物理——读书报告
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我眼中的物理学史 ——读《物理学与人类文明》 物理学的发展伴生着人类文明的发展，在人类的历史长河中，我们可以看到，从以蒸汽机的出现引发的第一次工业革命，到以电力的大规模应用为标志的第二次科技革命，再到上世纪四十年代兴起的原子能，电子计算机，空间技术和生物工程技术，在不同于人文科学的自然科学中， 人类一切科学技术的发展进步本质上都依赖于基础物理的进步。知识就是力量，科学是人类进步的动力，而物理学则是科学发展的火车头。 作者赵峥并没有在书中简单陈述或罗列晦涩难懂的物理学理论和繁杂的公式，而是将物理学的发展融入到自然科学和人类文明史的长河中，使读者充分感受到物理学与人类文明之间的依存关系和相互影响。 在经典物理学创立之前，人类历史大致经历了由原始社会到奴隶制社会和封建社会的演变，远古时代的数学家和哲人创立了最早的科学理论体系，古希腊哲学家亚里士多德最早提出了“物理学”的概念，并对万事万物发表了一系列重要的，但今天看来未必正确的观点，亚里士多德的哲学和物理学理论在欧洲统治了相当长一段时间。值得一提的还有数学家欧几里得，以及古希腊最伟大的科学家阿基米德，前者创立的欧式几何通过几条不证自明的公理进而推导出了一个完美严整的数学体系，其思想方法对今后的数学，物理和哲学都产生了深远影响，阿基米德则首先将数学引进了物理学，使物理学成为一门定量的科学，阿基米德在数学领域与物理学领域都有一系列重大发现，例如“杠杆原理”与“浮力定律”。 古希腊的先贤哲人用智慧创造了一系列严密的科学体系，给出了大量的数学，物理学及自然科学知识，他们的研究成果不仅领先于当代，更是之后的蒙昧黑暗的中世纪所无法比拟的，虽然由于时代的局限性并没有转化成生产力造福于当世，但却为之后的科学发展奠定了大量的理论基础，为文艺复兴埋下了希望的种子。 中世纪教会统治下黑暗的欧洲，科学发展基本停滞，文艺复兴的到来打破了僵局，哥白尼的日心说，揭开了现代自然科学的序幕，在教会的压制下，日心说艰难的发展，布鲁诺因日心说被判处火刑，伽利略迫于教会的压力不得不接受放弃日心说的“认罪”声明。虽然有教会的极力压制，但文艺复兴时期科学界尤其天文学界仍是人才辈出和成果辈出的时代，像以精密观测著称的丹麦天文学家第谷，德国的天才天文学家开普勒，以及开普勒三定律（即行星运动定律）的发现，都使得当时成为人类群星璀璨的时代。 如果说天文学的发展揭开了自然科学发展的序幕，那么经典力学的创立则标志则意味着现代物理学的成熟，首先是伽利略的贡献，伽利略首先通过实验获得了落体定律，又确认了惯性定律，之后又提出了相对性原理。牛顿则总结了整个时代的研究成果，建立了经典物理学的基本框架。牛顿的主要研究成果集中在《自然科学的数学原理》一书中，其内容包括绝对空间和绝对的时间，并继承了伽利略的相对性原理，设置参考系来描述物体的运动，提出了著名的牛顿三定律和万有引力定律。由伽利略和牛顿等人于17世纪创立的经典物理学，经过18世纪在各个基础部门的拓展，到19世纪得到了全面、系统和迅速的发展，达到了它辉煌的顶峰。到19世纪末，已建成了一个包括力、热、声、光、电诸学科在内的、宏伟完整的理论体系。特别是它的三大支柱——经典力学、经典电动力学、经典热力学和统计力学——已臻于成熟和完善，不仅在理论的表述和结构上已十分严谨和完美，而且它们所蕴涵的十分明晰和深刻的物理学基本观念，对人类的科学认识也产生了深远的影响。 物理学发展到19世纪末期，可以说已经达到了相当完美，成熟的程度。物理学的辉煌成就，使得不少物理学家踌躇满志、沉溺于欢快陶醉之中，于是产生了这样一种看法：物理学的大厦已经落成，今后物理学家用不着再干什么了,只需要把各种数据测得精确些就行了。然而，此刻在物理学的万里晴空中却飘来了两朵乌云，物理学上出现了一系列新的发现。这些无法用经典物理学解释的新发现，使经典物理学陷入了危机。第一朵与迈克尔逊实验有关，第二朵与黑体辐射有关。正是这两朵乌云的飘动，引来了20世纪物理学革命的暴风骤雨，使整个自然科学进入了一个崭新的阶段。这“两朵乌云”成为20世纪伟大物理学革命的导火线。 事隔不到一年，就从第一朵乌云中降生了相对论，紧接着从第二朵乌云中降生了量子论。经典物理学的大厦被彻底动摇。自此进入了现代物理学的阶段。 由物理学的发展史我们可以认识到对科学的求索是永无止境的，任何认为大自然的奥秘已被人类探知和掌握的论断都是可笑和荒谬的，任何墨守成规的思想都必将作茧自缚，最终阻碍科学的进步，无论是日心说的提出，还是相对论和量子力学对经典物理学的突破都反映了科学最本质的进步在于不断的质疑和创新。 同时，物理学的发展也必将与生产力相结合才能真正焕发出活力，古希腊文明曾经也在数学和物理学领域取得过丰硕的成果，但对当时的人来说，物理学只是少数贵族闲暇时进行的思维游戏，在社会制度上也缺乏大规模研究和应用物理的历史条件，因而随着中世纪的到来，缺乏应用基础的希腊文化（物理学）后继无人，只能尘封于历史。直到文艺复兴的曙光降临，经典物理体系在创立不久之后就有了大规模的应用基础，第一次工业革命，第二次科技革命和第三次科技革命，每一次物理领域的突破都伴随着生产力的飞跃。物理学的进步在推动着社会的发展，而社会的发展反过来又促进着物理的进步和突破。所以我认为，真正引领人类发展方向的，不是理念，不是主义，也不是形形色色的政党和所谓人类领袖，而是物理学科的发展。 简言之，物理学的发展历史即是人类的发展历史，物理给予人类的不仅是成体系的理论知识，同时也在不断推动着生产力的发展，生产关系的变革和社会制度的创新。在当下的时代，物理更是人类摆脱桎梏，走向繁荣，走向更广阔空间的希望所在。 信息与计算科学11-2 翁腾凡 11105010232 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/9ae5b477383567ec102de2bd960590c69ec3d88b.html