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人类物理学发展史

 q1338 2017-12-06

 物理是研究物质运动、物质存在形式的以实验为基础的自然学科,通过理论指导结合实验数据找出物质之间的内在联系确认其相互关系是物理研究永恒不变的主题。掌握自然规律的多少直接决定人类文明的发达程度。正如牛顿所说:“站在巨人的肩膀上”一样,如今人类的文明正是建立在无数物理学家的巨大贡献之上!

人类物理学发展史

牛顿摆

物理源于古希腊“φυσικ”原意为自然。古欧洲称之为自然哲学,其研究范围广泛并不独立,直至19世纪正式成为独立学科。物理的发展历史可以用三个阶段概括,第一个阶段是从人们认识周边事物到使用一个法则将其统一、第二个阶段是从人们发现现有定律无法解决宇宙一些现象到人们打破固有常识认识微观及高速运动世界、但三阶段是从认识高速运动世界直到现在。第一阶段的结束是牛顿运动定理、第二阶段的结束是爱因斯坦的相对论,在这两个人类历史长河中最伟大的成就中人们完成了对世界纷繁多样到简单统一的历程。

运动是生活中最习以为常的事,严格意义上来说没有什么东西是静止不动的。古希腊哲学家亚里士多德认为运动是力作用的结果,一旦没有力物体就无法运动。这是人们早期对物体运动理解的总结,在司法断案中通过这一观点导致不少冤假错案。直到伽利略通过实验证明物体运动不是力作用的结果。力是改变物体状态的原因这是实验的最终结论,他还通过比莎斜塔实验推翻了亚里士多德中的物体下落快的观点。不仅如此,他制造了第一架天文望远镜并绘制第一张月球地图,他确立了实验与理论相结合的研究方法。

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物体下落实际受力情况

伽利略揭示了力与运动之间的关系,那是人们研究范围已经包括天文、数学、哲学、植物学等,自然与人类之间一就隔着一层神秘的面纱。最后牛顿揭开了在这层神秘的面纱,牛顿在数学、物理学、天文学领域作出重大贡献。在数学领域牛顿创立微积分,这是对不均匀(过去人们总是在求平均)变化难以计算的终结,同时它也是牛顿运动定律及天体运动规律的基础。牛顿第一运动定律总结了伽利略的研究成果给出了力与速度之间的关系,其第二定律是力与加速度的关系,而牛顿第三定律是万有引力定律,这三大定律结合微积分以及麦克斯韦发现的电磁理论和能量定律第一次将人类认识的世界统一(使用它们可以解决当时任何问题)天文、地理、生物、航海等都能够得到解释,因为自然就是各种物质在里的作用下变化所形成的,任何事物无论是多么特殊都不例外!

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万有引力作用下的天体无法逃离中心天体

牛顿之后,物理学家们一直认为自然界根本法则已经被找到,而他们则只需要找到所有未知的物质以及其性质即可。但是麦克斯韦测量光的传播速度无论相对于什么参考系都不发生改变是人们十分迷惑,最后爱因斯坦以光速不变和相对性原理为基本假设创立了狭义相对论,它与牛顿所创造的力学世界唯一的不同是在牛顿运动体系不考虑事件发生到观察者看到事件发生的这一过程,例如,一段长为AB的铁轨火车长为CD并由A向B行驶,此时闪电击中B那么AB谁先看到闪电?以牛顿运动的观点来看是同时(在计算任何问题是都未考虑事件发生在空间的传播时间,也就是人看到事件发生)但爱因斯坦却不这样认为。以这样两条基本假设推广到宇宙万物就是广义相对论,经过洛伦兹变换就能得到物体运动的公式。相对论是对宇物体告诉运动的解释,因为物体速度越快就越接近光速,假如达到光速就会出现你刚看到一个人向你跑来时就已经到你身边。这是一个非常大的突破,人们之前想当然地处于牛顿运动体系从未想过看到你在那你就在那的实际上你并不在那因为光速有限!

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爱因斯坦

相对论对人类影响是巨大的。现在量子力学、弦和超弦构成了高能物理学的主要部分,这是物理学发展的第三阶段(小编划分的阶段),现在理论知识已经远远超过当前人类科技水平,很多理论很难得到验证。如果要找出宇宙真正的根本法则的话可能要到人类走向深空之后了!

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