物理學的進化有多少頁

① 《物理學的進化》pdf下載在線閱讀，求百度網盤雲資源

《物理學的進化》（[美] 阿爾伯特·愛因斯坦）電子書網盤下載免費在線閱讀

鏈接：https://pan..com/s/1HzmpIvY28kig0PMKjIIb3Q

書名：物理學的進化

作者：[美] 阿爾伯特·愛因斯坦

譯者：張卜天

豆瓣評分：9.1

出版社：商務印書館

出版年份：2019-1

頁數：229

內容簡介：

本書是由著名物理學家阿爾伯特·愛因斯坦和利奧波德·英費爾德合作出版的科普經典讀物，介紹了物理學從伽利略、牛頓時代的經典理論到現代場論、相對論和量子理論的發展演化歷程，引導讀者思考其背後涉及的哲學思想和觀念的變化。它面向普通公眾，避免使用任何數學公式，對物理學基本觀念的解釋非常清晰和生動，堪稱愛因斯坦最優秀的科普著作。

作者簡介：

阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）

德裔美籍著名物理學家，狹義相對論與廣義相對論的創立者，諾貝爾物理學獎得主，被公認為伽利略、牛頓以來最偉大的物理學家。

利奧波德·英費爾德（Leopold Infeld）

波蘭著名物理學家，擅長撰寫通俗物理著作。

② 誰知道如何選擇教育科學研究課題

要進行教育科學研究，首先要把教育理論和實踐中需要解決的問題提出來，作為一個研究課題。課題的選擇是科學研究的起始環節，也是研究管理的基本單元。教育科研課題的選擇的實質就是去發現值得研究並期待解決的問題，問題選擇是否有理論與現實意義，問題切入的角度是否恰當與巧妙，都會直接關繫到課題研究的質量與水平。所以，重視課題的選擇這對於課題研究的規范性與實效性具有重要的意義。從廣義上講，選題包括兩方面含義，一是確定科學研究的方向，二是選擇進行研究的問題。下面就課題選擇的意義、優秀課題的特點、課題的主要來源、選題的過程與方法、課題內容的表述等幾個方面作具體的闡述：一、 課題選擇的意義1、科學研究始於問題發現並提出有意義的問題是科學研究的起點。能否善於提出問題是進行科學研究的關鍵，它決定研究價值大小，決定研究的成功與否。選題不當是導致研究失敗的最常見原因。正因為如此，偉大的科學家們，如愛因斯坦、英國的貝爾納等，都認為提出一個問題往往比解決一個問題更重要更困難。「因為解決一個問題也許僅是一個數學上的或試驗上的技能而已。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看待舊的問題，都需要有創造性的想像力，而且標志著科學的真正進步。」（愛因斯坦、英費爾德合著：《物理學的進化》，第66頁）2、選題決定教育研究的方向和水平教育現象和過程較為復雜，需要研究的問題很多，但並非每一個問題都值得我們作為研究的對象。在人力、物力和時間條件都有限的情況下，首先應該選擇那些帶有全局意義的規律性問題，抓住教育內在的關系和聯系來研究，才能真正發揮教育研究的效益。作為教育工作者，應該及時掌握全局動態，正確處理理論研究與應用研究，重點與一般，學習與獨創的關系，從而正確選定自己的研究方向和問題，避免盲目性，提高自覺性。3、正確選題是教育研究工作者進行科學研究的基本功研究課題的確定，意味著研究者要善於從理論本身，理論與實際間，現狀與社會發展需要之間種種矛盾的透徹分析中，發現、提出和形成一個有意義、有創見的問題，它是科研人員敏銳的洞察力、對形勢的判斷力以及膽識的綜合反映。二、選題遵循的原則1、需求性。需求性，就是指根據教育事業發展和教育改革深化的需求來確定課題。注重研究教育發展、教育改革與學校教育實踐中出現的理論問題、政策問題和實際問題，努力使教育科研為教育行政部門的決策服務，為教育事業的發展和教育改革的深化服務，為學校教育、家庭教育的實踐服務，真正發揮教育科研的服務功能與先導作用。這種需求性是我們選題的出發點和歸屬點。2、科學性。科學性是指選題必須有理論根據、符合教育科學的基本原理和中小學教育的基本規律，具有一定的科學價值。3、創造性。選題必須具有創造性和挑戰性。這既是教育科研的動力 原則，也是教育科研的價值原則，否則教育科研就失去了存在的意義。4、可行性。可行性是指選題必須注意完成研究任務的可能性，必須考慮主觀的和客觀的研究條件。三、優秀課題的特點1、問題必須有價值衡量選定課題有無意義及意義的大小，主要是看兩個基本方向：一是所選擇的研究課題是否符合社會發展、教育事業發展的需要，是否有利於提高教育質量，促進青少年全面發展。二是所選擇的研究課題是根據教育科學本身發展的需要，為檢驗、修正、創新和發展教育理論，建立科學的教育理論體系的需要。教育研究的實際課題，有的強調應用價值，有的強調學術價值，有的二者兼而有之。但無論哪一種，都要選擇那些最有意義的教育問題作為研究對象。2、問題必須有科學的現實性選題的現實性，集中表現為選定的問題要有科學性，指導思想及目的明確，立論根據充實、合理。選題的科學性，首先表現在要有一定的事實依據，這就是選題的實踐基礎。研究課題是從實踐中產生的，具有很強的針對性；實踐經驗同時又為課題的形成提供一定的、確定的依據。選題的科學性，還表現在以教育科學基本原理為依據，這就是選題的理論基礎。教育科學理論將對選題起到定向、規范、選擇和解釋作用。沒有一定的科學理論依據，選定的課題必然起點低、盲目性大。應該看到，選題的實踐基礎和理論基礎制約著選題的全過程，影響著選題的方向和水平。為了保證選題有科學的現實性，還需要對選定的課題進行充分論證。3、問題必須具體明確選定的問題一定要具體化，界限要清，范圍宜小，不能太籠統。原因在於問題是否具體適度往往影響全局的成敗。那種大而空、籠統模糊，針對性不強的課題往往科學性差。只對問題有清晰透徹的了解，才能為建構指導研究方向的參照系提供最重要的依據。因此不宜把課題選得太寬、太大、太復雜。韓非子在《喻老》篇中指出：「天下之難事必作於易，天下之大事必作於細。」這就是說，要從小處著手。4、問題要新穎，有獨創性選定的問題應是前人未曾解決或尚未完全解決的問題，通過研究應有所創新，有新意和時代感。要做到這一點，就必須廣泛深入地查閱查閱文獻資料和調查，搞清楚要研究的課題在當前國內外已達到的水平和已取得的成果，要了解是否有人已經或者正在或者將要研究類似的問題。只有在原有研究成果基礎上有所突破和創新，才具有研究的意義。5、問題要有可行性所謂可行性，指的是問題是能被研究的，存在現實可能性。具體分析，可行性包含以下三個方面的條件：一是客觀條件。除必要的資料、設備、時間、經費、技術、人力、理論准備等條件，還有科學上的可能性。二是主觀條件。指研究者本人原有知識、能力、基礎、經驗、專長，所掌握的有關這個課題的材料以及對此課題的興趣。而在一個課題協作研究組當中，不同特長的人優勢互補，才能真正發揮出整體研究效益。對於剛學步的年青人，最好選擇那些本人考慮長久，興趣最大的課題。而在教育第一線從事實踐工作的教師，選題最好小而實。自己提出的研究問題，更容易激發信心和責任感，更容易發揮創造性。三是時機問題。選題必須抓住關鍵性時期，什麼時候提出該研究課題要看有關理論、研究工具及條件的發展成熟程度。如現在最熱的是新課程標準的實施研究，省級立項課題凡是這方面的全部開綠燈。四、課題的主要來源1、從教育形勢發展需要出發提出課題這就是當前教育事業發展中急切需要解決的問題。作為一所學校，首先應從學校發展需要提出課題：如學校特色的創建、教師的校本培養、新課程標准實施的准備、校本課程的開發、應試教育向素質教育的轉軌等，都是當前值得研究的問題。2、學科建設中需要的問題這往往是從教育理論發展方面提出的課題。不僅要揭示已有理論同經驗事實的矛盾，而且要揭示理論內部的邏輯矛盾；不僅包括學科系統規劃建設中的若干未知的研究課題，而且包括對已有教育理論傳統觀念和結論的批判懷疑，以及學術爭論中提出的問題。如道德教育與心理健康教育，它們的區別與聯系，兩者之間的關系澄清問題，教育實踐中應注意的問題；分科教學與合科教學和利弊得失問題等等。3、教育實踐中提出的實際問題，尤其是在教育改革中反應出來的種種矛盾一是要尋找豐富的教育教學經驗事實之間的內在聯系，揭示其內在規律性；二是從爭論中發現問題。例如，如何大面積提高教育質量問題，關於減輕中小學生過重課業負擔問題，中學生早戀現象的產生及矯正，社會環境對青少年影響的分析和對策研究，品德後進生轉化教育的研究，初中學習困難學生教育與轉化，農村教育現狀、問題及對策研究，幼、小、中銜接的研究以及有待擴展和深化的社區教育實踐與理論研究等等。4、從日常觀察中發現的問題對於廣大的中小學教師來說，這是提出研究課題的一個重要途徑。如：中小學生創造能力結構的因素分析，中學生學習特點研究，有關心理衛生與心理咨詢的研究，中學生交友與夥伴關系的研究等。5、從不同學科之間的交接點找問題這就是交叉學科間的空白領域。在現代科學大綜合發展的趨勢下，各學科之間的交叉領域涌現出大量的值得開拓的新問題：如，心理健康教育與德育，心理健康教育與各學科之間的關系研究；環境教育與學科教育、德育之間的關系研究等。6、從當前國內外教育信息的分析總結中提出課題引進國內外先進的教育思想和理論，結合中國及本地的實際，確定專題研究。7、從各級機關制定的課題指南或規劃中選題本「課題指南」的參考課題是根據「十·五」期間教育科學發展的基本方針、目標和任務，經過充分討論後形成了非學科11個門類和學科專題類25個門類的課題，可供學校、老師結合自己的實際選擇。由於這些課題大多還是一般意義上的，帶有導向性，范圍相對較大，需要學校、老師根據自己的實際與能力，加以修正，從大處著眼，小處著手。五、選題的過程與方法1、要有明確、相對穩定的研究方向初學研究的人，一開始總是對幾個研究方向同時感興趣。如果要在某方面真正獲得成果，而且有所成就，就必須把主要精力集中在一兩個方向上。這里所談的研究方向，其涵義有三層：一是總方向，二是某學科領域的方向，三是研究者個人的主攻方向。個人研究主攻方向是受前者制約的，只有把個人的研究納入到某一具有強的生命力的學科系列中，個人的研究才會得到發展，這正是現代社會發展的要求。2、要善於對問題進行分解要把一個大的問題按照內在邏輯體系分解成相互聯系的許多問題，從而找到解決這個問題的步驟和相關的網路。也就是說，將所要研究的問題展開成一定層次結構的問題網路，從而在問題具體化基礎上選題。正確地對問題進行分解，實際上也是預期課題將會以什麼樣的方式和步驟獲得解決，從而為進行課題論證提供依據。善於對問題進行分析，也正是著手進行科學研究的一個重要的基本功。3、要善於轉換問題的提法，並使問題形成系列 善於轉換問題提法是指能不斷從一個新的角度提出問題。作為一個科研工作者，不僅能夠善於提出問題，而且也要善於從新的角度提出問題。不墨守陳規，不固執現有理論，按照現代社會教育發展的要求，找到各種發展的生長點，使研究的問題步步深入。問題轉換還指當一個問題解決以後要把握時機及時轉向由此引伸出的其他相關問題，表現出問題延伸的系列。也就是說，要使所研究的課題沿一定脈絡具有前後的相關性。4、要對選定的課題進行論證課題論證是對選定問題進行分析、預測和評價。目的在於避免選題中的盲目性。進行這種課題論證，本身也是一種研究，它必須依據詳實的資料，並以齊全的參考文獻和精細的分析來支持自己關於課題的主張。通過課題論證，進一步完善課題方案，創設落實的條件。課題論證主要回答以下問題：（1）研究問題的性質和類型。（2）本課題研究的迫切性和針對性，具有的理論價值和實踐意義。（3）該課題以往研究的水平和動向。包括前人及其他人有關研究的基礎，研究已有的結論及爭論等，進而說明該課題研究將在哪方面有所創新和突破。（4）本課題理論、事實的依據及限制，研究的可能性，研究的基本條件（包括人員結構、任務分配、物質設備及經費預算等）及能否取得實質性進展。（5）課題研究策略步驟及成果形式。在系統的分析綜合基礎上寫出簡潔、明確具體、概括的論證報告，一般約五六百字。課題論證報告不僅用於申報研究項目，而且也應用於發表論文的開篇，學位論文的前言部分。對於重大課題，常常必須寫出開題報告，並經過同行專家的審議。開題報告內容一般包括：（1）課題名稱；（2）本課題研究的目的、意義（即研究本項目的實際意義和理論意義）；（3）研究的主要內容；（4）本課題國內外研究現狀，預計有哪些突破；（5）完成本課題的條件分析，包括人員結構、資料准備和科研手段等。六、課題內容的表述所謂課題，就是從研究方向所指示的問題中確立的研究項目。方向限定課題，課題展示方向。課題名稱一定要精心推敲，它一般要表明三點：（1）研究的對象；（2）研究的問題；（3）研究的方法。例如：「初中生社會責任感培養的實驗研究」這個課題，研究的對象是初中生，研究的問題是社會責任感的培養，研究的方法是實驗法。「小城鎮社區教育模式的構建與運行研究」這個課題，研究的對象是小城鎮社區教育，研究的問題是社區教育模式的構建與運行，研究的方法是行動研究法。《邊遠農村初中骨幹教師培養與發展的實踐與研究》研究的對象是邊遠農村初中的教師，研究的問題是骨幹教師培養與發展，研究的方法是行動研究法。語句要求：（1）簡明、貼切、清晰。（2） 常用陳述式句型表述。字數要求：一般不超過20個字。實在太長，可以用正副標題的形式。 作者:區教科所來堯林

③ 跪求物理學的進化的TXT

啥叫進化……有發展史
經典物理學發展史
古希臘時代的阿基米德已經在流體靜力學和固體的平衡方面取得輝煌成就，但當時將這些歸入應用數學，並沒有將他的成果特別是他的精確實驗和嚴格的數學論證方法汲入物理學中。從希臘、羅馬到漫長的中世紀，自然哲學始終是亞里士多德的一統天下。到了文藝復興時期，哥白尼、布魯諾、開普勒和伽利略不顧宗教的迫害，向舊傳統挑戰，其中伽利略把物理理論和定律建立在嚴格的實驗和科學的論證上，因此被尊稱為物理學或科學之父。

伽利略的成就是多方面的，僅就力學而言，他以物體從光滑斜面下滑將在另一斜面上升到同一高度，推論出如另一斜面的傾角極小，為達到同一高度，物體將以勻速運動趨於無限遠，從而得出如無外力作用，物體將運動不息的結論 。他精確地測定不同重量的物體以同一加速度沿光滑斜面下滑，並推論出物體自由下落時的加速度及其運動方程，駁倒了亞里士多德重物下落比輕物快的結論，並綜合水平方向的勻速運動和垂直地面方向的勻加速運動得出拋物線軌跡和45°的最大射程角，伽利略還分析「地常動移而人不知」，提出著名的「伽利略相對性原理」（中國的成書於1800年前的《尚書考靈曜》有類似結論）。但他對力和運動變化關系的分析仍是錯誤的。全面、正確地概括力和運動關系的是牛頓的三條運動定律，牛頓還把地面上的重力外推到月球和整個太陽系，建立了萬有引力定律。牛頓以上述的四條定律並運用他創造的「流數法」(即今微積分初步)，解決了太陽系中的二體問題，推導出開普勒三定律，從理論上解決了地球上的潮汐問題。史稱牛頓是第一個綜合天上和地上的機械運動並取得偉大成就的物理學家。與此同時，幾何光學也有很大發展，在16世紀末或17世紀初，先後發明了顯微鏡和望遠鏡，開普勒、伽利略和牛頓都對望遠鏡作很大的改進。

法國在大革命的前後，人才輩出，以P.S.M.拉普拉斯為首的法國科學家(史稱拉普拉斯學派)將牛頓的力學理論發揚光大，把偏微分方程運用於天體力學，求出了太陽系內三體和多體問題的近似解，初步探討並解決了太陽系的起源和穩定性問題，使天體力學達到相當完善的境界。在牛頓和拉普拉斯的太陽系內，主宰天體運動的已經不是造物主，而是萬有引力，難怪拿破崙在聽完拉普拉斯的太陽系介紹後就問 ：你把上帝放在什麼地位？無神論者拉普拉斯則直率地回答 ：我不需要這個假設。

拉普拉斯學派還將力學規律廣泛用於剛體、流體和固體，加上W.R.哈密頓、G.G.斯托克斯等的共同努力，完善了分析力學，把經典力學推進到更高階段。該學派還將各種物理現象如熱、光、電、磁甚至化學作用都歸於粒子間的吸引和排斥，例如用光子受物質的排斥解釋反射，光微粒受物質的吸引解釋折射和衍射，用光子具有不同的外形以解釋偏振，以及用熱質粒子相互排斥來解釋熱膨脹、蒸發等等，都一度取得成功，從而使機械的唯物世界觀統治了數十年。正當這學派聲勢煊赫、如日中天時，受到英國物理學家T.楊和這個學派的後院法蘭西科學院及科學界的挑戰，J.B.V.傅里葉從熱傳導方面，T.楊、D.F.J.阿拉戈、A.-J.菲涅耳從光學方面，特別是光的波動說和粒子說（見光的二象性）的論爭在物理史上是一個重大的事件。為了駁倒微粒說，年輕的土木工程師菲涅耳在阿拉戈的支持下，製成了多種後以他的姓命名的干涉和衍射設備，並將光波的干涉性引入惠更斯的波陣面在介質中傳播的理論 ，形成惠更斯-菲涅耳原理，還大膽地提出光是橫波的假設，並用以研究各種光的偏振及偏振光的干涉，他創造了「菲涅耳波帶」法，完滿地說明了球面波的衍射，並假設光是以太的機械橫波解決了光在不同介質界面上反射、折射的強度和偏振問題，從而完成了經典的波動光學理論。菲涅耳還提出地球自轉使表面上的部分以太漂移的假設並給出曳引系數。也在阿拉戈的支持下，J.B.L.傅科和A.H.L.菲佐測定光速在水中確比空氣中為小，從而確定了波動說的勝利，史稱這個實驗為光的判決性實驗。此後，光的波動說及以太論統治了19世紀的後半世紀，著名物理學家如法拉第、麥克斯韋、開爾文等都對以太論堅信不疑。另一方面，利用干涉儀內干涉條紋的移動，可以精確地測定長度、速度、曲率的極微細的變化；利用棱鏡和衍射光柵產生的光譜，可以確定地上和天上的物質的成分及原子內部的變化。因此這些光學儀器已成為物理學、分析化學、物理化學和天體物理學中的重要實驗手段。
蒸汽機的發明推動了熱學的發展 ，18世紀60年代在 J.瓦特改進蒸汽機的同時，他的摯友J.布萊克區分了溫度和熱量，建立了比熱容和潛熱概念，發展了量溫學和量熱學，所形成的熱質說和熱質守恆概念統治了80多年。在此期間，盡管發現了氣體定律，度量了不同物質的比熱容和各類潛熱 ，但對蒸汽機的改進幫助不大，蒸汽機始終以很低的效率運行。1755年法國科學院堅定地否決了永動機 。1807年T.楊以「能」代替萊布尼茲的「活力」 ，1826年 J. V. 彭賽列創造了「功」這個詞。1798年和1799年，朗福德和H.戴維分析了摩擦生熱，向熱質說挑戰；J.P.焦耳從 19 世紀 40 年代起到1878年，花了近40年時間，用電熱和機械功等各種方法精確地測定了熱功當量 ；生理學家 J.R.邁爾和H.von亥姆霍茲 ，更從機械能、電能、化學能、生物能和熱的轉換，全面地說明能量既不能產生也不會消失，確立了熱力學第一定律即能量守恆定律。在此前後，1824年，S.卡諾根據他對蒸汽機效率的調查，據熱質說推導出理想熱機效率由熱源和冷卻源的溫度確定的定律。文章發表後並未引起注意。後經R.克勞修斯和開爾文分別提出兩種表述後，才確認為熱力學第二定律。克勞修斯還引入新的態函數熵；以後，焓、亥姆霍茲函數、吉布斯函數 等態函數相繼引入 ，開創了物理 化學 中的重要分支——熱化學。熱力學指明了發明新熱機、提高熱機效率等的方向，開創了熱工學；而且在物理學、化學、機械工程、化學工程 、冶金學等方面也有廣泛的指向和推動作用。這些使物理化學開創人之一W.奧斯特瓦爾德曾一度否認原子和分子的存在 ，而宣揚「唯能論」，視能量為世界的最終存在 。但另一方面，J.C.麥克斯韋的分子速度分布率（見麥克斯韋分布）和L.玻耳茲曼的能量均分定理把熱學和力學綜合起來，並將概率規律引入物理學，用以研究大量分子的運動，創建了氣體分子動力論（現稱氣體動理論），確立了氣體的壓強、內能、比熱容等的統計性質，得到了與熱力學協調一致的結論。玻耳茲曼還進一步認為熱力學第二定律是統計規律，把熵同狀態的概率聯系起來，建立了統計熱力學。任何實際物理現象都不可避免地涉及能量的轉換和熱量的傳遞，熱力學定律就成為綜合一切物理現象的基本規律。經過20世紀的物理學革命，這些定律仍然成立。而且平衡和不平衡、可逆和不可逆、有序和無序乃至漲落和混沌等概念，已經從有關的自然科學分支中移植到社會科學中。
在19世紀20年代以前 ，電和磁始終認為 是兩種不同的物質，因此，盡管1600年W.吉伯發表《論磁性》，對磁和地磁現象有較深入的分析 ，1747 年B.富蘭克林提出電的單流質理論，闡明了正電和負電，但電學和磁學的發展是緩慢，1800年A.伏打發明伏打電堆，人類才有能長期供電的電源 ，電開始用於通信 ；但要使用一個電弧燈 ，就需聯接2千個伏打電池，所以電的應用並不普及。1920年H.C.奧斯特的電流磁效應實驗，開始了電和磁的綜合，電磁學就迅猛發展，幾個月內 ，通過實驗A.-M.安培建立平行電流間的安培定律 ，並提出磁分子學說 ，J.-B.畢奧和F.薩伐爾建立載流導線對磁極的作用力（後稱畢-薩-拉定律），阿拉戈發明電磁鐵並發現磁阻尼效應，這些成就奠定了電磁學的基礎。1831年M.法拉第發現電磁感應現象，磁的變化在閉合迴路中產生了電流，完成了電和磁的綜合，並使人類獲得新的電源。1867年W.von 西門子發明自激發電機 ，又用變壓器完成長距離輸電，這些基於電磁感應的設備，改變了世界面貌，創建了新的學科——電工學和電機工程。法拉第還把場的概念引入電磁學；1864年麥克斯韋進一步把場的概念數學化，提出位移電流和有旋電場等假設，建立了麥克斯韋方程組，完善了電磁理論，並預言了存在以光速傳播的電磁波。但他的成就並沒有即時被理解，直到H.R.赫茲完成這組方程的微分形式，並用實驗證明麥克斯韋預言的電磁波，具有光波的傳播速度和反射 、折射干涉、衍射、偏振等一切性質，從而完成了電磁學和光學的綜合，並使人類掌握了最快速的傳遞各種信息的工具 ，開創了電子學這門新學科。
直到19世紀後半葉 ，電荷的本質是什麼 ，仍沒有搞清楚，盛極一時的以太論，認為電荷不過是以太海洋中的渦元。H.A.洛倫茲首先把光的電磁理論與物質的分子論結合起來 ，認為分子是帶電的諧振子 ，1892年起 ，他陸續發表「電子論」的文章 ，認為1859年 J.普呂克爾發現的陰極射線就是電子束；1895年提出洛倫茲力公式，它和麥克斯韋方程相結合，構成了經典電動力學的基礎；並用電子論解釋了正常色散、反常色散（見光的色散）和塞曼效應。1897年J.J.湯姆孫對不同稀薄氣體、不同材料電極製成的陰極射線管施加電場和磁場，精確測定構成陰極射線的粒子有同一的荷質比 ，為電子論提供了確切的實驗根據。電子就成了最先發現的亞原子粒子 。1895年W.K.倫琴發現X射線，延伸了電磁波譜 ，它對物質的強穿透力，使它很快就成為診斷疾病和發現金屬內部缺陷的工具 。1896年A.-H.貝可勒爾發現鈾的放射性 ，1898年居里夫婦發現了放射性更強的新元素——釙和鐳，但這些發現一時尚未引起物理學界的廣泛注意
20世紀的物理學 到19世紀末期 ，經典物理學已經發展到很完滿的階段，許多物理學家認為物理學已接近盡頭，以後的工作只是增加有效數字的位數。開爾文在19世紀最後一個除夕夜的新年祝詞中說：「物理大廈已經落成，……動力理論確定了熱和光是運動的兩種方式，現在它的美麗而晴朗的天空出現兩朵烏雲，一朵出現在光的波動理論，另一朵出現在麥克斯韋和玻耳茲曼的能量均分理論。」前者指的是以太漂移和邁克耳孫 - 莫雷測量地球對（絕對靜止的）以太速度的實驗，後者指用能量均分原理不能解釋黑體輻射譜和低溫下固體的比熱。恰恰是這兩個基本問題和開爾文所忽略的放射性，孕育了20世紀的物理學革命。
1905 年 A. 愛因斯坦為了解決電動力學應用於動體的不對稱(後稱為電動力學與伽利略相對性原理的不協調)，創建了狹義相對論，即適用於一切慣性參考系的相對論。他從真空光速不變性出發，即在一切慣性系中，運動光源所射出的光的速度都是同一值，推出了同時的相對性和動系中尺縮 、鍾慢的結論 ，完滿地解釋了洛倫茲為說明邁克耳孫 -莫雷實驗提出的洛倫茲變換公式，從而完成了力學和電動力學的綜合。另一方面，狹義相對論還否定了絕對的空間和時間，把時間和空間結合起來，提出統一的相對的時空觀構成了四度時空；並徹底否定以太的存在，從根本上動搖了經典力學和經典電磁學的哲學基礎，而把伽利略的相對性原理提高到新的階段，適用於一切動體的力學和電磁學現象。但在動體或動系的速度遠小於光速時，相對論力學就和經典力學相一致了。經典力學中的質量、能量和動量在相對論中也有新的定義，所導出的質能關系為核能的釋放和利用提供了理論准備。1915年，愛因斯坦又創建廣義相對論，把相對論推廣到非慣性系，認為引力場同具有相當加速度的非慣性系在物理上是完全等價的，而且在引力場中時空是彎曲的，其曲率取決於引力場的強度，革新了宇宙空間都是平直的歐幾里得空間的舊概念。但對於范圍和強度都不很大的引力場如地球引力場，可以完全不考慮空間的曲率，而對引力場較強的空間如太陽等恆星的周圍和范圍很大的空間如整個可觀測的宇宙空間 ，就必須考慮空間曲率。因此廣義相對論解釋了用牛頓引力理論不能解釋的一些天文現象，如水星近日點反常進動、光線的引力偏析等。以廣義相對論為基礎的宇宙學已成為天文學的發展最快的一個分支。

另一方面 ，1900年 M.普朗克提出了符合全波長范圍的黑體輻射公式，並用能量量子化假設從理論上導出，首次提出物理量的不連續性。1905年愛因斯坦發表光量子假設，以光的波粒二象性，解釋了光電效應；1906年又發表固體熱容的量子理論；1913年N.玻爾（見玻爾父子）發表玻爾氫原子理論，用量子概念准確地地計算出氫原子光譜的巴耳末公式，並預言氫原子存在其他線光譜，後獲證實。1918年玻爾又提出對應原理，建立了經典理論通向量子理論的橋梁；1924年L.V.德布羅意提出微觀粒子具有波粒二象性的假設，預言電子束的衍射作用；1925年W.泡利發表泡利不相容原理，W.K.海森伯在M.玻恩和數學家E.P.約旦的幫助下創立矩陣力學 ，P.A.M.狄拉克提出非對易代數理論 ；1926 年
E.薛定諤根據波粒二象性發表波動力學的一系列論文，建立了波函數，並證明波動力學和矩陣力學是等價的，遂即統稱為量子力學 。同年6月玻恩提出了波函數的統計解釋 ，表明單個粒子所遵循的是統計性規律而非經典的確定性規律；1927年海森伯發表不確定性關系；1928年發表相對論電子波動方程，奠定了相對論性量子理論的基礎。由於一切微觀粒子的運動都遵循量子力學規律，因此它成了研究粒子物理學、原子核物理學、原子物理學、分子物理學和固體物理學的理論基礎，也是研究分子結構的重要手段，從而發展了量子化學這個化學新分支。
差不多同時，研究由大量粒子組成的粒子系統的量子統計法也發展起來了 ，包括1924年建立的玻色-愛因斯坦分布和1926年建立的費米-狄拉克分布 ，它們分別適應於自旋為整數和半整數的粒子系統。稍後，量子場論也逐漸發展起來了 。1927年 ，狄拉克首先提出將電磁場作為一個具有無窮維自由度的系統進行量子化的方案，以處理原子中光的自發輻射和吸收問題。1929年海森伯和泡利建立了量子場論的普遍形式，奠定了量子電動力學的基礎。通過重正化解決了發散困難，並計算各階的輻射修正，所得的電子磁矩數值與實驗值只相差2.5×10-10 ，其准確度在物理學中是空前的 。量子場論還正向統一場論的方向發展，即把電磁相互作用、弱相互作用、強相互作用和引力相互作用統一在一個規范理論中，已取得若干成就的有電弱統一理論、量子色動力學和大統一理論等。

「實踐是真理的唯一標准」，物理學也同樣遵循這一標准。一切假說都必須以實驗為基礎，必須經受住實驗的驗證。但物理學也是思辨性很強的科學，從誕生之日起就和哲學建立了不解之緣。無論是伽利略的相對性原理、牛頓運動定律、動量和能量守恆定律 、麥克斯韋方程乃至相對論、量子力學，無不帶有強烈的、科學的思辨性。有些科學家例如在19世紀中主編《物理學與化學》雜志的J.C.波根多夫曾經想把思辨性逐出物理學，先後兩次以具有思辨性內容為由，拒絕刊登邁爾和亥姆霍茲的論能量守恆的文章，終為後世所詬病。要發現隱藏在實驗事實後面的規律，需要深刻的洞察力和豐富的想像力。多少物理學家關注θ-τ之謎 ，唯有華裔美國物理學家李政道和楊振寧，經過縝密的思辨，檢查大量文獻，發現謎後隱藏著未經實驗鑒定的弱相互作用的宇稱守恆的假設。而從物理學發展史來看，每一次大綜合都促使物理學本身和有關學科的很大發展，而每一次綜合既以建立在大量精確的觀察、實驗事實為基礎，也有深刻的思辨內容。因此一般的物理工作者和物理教師，為了更好地應用和傳授物理知識，也應從物理學的整個體系出發，理解其中的重要概念和規律。
應用 物理學是廣泛應用於生產各部門的一門科學 ，有人曾經說過，優秀的工程師應是一位好物理學家。物理學某些方面的發展，確實是由生產和生活的需要推動的。在前幾個世紀中，卡諾因提高蒸汽機的效率而發現熱力學第二定律，阿貝為了改進顯微鏡而建立光學系統理論，開爾文為了更有效地使用大西洋電纜發明了許多靈敏電學儀器；在20世紀內，核物理學、電子學和半導體物理、等離子體物理乃至超聲學、水聲學、建築聲學、雜訊研究等的迅速發展，顯然和生產 、生活的需要有關。因此，大力開展應用物理學的研究是十分必要的。另一方面，許多推動社會進步，大大促進生產的物理學成就卻肇始於基本理論的探求，例如：法拉第從電的磁效應得到啟發而研究磁的電效應，促進電的時代的誕生；麥克斯韋為了完善電磁場理論，預言了電磁波，帶來了電子學世紀；X射線、放射性乃至電子 、中子的發現 ，都來自對物質的基本結構的研究。從重視知識、重視人才考慮，尤應注重基礎理論的研究。因此為使科學技術達到世界前列，基礎理論研究是絕不能忽視的。
展望 21世紀的前夕 ，科學家將從本學科出發考慮百年前景。物理學是否將如前兩三個世紀那樣，處於領先地位，會有一番爭議，但不會再有一位科學家像開爾文那樣，斷言物理學已接近發展的終端了。能源和礦藏的日漸匱乏，環境的日漸惡化，向物理學提出解決新能源、新的材料加工、新的測試手段的物理原理和技術。對粒子的深層次探索，解決物質的最基本的結構和相互作用，將為人類提供新的認識和改造世界的手段，這需要有新的粒子加速原理，更高能量的加速器和更靈敏、更可靠的探測器。實現受控熱核聚變，需要綜合等離子體物理、激光物理、超導物理、表面物理、中子物理等方面知識，以解決有關的一系列理論技術問題。總之，隨著新的技術革命的深入發展，物理學也將無限延伸。

④ 請教大俠們科普讀物《物理學的進化》一書中碰到的問題！

氣體和固體不一樣，根據阿佛加德羅定律，同溫同壓下，相同體積的任何氣體含有相同的分子數
這是因為氣體的分子相對於分子間隙來說實在太小了，可以不用計算。

⑤ 伽利略對運動的研究成果

伽利略進行科學實驗的目的主要是為了檢驗一個科學假設是否正確，而不是盲目地收集資料，歸納事實。這種研究方法是實驗—數學方法，這就為自然科學的發展，為科學方法論開出一個新生面。同時這個研究，構成了他的巨著《兩種新科學的對話》的中心，為新力學奠定理論基礎。牛頓正是在這個基礎上闡明了他的天體力學。

伽利略在斜面實驗中，觀察到一個沿著光滑斜面向上滑動的物體，因斜面的斜角不同而受到不同程度的減速，斜角越小，減速越小。如在無阻力的水平面上滑動，則應保持原速度永遠滑動，因而得出這樣的結論：「一個運動的物體，假如有了某種速度以後，只要沒有增加或減小速度的外部原因，便會始終保持這種速度——這個條件只有在水平的平面上才有可能，因為在斜面的情況下，朝下的斜面提供了加速的起因，而朝上的斜面提供了減速的起因；由此可知，只有在水平面上運動才是不變的。」[《兩門新科學的對話》，第三天，問題9，假設23注]這樣，伽利略便第一次提出了慣性概念，並第一次把外力和「引起加速或減速的外部原因」即運動的改變聯系起來。與前述的勻加速運動實驗結合在一起，伽利略提出了慣性和加速度這個全新的概念，以及在重力作用下物體作勻加速運動的全新的運動規律，為牛頓力學理論體系的建立奠定了基礎。這種新的慣性概念，推翻了1000多年以來亞里士多德學派認為物體運動靠精靈或外界迂迴空氣推動的說法，也澄清了中世紀含糊的「沖力」說。這是人類長期以來研究機械運動的理論成果，並且得到了當時地動說支持者們的擁護。伽利略雖然沒有明確地寫出慣性原理，可是表明了這是屬於物體的本性的客觀規律，在研究其他物理問題時，他熟練地運用了它。然而他未能擺脫柏拉圖關於行星作圓運動的觀點，相信「圓慣性」的存在，因此未能將慣性運動概念推廣到一切物體運動上。完整的慣性原理是在伽利略逝世後兩年由笛卡爾表述的。

伽利略的慣性原理，來源於他進行了兩種實驗。第一種實驗是現實的科學實驗，即盡可能排除干擾，在最純粹的狀態下（例如，將摩擦力減少到最大限度）做實驗，以暴露出自然規律；第二種實驗，是設想在沒有任何阻力的絕對光滑的平面上做的實驗，叫做「理想實驗」，或「想像中的實驗」，這個實驗雖然是在想像中做的，但它是建立在可靠的事實基礎上的，是抽象的思維與精確的事實的高度結合。這兩種實驗結合起來就是實驗——抽象——推理的方法。愛因斯坦高度評價伽利略的方法。他說：「伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端。這個發現告訴我們，根據直接觀察所得出的直覺的結論不是常常可靠的，因為它們有時會引到錯誤的線索上去。」[《物理學的進化》第4頁。]

慣性定律的發現是很不簡單的，因為它不僅要推翻兩千年來一直妨礙物理學進步的亞里士多德的理論，而且要推翻日常經驗在人們心中造成的頑固觀念。因為日常的經驗告訴我們，推動某一物體向前運動時，一旦不再施加推力，物體便趨於靜止。如一駕馬車，當馬匹不再拉它時，它就靜止在地面上。因此，用直覺——推理的方法（或現象——推理的方法）來研究它，就會得出結論，要維持物體的勻速運動，必須保持一個力的作用。亞里士多德就是用這種就現象論現象，按現象的表面形態來認識現象的方法得出這個結論的。但是伽利略的研究方法與此不同，他認識到問題的復雜性，認識到現象是由各種因素交織而成的。因此不依靠對事物的表面現象進行推理，而是通過實驗來尋求結論。

伽利略把物體速度的大小和方向的改變或加速度的產生歸諸力的作用，這是對力的性質的客觀認識，也是牛頓第二定律的雛形。慣性原理的發現破除了力是運動原因的舊概念，而認為力是改變運動狀態的原因。牛頓在《自然哲學的數學原理》一書中高度評價伽利略對第一、第二兩運動定律所作的開創性工作。

在彈道的研究中，伽利略發現水平與垂直兩方向的運動各具有獨立性，互不幹涉，但通過平行四邊形法則又可合成實際的運動徑跡。他從垂直於地面的勻加速運動和水平方向的勻加速運動，完整地解釋了彈道的拋物線性質，這是運動的合成研究的重大收獲，並具有實用意義。

在發現慣性定律的基礎上，伽利略提出了相對性原理：力學規律在所有慣性坐標系中是等價的。力學過程對於靜止的慣性系和運動的慣性系是完全相同的。換句話說，在一系統內部所作任何力學的實驗都不能夠決定一慣性系統是在靜止狀態還是在作等速直線運動。伽利略在《對話》中寫道：當你在密閉的運動著的船艙里觀察力學過程時，「只要運動是勻速的，決不忽左忽右擺動，你將發現，所有上述現象絲毫沒有變化，你也無法從其中任何一個現象來確定，船是在運動還是停著不動。即使船運動得相當快，在跳躍時，你將和以前一樣，在船底板上跳過相同的距離，你跳向船尾也不會比跳向船頭來得遠，雖然你跳到空中時，腳下的船底板向著你跳的相反方向移動。你把不論什麼東西扔給你的同伴時，不論他是在船頭還是在船尾，只要你自己站在對面，你也並不需要用更多的力。水滴將象先前一樣，垂直滴進下面的罐子，一滴也不會滴向船尾，雖然水滴在空中時，船已行使了許多拃。魚在水中游向水碗前部所用的力，不比游向水碗後部來得大；它們一樣悠閑地游向放在水碗邊緣任何地方的食餌。最後，蝴蝶和蒼蠅將繼續隨便地到處飛行，它們也決不會向船尾集中，並不因為它們可能長時間留在空中，脫離了船的運動，為趕上船的運動顯出累的樣子。如果點香冒煙，則將看到煙象一朵雲一樣向上升起，不向任何一邊移動。所有這些一致的現象，其原因在於船的運動是船上一切事物所共有的，也是空氣所共有的。」相對性原理是伽利略為了答復地心說對哥白尼體系的責難而提出的。這個原理的意義遠不止此，它第一次提出慣性參照系的概念，這一原理被愛因斯坦稱為伽利略相對性原理，是狹義相對論的先導。

伽利略由於徹底研究了落體運動和慣性運動。於是就推翻了亞里士多德關於運動分為天然運動和被迫運動，以及地上運動和天上運動的運動分類。而將運動區分為勻速運動和加速運動（即變速運動）兩種。在人類歷史上首次建立了速度和加速度的明確概念。同樣他由於研究平水方向的慣性運動和垂直方向的落體運動，因而也就解決了這兩種運動的合成運動——拋射體的拋物線運動問題。並由於研究了曲線運動，又將速度的概念和速率的概念區分開來。

伽利略還有一個重要貢獻，就是他引進了動量的概念。他說：「顯然，推動者或阻擋者的力（動量）並不是一個簡單的概念，它是由兩個共同決定運動量度的觀念所決定。其一是重量（質量），其二是速度。」[Max jammer：《Concepts of force》Havvord university press，P126.]

伽利略由觀察到教堂懸燈的擺動對擺進行實驗研究，發現單擺的周期與擺長的平方根成正比，而與振幅大小和擺錘重量無關。這個規律為此後的振動理論和機械計時器件的設計方案建立了基礎。

前人對於光速是否有限從來沒有明確的認識。伽利略觀察了閃電現象，認為光速是有限的，並設計了測量光速的掩燈方案。但限於當時的實驗條件，用這種測量方法實際測到的主要只是實驗者的反應和人手的動作時間，而不是光的行進時間。然而，如果有了明暗變化有規律的光源或高速機械控制的器件代替人手動作，是可以測量到真正的光速，後來木衛星食法、轉動齒輪法、轉鏡法、克爾盒法、變頻閃光燈法等光速測量方法都借鑒於掩燈方案。

伽利略不但親自設計和演示過許多實驗，而且親自研製出不少實驗儀器。他的工藝知識豐富，製作技術精湛，他所創制的許多實驗儀器在當時及對後世都很有影響，如浮力天平、溫度計、望遠鏡

20年來伽利略在物理學和天文學研究上的豐碩成果，激起了他學術上的更大企求。為了取得充裕實踐致力於科學研究，1610年春，他辭去大學教職，接受託斯卡納公國大公聘請，擔任宮廷首席數學家和哲學家的閑職與比薩大學首席數學教授的榮譽職位。

⑥ 有什麼有意義的書

《活著》 《老人與海》等對有人生意義的書

拓展資料：

《活著》是作家余華的代表作之一，講訴了在大時代背景下，隨著內戰、三反五反，大躍進，文化大革命等社會變革，徐福貴的人生和家庭不斷經受著苦難，到了最後所有親人都先後離他而去，僅剩下年老的他和一頭老牛相依為命。

《老人與海》（TheOldManandtheSea），是現代美國小說作家海明威創作於1952年的一部中篇小說，也是作者生前發表的最後一部小說。作為他最著名的作品之一，它圍繞一位老年古巴漁夫展開，講述他與一條巨大的馬林魚在離岸很遠的灣流中搏鬥的歷程。雖然對它有不同的文學評價，但它在20世紀小說和海明威的作品中是值得注目的，奠定了他在世界文學中的突出地位。1953年5月4日海明威的《老人與海》獲得普利策獎。

⑦ 慣性定律為什麼是牛頓第一定律的別稱

比亞里士多德稍晚的古希臘的另一位哲學家伊壁 鳩 魯（公元前 342 — 270 年）卻提出了不同的看法，他說： 「盡管原子在質量和形式上是那樣的不同，然而它們卻以同樣的速度在虛空的空間中運動．」古羅馬原子論者盧克萊修（公元前約 99 — 55 年）在《物性論》中說： 「每樣東西雖然重量不相等，都必定以同樣的速度沖下，通過寂靜的虛空運動．」他們兩人的看法雖有慣性運動的見解，但僅僅是一種猜測和推理而已．
我國遠在春秋戰國的 「墨經」上已有慣性的論述．在春秋戰國末期的《考工論輈人篇 》 中更有明確的記載：「勸登馬力，馬力既竭，猶能一取也．」意思是說：馬拉車的時候， 馬雖然對車不再施 力了，但車還能繼續前進一段路，這顯然是在講述一種慣性現象．
14 世紀的 布魯丹曾經 說過：物體被拋出後，若無外力的作用，它本身的沖力（動量）就能使物體永遠保持勻速運動． 15 世紀羅馬教會主教庫薩的居拉（ 1401 — 1464 年）說： 「在光滑地板上運動著的光滑小球，將繼續運動直到受到某些物體的制止．」這些人的看法都是從一定哲理出發；缺乏實驗根據．但他們都曾先後沖擊著亞里士多德的斷言．
真正令人們信服的論述是義大利物理學家伽利略（ 1564 — 1642 年）所 作出 的，他在《關於托勒密和哥白尼兩種世界體系的對話》一書通過薩爾維阿蒂（伽利略的代言人）和辛普利 邱 （亞里士多德的代言人）的一段對話，對慣性作了闡述：
辛： 「如果只是把它放在這個平面上不動，在這種情況下，該物體一點也不動，但是如果沿某個特定方向已經給了它一個初始沖力，那末就再不會有加速或減速的原因．」
薩 ： 「確實如此，但是如果沒有引起圓球減速的原因，就更不會有使它停住不動的原因了，那末你說這個球會繼續運動到多遠．」
薩 ： 「如果這個空間是無限長的，那末在這個空間中的運動也同樣會是無限的嗎？也就是說，是永恆的嗎？」
辛： 「我看是這樣．」
在這段對話中，伽利略通過理想實驗，使亞里士多德的代言人不得不承認，一種非天然運動竟不需要外力，也能繼續不斷地運動下去．伽利略還在《關於動力學和局部運動這兩種科學的對話》一書中寫道： 「我們可以進而提出任何速度一旦施加給一個運動著的物體，只要除去加速或減速的外因，此速度就可以保持不變，不過這是只能在水平面上發生的一種情形，因為在向下傾斜的平面上已經存在一種加速因素，而在向上傾斜的平面上則有一減速因素．由此可見在水平面上的運動是永久的，因為，如果速度是勻速的，它就不能減小或緩慢下來，更不會停止．」伽利略的這些敘述明確地提出了「慣性原理．」
伽利略的慣性原理的結論是作了大量觀察和實驗推理得到的．因為任何實際運動是不可能把所有外界影響都消除掉的，所以單憑實際觀察是不可能 作出 「維持運動不需外力」的結論，還必須運用推理，即對實際的運動加以理想化，正是根據理想的實驗，伽利略得出了他的正確結論，把實驗和理論分析相結合，從復雜的實際現象中抽象出最簡單 最 本質的理想情況加以分析，從而得出對自然規律的正確認識，這是伽利略方法的突出特點，也是他能在科學上 作出 超越前人貢獻的基本原因．對於這一點愛因斯坦曾說過：「伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端．」（《物理學的進化》第 3 頁）他還說： 「伽利略對科學的貢獻就在於毀滅直覺的觀點，而用新的觀點來代替它，這就是伽利略發現的重要意義．」（《物理學的進化》第 5 頁）
伽利略雖然發現了 「慣性原理」，但他並沒有完全擺脫亞里士多德的影響，盡管他明確地指出了在無摩擦無邊際的水平平面上運動將是永恆的勻速直線運動，但在其他地方，特別是在較早出版的《對話》一書中，他卻一再強調均勻 圓運動 才可能是天然的和永恆的．他說他同意亞里士多德的那些結論，承認世界上是一個具有三度空間的體系，因此是最完善的．由於世界是最完善的，它就必然是秩序井然的．「為了維持宇宙各部分的完善秩序，那就必需說運動的物體只能沿圓周運動，如果有什麼不沿著圓周運動的物體，那它就必然是不動的．這就是說，只有靜止和圓周運動適宜於維持秩序．」所以顯然在這里伽利略所說的平面是指各部分和地心等距離的水平面而不是空間的一條直線．
法國的哲學家笛卡兒（ 1596 — 1650 年）在闡明運動量守恆規律時提出： 「運動的本質是，如果物體處在運動之中，那麼如無其他原因的作用的話，它將繼續以同一速度在同一直線方向上運動，既 不 停下來也不偏離原來的方向．」這為人們最終獲得慣性定律搭好了跳板，在笛卡兒看來慣性是忍受外界作用的能力，但笛 卡兒曾猜想 慣性是可變的， 即速度 不同慣性也不同，這是他的失誤．
英國物理學家數學家、經典物理的奠基人牛頓（ 1642 — 1727 年）在前人的研究基礎上於 1687 年發表了歷史巨著《自然哲學的數學原理》中對力學的幾個基本概念下定義，其中定義 3 ： 「物質的惰性力或固有力是一種反抗的能力，由於這種力，任何物體都要保持其靜止的或勻速直線運動狀態的現狀．」對此定義牛頓又作了如下的說明：「由於物質的惰性，物體要脫離其靜止狀態或運動狀態是困難的，基於這種考慮，這種表示惰性的力可以用一個最確切的名稱，叫慣性力．」慣性作為一個物體在運動中表現出來的固有的或天然的屬性名稱一直沿用到今天，這是牛頓首先提出的．牛頓還認為：「這種力總是與具有該力的物體成正比．」這句話在現代教科書上通常寫成：一個物體的質量是它的慣性大小的量度，質量大的物體慣性大．
牛頓繼續在 「原理」中提出了運動三定律，冠以首位的是：定律 1 ： 「每個物體都要繼續保持它的靜止狀態或沿著筆直的直線和勻速運動的狀態．除非對它施加外力，以迫使它改變這種狀態．」這個定律揭示了任何物體都具有一種保持其原來運動狀態的特性即慣性，當物體不受力時，它處於靜止勻速直線運動狀態，體現了它保持原來運動狀態的特性，當物體受到外力作用時，慣性會對運動狀態的改變進行反抗，這時這種特性就明顯表示出來．所以慣性的正確認識和慣性定律的建立最終應該歸於牛頓，因此牛頓第一定律又被稱為慣性定律．
牛頓第一定律（慣性定律）的建立，具有深刻的哲學意義，它告訴人們慣性是所有物體具有的本性，打破了地上運動和宇宙空間運動的人為界限，統一了宏觀與微觀的運動，並提出了處理任何運動的單一模式．由此出發可順利研究物體運動狀態改變的原因，它是第二、第三定律的基礎．

⑧ 質能守恆定律的內容

質量與能量是物理學中最基礎的概念，人們只要翻開程守珠、江之永主編的高校教材《普通物理學》第1冊（1978年9月第三版）第253頁，就會看到如下敘述：

質量和能量都是物質的重要屬性，質量可以通過物體的慣性和萬有引力現象而顯現出來，能量則通過物質系統狀態變化時對外作功、傳遞熱量等形式而顯現出來。質能關系式揭示了質量和能量是不可分割的，這個公式建立了這兩個屬性在量值上的關系，它表示具有一定質量的物體客體也必具有和這質量相當的能量。

自從質能關系發現以後，有些物理學家錯誤地解釋了這個公式的本質。他們把物質和質量混為一談，把能量和物質分開，從而認為質量會轉變為能量，也就表示物質會變成能量。結果是物質消滅了，流下來的只是轉化著的能量。其實，這些論點是完全站不住腳的。因為第一，質量僅僅是物質的屬性之一，決不能把物質和它們的屬性等同起來；第二， 質量和能量在量值上的聯系，決不等同於這兩個量可以相互轉變。事實上，在一切過程中，這兩個量是分別守恆的，能量轉化和守恆定律是一條普遍規律，質量守恆定律也是一條普遍規律，並沒有發生什麼能量向質量轉變或質量向能量轉變的情況。

我們從上述這段話中應該知曉：質量和能量都是物質的屬性，質量和能量不可分割，具有一定質量的物體必具有和這質量相當的能量，反過來具有某種能量的物體也必具有和這能量相當的質量。由於質量和能量是完全對應的關系，人們只要引入一個換算系數K，即可將質量M與能量E之間的關系表示成E＝KM 。 於是，質量的增減和能量的增減就有著相應的關系：

dE ＝ d(KM) ＝ KdM

由於 dE ＝ F·ds ，而 F·ds ＝ F·Vdt ＝ V·(Fdt)

根據牛頓第二定律的微分公式：Fdt ＝ d(MV) = VdM + MdV

因此有：

對兩邊同時求定積分得：

當V0 ＝ 0時，M0 ＝ m , 故此可得到：

這就是物質在不同的運動速度之時，對應具有的瞬態質量M與其在靜止狀態時的靜質量m之間所存在的關系。該式子中的待定系數K是由Rogers等人通過實驗測試得出來的數值，它非常接近真空中的光速C的平方值。有了K≈，就有: E＝KM≈M。

由於M不可能無窮大，1―/K必須大於0 ，所以＜ K ≈。它表明：靜質量不等於零的實物體，根據質速關系式子可以在數學上推測出它們的最高速度必須小於光速C 。

在V ＜＜ C時，物體獲得的動能P可從如下式子計算得到：

1905年，愛因斯坦提出相對論，即把洛倫茲給出的質速關系M＝m/作為已知式子來推導出質能換算關系E＝M。這實際上犯了一個嚴重的邏輯錯誤。要知道，在牛頓第二定律的微分公式 Fdt＝d(MV)與質能換算關系E＝KM裡面，已經隱含著M＝m/ 後，就等同於是把E＝後，就等同於是把E ＝M作為了方程解M＝m/的前提。

特別應該知道的是，說質速關系式是由質能關系和牛頓第二定律的微分公式導出來，與相對論無關，並不是在於從數學上可以由誰推導出誰來，最根本的原因是質能關系是比質速關系更為基本的物質屬性。而且，從相對論推出質能關系，已經要藉助牛頓第二定律的微分公式，它表明牛頓第二定律的微分公式並非是根據狹義相對論研究出來的成果。

作為對照，人們可以查看愛因斯坦和英費爾得合著的《物理學的進化》（書號：13119·450）第145頁，其中寫道：

經典物理學介紹了兩種物質：質與能。第一種有重量，而第二種是沒有重量的。在經典物理學中我們有兩個守恆定律：一個是對於質的，另一個是對於能的。我們已經問過。現代物理學是否還保持著兩種物質和兩個守恆定律的觀點。答案是：否。根據相對論，在質與能之間沒有重要的區別。能具有質量而質量代表著能量。現在只用一個守恆定律。即質量-能量守恆定律，而不再用兩個守恆定律了。……

誰把物質和質量、能量混為一談，從而認為質量會轉變為能量？人們從上述這段話中已經看得清清楚楚。愛因斯坦對質量和能量的理解本身還處於混淆不清的狀況，他又怎麼可能分析得出正確的質能關系和質速關系公式來呢？

事實上，質能關系是物質的本性，並非是人們發現了它之後，物質才開始具有這種關系。質能關系是人們在實踐之中對物質本性的認識發現，並不是根據某個公式推導出來的結果。

由於質量和能量都是物質固有的屬性，質量通過物體的慣性和萬有引力現象顯現出來，能量通過物質系統狀態變化時對外作功、傳遞熱量等形式顯現出來，具有一定質量的物體客體也必具有和這質量相當的能量。這樣，人們引入一個換算系數K將任何一個物質具有的質量M和能量E表示成E＝KM ，就是一件順理成章的事情。人們通過牛頓第二定律的微分公式，可以求解出同一個剛體物質在不同的運動速度下具有的瞬態質量M與其具有的瞬態速度V之間有著如下的一般關系：

若能找到一個實際的特例，通過它計算出該式子中的待定系數K，質能之間就有了明確的換算關系式。顯然，這是一件很艱難的研究工作。查看一下物理學的發展史，早在19世紀初，湯母孫（J.J.Thomson）、考夫曼（W.Kaufmann）等人就已經在質速關系的實驗和理論研究方面做出了大量有成效的工作。

1904年，哈孫隆耳（F.Hasenohrl）通過實驗證實質量增大與輻射能量成正比，並導出E∝M。同一年，洛倫茲根據電子的質量起源於電磁和電子運動時其大小沿速度方向發生收縮的假說，推導出電子質量隨速度變化的關系式子為M＝m/。但由於洛倫茲的所依據的分子收縮假說在理論上存在嚴重問題，人們沒有把獲得質速關系式子的功勞明確地記在洛倫茲的頭上。此後，Rogers通過實驗，進一步精確的測試得出，質能換算系數K的數值非常接近真空中的光速C的平方值。

有了K≈，才有E ＝ KM ≈ M 。

在實驗中，最好測量的就是速度為零之時靜止狀態下的物質質量，人們只要測定出一個物體在速度為零之時靜止狀態下的質量m ，就可以通過質速關系式計算出它在不同的運動速度V之時具有的瞬態質量M；

由於迄今為止的基礎物理學教材都沒有把上述分析過程全部講述出來，人們對牛頓第二定律的微分公式常常產生了一些誤解。有人以為， Fdt＝d(MV)＝VdM + MdV式子中的M與V可以是獨立的自變數，dM與dV無關。更多的人是不明白牛頓第二定律為什麼在高速運動下失效。

確實，單從牛頓第二定律的微分公式看，其中的M與V好像是各自獨立的自變數。但我們從推導出來的質速關系已經得知M是V的函數，dV≠0時，dM≠0 。由於在dM≠0時，dV可能等於0 ，譬如將幾個作完全相同的勻速運動的物體連為一體，對其中原來的任何一個物體而言，都可以說M發生了改變，但V未發生改變。此時，MdV＝0,而 VdM≠0，但F＝0是明擺著的事實。

必須說明dV＝0時dM≠0的來歷，否則我們不能繼續使用牛頓第二定律的微分式子。只有在M改變的物理意義是dM＝M－M0，必須說明dV＝0時dM≠0的來歷，否則我們不能繼續使用牛頓第二定律的微分式子。只有在M改變的物理意義是dM＝M－M0 ，而M 對應的是V 、M0對應的是V0時，才是使用牛頓第二定律的微分式子的充分條件。

當物質的運動速度V接近於光速，例如：V在〔0.99999C , 0.999999999C〕范圍中進行變化，取V0 ＝ 0.999999999C，此時將有dV ≈ ( V － C )。我們根據牛頓第二定律的微分式子和質能換算關系可以推導得出：

根據此結果，V0越接近於C，速度改變得越少，質量減少一半的推測越准確。這顯然是錯誤的結論。它表明：牛頓第二定律在物質的運動速度接近光速時已不再保持成立，人們不能繼續使用根據牛頓第二定律推導得出的質速關系式子，計算光子在速度小於C時對應具有的質量是多少。

從邏輯上說，質能換算系數K≈屬於某種巧合，它也就意味著在特殊條件下，光子的運動速度有可能超過通常情況下的真空光速。鑒於具有能量為hν的光子具有相應的慣性質量或引力質量為M＝hν/，從理論上不難分析出：以初速度為C的運動光子垂直於某個星球表面向外發射，當星球的半徑R與其質量M滿足關系R＝2GM/之時，光子在離開星球到達無窮遠處時速度將減為零。實際上只要到達足夠遠後，該光子的速度將降低到足夠小。一旦光子具有的能量減小到已不足以使它還能以光子的形式存在之時，該光子就會被轉換成其它的物質存在形式。於是，人們將觀察不到從距地球遙遠的此類星球表面發出來的光線。雖然它們可以將周圍臨近的物體吸引到自己上面去，外面射向它的光線也會被它們所接受，但是它們發出的任何射線卻不能被足夠遠處的觀察者觀測到。

這類星球也就是所謂的「黑洞」，並構成一種類型的「暗物質」。當然，這只是理論上忽略了諸多未確定因素進行的推導，實際在宇宙中是否存在「黑洞」星體，迄今仍然還是一個迷！

在人們弄清楚了質量與能量之間的關系後，光子在強引力場中運動所發生的光線偏轉，完全可以用大家早已熟悉的經典力學公式去進行分析，它不再是困擾人們思想的問題。

物質運動速度的改變，也就是能量從一個物質轉移到了另一個物質上。作為能量集合體的物質，能量發生增加或減少，將相應地反映到質量的增加或減少上。

質能關系的應用，原理上只能在相對於與絕對空間保持靜止的參照系中才能使用，也即該公式不能傳遞到局部慣性繫上去使用。但由於太陽系相對於銀河系的系統質心，近似在銀河系對稱中心，僅以每秒幾十公里的線速度進行運動，除非是整個銀河系的系統質心以極高速度相對於與絕對空間保持靜止的參照系進行運動，在地面上做質能關系實驗研究時，低速下質量的改變幾乎觀察不出來，而在速度達到每秒幾百公里，每秒幾千公里時，地球系統自身的背景運動速度又可以忽略不記了。由於這個特殊原因，使得質速關系可以在地面上的參照系中近似地使用。

根據質能關系和牛頓第二定律推導出來的質速關系公式，並沒有告訴具體的作用過程怎樣進行。例如，加熱引起的質量增加並沒有發生物體在宏觀上有速度變化，人們只是將它解釋為分子的運動速度發生了改變。火箭發射時，飛行速度的變化也與質速關系公式完全不相同，人們也只能把質速關系歸結到分子運動的層次上。由此可見，適合應用質速關系式的場所，應該是基本粒子接受或釋放出能量之時的作用過程。

⑨ 物理學的進化的目錄

1．機械觀的興起
2．機械觀的衰落
3．場，相對論
4． 量子
「機械觀的興起」這一部分作者以「奧妙的偵探故事」開始，把科學家的科學活動比作讀者讀偵探小說。作者認為我們在讀小說時總有一個所期望的答案，並且希望能夠在小說中得到證實，而科學家們也有自己所期望的答案，並且希望能夠在自然界中得到證實，但是至今沒有得到這樣的解答，甚至「不能肯定它是否有一個最後的答案」。「雖然我們不斷地向前邁進，但是圓滿的解答似乎不斷地在向後退逃」。但是科學研究又不像讀小說那麼簡單：「科學家不能像讀者一樣翻到小說最後一頁看結局，他們只能自己去尋找答案，從這種意義上說，科學家既是讀者又是偵探。」
這個類比讓人想起T.Kuhn把科學研究比作解謎，如出一轍。
作者提到牛頓力學體系以及機械的自然觀興起的幾個線索：運動問題、質量問題、熱問題、能量問題。這些問題最終都歸於牛頓力學的框架之下，都能夠被很好的解釋。在「哲學背景」中，作者提到：「從希臘哲學到現代物理學的整個科學史中不斷有人力圖把表面上極為復雜的自然現象歸結為幾個簡單的基本觀念和關系。這就是整個自然哲學的基本原理。」似乎牛頓力學和機械的自然觀似乎實現了這種理想，但是 「為了解釋不同的現象而引入許多種不同形式的力，這種必然性從哲學的觀點來看自然式很不圓滿的。」這就為以後三章埋下了伏筆。
這一部分有一些很有意思的句子，比如：
「凡是要用實驗來加以證明或推翻的結論實際上都是一些猜測罷了。」
「物理學的概念是人類智力的自由創造，它不是（雖然表面上看上去是的）單獨地由外在世界所決定的。」
在運動問題中，作者特別提到了矢量，覺得很有趣，作者指出很多懷疑論者認為矢量沒有任何用處，但是作者就像上面一句話所說的，認為主客觀是不能分開的。
作者還有一個非常有意思的觀點，他認為：人類的智力正在接近這個極限，即「客觀真理」。
第一部分寫了這么多，後三部分就說的簡明扼要一些，雖然也許後三部分更為重要一些。
「機械觀的衰落」這部分作者提到了電現象和磁現象，人們希望能夠用機械的自然觀解釋這些現象，雖然能夠分別解釋，卻增加了很多繁瑣的概念。但是當研究電磁之間的相互作用時，用牛頓力學體系來解釋就不僅僅是繁瑣了，而是面臨著危機，這就為第三部分場的概念的提出埋下伏筆。作者又提到了波，更是把光重點的來說，對於光現象進行了探討，光用例子解釋顯然不完美，那麼用波呢？是橫波還是縱波呢？波的傳播需要解釋，沒有物質怎能憑空產生波呢？這顯然是傳統物理學所不能解釋的，於是人們提出了「以太」的概念，然而這個憑空想出的東西再次不能夠證實，反而被證偽。
第三部分和第四部分就是被現在所基本認同的現代物理學的基本理論：場、相對論和量子力學。似乎這些不太便於常人思考的概念被解釋得稍微通俗易懂一些，然而我看得還是不太懂。
這兩部分挑出了兩部分來看，第三部分的「場與實物」與第四部分的「物理學與實在」，我的理解是這里他們所指的實在是主體和客體共生的產物。這里似乎是對於「科學實在論」的探討。
這本書的最後提到：
「我們力圖藉助於物理學理論為自己尋求一條通過大量已觀察到的情況所構成的迷宮的道路，來整理和理解我們的感覺印象。我們希望觀察到的情況能夠和我們對實在所作的概念相符。如果不相信我們的理論結構能夠領悟到客觀實在，如果不相信我們世界的內在和諧性，那麼就不會有任何科學。這種信念是，並且永遠是一切科學創造的根本動機。……」
不過我覺得這里沒有首尾呼應，歸結到那個偵探小說的讀者之上，是一個遺憾吧。
【附】《物理學進化》目錄
■機械觀的興起
奧妙的偵探故事
第一個線索
矢量
運動之謎
還有一個線索
熱是一種物質嗎
升降滑道
轉換率
哲學背景
物質動力論
結語
■機械觀的衰落
兩種電流體
磁流體
第一個嚴重的困難
光的速度
作為物質的光
色之謎
波是什麼
光的波動說
光波是縱波還是橫波
以太與機械觀
結語
■場，相對論
場的圖示法
場論的兩大台柱
場的實在性
場與以太
力學的框架
以太與運動
時間，距離，相對論
相對論與力學
時——空連續區
廣義相對論
在升降機外和升降機內
幾何學與實驗
廣義相對論及其實驗驗證
場與實物
結語
■量子
連續性、不連續性
物質和電的基本量子
光量子
光譜
物質波
幾率波
物理學與實在
結語

⑩ 《物理學的進化物理學的進化》epub下載在線閱讀，求百度網盤雲資源

《物理學的進化》（[德] 艾·愛因斯坦）電子書網盤下載免費在線閱讀

資源鏈接：

鏈接：https://pan..com/s/19cQQjbCUPUtSIx_b12f5Dg

書名：物理學的進化

作者：[德] 艾·愛因斯坦

譯者：周肇威

豆瓣評分：9.0

出版社：湖南教育出版社

出版年份：1999-8

頁數：210

內容簡介：本書是著名科學家、物理學奠基人艾·愛因斯坦和著名科學家利·英費爾德合著的科普名著，主要介紹了物理學觀念從伽利略、牛頓時代的經典理論發展到現代的場論、相對論和量子論的演變情況，其中選擇了幾個主要的轉折點來闡明經典物理學的命運和現代物理學中建立新觀念的動機，從而指引讀者怎樣去找尋觀念世界和現象世界的聯系。全書不引用數學公式，文字通俗，舉例淺顯，編寫體裁別開一面。