物理學的起源和發(fā)展課件

1、物理學之起源 功利主義好奇心和求知欲改造生產(chǎn)、生活工具的意識認識、解釋科學的起源哲學（自然）身體的解放工具技術(實驗)理性傳統(tǒng)工匠傳統(tǒng)理性主義 近代的科學經(jīng)歷漫長的由相互獨立到相互促進再到相互交融的幾千年的歷史過程一、科學的起源1、理性傳統(tǒng)“上下四方曰宇，古往今來曰宙”,宇宙就是時間、空間和物質的總稱，物質就是萬事萬物，當然包括人自己。人類自從有了原始思維，就會對原始的宇宙有所認識。這種認識便是原始的知識。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識，是思辨的、直覺的。泰勒斯說：萬物的本原乃是水。因為他看到了萬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、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。物質在萬有引力的作用下凝聚塌縮，使大量引力勢能轉化為熱能，大大提升了新星體的溫度，并點燃了星體的熱核反應，恒星包括太陽隨之誕生”。這是近代科學家對宇宙的認識，雖然也含有思辨的成分，但是有理論和實驗的支持。2、技術傳統(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，并且學會了使用樹枝和石頭，并在200萬年前，進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)律的準確把握，向宇宙提出的大膽挑戰(zhàn)。是技術主義、工具主義的啟蒙。古代的埃及人能利用神奇的技術建造了金字塔和神廟1948年計算機誕生，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，1973年克隆技術成為可能1、道家科學思想道德經(jīng)莊子承認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)驗認識并解釋了現(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：技近于道、庖丁解牛 儒家對科學影響儒家對科學技術的作用一分為二：1、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、輕視技術奇技淫巧4、到了荀子，只重視實用主義，而不承認探討基本學理的重要，甚至認為莊子“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、技術、智慧（哲學是最崇高的）2、知識分為理論知識、實踐知識和創(chuàng)制知識（本原）。理論知識又分為物理學、數(shù)學、第一哲學本體論1、事物的本源：質料、形式2、四因：目的因、質料因、形式因

5、、動力因3、潛能與實現(xiàn)：潛能就是具有實現(xiàn)其本質目的的潛在力量。是現(xiàn)實已經(jīng)實現(xiàn)了自己本質的事物。運動論運動就是能運動物潛能的實現(xiàn)。有四種運動：1、實體性的變化 2、性質上的變化3、數(shù)量上的變化 4、位置上的變化（自然運動和受迫運動）運動的條件：時間、地點宇宙論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形式因、組成的物質是質料因。2、天文學宇宙分月下世界（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，是直線運動天體鑲嵌在晶瑩剔透的天球上，地球為中心三、中世紀的科學（公元500-1500）形成許多分支科學，并且都獨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的經(jīng)驗描述行為總體特點有較強的技術史的特點從整體上把握自然，理論上受傳統(tǒng)理論尤其是八卦、陰陽、五行學說的影響李約瑟：“中國的科學達到了達芬奇的水平，而沒有達到伽利略的水平”1、中國的科學的特點天文學：歷法、天文儀器、宇宙理論上形成獨特的特色。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：山海經(jīng)禹貢，水經(jīng)注，徐霞客游記。將我國分為“冀、青、徐、揚、荊、豫、梁、雍九州”，山川、水文、氣候、物產(chǎn)、風俗作了詳細的記錄。農(nóng)學：呂氏春秋上農(nóng)、齊民要術、農(nóng)書、農(nóng)政要書，作物栽園藝蠶桑的理論。中醫(yī)學：形成了以臟腑、經(jīng)絡、氣血、津液為內(nèi)容的生理病理學，以“望、聞、問、切”的診斷方法，以“八綱（陰陽、表里、虛實、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，以“君臣佐使”“七情和合”的配伍方劑學，以經(jīng)絡、腧穴為主的針灸學，此外還有推拿、氣功

8、、引導書等治療方法，并以陰陽五行來說明人體生理現(xiàn)象的醫(yī)學理論。技術：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：墨經(jīng)考工記淮南子論衡夢溪筆談，涉及力與運動、時空、簡單機械、光學理論與鏡子、色散、溫度、靜電和雷電、磁學、律學、聲學研究。（春秋、宋元、民國三次物理學高峰）2、中世紀西方科學的特點神學為一切學問的中心，并且通過教會，粗暴地干涉科學理性與信仰統(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成了上帝謙卑的婢女四、近代自然科學文藝復

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（培根，奧卡姆）的影響帶來了古典哲學的興起歐洲資本主義生產(chǎn)方式興起，開拓市場遠洋航行與地理大發(fā)現(xiàn)（達伽馬，哥倫布，麥哲倫）對古典文化的復興，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”，強調(diào)人的思想、人的價值1、文藝復興的背景2、文藝復興的結果思想得到解放，理性沒有了束縛。古希臘理性傳統(tǒng)回歸，對中世紀宗教神學的質疑知識就是力量（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、古希臘科學思想重新被發(fā)現(xiàn)和進一步發(fā)揚科學方法之爭（感官的真實性、歸納的有效性、演繹的實用性)自然科學從自然哲學中分離出來，并且與技術結合形成了各種科學門類第 1 課 物理學的重大進展第 四 單 元古希臘科學家亞里士多德物理學的曲折發(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驗。結果兩個重量相差10倍的球同時落地，證明了亞里士多德的觀點是錯誤的。“兩個鐵球同時落地！”伽 利 略（15641642） 意大利的物理學家和天文學家。自幼聰明好學，遇事好尋根問底。從不迷信教會權威或盲從他人。(1)背景：一. 經(jīng)典力學1.經(jīng)

11、典力學的奠基者-伽利略(2)成就：天文學：發(fā)現(xiàn)了自由落體定律物理學外力只是改變運動狀態(tài)的原因用自制的望遠鏡發(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，掀起天文學的革命，從根本上動搖了宗教神學的理論基礎。 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)了以實驗事實為根據(jù)的近代科學（特征：觀察和實驗），為后來經(jīng)典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎。(1)背景：一. 經(jīng)典力學1.經(jīng)典力學的奠基者-伽利略(2)成就：(3)意義：牛 頓（16421727） 英國著名的科學家，在物理學、數(shù)學、天文學等方面都作

12、出了卓越貢獻。他曾長期擔任英國皇家學會會長，還擔任過英國議會議員，被授予爵士稱號。牛頓所處時代（17世紀中葉至18世紀初）的時代特征 經(jīng)濟上：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：啟蒙運動逐漸興起和發(fā)展二. 相對論的創(chuàng)立1.背景：“物理學危機”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。20世紀最后一期時代周刊評選出“世紀人物”，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占鰲頭。有高度社會責任感的人，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的極大關注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)建議美國務必搶在法西斯德國之前制造出原子彈；后來，當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)出的最強音。聽愛因斯坦的自責之聲，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，不建墳墓，不立紀念碑。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