物理学史讲稿(力学)

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1、第一章经典物理学产生的背景第一节近代科学产生的摇篮—文艺复兴运动一、近代科学产生的社会条件好象资本主义生产的发展仅仅对科学技术提出了需要和科学研究的课题。实际上，资本主义生产的发展不仅提供了大量的科学发展所需要的材料，而且也创造了制作实验仪器的物质和技术条件。实验仪器随着生产的发展而提高和完善，这就给科学实验带来系统性和广泛性，并形成了实验科学。二、文艺复兴运动的兴起文艺复兴，实质就是资产阶级新文化运动。新兴的资产阶级发现在古代希腊、罗马文化中，可以找到用来反对封建统治和封建文化的武器，这就是自然哲学及以人为中心的文学艺术。随着资产阶级政治活动开展，竟然掀起了一个

2、反对封建思想统治和束缚的强大运动，这就是以恢复古代文化面目出现的“文艺复兴运动”。列奥那多·达·芬奇物理学的研究方面用虚速度原理，证明了杠杆原理；他第一次企图测定摩擦系数；他在分析鸟类飞行时，描述过合力的平行四边形，也曾将重物沿斜面的运动分解为两个分量。他对流体力学的研究很多，例如，他发现下部连通的诸容器中的静止液体有同一表面高度。他所设计的机械装置和发明据说有上千项。随身携带的笔记手稿现已发现的约有7000页。三、文艺复兴精神的代表——列奥那多意大利人列奥那多·达·芬奇（公元1452－1519年）他蔑视教会的权利，敢于触犯教会的禁令。教会规定人死了不允许解剖，可

3、是达·芬奇不管这些，弄到了许多尸体，一一进行解剖。他认为，只有进行解剖，才能探查人体的机器运行的奥秘。力求成为“认识自然和模仿（改造）自然的巨匠”。达·芬奇的座右铭列奥那多·达·芬奇非常重视观察和实验的方法，他把观察和实验当作科学研究独一无二的真正方法。“实验是我的老师”；“理智是实验的女儿”。同样重视数学和理论的作用。第二节近代科学的宣言----日心说哥白尼日心体系的新学说，是自然科学向神学的第一次严正挑战，标志着自然科学从神学中解放出来的一次革命。恩格斯称它为“自然科学的独立宣言”。一、哥白尼的生平与他创立的日心说著名的天文学家尼古拉·哥白尼（公元1473－1

4、543年）于1473年2月9日生于波兰托伦城的一个商人家庭。哥白尼的伟大著作《天体运行论》哥白尼是这个时代的真正英雄。天文学是观察和记载天象、描述天体运动、探索规律并预测其位置以便于制定历法、辨明方位的一门最早的科学。哥白尼的基本思想①太阳是宇宙的中心，行星都围绕着太阳运转。②地球是运动的，它是绕着太阳运转的普通行星，它本身还在自转。③月亮是地球的卫星，一个月绕地球一周，就象卫士一样，地球带着月亮一起绕太阳运动。哥白尼的基本思想④行星在太阳系中排列的顺序是：离太阳最远的是土星，三十年绕太阳一周；其次是木星，十二年绕太阳一周；然后是火星，两年绕太阳一周；第四是地球和

5、月亮，一年绕太阳一周；第五是金星，九个月绕太阳一周，离太阳最近的是水星，八十天绕太阳一周。恒星在远离太阳的一个天球面上静止不动。哥白尼是怎样创立“日心体系”说的呢？在《天体运行论》的第一卷中，哥白尼明确地把地球从宇宙中心位置推除开去，把它降为普通行星的一员。他断言，地球自身有三种运动：第一种是“地球自西向东绕轴昼夜自转”；第二种是“地心同地球上的一切的周年旋转，在金星与火星轨道间的黄道上从西向东运行”；第三种是“倾斜面的运动”，即赤道面或自转轴相对于日——地联线的运动。哥白尼学说影响之深远恩格斯称它为“自然科学的独立宣言”就可想而知了。哥德说：“哥白尼学说撼动人类

6、意识之深，自古以来无一种创见、无一种发明可与伦比，当大地是球形被哥伦布证明以后不久，地球为宇宙主宰尊号也被剥夺了，自古以来没有这样天翻地覆地把人类意识倒转来过，如果地球不是宇宙中心，无数古人相信的事将成为一场空事，谁还相信伊甸的乐园、赞美诗的颂歌和宗教的故事呢？”二、天文学的新成就——开普勒三定律第谷把天文观测精确度提高到一个新的水平，远远超过前人的几十倍到几百倍，并积累了大量的观察数据资料。开普勒从这些浩若烟海的据数中总结出规律，提出了开普勒三定律。第谷·布拉赫第谷·布拉赫（公元1546－1601年）是丹麦天文学家，天文观测的大师。第谷出身于一个贵族家庭，少年时

7、代就对天文的精确观测产生了浓厚的兴趣和爱好。第谷成了当时罕见的天文观测家。有“星学之王”的美称。第谷善于观测而不善于思索，开普勒则善思索而不善于观测，他们各有所长各有所短，结合起来，取长补短，就导致科学发现的重大突破。约翰·开普勒约翰·开普勒（公元1571——1630年）是德国伟大的天文学家。天文学上两大传统观念：一是地球位于宇宙中心。二是天体必然是球形的，它的运动轨道必然也是圆的。哥白尼推翻了前一个传统观念，但是他始终坚持后一个传统观念，开普勒却大胆地冲破了这后一个传统观念。开普勒行星运动的三定律1609年开普勒在《新天文学》一书中，正式提出了行星运动的两条定律

8、：第一定律