文档介绍：简明物理学史
----山东师范大学
物理与电子科学学院
《物理学史》
绪论
前言
物理学是研究物质运动的最普遍形式的规律以及物质基本结构的科学。
物理学史是研究物理学产生和发展规律的科学。
时期:-16世纪中叶(文艺复兴时期、明末以前)。
地域:中国、古希腊、阿拉伯。
代表人物
《墨经》,张衡,亚里士多,阿基米德等。
主要成就
基本测量技术,冶炼技术,杠杆原理,浮力定律,指南针发明,各种镜的成像。
主要特点
1、开始以“自然”、“物质”作为研究对象。
2、处于对现象的直观描述;经验的归纳性总结和思辩性的假设猜测阶段。物理学还没有从哲学中分化出来。
(一)古代物理学时期---科学的萌芽期
(二)经典物理学时期
时间:16世纪中叶-19世纪末
地域:欧洲
代表人物
牛顿,伽利略、焦耳、法拉弟,麦克斯韦等。
主要成就
日心说,万有引力定律,牛顿三定律,能量转化与守恒定律,电磁场理论,波动光学,及由这些理论引出的大量新技术。
主要特点
1、时间、空间的绝对性。
2、因果决定论(机械决定论)。
标志:牛顿(经典)力学体系的建立(或牛顿的《自然哲学及其数学原理》的出版)
(三)近代物理学时期
时间:19世纪末-至今; 地域:欧美及亚州
代表人物:爱因斯坦、普朗克、波尔、卢瑟福、波恩、薛定谔、海森堡等等。
主要成就
相对论、量子论及其派生出来的各分支理论,如核物理,凝聚态物理,非线性物理学等等;物理学与各学科之间相互交叉、相互渗透形成的众多交叉科学;以及由此而产生的大量高科技,如激光,超导、航天等。
主要特点
1、进入微观和高速领域。
2、研究范围广、发展速度快与其他各学科互相渗透。
3、哲学思想的指导作用明显。开始警惕科技的负面影响。
标志:相对论、量子力学的相继建立。
二物理学的研究方法
主要依靠不充分的直观观察、思辩性猜测、形式逻辑的演绎和简单的推理,直觉地、笼统地去把握物理现象的一般特性。
①观察方法从自然观察为主发展为以仪器观察为主;
②强调系统的有目的的实验;使物理学作为一门实验科学的特点显现出来;
③科学实验和数学方法的结合,使精确的、定量的物理学研究有了很快发展;
④分析、归纳和演绎等逻辑方法的发展,促进了经验材料的整理和理论建构;
⑤到19世纪末统计方法的应用使由大量分子偶然事件组成的体系的宏观规律得以研究。
二物理学的研究方法
①大型、精密仪器的创制、分析技术的发展和计算机的发明应用,使物理实验在精密、快速和自动化方面都达到新水平;
②物理理论的公理化、数学化特征日益突出,现代物理成为数学物理学;
③由于物理学研究领域越来越远离人们的感性经验,创造性思维在创建新理论中的作用更加突出;如科学想象、理想实验、大胆猜测,以及类比、直觉和灵感等非逻辑性方法;
④追求简单、对称、和谐与数学美。
二物理学的研究方法
三物理学基本观念的变更
当不断增加的感性经验知识尚可为原有的观念所容纳和理解时,科学的发展表现为渐进的积累;而当新的科学事实无法为原有的理论框架所包容时,就会发生科学革命,提出新的基本观念。
三物理学基本观念的变更