物理学的进化有多少页

① 《物理学的进化》pdf下载在线阅读，求百度网盘云资源

《物理学的进化》（[美] 阿尔伯特·爱因斯坦）电子书网盘下载免费在线阅读

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

书名：物理学的进化

作者：[美] 阿尔伯特·爱因斯坦

译者：张卜天

豆瓣评分：9.1

出版社：商务印书馆

出版年份：2019-1

页数：229

内容简介：

本书是由着名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦和利奥波德·英费尔德合作出版的科普经典读物，介绍了物理学从伽利略、牛顿时代的经典理论到现代场论、相对论和量子理论的发展演化历程，引导读者思考其背后涉及的哲学思想和观念的变化。它面向普通公众，避免使用任何数学公式，对物理学基本观念的解释非常清晰和生动，堪称爱因斯坦最优秀的科普着作。

作者简介：

阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）

德裔美籍着名物理学家，狭义相对论与广义相对论的创立者，诺贝尔物理学奖得主，被公认为伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。

利奥波德·英费尔德（Leopold Infeld）

波兰着名物理学家，擅长撰写通俗物理着作。

② 谁知道如何选择教育科学研究课题

要进行教育科学研究，首先要把教育理论和实践中需要解决的问题提出来，作为一个研究课题。课题的选择是科学研究的起始环节，也是研究管理的基本单元。教育科研课题的选择的实质就是去发现值得研究并期待解决的问题，问题选择是否有理论与现实意义，问题切入的角度是否恰当与巧妙，都会直接关系到课题研究的质量与水平。所以，重视课题的选择这对于课题研究的规范性与实效性具有重要的意义。从广义上讲，选题包括两方面含义，一是确定科学研究的方向，二是选择进行研究的问题。下面就课题选择的意义、优秀课题的特点、课题的主要来源、选题的过程与方法、课题内容的表述等几个方面作具体的阐述：一、 课题选择的意义1、科学研究始于问题发现并提出有意义的问题是科学研究的起点。能否善于提出问题是进行科学研究的关键，它决定研究价值大小，决定研究的成功与否。选题不当是导致研究失败的最常见原因。正因为如此，伟大的科学家们，如爱因斯坦、英国的贝尔纳等，都认为提出一个问题往往比解决一个问题更重要更困难。“因为解决一个问题也许仅是一个数学上的或试验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，都需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”（爱因斯坦、英费尔德合着：《物理学的进化》，第66页）2、选题决定教育研究的方向和水平教育现象和过程较为复杂，需要研究的问题很多，但并非每一个问题都值得我们作为研究的对象。在人力、物力和时间条件都有限的情况下，首先应该选择那些带有全局意义的规律性问题，抓住教育内在的关系和联系来研究，才能真正发挥教育研究的效益。作为教育工作者，应该及时掌握全局动态，正确处理理论研究与应用研究，重点与一般，学习与独创的关系，从而正确选定自己的研究方向和问题，避免盲目性，提高自觉性。3、正确选题是教育研究工作者进行科学研究的基本功研究课题的确定，意味着研究者要善于从理论本身，理论与实际间，现状与社会发展需要之间种种矛盾的透彻分析中，发现、提出和形成一个有意义、有创见的问题，它是科研人员敏锐的洞察力、对形势的判断力以及胆识的综合反映。二、选题遵循的原则1、需求性。需求性，就是指根据教育事业发展和教育改革深化的需求来确定课题。注重研究教育发展、教育改革与学校教育实践中出现的理论问题、政策问题和实际问题，努力使教育科研为教育行政部门的决策服务，为教育事业的发展和教育改革的深化服务，为学校教育、家庭教育的实践服务，真正发挥教育科研的服务功能与先导作用。这种需求性是我们选题的出发点和归属点。2、科学性。科学性是指选题必须有理论根据、符合教育科学的基本原理和中小学教育的基本规律，具有一定的科学价值。3、创造性。选题必须具有创造性和挑战性。这既是教育科研的动力 原则，也是教育科研的价值原则，否则教育科研就失去了存在的意义。4、可行性。可行性是指选题必须注意完成研究任务的可能性，必须考虑主观的和客观的研究条件。三、优秀课题的特点1、问题必须有价值衡量选定课题有无意义及意义的大小，主要是看两个基本方向：一是所选择的研究课题是否符合社会发展、教育事业发展的需要，是否有利于提高教育质量，促进青少年全面发展。二是所选择的研究课题是根据教育科学本身发展的需要，为检验、修正、创新和发展教育理论，建立科学的教育理论体系的需要。教育研究的实际课题，有的强调应用价值，有的强调学术价值，有的二者兼而有之。但无论哪一种，都要选择那些最有意义的教育问题作为研究对象。2、问题必须有科学的现实性选题的现实性，集中表现为选定的问题要有科学性，指导思想及目的明确，立论根据充实、合理。选题的科学性，首先表现在要有一定的事实依据，这就是选题的实践基础。研究课题是从实践中产生的，具有很强的针对性；实践经验同时又为课题的形成提供一定的、确定的依据。选题的科学性，还表现在以教育科学基本原理为依据，这就是选题的理论基础。教育科学理论将对选题起到定向、规范、选择和解释作用。没有一定的科学理论依据，选定的课题必然起点低、盲目性大。应该看到，选题的实践基础和理论基础制约着选题的全过程，影响着选题的方向和水平。为了保证选题有科学的现实性，还需要对选定的课题进行充分论证。3、问题必须具体明确选定的问题一定要具体化，界限要清，范围宜小，不能太笼统。原因在于问题是否具体适度往往影响全局的成败。那种大而空、笼统模糊，针对性不强的课题往往科学性差。只对问题有清晰透彻的了解，才能为建构指导研究方向的参照系提供最重要的依据。因此不宜把课题选得太宽、太大、太复杂。韩非子在《喻老》篇中指出：“天下之难事必作于易，天下之大事必作于细。”这就是说，要从小处着手。4、问题要新颖，有独创性选定的问题应是前人未曾解决或尚未完全解决的问题，通过研究应有所创新，有新意和时代感。要做到这一点，就必须广泛深入地查阅查阅文献资料和调查，搞清楚要研究的课题在当前国内外已达到的水平和已取得的成果，要了解是否有人已经或者正在或者将要研究类似的问题。只有在原有研究成果基础上有所突破和创新，才具有研究的意义。5、问题要有可行性所谓可行性，指的是问题是能被研究的，存在现实可能性。具体分析，可行性包含以下三个方面的条件：一是客观条件。除必要的资料、设备、时间、经费、技术、人力、理论准备等条件，还有科学上的可能性。二是主观条件。指研究者本人原有知识、能力、基础、经验、专长，所掌握的有关这个课题的材料以及对此课题的兴趣。而在一个课题协作研究组当中，不同特长的人优势互补，才能真正发挥出整体研究效益。对于刚学步的年青人，最好选择那些本人考虑长久，兴趣最大的课题。而在教育第一线从事实践工作的教师，选题最好小而实。自己提出的研究问题，更容易激发信心和责任感，更容易发挥创造性。三是时机问题。选题必须抓住关键性时期，什么时候提出该研究课题要看有关理论、研究工具及条件的发展成熟程度。如现在最热的是新课程标准的实施研究，省级立项课题凡是这方面的全部开绿灯。四、课题的主要来源1、从教育形势发展需要出发提出课题这就是当前教育事业发展中急切需要解决的问题。作为一所学校，首先应从学校发展需要提出课题：如学校特色的创建、教师的校本培养、新课程标准实施的准备、校本课程的开发、应试教育向素质教育的转轨等，都是当前值得研究的问题。2、学科建设中需要的问题这往往是从教育理论发展方面提出的课题。不仅要揭示已有理论同经验事实的矛盾，而且要揭示理论内部的逻辑矛盾；不仅包括学科系统规划建设中的若干未知的研究课题，而且包括对已有教育理论传统观念和结论的批判怀疑，以及学术争论中提出的问题。如道德教育与心理健康教育，它们的区别与联系，两者之间的关系澄清问题，教育实践中应注意的问题；分科教学与合科教学和利弊得失问题等等。3、教育实践中提出的实际问题，尤其是在教育改革中反应出来的种种矛盾一是要寻找丰富的教育教学经验事实之间的内在联系，揭示其内在规律性；二是从争论中发现问题。例如，如何大面积提高教育质量问题，关于减轻中小学生过重课业负担问题，中学生早恋现象的产生及矫正，社会环境对青少年影响的分析和对策研究，品德后进生转化教育的研究，初中学习困难学生教育与转化，农村教育现状、问题及对策研究，幼、小、中衔接的研究以及有待扩展和深化的社区教育实践与理论研究等等。4、从日常观察中发现的问题对于广大的中小学教师来说，这是提出研究课题的一个重要途径。如：中小学生创造能力结构的因素分析，中学生学习特点研究，有关心理卫生与心理咨询的研究，中学生交友与伙伴关系的研究等。5、从不同学科之间的交接点找问题这就是交叉学科间的空白领域。在现代科学大综合发展的趋势下，各学科之间的交叉领域涌现出大量的值得开拓的新问题：如，心理健康教育与德育，心理健康教育与各学科之间的关系研究；环境教育与学科教育、德育之间的关系研究等。6、从当前国内外教育信息的分析总结中提出课题引进国内外先进的教育思想和理论，结合中国及本地的实际，确定专题研究。7、从各级机关制定的课题指南或规划中选题本“课题指南”的参考课题是根据“十·五”期间教育科学发展的基本方针、目标和任务，经过充分讨论后形成了非学科11个门类和学科专题类25个门类的课题，可供学校、老师结合自己的实际选择。由于这些课题大多还是一般意义上的，带有导向性，范围相对较大，需要学校、老师根据自己的实际与能力，加以修正，从大处着眼，小处着手。五、选题的过程与方法1、要有明确、相对稳定的研究方向初学研究的人，一开始总是对几个研究方向同时感兴趣。如果要在某方面真正获得成果，而且有所成就，就必须把主要精力集中在一两个方向上。这里所谈的研究方向，其涵义有三层：一是总方向，二是某学科领域的方向，三是研究者个人的主攻方向。个人研究主攻方向是受前者制约的，只有把个人的研究纳入到某一具有强的生命力的学科系列中，个人的研究才会得到发展，这正是现代社会发展的要求。2、要善于对问题进行分解要把一个大的问题按照内在逻辑体系分解成相互联系的许多问题，从而找到解决这个问题的步骤和相关的网络。也就是说，将所要研究的问题展开成一定层次结构的问题网络，从而在问题具体化基础上选题。正确地对问题进行分解，实际上也是预期课题将会以什么样的方式和步骤获得解决，从而为进行课题论证提供依据。善于对问题进行分析，也正是着手进行科学研究的一个重要的基本功。3、要善于转换问题的提法，并使问题形成系列 善于转换问题提法是指能不断从一个新的角度提出问题。作为一个科研工作者，不仅能够善于提出问题，而且也要善于从新的角度提出问题。不墨守陈规，不固执现有理论，按照现代社会教育发展的要求，找到各种发展的生长点，使研究的问题步步深入。问题转换还指当一个问题解决以后要把握时机及时转向由此引伸出的其他相关问题，表现出问题延伸的系列。也就是说，要使所研究的课题沿一定脉络具有前后的相关性。4、要对选定的课题进行论证课题论证是对选定问题进行分析、预测和评价。目的在于避免选题中的盲目性。进行这种课题论证，本身也是一种研究，它必须依据详实的资料，并以齐全的参考文献和精细的分析来支持自己关于课题的主张。通过课题论证，进一步完善课题方案，创设落实的条件。课题论证主要回答以下问题：（1）研究问题的性质和类型。（2）本课题研究的迫切性和针对性，具有的理论价值和实践意义。（3）该课题以往研究的水平和动向。包括前人及其他人有关研究的基础，研究已有的结论及争论等，进而说明该课题研究将在哪方面有所创新和突破。（4）本课题理论、事实的依据及限制，研究的可能性，研究的基本条件（包括人员结构、任务分配、物质设备及经费预算等）及能否取得实质性进展。（5）课题研究策略步骤及成果形式。在系统的分析综合基础上写出简洁、明确具体、概括的论证报告，一般约五六百字。课题论证报告不仅用于申报研究项目，而且也应用于发表论文的开篇，学位论文的前言部分。对于重大课题，常常必须写出开题报告，并经过同行专家的审议。开题报告内容一般包括：（1）课题名称；（2）本课题研究的目的、意义（即研究本项目的实际意义和理论意义）；（3）研究的主要内容；（4）本课题国内外研究现状，预计有哪些突破；（5）完成本课题的条件分析，包括人员结构、资料准备和科研手段等。六、课题内容的表述所谓课题，就是从研究方向所指示的问题中确立的研究项目。方向限定课题，课题展示方向。课题名称一定要精心推敲，它一般要表明三点：（1）研究的对象；（2）研究的问题；（3）研究的方法。例如：“初中生社会责任感培养的实验研究”这个课题，研究的对象是初中生，研究的问题是社会责任感的培养，研究的方法是实验法。“小城镇社区教育模式的构建与运行研究”这个课题，研究的对象是小城镇社区教育，研究的问题是社区教育模式的构建与运行，研究的方法是行动研究法。《边远农村初中骨干教师培养与发展的实践与研究》研究的对象是边远农村初中的教师，研究的问题是骨干教师培养与发展，研究的方法是行动研究法。语句要求：（1）简明、贴切、清晰。（2） 常用陈述式句型表述。字数要求：一般不超过20个字。实在太长，可以用正副标题的形式。 作者:区教科所来尧林

③ 跪求物理学的进化的TXT

啥叫进化……有发展史
经典物理学发展史
古希腊时代的阿基米德已经在流体静力学和固体的平衡方面取得辉煌成就，但当时将这些归入应用数学，并没有将他的成果特别是他的精确实验和严格的数学论证方法汲入物理学中。从希腊、罗马到漫长的中世纪，自然哲学始终是亚里士多德的一统天下。到了文艺复兴时期，哥白尼、布鲁诺、开普勒和伽利略不顾宗教的迫害，向旧传统挑战，其中伽利略把物理理论和定律建立在严格的实验和科学的论证上，因此被尊称为物理学或科学之父。

伽利略的成就是多方面的，仅就力学而言，他以物体从光滑斜面下滑将在另一斜面上升到同一高度，推论出如另一斜面的倾角极小，为达到同一高度，物体将以匀速运动趋于无限远，从而得出如无外力作用，物体将运动不息的结论 。他精确地测定不同重量的物体以同一加速度沿光滑斜面下滑，并推论出物体自由下落时的加速度及其运动方程，驳倒了亚里士多德重物下落比轻物快的结论，并综合水平方向的匀速运动和垂直地面方向的匀加速运动得出抛物线轨迹和45°的最大射程角，伽利略还分析“地常动移而人不知”，提出着名的“伽利略相对性原理”（中国的成书于1800年前的《尚书考灵曜》有类似结论）。但他对力和运动变化关系的分析仍是错误的。全面、正确地概括力和运动关系的是牛顿的三条运动定律，牛顿还把地面上的重力外推到月球和整个太阳系，建立了万有引力定律。牛顿以上述的四条定律并运用他创造的“流数法”(即今微积分初步)，解决了太阳系中的二体问题，推导出开普勒三定律，从理论上解决了地球上的潮汐问题。史称牛顿是第一个综合天上和地上的机械运动并取得伟大成就的物理学家。与此同时，几何光学也有很大发展，在16世纪末或17世纪初，先后发明了显微镜和望远镜，开普勒、伽利略和牛顿都对望远镜作很大的改进。

法国在大革命的前后，人才辈出，以P.S.M.拉普拉斯为首的法国科学家(史称拉普拉斯学派)将牛顿的力学理论发扬光大，把偏微分方程运用于天体力学，求出了太阳系内三体和多体问题的近似解，初步探讨并解决了太阳系的起源和稳定性问题，使天体力学达到相当完善的境界。在牛顿和拉普拉斯的太阳系内，主宰天体运动的已经不是造物主，而是万有引力，难怪拿破仑在听完拉普拉斯的太阳系介绍后就问 ：你把上帝放在什么地位？无神论者拉普拉斯则直率地回答 ：我不需要这个假设。

拉普拉斯学派还将力学规律广泛用于刚体、流体和固体，加上W.R.哈密顿、G.G.斯托克斯等的共同努力，完善了分析力学，把经典力学推进到更高阶段。该学派还将各种物理现象如热、光、电、磁甚至化学作用都归于粒子间的吸引和排斥，例如用光子受物质的排斥解释反射，光微粒受物质的吸引解释折射和衍射，用光子具有不同的外形以解释偏振，以及用热质粒子相互排斥来解释热膨胀、蒸发等等，都一度取得成功，从而使机械的唯物世界观统治了数十年。正当这学派声势煊赫、如日中天时，受到英国物理学家T.杨和这个学派的后院法兰西科学院及科学界的挑战，J.B.V.傅里叶从热传导方面，T.杨、D.F.J.阿拉戈、A.-J.菲涅耳从光学方面，特别是光的波动说和粒子说（见光的二象性）的论争在物理史上是一个重大的事件。为了驳倒微粒说，年轻的土木工程师菲涅耳在阿拉戈的支持下，制成了多种后以他的姓命名的干涉和衍射设备，并将光波的干涉性引入惠更斯的波阵面在介质中传播的理论 ，形成惠更斯-菲涅耳原理，还大胆地提出光是横波的假设，并用以研究各种光的偏振及偏振光的干涉，他创造了“菲涅耳波带”法，完满地说明了球面波的衍射，并假设光是以太的机械横波解决了光在不同介质界面上反射、折射的强度和偏振问题，从而完成了经典的波动光学理论。菲涅耳还提出地球自转使表面上的部分以太漂移的假设并给出曳引系数。也在阿拉戈的支持下，J.B.L.傅科和A.H.L.菲佐测定光速在水中确比空气中为小，从而确定了波动说的胜利，史称这个实验为光的判决性实验。此后，光的波动说及以太论统治了19世纪的后半世纪，着名物理学家如法拉第、麦克斯韦、开尔文等都对以太论坚信不疑。另一方面，利用干涉仪内干涉条纹的移动，可以精确地测定长度、速度、曲率的极微细的变化；利用棱镜和衍射光栅产生的光谱，可以确定地上和天上的物质的成分及原子内部的变化。因此这些光学仪器已成为物理学、分析化学、物理化学和天体物理学中的重要实验手段。
蒸汽机的发明推动了热学的发展 ，18世纪60年代在 J.瓦特改进蒸汽机的同时，他的挚友J.布莱克区分了温度和热量，建立了比热容和潜热概念，发展了量温学和量热学，所形成的热质说和热质守恒概念统治了80多年。在此期间，尽管发现了气体定律，度量了不同物质的比热容和各类潜热 ，但对蒸汽机的改进帮助不大，蒸汽机始终以很低的效率运行。1755年法国科学院坚定地否决了永动机 。1807年T.杨以“能”代替莱布尼兹的“活力” ，1826年 J. V. 彭赛列创造了“功”这个词。1798年和1799年，朗福德和H.戴维分析了摩擦生热，向热质说挑战；J.P.焦耳从 19 世纪 40 年代起到1878年，花了近40年时间，用电热和机械功等各种方法精确地测定了热功当量 ；生理学家 J.R.迈尔和H.von亥姆霍兹 ，更从机械能、电能、化学能、生物能和热的转换，全面地说明能量既不能产生也不会消失，确立了热力学第一定律即能量守恒定律。在此前后，1824年，S.卡诺根据他对蒸汽机效率的调查，据热质说推导出理想热机效率由热源和冷却源的温度确定的定律。文章发表后并未引起注意。后经R.克劳修斯和开尔文分别提出两种表述后，才确认为热力学第二定律。克劳修斯还引入新的态函数熵；以后，焓、亥姆霍兹函数、吉布斯函数 等态函数相继引入 ，开创了物理 化学 中的重要分支——热化学。热力学指明了发明新热机、提高热机效率等的方向，开创了热工学；而且在物理学、化学、机械工程、化学工程 、冶金学等方面也有广泛的指向和推动作用。这些使物理化学开创人之一W.奥斯特瓦尔德曾一度否认原子和分子的存在 ，而宣扬“唯能论”，视能量为世界的最终存在 。但另一方面，J.C.麦克斯韦的分子速度分布率（见麦克斯韦分布）和L.玻耳兹曼的能量均分定理把热学和力学综合起来，并将概率规律引入物理学，用以研究大量分子的运动，创建了气体分子动力论（现称气体动理论），确立了气体的压强、内能、比热容等的统计性质，得到了与热力学协调一致的结论。玻耳兹曼还进一步认为热力学第二定律是统计规律，把熵同状态的概率联系起来，建立了统计热力学。任何实际物理现象都不可避免地涉及能量的转换和热量的传递，热力学定律就成为综合一切物理现象的基本规律。经过20世纪的物理学革命，这些定律仍然成立。而且平衡和不平衡、可逆和不可逆、有序和无序乃至涨落和混沌等概念，已经从有关的自然科学分支中移植到社会科学中。
在19世纪20年代以前 ，电和磁始终认为 是两种不同的物质，因此，尽管1600年W.吉伯发表《论磁性》，对磁和地磁现象有较深入的分析 ，1747 年B.富兰克林提出电的单流质理论，阐明了正电和负电，但电学和磁学的发展是缓慢，1800年A.伏打发明伏打电堆，人类才有能长期供电的电源 ，电开始用于通信 ；但要使用一个电弧灯 ，就需联接2千个伏打电池，所以电的应用并不普及。1920年H.C.奥斯特的电流磁效应实验，开始了电和磁的综合，电磁学就迅猛发展，几个月内 ，通过实验A.-M.安培建立平行电流间的安培定律 ，并提出磁分子学说 ，J.-B.毕奥和F.萨伐尔建立载流导线对磁极的作用力（后称毕-萨-拉定律），阿拉戈发明电磁铁并发现磁阻尼效应，这些成就奠定了电磁学的基础。1831年M.法拉第发现电磁感应现象，磁的变化在闭合回路中产生了电流，完成了电和磁的综合，并使人类获得新的电源。1867年W.von 西门子发明自激发电机 ，又用变压器完成长距离输电，这些基于电磁感应的设备，改变了世界面貌，创建了新的学科——电工学和电机工程。法拉第还把场的概念引入电磁学；1864年麦克斯韦进一步把场的概念数学化，提出位移电流和有旋电场等假设，建立了麦克斯韦方程组，完善了电磁理论，并预言了存在以光速传播的电磁波。但他的成就并没有即时被理解，直到H.R.赫兹完成这组方程的微分形式，并用实验证明麦克斯韦预言的电磁波，具有光波的传播速度和反射 、折射干涉、衍射、偏振等一切性质，从而完成了电磁学和光学的综合，并使人类掌握了最快速的传递各种信息的工具 ，开创了电子学这门新学科。
直到19世纪后半叶 ，电荷的本质是什么 ，仍没有搞清楚，盛极一时的以太论，认为电荷不过是以太海洋中的涡元。H.A.洛伦兹首先把光的电磁理论与物质的分子论结合起来 ，认为分子是带电的谐振子 ，1892年起 ，他陆续发表“电子论”的文章 ，认为1859年 J.普吕克尔发现的阴极射线就是电子束；1895年提出洛伦兹力公式，它和麦克斯韦方程相结合，构成了经典电动力学的基础；并用电子论解释了正常色散、反常色散（见光的色散）和塞曼效应。1897年J.J.汤姆孙对不同稀薄气体、不同材料电极制成的阴极射线管施加电场和磁场，精确测定构成阴极射线的粒子有同一的荷质比 ，为电子论提供了确切的实验根据。电子就成了最先发现的亚原子粒子 。1895年W.K.伦琴发现X射线，延伸了电磁波谱 ，它对物质的强穿透力，使它很快就成为诊断疾病和发现金属内部缺陷的工具 。1896年A.-H.贝可勒尔发现铀的放射性 ，1898年居里夫妇发现了放射性更强的新元素——钋和镭，但这些发现一时尚未引起物理学界的广泛注意
20世纪的物理学 到19世纪末期 ，经典物理学已经发展到很完满的阶段，许多物理学家认为物理学已接近尽头，以后的工作只是增加有效数字的位数。开尔文在19世纪最后一个除夕夜的新年祝词中说：“物理大厦已经落成，……动力理论确定了热和光是运动的两种方式，现在它的美丽而晴朗的天空出现两朵乌云，一朵出现在光的波动理论，另一朵出现在麦克斯韦和玻耳兹曼的能量均分理论。”前者指的是以太漂移和迈克耳孙 - 莫雷测量地球对（绝对静止的）以太速度的实验，后者指用能量均分原理不能解释黑体辐射谱和低温下固体的比热。恰恰是这两个基本问题和开尔文所忽略的放射性，孕育了20世纪的物理学革命。
1905 年 A. 爱因斯坦为了解决电动力学应用于动体的不对称(后称为电动力学与伽利略相对性原理的不协调)，创建了狭义相对论，即适用于一切惯性参考系的相对论。他从真空光速不变性出发，即在一切惯性系中，运动光源所射出的光的速度都是同一值，推出了同时的相对性和动系中尺缩 、钟慢的结论 ，完满地解释了洛伦兹为说明迈克耳孙 -莫雷实验提出的洛伦兹变换公式，从而完成了力学和电动力学的综合。另一方面，狭义相对论还否定了绝对的空间和时间，把时间和空间结合起来，提出统一的相对的时空观构成了四度时空；并彻底否定以太的存在，从根本上动摇了经典力学和经典电磁学的哲学基础，而把伽利略的相对性原理提高到新的阶段，适用于一切动体的力学和电磁学现象。但在动体或动系的速度远小于光速时，相对论力学就和经典力学相一致了。经典力学中的质量、能量和动量在相对论中也有新的定义，所导出的质能关系为核能的释放和利用提供了理论准备。1915年，爱因斯坦又创建广义相对论，把相对论推广到非惯性系，认为引力场同具有相当加速度的非惯性系在物理上是完全等价的，而且在引力场中时空是弯曲的，其曲率取决于引力场的强度，革新了宇宙空间都是平直的欧几里得空间的旧概念。但对于范围和强度都不很大的引力场如地球引力场，可以完全不考虑空间的曲率，而对引力场较强的空间如太阳等恒星的周围和范围很大的空间如整个可观测的宇宙空间 ，就必须考虑空间曲率。因此广义相对论解释了用牛顿引力理论不能解释的一些天文现象，如水星近日点反常进动、光线的引力偏析等。以广义相对论为基础的宇宙学已成为天文学的发展最快的一个分支。

另一方面 ，1900年 M.普朗克提出了符合全波长范围的黑体辐射公式，并用能量量子化假设从理论上导出，首次提出物理量的不连续性。1905年爱因斯坦发表光量子假设，以光的波粒二象性，解释了光电效应；1906年又发表固体热容的量子理论；1913年N.玻尔（见玻尔父子）发表玻尔氢原子理论，用量子概念准确地地计算出氢原子光谱的巴耳末公式，并预言氢原子存在其他线光谱，后获证实。1918年玻尔又提出对应原理，建立了经典理论通向量子理论的桥梁；1924年L.V.德布罗意提出微观粒子具有波粒二象性的假设，预言电子束的衍射作用；1925年W.泡利发表泡利不相容原理，W.K.海森伯在M.玻恩和数学家E.P.约旦的帮助下创立矩阵力学 ，P.A.M.狄拉克提出非对易代数理论 ；1926 年
E.薛定谔根据波粒二象性发表波动力学的一系列论文，建立了波函数，并证明波动力学和矩阵力学是等价的，遂即统称为量子力学 。同年6月玻恩提出了波函数的统计解释 ，表明单个粒子所遵循的是统计性规律而非经典的确定性规律；1927年海森伯发表不确定性关系；1928年发表相对论电子波动方程，奠定了相对论性量子理论的基础。由于一切微观粒子的运动都遵循量子力学规律，因此它成了研究粒子物理学、原子核物理学、原子物理学、分子物理学和固体物理学的理论基础，也是研究分子结构的重要手段，从而发展了量子化学这个化学新分支。
差不多同时，研究由大量粒子组成的粒子系统的量子统计法也发展起来了 ，包括1924年建立的玻色-爱因斯坦分布和1926年建立的费米-狄拉克分布 ，它们分别适应于自旋为整数和半整数的粒子系统。稍后，量子场论也逐渐发展起来了 。1927年 ，狄拉克首先提出将电磁场作为一个具有无穷维自由度的系统进行量子化的方案，以处理原子中光的自发辐射和吸收问题。1929年海森伯和泡利建立了量子场论的普遍形式，奠定了量子电动力学的基础。通过重正化解决了发散困难，并计算各阶的辐射修正，所得的电子磁矩数值与实验值只相差2.5×10-10 ，其准确度在物理学中是空前的 。量子场论还正向统一场论的方向发展，即把电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用和引力相互作用统一在一个规范理论中，已取得若干成就的有电弱统一理论、量子色动力学和大统一理论等。

“实践是真理的唯一标准”，物理学也同样遵循这一标准。一切假说都必须以实验为基础，必须经受住实验的验证。但物理学也是思辨性很强的科学，从诞生之日起就和哲学建立了不解之缘。无论是伽利略的相对性原理、牛顿运动定律、动量和能量守恒定律 、麦克斯韦方程乃至相对论、量子力学，无不带有强烈的、科学的思辨性。有些科学家例如在19世纪中主编《物理学与化学》杂志的J.C.波根多夫曾经想把思辨性逐出物理学，先后两次以具有思辨性内容为由，拒绝刊登迈尔和亥姆霍兹的论能量守恒的文章，终为后世所诟病。要发现隐藏在实验事实后面的规律，需要深刻的洞察力和丰富的想象力。多少物理学家关注θ-τ之谜 ，唯有华裔美国物理学家李政道和杨振宁，经过缜密的思辨，检查大量文献，发现谜后隐藏着未经实验鉴定的弱相互作用的宇称守恒的假设。而从物理学发展史来看，每一次大综合都促使物理学本身和有关学科的很大发展，而每一次综合既以建立在大量精确的观察、实验事实为基础，也有深刻的思辨内容。因此一般的物理工作者和物理教师，为了更好地应用和传授物理知识，也应从物理学的整个体系出发，理解其中的重要概念和规律。
应用 物理学是广泛应用于生产各部门的一门科学 ，有人曾经说过，优秀的工程师应是一位好物理学家。物理学某些方面的发展，确实是由生产和生活的需要推动的。在前几个世纪中，卡诺因提高蒸汽机的效率而发现热力学第二定律，阿贝为了改进显微镜而建立光学系统理论，开尔文为了更有效地使用大西洋电缆发明了许多灵敏电学仪器；在20世纪内，核物理学、电子学和半导体物理、等离子体物理乃至超声学、水声学、建筑声学、噪声研究等的迅速发展，显然和生产 、生活的需要有关。因此，大力开展应用物理学的研究是十分必要的。另一方面，许多推动社会进步，大大促进生产的物理学成就却肇始于基本理论的探求，例如：法拉第从电的磁效应得到启发而研究磁的电效应，促进电的时代的诞生；麦克斯韦为了完善电磁场理论，预言了电磁波，带来了电子学世纪；X射线、放射性乃至电子 、中子的发现 ，都来自对物质的基本结构的研究。从重视知识、重视人才考虑，尤应注重基础理论的研究。因此为使科学技术达到世界前列，基础理论研究是绝不能忽视的。
展望 21世纪的前夕 ，科学家将从本学科出发考虑百年前景。物理学是否将如前两三个世纪那样，处于领先地位，会有一番争议，但不会再有一位科学家像开尔文那样，断言物理学已接近发展的终端了。能源和矿藏的日渐匮乏，环境的日渐恶化，向物理学提出解决新能源、新的材料加工、新的测试手段的物理原理和技术。对粒子的深层次探索，解决物质的最基本的结构和相互作用，将为人类提供新的认识和改造世界的手段，这需要有新的粒子加速原理，更高能量的加速器和更灵敏、更可靠的探测器。实现受控热核聚变，需要综合等离子体物理、激光物理、超导物理、表面物理、中子物理等方面知识，以解决有关的一系列理论技术问题。总之，随着新的技术革命的深入发展，物理学也将无限延伸。

④ 请教大侠们科普读物《物理学的进化》一书中碰到的问题！

气体和固体不一样，根据阿佛加德罗定律，同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数
这是因为气体的分子相对于分子间隙来说实在太小了，可以不用计算。

⑤ 伽利略对运动的研究成果

伽利略进行科学实验的目的主要是为了检验一个科学假设是否正确，而不是盲目地收集资料，归纳事实。这种研究方法是实验—数学方法，这就为自然科学的发展，为科学方法论开出一个新生面。同时这个研究，构成了他的巨着《两种新科学的对话》的中心，为新力学奠定理论基础。牛顿正是在这个基础上阐明了他的天体力学。

伽利略在斜面实验中，观察到一个沿着光滑斜面向上滑动的物体，因斜面的斜角不同而受到不同程度的减速，斜角越小，减速越小。如在无阻力的水平面上滑动，则应保持原速度永远滑动，因而得出这样的结论：“一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这种速度——这个条件只有在水平的平面上才有可能，因为在斜面的情况下，朝下的斜面提供了加速的起因，而朝上的斜面提供了减速的起因；由此可知，只有在水平面上运动才是不变的。”[《两门新科学的对话》，第三天，问题9，假设23注]这样，伽利略便第一次提出了惯性概念，并第一次把外力和“引起加速或减速的外部原因”即运动的改变联系起来。与前述的匀加速运动实验结合在一起，伽利略提出了惯性和加速度这个全新的概念，以及在重力作用下物体作匀加速运动的全新的运动规律，为牛顿力学理论体系的建立奠定了基础。这种新的惯性概念，推翻了1000多年以来亚里士多德学派认为物体运动靠精灵或外界迂回空气推动的说法，也澄清了中世纪含糊的“冲力”说。这是人类长期以来研究机械运动的理论成果，并且得到了当时地动说支持者们的拥护。伽利略虽然没有明确地写出惯性原理，可是表明了这是属于物体的本性的客观规律，在研究其他物理问题时，他熟练地运用了它。然而他未能摆脱柏拉图关于行星作圆运动的观点，相信“圆惯性”的存在，因此未能将惯性运动概念推广到一切物体运动上。完整的惯性原理是在伽利略逝世后两年由笛卡尔表述的。

伽利略的惯性原理，来源于他进行了两种实验。第一种实验是现实的科学实验，即尽可能排除干扰，在最纯粹的状态下（例如，将摩擦力减少到最大限度）做实验，以暴露出自然规律；第二种实验，是设想在没有任何阻力的绝对光滑的平面上做的实验，叫做“理想实验”，或“想象中的实验”，这个实验虽然是在想象中做的，但它是建立在可靠的事实基础上的，是抽象的思维与精确的事实的高度结合。这两种实验结合起来就是实验——抽象——推理的方法。爱因斯坦高度评价伽利略的方法。他说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去。”[《物理学的进化》第4页。]

惯性定律的发现是很不简单的，因为它不仅要推翻两千年来一直妨碍物理学进步的亚里士多德的理论，而且要推翻日常经验在人们心中造成的顽固观念。因为日常的经验告诉我们，推动某一物体向前运动时，一旦不再施加推力，物体便趋于静止。如一驾马车，当马匹不再拉它时，它就静止在地面上。因此，用直觉——推理的方法（或现象——推理的方法）来研究它，就会得出结论，要维持物体的匀速运动，必须保持一个力的作用。亚里士多德就是用这种就现象论现象，按现象的表面形态来认识现象的方法得出这个结论的。但是伽利略的研究方法与此不同，他认识到问题的复杂性，认识到现象是由各种因素交织而成的。因此不依靠对事物的表面现象进行推理，而是通过实验来寻求结论。

伽利略把物体速度的大小和方向的改变或加速度的产生归诸力的作用，这是对力的性质的客观认识，也是牛顿第二定律的雏形。惯性原理的发现破除了力是运动原因的旧概念，而认为力是改变运动状态的原因。牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中高度评价伽利略对第一、第二两运动定律所作的开创性工作。

在弹道的研究中，伽利略发现水平与垂直两方向的运动各具有独立性，互不干涉，但通过平行四边形法则又可合成实际的运动径迹。他从垂直于地面的匀加速运动和水平方向的匀加速运动，完整地解释了弹道的抛物线性质，这是运动的合成研究的重大收获，并具有实用意义。

在发现惯性定律的基础上，伽利略提出了相对性原理：力学规律在所有惯性坐标系中是等价的。力学过程对于静止的惯性系和运动的惯性系是完全相同的。换句话说，在一系统内部所作任何力学的实验都不能够决定一惯性系统是在静止状态还是在作等速直线运动。伽利略在《对话》中写道：当你在密闭的运动着的船舱里观察力学过程时，“只要运动是匀速的，决不忽左忽右摆动，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化，你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动。即使船运动得相当快，在跳跃时，你将和以前一样，在船底板上跳过相同的距离，你跳向船尾也不会比跳向船头来得远，虽然你跳到空中时，脚下的船底板向着你跳的相反方向移动。你把不论什么东西扔给你的同伴时，不论他是在船头还是在船尾，只要你自己站在对面，你也并不需要用更多的力。水滴将象先前一样，垂直滴进下面的罐子，一滴也不会滴向船尾，虽然水滴在空中时，船已行使了许多拃。鱼在水中游向水碗前部所用的力，不比游向水碗后部来得大；它们一样悠闲地游向放在水碗边缘任何地方的食饵。最后，蝴蝶和苍蝇将继续随便地到处飞行，它们也决不会向船尾集中，并不因为它们可能长时间留在空中，脱离了船的运动，为赶上船的运动显出累的样子。如果点香冒烟，则将看到烟象一朵云一样向上升起，不向任何一边移动。所有这些一致的现象，其原因在于船的运动是船上一切事物所共有的，也是空气所共有的。”相对性原理是伽利略为了答复地心说对哥白尼体系的责难而提出的。这个原理的意义远不止此，它第一次提出惯性参照系的概念，这一原理被爱因斯坦称为伽利略相对性原理，是狭义相对论的先导。

伽利略由于彻底研究了落体运动和惯性运动。于是就推翻了亚里士多德关于运动分为天然运动和被迫运动，以及地上运动和天上运动的运动分类。而将运动区分为匀速运动和加速运动（即变速运动）两种。在人类历史上首次建立了速度和加速度的明确概念。同样他由于研究平水方向的惯性运动和垂直方向的落体运动，因而也就解决了这两种运动的合成运动——抛射体的抛物线运动问题。并由于研究了曲线运动，又将速度的概念和速率的概念区分开来。

伽利略还有一个重要贡献，就是他引进了动量的概念。他说：“显然，推动者或阻挡者的力（动量）并不是一个简单的概念，它是由两个共同决定运动量度的观念所决定。其一是重量（质量），其二是速度。”[Max jammer：《Concepts of force》Havvord university press，P126.]

伽利略由观察到教堂悬灯的摆动对摆进行实验研究，发现单摆的周期与摆长的平方根成正比，而与振幅大小和摆锤重量无关。这个规律为此后的振动理论和机械计时器件的设计方案建立了基础。

前人对于光速是否有限从来没有明确的认识。伽利略观察了闪电现象，认为光速是有限的，并设计了测量光速的掩灯方案。但限于当时的实验条件，用这种测量方法实际测到的主要只是实验者的反应和人手的动作时间，而不是光的行进时间。然而，如果有了明暗变化有规律的光源或高速机械控制的器件代替人手动作，是可以测量到真正的光速，后来木卫星食法、转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光灯法等光速测量方法都借鉴于掩灯方案。

伽利略不但亲自设计和演示过许多实验，而且亲自研制出不少实验仪器。他的工艺知识丰富，制作技术精湛，他所创制的许多实验仪器在当时及对后世都很有影响，如浮力天平、温度计、望远镜

20年来伽利略在物理学和天文学研究上的丰硕成果，激起了他学术上的更大企求。为了取得充裕实践致力于科学研究，1610年春，他辞去大学教职，接受托斯卡纳公国大公聘请，担任宫廷首席数学家和哲学家的闲职与比萨大学首席数学教授的荣誉职位。

⑥ 有什么有意义的书

《活着》 《老人与海》等对有人生意义的书

拓展资料：

《活着》是作家余华的代表作之一，讲诉了在大时代背景下，随着内战、三反五反，大跃进，文化大革命等社会变革，徐福贵的人生和家庭不断经受着苦难，到了最后所有亲人都先后离他而去，仅剩下年老的他和一头老牛相依为命。

《老人与海》（TheOldManandtheSea），是现代美国小说作家海明威创作于1952年的一部中篇小说，也是作者生前发表的最后一部小说。作为他最着名的作品之一，它围绕一位老年古巴渔夫展开，讲述他与一条巨大的马林鱼在离岸很远的湾流中搏斗的历程。虽然对它有不同的文学评价，但它在20世纪小说和海明威的作品中是值得注目的，奠定了他在世界文学中的突出地位。1953年5月4日海明威的《老人与海》获得普利策奖。

⑦ 惯性定律为什么是牛顿第一定律的别称

比亚里士多德稍晚的古希腊的另一位哲学家伊壁 鸠 鲁（公元前 342 — 270 年）却提出了不同的看法，他说： “尽管原子在质量和形式上是那样的不同，然而它们却以同样的速度在虚空的空间中运动．”古罗马原子论者卢克莱修（公元前约 99 — 55 年）在《物性论》中说： “每样东西虽然重量不相等，都必定以同样的速度冲下，通过寂静的虚空运动．”他们两人的看法虽有惯性运动的见解，但仅仅是一种猜测和推理而已．
我国远在春秋战国的 “墨经”上已有惯性的论述．在春秋战国末期的《考工论辀人篇 》 中更有明确的记载：“劝登马力，马力既竭，犹能一取也．”意思是说：马拉车的时候， 马虽然对车不再施 力了，但车还能继续前进一段路，这显然是在讲述一种惯性现象．
14 世纪的 布鲁丹曾经 说过：物体被抛出后，若无外力的作用，它本身的冲力（动量）就能使物体永远保持匀速运动． 15 世纪罗马教会主教库萨的居拉（ 1401 — 1464 年）说： “在光滑地板上运动着的光滑小球，将继续运动直到受到某些物体的制止．”这些人的看法都是从一定哲理出发；缺乏实验根据．但他们都曾先后冲击着亚里士多德的断言．
真正令人们信服的论述是意大利物理学家伽利略（ 1564 — 1642 年）所 作出 的，他在《关于托勒密和哥白尼两种世界体系的对话》一书通过萨尔维阿蒂（伽利略的代言人）和辛普利 邱 （亚里士多德的代言人）的一段对话，对惯性作了阐述：
辛： “如果只是把它放在这个平面上不动，在这种情况下，该物体一点也不动，但是如果沿某个特定方向已经给了它一个初始冲力，那末就再不会有加速或减速的原因．”
萨 ： “确实如此，但是如果没有引起圆球减速的原因，就更不会有使它停住不动的原因了，那末你说这个球会继续运动到多远．”
萨 ： “如果这个空间是无限长的，那末在这个空间中的运动也同样会是无限的吗？也就是说，是永恒的吗？”
辛： “我看是这样．”
在这段对话中，伽利略通过理想实验，使亚里士多德的代言人不得不承认，一种非天然运动竟不需要外力，也能继续不断地运动下去．伽利略还在《关于动力学和局部运动这两种科学的对话》一书中写道： “我们可以进而提出任何速度一旦施加给一个运动着的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度就可以保持不变，不过这是只能在水平面上发生的一种情形，因为在向下倾斜的平面上已经存在一种加速因素，而在向上倾斜的平面上则有一减速因素．由此可见在水平面上的运动是永久的，因为，如果速度是匀速的，它就不能减小或缓慢下来，更不会停止．”伽利略的这些叙述明确地提出了“惯性原理．”
伽利略的惯性原理的结论是作了大量观察和实验推理得到的．因为任何实际运动是不可能把所有外界影响都消除掉的，所以单凭实际观察是不可能 作出 “维持运动不需外力”的结论，还必须运用推理，即对实际的运动加以理想化，正是根据理想的实验，伽利略得出了他的正确结论，把实验和理论分析相结合，从复杂的实际现象中抽象出最简单 最 本质的理想情况加以分析，从而得出对自然规律的正确认识，这是伽利略方法的突出特点，也是他能在科学上 作出 超越前人贡献的基本原因．对于这一点爱因斯坦曾说过：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端．”（《物理学的进化》第 3 页）他还说： “伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点，而用新的观点来代替它，这就是伽利略发现的重要意义．”（《物理学的进化》第 5 页）
伽利略虽然发现了 “惯性原理”，但他并没有完全摆脱亚里士多德的影响，尽管他明确地指出了在无摩擦无边际的水平平面上运动将是永恒的匀速直线运动，但在其他地方，特别是在较早出版的《对话》一书中，他却一再强调均匀 圆运动 才可能是天然的和永恒的．他说他同意亚里士多德的那些结论，承认世界上是一个具有三度空间的体系，因此是最完善的．由于世界是最完善的，它就必然是秩序井然的．“为了维持宇宙各部分的完善秩序，那就必需说运动的物体只能沿圆周运动，如果有什么不沿着圆周运动的物体，那它就必然是不动的．这就是说，只有静止和圆周运动适宜于维持秩序．”所以显然在这里伽利略所说的平面是指各部分和地心等距离的水平面而不是空间的一条直线．
法国的哲学家笛卡儿（ 1596 — 1650 年）在阐明运动量守恒规律时提出： “运动的本质是，如果物体处在运动之中，那么如无其他原因的作用的话，它将继续以同一速度在同一直线方向上运动，既 不 停下来也不偏离原来的方向．”这为人们最终获得惯性定律搭好了跳板，在笛卡儿看来惯性是忍受外界作用的能力，但笛 卡儿曾猜想 惯性是可变的， 即速度 不同惯性也不同，这是他的失误．
英国物理学家数学家、经典物理的奠基人牛顿（ 1642 — 1727 年）在前人的研究基础上于 1687 年发表了历史巨着《自然哲学的数学原理》中对力学的几个基本概念下定义，其中定义 3 ： “物质的惰性力或固有力是一种反抗的能力，由于这种力，任何物体都要保持其静止的或匀速直线运动状态的现状．”对此定义牛顿又作了如下的说明：“由于物质的惰性，物体要脱离其静止状态或运动状态是困难的，基于这种考虑，这种表示惰性的力可以用一个最确切的名称，叫惯性力．”惯性作为一个物体在运动中表现出来的固有的或天然的属性名称一直沿用到今天，这是牛顿首先提出的．牛顿还认为：“这种力总是与具有该力的物体成正比．”这句话在现代教科书上通常写成：一个物体的质量是它的惯性大小的量度，质量大的物体惯性大．
牛顿继续在 “原理”中提出了运动三定律，冠以首位的是：定律 1 ： “每个物体都要继续保持它的静止状态或沿着笔直的直线和匀速运动的状态．除非对它施加外力，以迫使它改变这种状态．”这个定律揭示了任何物体都具有一种保持其原来运动状态的特性即惯性，当物体不受力时，它处于静止匀速直线运动状态，体现了它保持原来运动状态的特性，当物体受到外力作用时，惯性会对运动状态的改变进行反抗，这时这种特性就明显表示出来．所以惯性的正确认识和惯性定律的建立最终应该归于牛顿，因此牛顿第一定律又被称为惯性定律．
牛顿第一定律（惯性定律）的建立，具有深刻的哲学意义，它告诉人们惯性是所有物体具有的本性，打破了地上运动和宇宙空间运动的人为界限，统一了宏观与微观的运动，并提出了处理任何运动的单一模式．由此出发可顺利研究物体运动状态改变的原因，它是第二、第三定律的基础．

⑧ 质能守恒定律的内容

质量与能量是物理学中最基础的概念，人们只要翻开程守珠、江之永主编的高校教材《普通物理学》第1册（1978年9月第三版）第253页，就会看到如下叙述：

质量和能量都是物质的重要属性，质量可以通过物体的惯性和万有引力现象而显现出来，能量则通过物质系统状态变化时对外作功、传递热量等形式而显现出来。质能关系式揭示了质量和能量是不可分割的，这个公式建立了这两个属性在量值上的关系，它表示具有一定质量的物体客体也必具有和这质量相当的能量。

自从质能关系发现以后，有些物理学家错误地解释了这个公式的本质。他们把物质和质量混为一谈，把能量和物质分开，从而认为质量会转变为能量，也就表示物质会变成能量。结果是物质消灭了，流下来的只是转化着的能量。其实，这些论点是完全站不住脚的。因为第一，质量仅仅是物质的属性之一，决不能把物质和它们的属性等同起来；第二， 质量和能量在量值上的联系，决不等同于这两个量可以相互转变。事实上，在一切过程中，这两个量是分别守恒的，能量转化和守恒定律是一条普遍规律，质量守恒定律也是一条普遍规律，并没有发生什么能量向质量转变或质量向能量转变的情况。

我们从上述这段话中应该知晓：质量和能量都是物质的属性，质量和能量不可分割，具有一定质量的物体必具有和这质量相当的能量，反过来具有某种能量的物体也必具有和这能量相当的质量。由于质量和能量是完全对应的关系，人们只要引入一个换算系数K，即可将质量M与能量E之间的关系表示成E＝KM 。 于是，质量的增减和能量的增减就有着相应的关系：

dE ＝ d(KM) ＝ KdM

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

根据牛顿第二定律的微分公式：Fdt ＝ d(MV) = VdM + MdV

因此有：

对两边同时求定积分得：

当V0 ＝ 0时，M0 ＝ m , 故此可得到：

这就是物质在不同的运动速度之时，对应具有的瞬态质量M与其在静止状态时的静质量m之间所存在的关系。该式子中的待定系数K是由Rogers等人通过实验测试得出来的数值，它非常接近真空中的光速C的平方值。有了K≈，就有: E＝KM≈M。

由于M不可能无穷大，1―/K必须大于0 ，所以＜ K ≈。它表明：静质量不等于零的实物体，根据质速关系式子可以在数学上推测出它们的最高速度必须小于光速C 。

在V ＜＜ C时，物体获得的动能P可从如下式子计算得到：

1905年，爱因斯坦提出相对论，即把洛伦兹给出的质速关系M＝m/作为已知式子来推导出质能换算关系E＝M。这实际上犯了一个严重的逻辑错误。要知道，在牛顿第二定律的微分公式 Fdt＝d(MV)与质能换算关系E＝KM里面，已经隐含着M＝m/ 后，就等同于是把E＝后，就等同于是把E ＝M作为了方程解M＝m/的前提。

特别应该知道的是，说质速关系式是由质能关系和牛顿第二定律的微分公式导出来，与相对论无关，并不是在于从数学上可以由谁推导出谁来，最根本的原因是质能关系是比质速关系更为基本的物质属性。而且，从相对论推出质能关系，已经要借助牛顿第二定律的微分公式，它表明牛顿第二定律的微分公式并非是根据狭义相对论研究出来的成果。

作为对照，人们可以查看爱因斯坦和英费尔得合着的《物理学的进化》（书号：13119·450）第145页，其中写道：

经典物理学介绍了两种物质：质与能。第一种有重量，而第二种是没有重量的。在经典物理学中我们有两个守恒定律：一个是对于质的，另一个是对于能的。我们已经问过。现代物理学是否还保持着两种物质和两个守恒定律的观点。答案是：否。根据相对论，在质与能之间没有重要的区别。能具有质量而质量代表着能量。现在只用一个守恒定律。即质量-能量守恒定律，而不再用两个守恒定律了。……

谁把物质和质量、能量混为一谈，从而认为质量会转变为能量？人们从上述这段话中已经看得清清楚楚。爱因斯坦对质量和能量的理解本身还处于混淆不清的状况，他又怎么可能分析得出正确的质能关系和质速关系公式来呢？

事实上，质能关系是物质的本性，并非是人们发现了它之后，物质才开始具有这种关系。质能关系是人们在实践之中对物质本性的认识发现，并不是根据某个公式推导出来的结果。

由于质量和能量都是物质固有的属性，质量通过物体的惯性和万有引力现象显现出来，能量通过物质系统状态变化时对外作功、传递热量等形式显现出来，具有一定质量的物体客体也必具有和这质量相当的能量。这样，人们引入一个换算系数K将任何一个物质具有的质量M和能量E表示成E＝KM ，就是一件顺理成章的事情。人们通过牛顿第二定律的微分公式，可以求解出同一个刚体物质在不同的运动速度下具有的瞬态质量M与其具有的瞬态速度V之间有着如下的一般关系：

若能找到一个实际的特例，通过它计算出该式子中的待定系数K，质能之间就有了明确的换算关系式。显然，这是一件很艰难的研究工作。查看一下物理学的发展史，早在19世纪初，汤母孙（J.J.Thomson）、考夫曼（W.Kaufmann）等人就已经在质速关系的实验和理论研究方面做出了大量有成效的工作。

1904年，哈孙隆耳（F.Hasenohrl）通过实验证实质量增大与辐射能量成正比，并导出E∝M。同一年，洛伦兹根据电子的质量起源于电磁和电子运动时其大小沿速度方向发生收缩的假说，推导出电子质量随速度变化的关系式子为M＝m/。但由于洛伦兹的所依据的分子收缩假说在理论上存在严重问题，人们没有把获得质速关系式子的功劳明确地记在洛伦兹的头上。此后，Rogers通过实验，进一步精确的测试得出，质能换算系数K的数值非常接近真空中的光速C的平方值。

有了K≈，才有E ＝ KM ≈ M 。

在实验中，最好测量的就是速度为零之时静止状态下的物质质量，人们只要测定出一个物体在速度为零之时静止状态下的质量m ，就可以通过质速关系式计算出它在不同的运动速度V之时具有的瞬态质量M；

由于迄今为止的基础物理学教材都没有把上述分析过程全部讲述出来，人们对牛顿第二定律的微分公式常常产生了一些误解。有人以为， Fdt＝d(MV)＝VdM + MdV式子中的M与V可以是独立的自变量，dM与dV无关。更多的人是不明白牛顿第二定律为什么在高速运动下失效。

确实，单从牛顿第二定律的微分公式看，其中的M与V好像是各自独立的自变量。但我们从推导出来的质速关系已经得知M是V的函数，dV≠0时，dM≠0 。由于在dM≠0时，dV可能等于0 ，譬如将几个作完全相同的匀速运动的物体连为一体，对其中原来的任何一个物体而言，都可以说M发生了改变，但V未发生改变。此时，MdV＝0,而 VdM≠0，但F＝0是明摆着的事实。

必须说明dV＝0时dM≠0的来历，否则我们不能继续使用牛顿第二定律的微分式子。只有在M改变的物理意义是dM＝M－M0，必须说明dV＝0时dM≠0的来历，否则我们不能继续使用牛顿第二定律的微分式子。只有在M改变的物理意义是dM＝M－M0 ，而M 对应的是V 、M0对应的是V0时，才是使用牛顿第二定律的微分式子的充分条件。

当物质的运动速度V接近于光速，例如：V在〔0.99999C , 0.999999999C〕范围中进行变化，取V0 ＝ 0.999999999C，此时将有dV ≈ ( V － C )。我们根据牛顿第二定律的微分式子和质能换算关系可以推导得出：

根据此结果，V0越接近于C，速度改变得越少，质量减少一半的推测越准确。这显然是错误的结论。它表明：牛顿第二定律在物质的运动速度接近光速时已不再保持成立，人们不能继续使用根据牛顿第二定律推导得出的质速关系式子，计算光子在速度小于C时对应具有的质量是多少。

从逻辑上说，质能换算系数K≈属于某种巧合，它也就意味着在特殊条件下，光子的运动速度有可能超过通常情况下的真空光速。鉴于具有能量为hν的光子具有相应的惯性质量或引力质量为M＝hν/，从理论上不难分析出：以初速度为C的运动光子垂直于某个星球表面向外发射，当星球的半径R与其质量M满足关系R＝2GM/之时，光子在离开星球到达无穷远处时速度将减为零。实际上只要到达足够远后，该光子的速度将降低到足够小。一旦光子具有的能量减小到已不足以使它还能以光子的形式存在之时，该光子就会被转换成其它的物质存在形式。于是，人们将观察不到从距地球遥远的此类星球表面发出来的光线。虽然它们可以将周围临近的物体吸引到自己上面去，外面射向它的光线也会被它们所接受，但是它们发出的任何射线却不能被足够远处的观察者观测到。

这类星球也就是所谓的“黑洞”，并构成一种类型的“暗物质”。当然，这只是理论上忽略了诸多未确定因素进行的推导，实际在宇宙中是否存在“黑洞”星体，迄今仍然还是一个迷！

在人们弄清楚了质量与能量之间的关系后，光子在强引力场中运动所发生的光线偏转，完全可以用大家早已熟悉的经典力学公式去进行分析，它不再是困扰人们思想的问题。

物质运动速度的改变，也就是能量从一个物质转移到了另一个物质上。作为能量集合体的物质，能量发生增加或减少，将相应地反映到质量的增加或减少上。

质能关系的应用，原理上只能在相对于与绝对空间保持静止的参照系中才能使用，也即该公式不能传递到局部惯性系上去使用。但由于太阳系相对于银河系的系统质心，近似在银河系对称中心，仅以每秒几十公里的线速度进行运动，除非是整个银河系的系统质心以极高速度相对于与绝对空间保持静止的参照系进行运动，在地面上做质能关系实验研究时，低速下质量的改变几乎观察不出来，而在速度达到每秒几百公里，每秒几千公里时，地球系统自身的背景运动速度又可以忽略不记了。由于这个特殊原因，使得质速关系可以在地面上的参照系中近似地使用。

根据质能关系和牛顿第二定律推导出来的质速关系公式，并没有告诉具体的作用过程怎样进行。例如，加热引起的质量增加并没有发生物体在宏观上有速度变化，人们只是将它解释为分子的运动速度发生了改变。火箭发射时，飞行速度的变化也与质速关系公式完全不相同，人们也只能把质速关系归结到分子运动的层次上。由此可见，适合应用质速关系式的场所，应该是基本粒子接受或释放出能量之时的作用过程。

⑨ 物理学的进化的目录

1．机械观的兴起
2．机械观的衰落
3．场，相对论
4． 量子
“机械观的兴起”这一部分作者以“奥妙的侦探故事”开始，把科学家的科学活动比作读者读侦探小说。作者认为我们在读小说时总有一个所期望的答案，并且希望能够在小说中得到证实，而科学家们也有自己所期望的答案，并且希望能够在自然界中得到证实，但是至今没有得到这样的解答，甚至“不能肯定它是否有一个最后的答案”。“虽然我们不断地向前迈进，但是圆满的解答似乎不断地在向后退逃”。但是科学研究又不像读小说那么简单：“科学家不能像读者一样翻到小说最后一页看结局，他们只能自己去寻找答案，从这种意义上说，科学家既是读者又是侦探。”
这个类比让人想起T.Kuhn把科学研究比作解谜，如出一辙。
作者提到牛顿力学体系以及机械的自然观兴起的几个线索：运动问题、质量问题、热问题、能量问题。这些问题最终都归于牛顿力学的框架之下，都能够被很好的解释。在“哲学背景”中，作者提到：“从希腊哲学到现代物理学的整个科学史中不断有人力图把表面上极为复杂的自然现象归结为几个简单的基本观念和关系。这就是整个自然哲学的基本原理。”似乎牛顿力学和机械的自然观似乎实现了这种理想，但是 “为了解释不同的现象而引入许多种不同形式的力，这种必然性从哲学的观点来看自然式很不圆满的。”这就为以后三章埋下了伏笔。
这一部分有一些很有意思的句子，比如：
“凡是要用实验来加以证明或推翻的结论实际上都是一些猜测罢了。”
“物理学的概念是人类智力的自由创造，它不是（虽然表面上看上去是的）单独地由外在世界所决定的。”
在运动问题中，作者特别提到了矢量，觉得很有趣，作者指出很多怀疑论者认为矢量没有任何用处，但是作者就像上面一句话所说的，认为主客观是不能分开的。
作者还有一个非常有意思的观点，他认为：人类的智力正在接近这个极限，即“客观真理”。
第一部分写了这么多，后三部分就说的简明扼要一些，虽然也许后三部分更为重要一些。
“机械观的衰落”这部分作者提到了电现象和磁现象，人们希望能够用机械的自然观解释这些现象，虽然能够分别解释，却增加了很多繁琐的概念。但是当研究电磁之间的相互作用时，用牛顿力学体系来解释就不仅仅是繁琐了，而是面临着危机，这就为第三部分场的概念的提出埋下伏笔。作者又提到了波，更是把光重点的来说，对于光现象进行了探讨，光用例子解释显然不完美，那么用波呢？是横波还是纵波呢？波的传播需要解释，没有物质怎能凭空产生波呢？这显然是传统物理学所不能解释的，于是人们提出了“以太”的概念，然而这个凭空想出的东西再次不能够证实，反而被证伪。
第三部分和第四部分就是被现在所基本认同的现代物理学的基本理论：场、相对论和量子力学。似乎这些不太便于常人思考的概念被解释得稍微通俗易懂一些，然而我看得还是不太懂。
这两部分挑出了两部分来看，第三部分的“场与实物”与第四部分的“物理学与实在”，我的理解是这里他们所指的实在是主体和客体共生的产物。这里似乎是对于“科学实在论”的探讨。
这本书的最后提到：
“我们力图借助于物理学理论为自己寻求一条通过大量已观察到的情况所构成的迷宫的道路，来整理和理解我们的感觉印象。我们希望观察到的情况能够和我们对实在所作的概念相符。如果不相信我们的理论结构能够领悟到客观实在，如果不相信我们世界的内在和谐性，那么就不会有任何科学。这种信念是，并且永远是一切科学创造的根本动机。……”
不过我觉得这里没有首尾呼应，归结到那个侦探小说的读者之上，是一个遗憾吧。
【附】《物理学进化》目录
■机械观的兴起
奥妙的侦探故事
第一个线索
矢量
运动之谜
还有一个线索
热是一种物质吗
升降滑道
转换率
哲学背景
物质动力论
结语
■机械观的衰落
两种电流体
磁流体
第一个严重的困难
光的速度
作为物质的光
色之谜
波是什么
光的波动说
光波是纵波还是横波
以太与机械观
结语
■场，相对论
场的图示法
场论的两大台柱
场的实在性
场与以太
力学的框架
以太与运动
时间，距离，相对论
相对论与力学
时——空连续区
广义相对论
在升降机外和升降机内
几何学与实验
广义相对论及其实验验证
场与实物
结语
■量子
连续性、不连续性
物质和电的基本量子
光量子
光谱
物质波
几率波
物理学与实在
结语

⑩ 《物理学的进化物理学的进化》epub下载在线阅读，求百度网盘云资源

《物理学的进化》（[德] 艾·爱因斯坦）电子书网盘下载免费在线阅读

资源链接：

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

书名：物理学的进化

作者：[德] 艾·爱因斯坦

译者：周肇威

豆瓣评分：9.0

出版社：湖南教育出版社

出版年份：1999-8

页数：210

内容简介：本书是着名科学家、物理学奠基人艾·爱因斯坦和着名科学家利·英费尔德合着的科普名着，主要介绍了物理学观念从伽利略、牛顿时代的经典理论发展到现代的场论、相对论和量子论的演变情况，其中选择了几个主要的转折点来阐明经典物理学的命运和现代物理学中建立新观念的动机，从而指引读者怎样去找寻观念世界和现象世界的联系。全书不引用数学公式，文字通俗，举例浅显，编写体裁别开一面。