斯實現(xiàn)）摩爾斯實現(xiàn)） 電話電話（1876-貝爾）貝爾） 變壓器變壓器（1885-斯坦利）斯坦利） 電燈電燈（1879-愛迪生）愛迪生） 交流輸電系統(tǒng)交流輸電系統(tǒng)（1890-美國）美國） 無線通信無線通信（1895-96 馬可尼馬可尼&波波夫）波波夫） 電子管的發(fā)明使得振蕩器、濾波器、放大器的實現(xiàn)電子管的發(fā)明使得振蕩器、濾波器、放大器的實現(xiàn)成為可能，大大

54、推動了無線電通信向?qū)嵱没l(fā)展成為可能，大大推動了無線電通信向?qū)嵱没l(fā)展愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文電子二極管電子二極管（1904-弗萊明）弗萊明）電子三極管電子三極管（1906-福雷斯特）福雷斯特） 電影機電影機（1895-Lumiere） 洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子存在人類利用電與磁的歷史51赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的

55、電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù)有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學分析數(shù)學特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間 發(fā)電機發(fā)電機（1831-法拉第）法拉第） 電報電報（1837-庫克庫克&維特專利維特專利 1844-摩爾斯實現(xiàn)）摩爾斯實現(xiàn)） 電話電話（1876-貝爾）貝爾） 變壓器變壓器（1885-斯坦利）斯坦利） 電燈電燈（1879-愛迪生）愛迪生） 交流輸電系統(tǒng)交流輸電系統(tǒng)（1890-美國）美國） 無線通信無線通信（1895-96 馬可尼馬可尼

56、&波波夫）波波夫） 洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子存在愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文 電影機電影機（1895-Lumiere） 晶體管晶體管（1947） 電子二極管電子二極管（1904-弗萊明）弗萊明）電子三極管電子三極管（1906-福雷斯特）福雷斯特）人類利用電與磁的歷史52赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分

57、離的三角級數(shù)三角級數(shù)有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學分析數(shù)學特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間 發(fā)電機發(fā)電機（1831-法拉第）法拉第） 電報電報（1837-庫克庫克&維特專利維特專利 1844-摩爾斯實現(xiàn)）摩爾斯實現(xiàn)） 電話電話（1876-貝爾）貝爾） 變壓器變壓器（1885-斯坦利）斯坦利） 電燈電燈（1879-愛迪生）愛迪生） 交流輸電系統(tǒng)交流輸電系統(tǒng)（1890-美國）美國） 無線通信無線通信（1895-96 馬可尼馬可尼&波波夫

58、）波波夫） 洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子存在 電影機電影機（1895-Lumiere） 晶體管晶體管（1947） 電子二極管電子二極管（1904-弗萊明）弗萊明）電子三極管電子三極管（1906-福雷斯特）福雷斯特）人類利用電與磁的歷史激光器激光器（1960） 愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文53信息技術的發(fā)展信號處理理論和電子電路技術信號處理理論和電子電路技術英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活

59、躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學發(fā)展期分析數(shù)學發(fā)展期 赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在特征函數(shù)特征函數(shù)廣義傅里葉展開廣義傅里葉展開抽象函數(shù)空間抽象函數(shù)空間洛倫茲提出電子論洛倫茲提出電子論J.J.湯湯姆生證明姆生證明電子存在電子存在愛因斯坦愛因斯坦5篇論文篇論文1948- 維納發(fā)表控制論，香儂發(fā)維納發(fā)表控制論，香儂發(fā)表信息論，建立通信和濾波理論表信息論，建立通信和濾波理論1921-Rainey獲得獲得PCM編碼專利編碼

60、專利提出提出A/D、串行傳輸、串行傳輸、D/A思想思想離散處理技術發(fā)端離散處理技術發(fā)端1924-28Nyquist發(fā)表采樣理論發(fā)表采樣理論54信息技術的發(fā)展信號處理理論和電子電路技術信號處理理論和電子電路技術英國人吉爾伯特發(fā)表了英國人吉爾伯特發(fā)表了論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體論磁、磁體和地球作為一個巨大的磁體 蓋利克發(fā)明了蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機第一臺摩擦起電機 靜電學研究活躍期靜電學研究活躍期電和磁的研究是分離的電和磁的研究是分離的三角級數(shù)三角級數(shù) 有限差分法有限差分法 微積分微積分伏特發(fā)明電堆伏特發(fā)明電堆安培定律安培定律歐姆定律歐姆定律法拉第電磁感應法拉第電磁感應電磁理論電磁理論分析數(shù)學發(fā)展期分析數(shù)學發(fā)展期 赫茲證明電磁波的存在赫茲證明電磁波的存在特征函數(shù)特征函數(shù)廣