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物理学是如何改变世界的

发布时间:2022-10-21 14:03:31

A. 物理学对人类文明的作用都有什么

物理学对人类文明进步的促进作用表现在很多方面,下面简述几点。

物理学对人类文明进步的促进作用
2004年6月联合国大会决议,确定2005年为“国际物理年”。联合国的决议中指出:承认物理学为了解自然界提供了重要基础;注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石;确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具;……。这一决议充分说明了物理学对人类发展的重大意义。因此,在这里概括地了解一下物理学对人类文明进步的促进作用,既有意义也很必要。
大量事实表明,物理技术与理论相互推进,并广泛应用于科学技术和科学研究的各个部门,成为科学技术创新和革命的重要动力,极大地促进了物质生产的发展和精神文明的进步。物理学对人类文明进步的促进作用表现在很多方面,下面仅采集几个具有代表性的例子,以此来使同学们对物理学在人类文明、社会进步,包括在医学科学发展中所起的巨大作用有一个初步的了解。希望这些介绍能够激起同学们对医用物理课的关注和兴趣。
在热学方面,18世纪中叶对热学的深入研究带来了蒸汽机的改进和广泛的应用,促进了手工业生产向机械化大生产的转变,并使陆上和海上较大规模的长途运输成为可能,从而大大推动了人类社会的发展。
在电磁学方面,由于电磁感应现象的发现和研究成果的应用,使人类社会迈入了电气化时代。带电粒子在电磁场中的运动规律在科学技术的许多领域得以广泛应用,比如电视显像管、电子显微镜等都与此密切相关。电能的广泛应用,不仅从根本上改变了人们的生活方式,而且已经成为支撑现代社会发展的重要支柱。
再来看看物理学对医学发展的促进。1895年伦琴发现了X射线,这一发现很快就成为诊断疾病的有力工具;1896年贝可勒尔发现了铀的放射性;1898年居里夫妇发现了放射性更强的元素钋和镭。放射性物质对帮助医生诊断和治疗疾病具有重要意义,并在此基础上建立起了一门新兴的医学学科——核医学。医生只需用极其微量的、高度特异的放射性药物引入人体,然后再用核探测技术从人体外探测这些药物参加代谢的情况,即可了解人体脏器的形态和功能。在疾病的治疗上,放射性同位素也同样显示出了巨大的威力。X射线和放射线被广泛应用于医学科学许多部门,对促进20世纪医学科学的发展产生了巨大而深远的影响。
生命科学在基础研究方面的许多重大进展也离不开物理学这个基础。例如,脱氧核糖核酸(DNA),它是储存和传递生命遗传信息的物质基础,DNA的双螺旋结构就是在1953年由美国生物学家沃森和英国物理学家克里克利用X射线衍射方法测定的。
最后指出,在20世纪,原子核物理、电子学和半导体物理、激光物理以及超声学等学科的迅速发展,极大地推动了相关工程技术的进步。如激光技术和相关技术的集成,已形成了若干重大的激光工程,其中最具代表性的是全球激光通信;特别是微观物理方面的重大突破,开创了微电子工业;物理学与工程技术的紧密联系和相互促进,超大规模集成电路的研制和微处理器的普遍应用,不仅为工业制造、医学诊断和治疗提供了多种高新技术设备,也使人类社会从此进入了以电子计算机和网络应用为特征的信息时代。
联合国第58次大会关于2005国际物理年的决议中指出:物理学是认识自然的基础,物理学是当今众多技术发展的基础,物理教育为人类发展提供了必要的科学基础。我们倡导物理学是科技之基础的理念,同时批评那些轻视物理学,忽视物理学在科学思想、方法、手段等方面的基础作用,认为物理学是可有可无的观点。我们深信,在新的世纪里,在人类文明的进程中,物理学将继续产生重要的作用和深远的影响。

B. 如今的物理学真的能改变世界吗

能,我们知道物理学主要研究对象是有关力,电,光等.物理学可分为力学,光学,热学,量子力学,核物理学等.由于物理学所研究的内容和人类的生活息息相关,所以在人类社会的发展进程中,物理学起着重大的作用,可以这么说,如果没有物理学,人类社会还发展不到今天.人类社会至少还要倒退几百年,所以说,没有物理学的发展,人类社会就不可能有今天,所以说物理学对人类的贡献是巨大的.
从大到飞机,轮船,小到各种零件都和物理学有密切的关系.刘顿建立了经典力学以后,带来了第一次工业革命,第一次工业革命是一蒸汽机的发明和应用为标志的,可以这么说正是由于物理学发展才带来了第一次工业革命,正是由于第一次工业革命,人类社会才假如了近代化.第一次工业革命过后,随着物理学发展,物理学逐步转向了有关电的研究,随着物理学的发展,电学得到了应用,从而带来了第二工业革命,由于电的应用,使人们之间的距离更近了,使许多机代替了人的体力劳动.电视,电话,各种有关电的产品进入了人们的生活.直到今天,想一下,如果没有第二工业革命的贡献,人门生活将会怎样?所以第二工业革命使人类进入了近代化.随着物理学的发展,随着量子力学,相对论等理论的建立,在20世纪,以核能,电子计算机等应用为标志,人类社会开始进入现代化,所以说,没有物理学,人类社会还发展不到今天,物理学对人类社会的贡献是巨大的.

C. 这些伟大的物理学家 改变了我们理解世界的方式

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D. 世界物理年的物理照耀世界

46亿年来,地球上背着太阳的一面总是黑暗的。是强大的电能变成光,从此把整个地球照亮!
物理学--使人类视线深入到原子世界物理学--使人类的视线扩展到100多亿光年的遥远的宇宙
物理学--帮助人们破解了生命的秘密让物理走近大众让世界拥抱物理
物理学是认识世界的科学
物理学是改变世界的科学
物理学--推动了第一次工业革命,用机器代替人的劳动,大大提高了生产力物理学--开创了第二次工业革命,形成大规模电气化自动化生产
物理学--推动了20世纪高科技产业发展
物理学--为教育现代化提供先进的手段
物理学为教育现代化提供了科学基础
物理教育为人类进步提供科学思想、科学方法和科学精神。
回顾历史,物理学是开创现代文明的强大动力,没有物理学的发展就没有现代人类文明。物理教育为开发人才资源,增强民族创新能力和创新精神,全面提高科学素养提供了科学基础。展望未来,物理学是进一步认识世界,解决全球性能源、环境、生态问题,实现持续发展的科学基础。让物理走近大众让世界拥抱物理。
寻找第二个爱因斯坦
2005年4月19日从普林斯顿发出信号在全球传递,同时向青少年朋友们提出了一些很有启发性的问题(有的问题可能深了一点儿,不过没关系,只要去努力思考,即使没得到答案,你也一定会有所收获的)。让我们放飞思想,沉浸其中吧,也许你将来会成为第二个爱因斯坦呢!

E. 物理学有哪些足以改变世界的发现

一个是牛顿的经典力学,还有一个就是爱因斯坦的时空观。他们的这些物理成就都是足以改变世界的,牛顿的经典力学不仅发现了万有引力定律也找到了第九大行星,同时他对力学的贡献也是非常巨大的,为启蒙运动的发展提供了科技基础。而爱因斯坦的相对论,为科学家们研究原子弹做出了巨大的贡献。同时这个世界上还有很多的物理成就都对世界的发展起到促进的作用。

F. 为什么说物理改变了世界

因为物理学让人类认识了世界,发现了世界的各种规律。比如牛顿定律、理想气体状态方程、爱因斯坦相对论等等。人们用这些规律再改造世界。比如制作内燃机再到更高级的交通工具,核能的利用:发电或者atomic bomb(yuan zi dan 不让写)

G. 物理学是如何影响人类文明的

物理学的发展,促进了科学技术的进步。现代物理学更成为高新技术的基础。

1、在牛顿力学和万有引力定律的基础上发展起来的空间物理,能把宇宙飞船送上太空,使人类实现了飞天的梦想。也使中国人“九天揽月”成为可能。(2007年我们国家要登月,那时就是神州7号)。杨得伟是神州6号。
(学完万有引力定律可窥一斑)

2、带电粒子在电场磁场中的偏转的规律在科学技术中的应用。电视机显像管等。(学完带电粒子在电场磁场中的偏转会了解了。)

刀。如核磁共振,超声波,X光机等。3、核物理的研究使放射线的应用成为可能。医疗上的放疗。在医疗上还有很多,如用于治疗脑瘤的

4、20世纪初相对论和量子力学的建立,诞生了近代物理,开创了微电子技术的时代。半导体芯片。电子计算机。没有量子力学也就没有现代科技 。

5、20世纪60年代,激光器诞生。激光物理的进展使激光在制造业、医疗技术和国防工业中的得到了广泛的应用。大家熟悉的微机光盘就是用激光读的。光导纤维等。

6、20世纪80年代高温超导体的研究取得了重大突破,为超导体的实际应用开辟了道路。磁悬浮列车等。80年代,我国高温超导的研究走在世界的前列。

7、20世纪90年代发展起来的纳米技术,使人们可以按照自己的需要设计并重新排列原子或者原子团,使其具有人们希望的特性。纳米材料的应用现是一个新兴的又应用很广泛的前沿技术。秦始皇兵马俑的色彩防脱。

8、生命科学的发展也离不开物理学。脱氧核糖核酸(DNA)是存在于细胞核中的一种重要物质,它是储存和传递生命信息的物质基础。1953年生物学家沃森和物理学家克里克利用X射线衍射的方法在卡文迪许(着名实验物理学家)的实验室成功地测定了DNA的双螺旋结构。

可以说物理学的发展,促进了各个领域科学技术的进步。使人类的生产和生活发生了翻天覆地的变化。
物理学的发展引发了一次又一次的产业革命,推动着社会和人类文明的发展。可以说社会的每一次大的进步都与物理学的发展紧密相连。

18世纪中叶,在热学发展的基础上发明并改进了蒸汽机。蒸汽机的广泛使用,促成了手工业向机械化的大生产的转变,并使陆上和海上的大规模的长途运输成为可能。大大推动了社会的发展。古人云:一日千里。火车、飞机的使用使每一个地球人实现了“一日千里”甚至日行万里的梦想。蒸汽机的使用是第一次产业革命。

1840年,法拉弟发现了电磁感应现象,并逐渐形成了完整的电磁场理论。在此基础上发展起来的电力工业,使人类进入电气化的时代,给人类的生产和生活带来翻天覆地的变化。大家想想现在使用的电灯、电话、电视、微机等一切的电力设施就能体会了。这是第二次产业革命。

20世纪70年代,微观物理方面取得重大突破,开创了微电子工业,使世界开始进入了以电子计算机应用为特征的信息时代。这是第三次产业革命。

可以说社会的每一次巨大的进步都是在物理学发展的基础上完成的。没有物理学的发展就没有人类社会和文明的巨大进步

H. 物理学的进步对社会的贡献

物理学的发展和人类科技的进步 世界从蒙昧到明丽,科学关照的光辉几乎从没有终止过任何瞬间,一切模糊而不可能的场景和一切超乎寻常的想象,都极可能在科学的轻轻点缀之下变得顺从、有序、飘逸而稳定。风送来精确和愉悦的气息,一个与智慧和灵感际遇的成果很可能转眼之间就以质感的方式来到人间。它在现实中矗立,标明今天对于昨天的胜利;或者标志人们昨天的生活方式已经一去不复返;或者标志一个科学伟人已徐徐来到人间……在人类的黎明,或我们的知识所能知道的过去的那些日子,我们确实可以看到科学在广博而漫长的区域里经历了艰难与失败,但它更以改变一切举足轻重的力量推动着历史滚滚前行,卓然无匹地建立了一座座一望无际的光辉丰碑。信心、激情、热望与无限的快乐就是这些丰碑中任何一座丰碑所暗示给我们的生活指向,使我们笃信勤奋、刻苦钻研、热爱生活、深思高举……与此同时,我们也更加看到了科学本身深深的魅力,人文的或自然的,科学家的或某个具体事物的,都如一面垂天可鉴的镜子矗立在我们面前,我们因为要前进和向上就无可回避地站在它的面前梳理自己的理性和情感,并在它映照灿烂光辉中汲取智慧和力量,从而使我们的创造性更加有所依托,更加因为积累的丰厚显得更加强劲可靠。
在人类发展的每一个阶段,物理学始终站在解放生产力的前沿,而在物理学发展中的每一次小小的进步,都伴随着极大的艰难与曲折,都是在传统与现实之间的长期碰撞中才得以获得发展和进步,其间既闪耀着拓荒者们智慧的灵光,同时也有让无数科学先辈们在追求科学真理的道路上进行不曲不挠的斗争中挥洒的血光与泪光。作为新时期的青少年,非常有必要踏寻这条荆棘之路,我们并不期望大家每一次在这条路上都能采撷到烂漫的鲜花,哪怕每一次只要能在这条路上闻到沁人心脾的花香,也算是对无数科学先辈们英魂的告慰。这就是我们开展本次科普知识系列讲座的初衷。 (一)物理学的启蒙与发展阶段 物理学的发展经历了十分漫长的启蒙阶段。在中世纪以前,物理学一直没有被确认为一门独立的科学,它在相当长的时间内被划分到哲学这一范畴。在这一漫长的时期内,人们都是根据当时生产力的需求或者统治者的意志去开发和利用物理学知识(从无意识到潜意识),是以我根据人类发展进程中生产力的发展水平以及应用物理学知识的程度,把这个时期物理学的启蒙阶段作以下划分:
1、火器时代:
人类的祖先首先进行了手和脚的分工,用自由之手制造工具,提高了劳动效率。这一时期人类最早制造的工具就是石器,石器的制造宣告了劳动的开始,同时也宣告了简单物理学的启蒙。
随着石器的发展,出现了较为复杂的工具―――弓箭,从而产生了“狩猎”这个最早的生产部门。人类祖先凭自己的智慧和经验制造了石斧、石刀和弓箭,我们在这里可以用物理学的原理说明其优越性:压强和压力成正比,和受力面积成反比。石斧的石刀的锋刃做得很薄就是为了通过减小受力面积来增大压强,使它们在不大的压力作用下就能够进入到物体里去;弓箭的使用不仅用到了物理学中的压强知识,还用到了牛顿第三定律――当箭给弓弦一个作用力时,弓弦同时也给箭一个反作用力,这样才能把箭射出。当时这种微妙的思想也被祖先们挖掘出来,足见祖先思想的进步。
我们知道,“钻木取火”在人类发展史上有着巨大的意义。可以毫不夸张地讲这是人类科技史上的第一次伟大的革命。随着人工取火的实现,标志着人类已经“在实践上发明机械运动可以转化为热”,“第一次使人类支配了一种自然力,从而最终把人同动物分开”。
有了随时可以制造火的技术,才能使火进入到人类生产和生活的各个领域。在生产上,人们首先发明了用火烧制陶器―――制陶技术的出现,标志着人类对材料的加工第一次改变了材料的性质,从而创造了一种人工材料,并在加工过程中第一次使用了自然能源。后来人类又学会了炼铜和炼铁的技术。世界上最早的生铁冶炼技术,出现在我国春秋时代,到战国时代,铁器已被广泛应用。至东汉时期,已有高五、六米、容积三四十立方米的大型冶铁高炉。在铁的基础上,中国还最早发明了炼钢技术,与炼钢工艺同时还发展了淬火技术。这样,大约到汉末,中国古代的冶铁、铸锻、炼钢和淬火技术已经形成了一个比较完整的体系,各种工艺方法已大致齐备,在当时世界上处于绝对领先地位。从而奠定了整个封建时代最基本的材料的加工技术基础。
在取火和用火的技术条件下,人类实现了从石器向铜器和铁器时代的转换在人类历史上引起了生产工具的革命,大大地推动了农业和手工业的发展,从而使生产力有了前所未有的进步。而且铁器文明不只是技术的发展,还推动了科学的诞生。2、领先世界的中世纪中国物理学
在中国几千年的封建社会里,在战乱不断的历史缝隙里,中国的科学技术并没有放慢前进的步伐,中国古代的科学技术系统逐渐得以提高和充实。并涌现出如王充、张衡、刘徵、祖充之、贾思勰、毕升、沈括等着名的科学家。其中张衡曾制造了世界上最早的利用水力转动的浑象,即浑天仪,以及一种能测定地震震中方向的仪器,定名为“候风地动仪”,这是世界上第一台地震仪,其灵敏度很高,比欧洲地动仪早1700多年;在度量衡这个领域里,不论是我国在远古时期发明的在天文上通过立圭表测影进行观象授时,还是后来人们在实践中发明的利用静水压强来量度时间的仪器―――漏刻,在没有钟表的古代是一项非常了不起的发明,在远距离计量长度时,那时候还发明了计量里程的鼓车,当车前进时,利用车轮的转动,可直接或间接地把车行驶的距离表示出来,这在当时世界上都堪称是首屈一指的;到宋元时期,由于生产的发展,经济的繁荣,实行扶植科技的政策及民族之间、中外之间的科学技术交流,宋元时期的科学和技术在隋唐的基础上,达到了整个古代科学技术发展的高峰。这一时期,冶金技术、名窑瓷器、建筑技术、纺织技术、水利建设、造船和航海技术都有巨大的发展,特别值得一提的是作为中国古代四大发明之一的指南针在不断的改进中已被广泛应用到航海,作为四大发明之一的火药在火器和兵器的改进技术上大显神威,史书上记载的“飞空击贼震天雷炮”和“神火飞鸦”,至今仍作为现代火箭与火箭炮的雏形,作为四大发明之一的胶泥活版印刷术对世界文明的发展与进步起到巨大的推动作用……
总之,中世纪中国科学技术发展的成绩是喜人的,但随着时间的发展,中国科技在以后的岁月里进入缓慢发展时期,而欧洲科技在度过科学的“黑暗时期”之后,正一日千里地兴起,并很快地赶超了中国。 3、后来崛起的辉煌灿烂的西方物理学
在这里值得一提的是西方在这个时期的文明。在封建社会以前,古希腊的科学和文化在欧洲处于领先地位:当时最着名的学者就是后来被西方史学家称为“科学之父”的泰勒斯,他提出了影子与实物长度成正比关系的原理,并利用这一原理准确地测量计算了埃及金字塔的高度;同一时期还出现了另一位为后世称颂不已的古希腊的学者―――毕达哥拉斯,他提出了数学是宇宙万物之本的学说,并以提出毕达哥拉斯定理(即勾股弦定理)而闻名,他还发现了无理数,引起了第一次“数学危机”;还有当时很有影响的科学权威―――留基伯,他和他的继承人德谟克利特提出了原子论,要知道原子论是现代科学的基石;在古希腊学者中,对后世影响最大的人物是集雅典学派之大成的亚里斯多德,他对天文学、物理学、生物学、医学等方面都有深入研究,在当时的自然科学的发展中作出很大的贡献;古希腊学者中还有一位声名显赫的科学家―――阿基米德,他发现了浮力定律、杠杆原理等,并利用杠杆原理,巧妙地发明了滑轮、螺旋器,以阿基米德命名的阿基米德螺线,在现代机械中应用极为广泛,他是一位非常重视实验的发明家,曾创造了许多仪器和机械,特别在军事上发明甚多,此外他在天文学、几何学、数学、圆周率等方面均有特别的贡献。所以科学史上称阿基米德是“站在整个希腊、罗马古代科学家的最高峰而为亚历山达里亚时期增添了光彩”,“是理论天才与实践天才集于一身的理论化身,与近代的伟大人物相匹比,在很多领域都有巨大的独创和真正的发现”……
在中世纪,欧洲在天文物理学方面发展迅猛,成效卓然。其中的代表人物是哥白尼、布鲁诺、第谷和刻卜勒。哥白尼的伟大之处是实现了太阳中心说和前人已有的数学方法的结合,使太阳中心说牢固树立在实际观测与科学运算之上,使科学进入了新纪元。他在1543年出版的《天体运行论》中指出:⑴、地球不是宇宙的中心,而仅仅是引力月球轨道的中心;⑵、所有天体都绕太阳运转,所以太阳在宇宙处于中心位置;⑶、地球到太阳的距离远远小于地球到恒星的距离,所以恒星看起来是不动的;⑷、地球像其他行星一样绕太阳运转,太阳的视运动起因于地球的运动;⑸、行星的表现逆动不是它本身运动引起的,而来自于地球的运动。哥白尼还大体上描绘了太阳系结构的真实图景―――人们看到的日月星辰东升西落,乃是地球自身转动的结果;火星、木星等行星在天空中有时顺行,有时逆行,并非天皇教会所说的“动作奇特,行踪诡秘”,而是由于它的绕日运行的轨道和速度不同所造成的综合表现。哥白尼作为一名天主教徒,十分了解他的学说的“危险性”,所以他迟迟没有发表。经过他的朋友再三敦促,在他去逝的那一年(1543年)才把《天体运行论》手稿复印发表。
意大利天文学家布鲁诺是哥白尼学说的积极宣传者和捍卫者,1584年他发表了《论无限性、宇宙与世界》一书,发展了哥白尼的学说,成着名的天文学家。不幸的是,由于他极力反对地心说,拥护哥白尼的日心说,主张宇宙是无限的,被教会打成异教徒,并于1600年3月17日在罗马的鲜花广场上被活活烧死。
1600年后,刻卜勒当了第谷的助手,开始与第谷合作,这是科学史上科学合作的美妙范例。1601年第谷去世时把他一生中收集的极其珍贵的全部天文资料都留给了刻卜勒,刻卜勒经过认真总结和研究,于1609年出版了他的着作,公布了关于行星运动的两个定律―――“轨道定律”和“面积定律”,又经过9年的研究和无数次运算后,他发现了第三定律―――“周期定律”(关于三大定律,这里不作一一赘述)。刻卜勒行星三大定律的伟大贡献,在于把哥白尼的理论向前推进了一步,为专业天文学家和数学家提供了支持日心说的强有力的论据,被后人称誉他为“天文立法者”。
这里要说的另一位科学家伽利略大家可能比较熟悉(摆的等时性原理和着名的比萨斜塔落体实验),他在近代科学史上,是一位划时代的代表人物,他在天文学、力学、物理学、数学等许多方面都有重大贡献,被公认为近代实验科学的创始人,为后来经典物理学的建立作出不可磨灭的贡献,是当之无愧的“近代物理学之父”。(二)物理学发展的第一个黄金阶段―――经典力学体系的建立
伽利略的出现,开辟了实验物理学的先河,为后来经典物理学的建立提供了大量的论据,但是他的许多发现都是对亚里斯多德学说的否定,因此也受到罗马教廷的警告。他于1632年发表了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》,更加激怒了教会甚至教皇本人。1633年伽利略被宗教裁判所传唤,并被判处终身监禁。在监禁中他克服重重困难,写出了科学巨着《关于两种新科学的对话》。伽利略设法将此着作秘密送到荷兰,于1638年出版,为近代科学的发展作出了巨大的贡献。他在新对话中关于力学知识一系列基本概念和基本定律的总结,成为后来牛顿提出力学三大宣言的基础,不仅如此,他还创立了实验和数学相结合的现代科学研究方法。所以说他是近代物理学的奠基人,是科学的斗士,是打开近代科学大门的人,是不足为过的。
1642年,伽利略逝世了,但另一位未来的科学诞生了,他就是未来的英国物理学家、数学家、天文学家、经典物理学的创始人牛顿。
1661年,18岁的牛顿进入剑桥大学,有机会学到欧几里德的《几何原本》。后来他按照欧几里德的《几何原本》,撰写出他的辉煌之作《自然哲学的数学原理》。1664年,牛顿成为他老师巴罗的助手,1665年伦敦流行瘟疫,牛顿不得不回到家乡。表面上看来,牛顿隐居于穷乡僻壤的田舍山村之中,但是在他的头脑中却掀起科学革命的巨浪。在家乡的一年半时间里,是牛顿一生中创造性得到充分发挥的时期,也是近代科学史上数学、光学、力学的“黄金时代”。他发明了微积分,提出了着名的“万有引力”,他还通过三棱镜把光分解成7种颜色的单色光,从而奠定了现代光学的理论基础。
1666年,牛顿制成了能够放大40多倍的反射望远镜。1671年,他向皇家学会正式提交关于反射望远镜问题的论文;第二年,他又向皇家学会提交《光与色的新理论》。这些光学论文是牛顿显示自己科学才能并把它们公诸于世的第一批科学成果。牛顿在物理学方面,除了取得力学、热学、光学等多方面的成就外,更主要的是他还是经典物理学的开创者。他在伽利略等人工作的基础上,进行了深入的研究,总结出了三大定律,创立了经典力学体系:
牛顿第一定律:
任何物体在受到外力作用而被迫改变自己的状态之前,将保持静止或匀速直线运动状态。
(这就我们今天学习的惯性定律的最初表达)
牛顿第二定律:
动量的改变与所加的力成正比,其方向沿着该作用力的作用方向
(该定律我们将在高中一年级学到牛顿第二定律“力是使物体产生加速度的原因”的最初表达)
牛顿第三定律:
作用力与反作用力大小相等、方向相反。换句话说,两个物体间的相互作用力大小相等、方向相反。
(该定律我们目前初中阶段已经学过,只是没有以定律形式呈现)
牛顿关于物体运动的这三条定律是我们认识一切力学现象的依据,也是整个经典力学的基础。
关于牛顿发现万有引力定律,广泛流传着“苹果落地”的故事,其实这不过是故事而已。即使此事确实发生过,也不应过分夸大这件事本身的意义,只是我们要从这个故事中有所启发,要留心观察自己身边发生的每一个现象。如果说牛顿由于看到苹果落地就发现了万有引力定律,那就历史过于简单化(不过西方一直流传着这个说法,并且有“上帝说:让牛顿去做吧”的普遍说法,足见牛顿当时在科学界的威望)。站在历史的高度客观评价,在对万有引力定律的发现中做出贡献的科学巨人之中,要首推刻卜勒和伽利略。牛顿不过是集大成者,并解决了别人未能解决的问题,走完了最后、最高的一步罢了。德国着名的哲学家黑格尔说过:“被德国人饿死的刻卜勒是现代天体力学的真正奠基者;而牛顿的万有引力定律已经包含在刻卜勒的所有三个定律之中,在第三定律中甚至明显表示出来了。”难怪他在谈到他在自然科学领域的成就时说过这样的谦逊的言辞“就象一个在沙滩上玩耍的小孩拾到几个贝壳而高兴不已”、“我的一切成就都是因为站在巨人肩膀上的缘故”。总之,万有引力定律的诞生,对当时的天体力学乃至于当代天体力学的研究,都提供了最重要的理论保障。
在经典力学创立和不断完善的过程中,人们开始意识到科学方法的重要性,特别是实验方法的重要性。历史上第一个探索新方法的是英国着名的哲学家培根,他在《新工具》一书中主张把经验和理性的职能统一起来,要获得科学知识,首先要进行实验,最后在实践中得出结论,另一位提出实验的科学家是伽利略,他认为真正的科学就是宇宙、自然界,人们必须通过实验去阅读这部“自然之书”。可以说,正是培根和伽利略站在实践和理论上的工作给科学指明了方向,使自然科学脱离了哲学而成为一门独立的学科。要知道雄辩术―――优雅的语言和争论的技巧,在自然科学领域中,是没有用处的,自然科学必须要通过实验事实来说话。事实也无不说明了这一点:后来的托里拆利、帕斯卡、波义尔、牛顿、托马斯.扬、梅曼等科学家的研究成果,都是建立在实验基础之上的。
到了18世纪,牛顿力学向着深度和广度两方面进军。一方面,通过人的努力,近代数学方法广泛用于力学,形成了“分析力学”,它甚至被看做是新的数学分支;另一方面,牛顿力学又与具体物性相结合,形成了“固体力学”、“弹性力学”、“流体力学”等许多力学分支,使力学达到了相当完美的地步。
可以说在伽利略和牛顿时代,力学已形成了严密、完整、系统的科学体系,成为物理学发展史上第一个“黄金时代”。正是由于力学的带动,物理学科已初具规模,并且在另一批科学家的努力下向着更深更广的领域进军。

I. 物理学对人类发展的作用

物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。一是早期人们通过感官视觉的延伸,二是近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。

物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。

(9)物理学是如何改变世界的扩展阅读:

一、六大性质

1、真理性:物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。

2、和谐统一性:神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。

麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。

3、简洁性:物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。

4、对称性:对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。如:物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。

5、预测性:正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。

6、精巧性:物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。

二、发展前景

应用物理学专业的毕业生主要在物理学或相关的科学技术领域中从事科研、教学、技术开发和相关的管理工作。科研工作包括物理前沿问题的研究和应用,技术开发工作包括新特性物理应用材料如半导体等,应用仪器的研制如医学仪器、生物仪器、科研仪器等。

应用物理专业的就业范围涵盖了整个物理和工程领域,融物理理 论和实践于一体,并与多门学科相互渗透。

应用物理学专业的学生如具有扎实的物理理论的功底和应用方面的经验,能够在很多工程技术领域成为专家。我国每年培养本科应用物理专业人才约12000人。

和该专业存在交叉的专业包括物理专业,工程物理专业,半导体和材料专业等。人才需求方面,我国对应用物理专业的人才需求仍旧是供不应求。

J. 物理学中有什么颠覆世界观的理论

我觉得是量子科学。

量子科学打破了科学与神学和唯心与唯物的界线。

宇宙中唯有的真物就是心。

一切都是意识的显化。

意识即量子。

能量是智慧的。

宇宙是高智慧生命体。

意识是宇宙的基本属性。

意识即一切。

量子力学的诡异现象

量子力学也是自然科学史上被实验证明最精确的一个理论,但是量子的观念,没有人能够理解。我说的没有人能够理解,绝不是指像我们这个层次的人,而是说连量子力学的创始人都不能理解。

那么量子力学最不好懂的是些什么问题呢?我先把量子力学中人们最不好懂的东西介绍给大家,而最不好懂的东西最后恰好是证明了:意识不能被排除在客观世界之外。一定要把意识加进去你才能够认识搞懂它。

量子力学的第一个诡异现象叫做态叠加原理和坍缩。

为了解释量子力学观念,我先说说普通人的日常经验。

一般人认为客观物体一定要有一个确定的空间位置,这种存在,是不以人的意志为转移的、是客观的。 比如说,我的女儿现在在客厅里面,或者说我的女儿现在不在客厅里面,两者必居其一。

量子力学的第一个诡异现象叫做态叠加原理和坍缩。

【女儿可以既在又不在客厅里吗?】

但在量子力学里就不一样了。量子力学就像说你的女儿既在客厅又不在客厅,你要去看这个女儿在不在,你就实施了观察的动作。你一观察,这个女儿的存在状态就坍缩了,她就从原来的,在客厅又不在客厅的叠加状态,一下子变成在客厅或者不在客厅的唯一的状态了。

所以量子力学怪就怪在这儿:你不观察它,它就处于叠加态,也就是一个电子既在A点又不在A点。你一观察,它这种叠加状态就崩溃了,它就真的只在A点或者真的只在B点了,只出现一个。

那有人就会说了:这是诡辩,你怎么知道电子不观察它的时候,它既在A点又不在A点呢?

好,这就是量子力学发展过程中,很多实验确证的事情,其中一个最着名最重要的实验,就是干涉实验证实。

【电子同时在两处】

电子在没有观测的时候,没有确定的状态。所以这件事是量子力学最诡异的事情。懂了这个,就懂了量子力学最诡异的东西,而且随后我们就能来证明:量子力学离不开意识,意识是量子力学的基础。

单体的叠加态:薛定谔的猫

刚才说的是量子力学第一个诡异之点,现在我们来看看这个诡异之点往下推论,能够推出什么结果。最后结果会使大家认识到, 意识是量子力学的基础,物质世界和意识不可分开。

这个实验是量子力学的创始人薛定谔提出的,被称为“薛定谔的猫”。

【既死又活的叠加态猫】

现在我来说薛定谔的实验是什么:把一只猫放进一个封闭的盒子里,然后把这个盒子接到一个装置上,这个装置包含一个原子核和一个毒气设施。原子核有百分之五十的可能性发生衰变,衰变的时候就会发射出一个粒子来,这个粒子一发出来就会触发毒气设施,毒气一触发就会杀死这只猫,就是说猫也处于这种既死又活的迭加状态。这是他想象中的一个实验。

这个问题一提出来,物理学家一个个都惊呆了,原来以为只有微观世界才有这种态叠加,就是状态不确定,既处于这个状态,又不处于这个状态。现在宏观世界也一样了,猫不就是这样吗?有一只既死又活的猫。

这与我们的经验严重违背。这个实验实际上就是“女儿在客厅里,女儿不在客厅里”变了个样子说出来。这个猫是死了还是活着?既死又活是同时存在的,量子力学认为两者同时存在。

那么怎么可能既死又活同时存在呢?人不能想象这种状态,于是大家就把这个实验进一步讨论下去。

【从不确定到确定可避免意识参与吗?】

1963年获得诺贝尔物理学奖的维格纳想了一个新的办法,他说:我让个朋友戴着防毒面具也和猫一起呆在那个盒子里面去,我躲在门外,对我来说,这猫是死是活我不知道,猫是既死又活。事后我问在毒气室里戴防毒面具的朋友,猫是死是活?朋友肯定会回答,猫要么是死要么是活,不会说是半死不活的。

他这个说法一出来大家就发现,问题在哪儿呢?一个人和猫一起呆在盒子里,人有意识,意识一旦包含到量子力学的系统中去,它的波函数就坍缩了,猫就变成要么是死,要么是活了。也就是说猫是死是活,只要一有人的意识参与,就变成要么是死,要么是活了,就不再是模糊状态了。

维格纳总结道,当朋友的意识被包含在整个系统中的时候,叠加态就不适用了。即使他本人在门外,箱子里的波函数还是因为朋友的观测而不断地被触动,因此只有活猫或者死猫两个纯态的可能。

维格纳认为,意识可以作用于外部世界,使波函数坍缩是不足为奇的。确实只能这样认为。因为外部世界的变化可以引起我们意识的改变。

大家想过没有,牛顿第三定律说作用力与反作用力是相等的。我们的意识能够受外部世界的影响而改变,大家都觉得没有问题,对吧?人的意识就是受外界客观世界的影响改变了,随时都在变化。 那为什么客观世界就能改变意识,意识就不能改变客观世界呢?

他就说意识是能够改变客观世界的,意识改变客观世界就是通过波函数坍缩,就是使不确定状态变成确定的状态,这样来影响的。所以 波函数,也就是量子力学的状态,从不确定到确定必须要有意识的参与,这就是争论到最后大家的结论。

大一的时候,学校有一个“新生研讨课”。当时潘建伟老师就在台上,给我们介绍量子力学。其中有一个非常有意思的比喻:当人在滑雪的时候,总是会留下两条轨迹,即左脚和右脚,然而轨迹总是在一起的。如果路中间有一棵树,那么,在宏观世界里,这两条轨迹要么从右边过去,要么从左边过去。但如果在量子力学之中,问题就不一样了,这时,一个轨迹走左边,一个轨迹走右边,而这个滑雪者却不会受伤!

这个比喻里,包含了好几层意味。首先,是使用波函数描述物质的运动。而不是使用一个坐标来描述物质,这使得物质本身可以包含更多的信息,比如频率、相位等。同时,“存在于某一点”这个描述,只在观测之后有意义,而在观测之前,其位置是弥散的。

另一层,可以用双缝干涉的实验来说明。传统的双缝实验,都是使用高亮度光源,瞬间能发射极为大量的光子,并认为光子之间会发生干涉,最后在屏幕上形成干涉图样。然而,有实验使用单电子,穿过双缝,居然也能形成图样:

这样,互相干涉的说法就无法成立了。就得承认“自身干涉”的存在,也就是说,电子在缝前似乎有了分身,之后两个“分身”之间再相互干涉,到了观测器之前的地方,又立刻在某个地方变成一个电子。这是非常难以理解的事情。

另一个有意思的事情,是关于量子力学的路径积分解释,即费曼提出的路径积分。在这个观点下,粒子可以走任意可能的路径,最后的效果与薛定谔方程所预言的一样。在这个视角下,粒子在穿过双缝之后,还可以穿出来,再钻进去,会时候产生的图样有微小的差别。这个差别也已经被理论论证了。

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