1、物理,It doesnt matter how beautiful your theory is， it doesnt matter how smart you are. If it doesnt agree with experiment， its wrong. 无论你有多聪明，无论你的理论有多完美，如果不符合实际，那么它就是错的。 费曼,前言,物理是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。是一门以实验为基础的自然科学,物理学的一个永恒主题是寻找各种序（orders）、对称性（symmetry）和对称破缺（symmetry-breaking）、守恒律（conservation law
2、s）或不变性（invariance）。,“物理”一词的最先出自希腊文，原意是指自然。古时欧洲人称呼物理学作“自然哲学”。从最广泛的意义上来说即是研究大自然现象及规律的学问。汉语、日语中“物理”一词起自于明末清初科学家方以智的百科全书式著作物理小识。在物理学的领域中，研究的是宇宙的基本组成要素：物质、能量、空间、时间及它们的相互作用；借由被分析的基本定律与法则来完整了解这个系统。物理在经典时代是由与它极相像的自然哲学的研究所组成的，直到十九世纪物理才从哲学中分离出来成为一门实证科学。物理学与其他许多自然科学息息相关，如数学、化学、生物和地理等。特别是数学、化学、地理学。化学与某些物理学领域的关系
3、深远，如量子力学、热力学和电磁学，而数学是物理的基本工具，地理的地质学要用到物理的力学，气象学和热学有关。,目录,物 理 学 古 今,前言,物 理 学 界 的 巨 大 成 就,著 名 物 理 学 家,其 他 物 理 知 识,封底,我不知道世人对我的看法如何，我只觉得自己好像是个在海滨游戏的男孩，有时为了找到一块光滑的石子或比较美丽的贝壳而高兴，而真理的海洋仍然在我的前面而未被发现。 牛顿,古代物理学,总的来说，我国古代力学知识与古代精湛的工艺技术往往密不可分，但各时期对技术知识的整理汇集、研究提高、保存流传都未受到重视，致使技术特别是科技理论不能代替人力形成明显的生产力，科举八股把教育与知识分
4、子的注意力引到文字游戏或仕途官场上。一方面是大量生产知识与技术积累而又散失，缺乏系统整理，一方面是经验性的定性的力学概念始终带有思辨色彩（如“气”、“道”、“理”），缺乏数学的定量引用和系统实验的基础，因此经典力学理论只能等待西方传入。,木生火，火生土，土生金，金生水，水生木； 木克土，土克水，水克火，火克金，金克木。,我国原始五行说发展到了春秋时代，又出现了五行相生相克的学说，即,五行依一定的相生次序而相生；又依一定的相克次序而相征服。这种关系深刻地揭示了组成世界的五种基本物质元素在相互转化的复杂变换过程中，生成和消失的速率是受控的，在量上是互补的，因而元素的种类和总量不增不减，物质守恒。,
5、返回目录 现代物理学 未来物理学,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。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。 其次，物理又是一种智能。 诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言：“与其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现，倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础。”物理学之所以被人们公认为一门重
6、要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此，使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶，文明的瑰宝。 大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过，自20世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物及医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景；这意味着他们从物理学中汲取了智能，转而在非物理领域里获得了成功。反过来，却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指
7、出：没有物理修养的民族是愚蠢的民族！ 总之物理学是概括规律性的总结，是概括经验科学性的理论认识。,现代物理学,返回目录 古代物理学 未来物理学,格罗斯指出，目前物理学面临的个问题将引导未来物理学的发展。这些问题涉及相对论、量子力学、生命科学等，从微观粒子到整个宇宙，从计算机科学到人类的意识。 格罗斯的报告从最大问题“宇宙的起源”开始。他说，观测表明宇宙是从非常小的点爆炸而来，目前正在膨胀。但是，在宇宙诞生的极早期，目前的物理理论比如广义相对论和标准模型都不适用，这需要新的物理理论才能解释。紧接着，他又提出，观测表明宇宙中存在暗物质和暗能量，但是它们的起源和本质仍然是个谜。 针对物理学中最著名的
8、理论之一广义相对论，格罗斯提出的问题是：广义相对论在所有尺度上都正确吗？在这个大问题下，他又提出了描述黑洞这种天体需要什么理论、爱因斯坦预言的引力波是否存在等一系列子问题。 针对与相对论齐名的量子力学，格罗斯提出的问题是：尽管它取得了巨大成功，但是它是描述自然的终极理论吗？它会不会出现失效的情况？与这个问题相关，格罗斯又提出了有关标准模型、超对称、量子色动力学和弦论的一系列问题。 格罗斯还从哲学高度对物理学提出了个问题。第个是关于物理学的基本哲学思想还原论的问题，他提出：是否应该怀疑这个物理学的根本思想？是否应该在对待这个问题方面保持一个开放的态度？ 第个是关于物理“理论”的问题，他提出：“理
9、论”是否必须靠实验判断正确与否？还是也可以由基本物理原理发展出来而不必非得在实际中实现？第个是物理学发展中可能存在的危险的问题，他提出：如何看待越来越难以实现的物理学实验计划？新的物理学研究途径应当是什么？,未来物理学,返回目录 古代物理学 现代物理学,经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。,经典力学,牛顿第
10、一定律一切物体在没有受外力作用时，它们的运动保持不变，包括速度始终等于零的匀速直线状态和静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 牛顿第二定律物体的加速度与所受外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。公式：F（合）=kma 牛顿第三定律两个物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，并且在同一条直线上。 万有引力定律自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体（质点）的质量乘积成正比， 经典力学 与它们之间距离的平方成反比。公式：F(n)=(GMm)/r 基本假定第一个假定：假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是
11、瞬时到达的。 由此可知，经典力学实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。 第二个假定：一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。由此可知，经典力学只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。,相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯性参照系）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和量子力学
12、是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作，在1916年初正式发表相关论文。由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难，即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此，在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。狭义相对论最著名的推论是质能公式，它说明
13、了质量随能量的增加而增加。它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量，但它不是导致原子弹的诞生的原因。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞，与有些天文观测到的现象符合。,返回目录,经典力学,量子力学,量子力学(Quantum Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。,用量子力学中的随机性支持自由意志说，但是第一，这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观的自由意志之间
14、仍然有着难以逾越的距离；第二，这种随机性是否不可约简(irreducible)还难以证明，因为人们在微观尺度上的观察能力仍然有限。自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题。对这个鸿沟起决定作用的就是普朗克常数。统计学中的许多随机事件的例子，严格说来实为决定性的。,量子力学,有人引用量子力学中的随机性支持自由意志说，但是第一，这种微观尺度上的随机性和通常意义下的宏观的自由意志之间仍然有着难以逾越的距离；第二，这种随机性是否不可约简(irreducible)还难以证明，因为人们在微观尺度上的观察能力仍然有限。自然界是否真有随机性还是一个悬而未决的问题。统计学中的许多随机事件的例子，严格说来实为决
15、定性的。,艾萨克牛顿（Isaac Newton）是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家，其研究领域包括了物理学、数学、天文学、神学、自然哲学和炼金术。牛顿的主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并实际制造了第一架反射式望远镜等等，被誉为人类历史上最伟大，最有影响力的科学家。为了纪念牛顿在经典力学方面的杰出成就，“牛顿”后来成为衡量力的大小的物理单位。,牛顿于1643年1月4日生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村。1661年入英国剑桥大学圣三一学院，1665年获文学士学位。牛顿爵士随后两年在家乡躲避鼠疫，他在此间制定了一生大多数重要科学创造的蓝图。1667年牛
16、顿回剑桥后当选为剑桥大学三一学院院委，次年获硕士学位。1669年任剑桥大学卢卡斯数学教授席位直到1701年。1696年任皇家造币厂监督，并移居伦敦。1703年任英国皇家学会会长。1706年受英国女王安娜封爵。在晚年，牛顿潜心于自然哲学与神学。1727年3月31日，牛顿在伦敦病逝，享年84岁。备注：牛顿诞辰日期是儒略历1642年12月25日，即格里历（阳历）1643年1月4日；逝世日期是儒略历1727年3月20日，即格里历（阳历）1727年3月31日。,牛顿,返回目录,麦克斯韦,爱因斯坦,詹姆斯克拉克麦克斯韦是继法拉第之后集电磁学大成的伟大科学家。1831年11月13日生于苏格兰的爱丁堡。10岁
17、时进入爱丁堡中学学习。1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理。1850年转入剑桥大学三一学院数学系学习，1856年在苏格兰阿伯丁的马里沙耳任自然哲学教授。1860年到伦敦国王学院任自然哲学和天文学教授。于1873年出版了电磁场理论的经典巨著电磁学通论，1871年受聘为剑桥大学新设立的卡文迪什试验物理学教授，负责筹建卡文迪许实验室，1874年建成后担任这个实验室的第一任主任，直到1879年11月5日在剑桥逝世。,中文名：詹姆斯克拉克麦克韦 外文名：James Clerk Maxwell 国籍：英国 出生地：苏格兰爱丁堡 出生日期：1831年11月13日 逝世日期：1879年11月5日 职业：物理
18、学家 毕业院校：剑桥大学三一学院 主要成就：建立麦克斯韦方程组 创立统计物理学 系统、完善地阐述了经典电磁理论 建立卡文迪什实验室 代表作品：电磁学通论、论法拉第的力线、论物理的力线、电磁场的动力学理论,爱因斯坦是德裔美国物理学家（拥有瑞士国籍），思想家及哲学家，犹太人，现代物理学的开创者和奠基人，相对论“质能关系”的提出者，“决定论量子力学诠释”的捍卫者（振动的粒子）不掷骰子的上帝。 1999年12月26日，爱因斯坦被美国时代周刊评选为“世纪伟人”。,中文名：阿尔伯特爱因斯坦 外文名：Albert Einstein 国籍：美国、瑞士双重国籍 民族：犹太族 出生地：德国乌尔姆市 出生日期：18
19、79年3月14日 逝世日期：1955年4月18日 毕业院校：苏黎世联邦理工学院 主要成就：提出相对论及质能方程 解释光电效应 推动量子力学的发展 代表作品：论动体的电动力学，广义相对论的基础,爱因斯坦,麦克斯韦,返回目录,牛 顿,我们脚下的地球依然在转动！伽利略 Galileo Galilei（1564-1642） 如果说我曾经看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。 我不知道世人对我的看法如何，我只觉得自己好像是个在海滨游戏的男孩，有时为了找到一块光滑的石子或比较美丽的贝壳而高兴，而真理的海洋仍然在我的前面而未被发现。牛顿 Newton Sir Isaac（1643-1727） 宇宙最不可理解
20、之处，就在于它是可以理解的。 上帝不会掷骰子。爱因斯坦 在真理的认知方面，任何以权威者自居的人，必将在上帝的戏笑声中垮台！皮埃尔。居里 Albert Einstein（1879 - 1955） 方程式之美， 远比符合实验结果更重要 物理学家总认为你需要着手的只是： 给定如此这般的条件下，会冒出什么结果？ A=X+Y+Z A代表成功，X代表艰苦的劳动，Y代表正确的方法，Z代表少说空话。 爱因斯坦 自然界没有一样东西能保持永久性的。 伽利略 只要给我一个支点，我就可以撬动地球阿基米德,返回目录,四大物理定理,物理学的思想理论,物理名言,一、牛顿力学四定律（万有引力定律也可算入力学定律）： 1、牛顿
21、力学第一定律惯性定律（空间重力场平衡律）。 2、牛顿力学第二定律重力加速度定律（空间重力场变化律）。 3、牛顿力学第三定律力相互作用定律（重力斥力对应律）。 4、牛顿力学第四定律万有引力定律（重力分布律）。 二、热力学四定律： 5、热力学第零定律温度律、热平衡律（能量场平衡律）。 6、热力学第一定律能量守恒定律（能量分布空间律）。 7、热力学第二定律熵增加定律、热不可逆定律（能量变化时间律）。 8、热力学第三定律绝对零度不可达定律（能量利用人力极限律）。 三、相对论四定律： 9、相对性原理（普适律）。 10、光速不变原理（运动极限律）。 11、引力重力等效原理（重力场同一律）。 12、物理学定
22、律普遍性原理（绝对律）。 四、量子力学四定律： 13、波粒二象性原理（二象同一律）。 14、能级跃迁原理（空间能量梯级变化律）。 15、测不准原理（认识极限律）。 16、泡利不相容原理（能量分布极限律)。,四大物理定理,返回目录,物理学的思想理论,物理名言,物理与形而上学的关系在不断反思形而上学而产生的非经验主义的客观原理的基础上，物理学理论可以用它自身的科学术语来判断。而不包依赖于它们可能从属于哲学学派的主张。在着手描述的物理性质中选择简单的性质，其它性质则是群聚的想象和组合。通过恰当的测量方法和数学技巧从而进一步认知事物的本来性质。实验选择后的数量存在某种对应关系。一种关系可以有多数实验与
23、其对应，但一个实验不能对应多种关系。也就是说，一个规律可以体现在多个实验中，但多个实验不一定只反映一个规律。对于物理学来说理论预言与现实是否一致是判定真理的唯一标准。物理是一门历史悠久的自然学科，物理科学作为自然科学的重要分支，不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用，而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。,物理学的思想理论,返回目录,物理名言,四大物理定理,谢谢,Thanks,
