物理学欣赏
最伟大物理学家前二十名分别是艾萨克-牛顿,爱因斯坦,焦耳,沃纳·海森堡,欧内斯特·卢瑟福,保罗·狄拉克,理查德·费曼,迈克尔·法拉第,亨利-卡文迪许,埃尔温·薛定谔,保罗-狄拉克,马克斯·普朗克,麦克斯韦,玻尔,盖尔曼,鲁宾,伽利略,安培,欧姆,奥本海默。
3、焦耳
由于焦耳在热学、热力学和电方面的贡献,皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章。后人为了纪念他,把能量或功的单位命名为“焦耳”,简称“焦”;并用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量以及“功”的单位。焦耳在研究热的本质时,发现了热和功之间的转换关系,并由此得到了能量守恒定律,最终发展出热力学第一定律。
B. 有关物理学上的历史故事
牛顿
被誉为近代科学的开创者牛顿,在科学上作出了巨大贡献。他的三大成就——光的分析、万有引力定律和微积分学,对现代科学的发展奠定了基础。
牛顿为什么能在科学上获得巨大成就?他怎样由一个平常的人成为一个伟大的科学家?要回答这些问题,我们不禁要联想到 他刻苦学习和勤奋工作的几个故事。
“我一定要超过他!”
一谈到牛顿,人们可能认为他小时候一定是个“神童”、“天才”、有着非凡的智力。其实不然,牛顿童年身体瘦弱,头脑并不聪明。在家乡读书的时候,很不用功,在班里的学习成绩属于次等。但他的兴趣却是广泛的,游戏的本领也比一般儿童高。 平时他爱好制作机械模型一类的玩艺儿,如风车、水车、日晷等等。他精心制作的一只水钟,计时较准确,得到了人们的赞许。 有时,他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盏灯笼挂在风筝尾巴上。当夜幕降临时,点燃的灯笼借风筝上升的力升入空中 。发光的灯笼在空中流动,人们大惊,以为是出现了彗星。尽管如此,因为他学习成绩不好,还是经常受到歧视。
当时,封建社会的英国等级制度很严重,中小学里学习好的学生,可以歧视学习差的同学。有一次课间游戏,大家正玩得兴 高采烈的时候,一个学习好的学生借故踢了牛顿一脚,并骂他笨蛋。牛顿的心灵受到这种刺激,愤怒极了。他想,我俩都是学生 ,我为什么受他的欺侮?我一定要超过他!从此,牛顿下定决心,发奋读书。他早起晚睡,抓紧分秒、勤学勤思。
经过刻苦钻研,牛顿的学习成绩不断提高,不久就超过了曾欺侮过他的那个同学,名列班级前茅。
篱笆下的乐趣
世界上有许多著名的科学家的家境是清贫的。他们在通往成功的道路上,都曾与困苦的境遇作过顽强的斗争。牛顿少年时代的境遇也是十分令人同情的。
牛顿一六四二年出生在英国一个普通农民的家里。在牛顿出生前不久,他的父亲就去世了。母亲在他两岁那年改嫁了。当牛顿十四岁的时候,他的继父不幸故去了,母亲回到家乡,牛顿被迫休学回家,帮助母亲种田过日子。母亲想培养他独立谋生,要他经营农产品的买卖。
一个勤奋好学的孩子多么不愿意离开心爱的学校啊!他伤心地哭闹了几次,母亲始终没有回心转意,最后只得违心地按母亲的意愿去学习经商。每天一早,他跟一个老仆人到十几里外的大镇子去做买卖。牛顿非常不喜欢经商,把一切事务都交托老仆人经办,自己却偷偷跑到一个地方去读书。
时光渐渐流逝,牛顿越发对经商感到厌恶,心里所喜欢的只是读书。后来,牛顿索性不去镇里营商了,仅嘱老仆人独去。怕家里人发觉,他每天与老仆人一同出去,到半路停下,在一个篱笆下读书。每当下午老仆人归来时,再一同回家。
这样,日复一日,篱笆下的读书生活倒也其乐无穷。一天,他正在篱笆下兴致勃勃地读书,赶巧被过路的舅舅看见。舅舅一看这个情景,很是生气,大声责骂他不务正业;把牛顿的书抢了过来。舅舅一看他所读的是数学书,上面画着种种记号,心里受到感动。舅舅一把抱住牛顿,激动地说:“孩子,就按你的志向发展吧,你的正道应该是读书。”
回到家里后,舅舅竭力劝说牛顿的母亲,让牛顿弃商就学。在舅舅的帮助下,牛顿如愿以偿地复学了。
在暴风中研究和计算风力
时间对人是一视同仁的,给人以同等的量,但人对时间的利用不同,而所得的知识也大不一样。
牛顿十六岁时数学知识还很肤浅,对高深的数学知识甚至可以说是不懂。“知识在于积累,聪明来自学习”。牛顿下决心靠自己的努力攀上数学的高峰。在基础差的不利条件下,牛顿能正确认识自己,知难而进。他从基础知识、基本公式重新学起,扎扎实实、步步推进。他研究完了欧几里德几何学后,又研究笛卡儿几何学,对比之下觉得欧几里德几何学肤浅,便悉心钻研笛氏几何学,直到掌握要领、融会贯通。遂之发明了代数二项式定理。传说中牛顿“大暴风中算风力”的佳话,可为牛顿身体力学的佐证。有一天,天刮着大风暴。风撒野地呼号着,尘土飞扬,迷迷漫漫,使人难以睁眼。牛顿认为这是个准确地研究和计算风力的好机会。于是,便拿着用具,独自在暴风中来回奔走。他踉踉跄跄、吃力地测量着。几次沙尘迷了眼睛,几次风吹走了算纸,几次风使他不得不暂停工作,但都没有动摇他求知的欲望。他一遍又一遍,终于求得了正确的数据。他快乐极了,急忙跑回家去,继续进行研究。有志者事竟成。经过勤奋学习,牛顿为自己的科学高塔打下了深厚的基础。不久,牛顿的数学高塔就建成了,
二十二岁时发明了微分学,二十三岁时发明了积分学,为人类科学事业作出了巨大贡献。
万有引力和光的秘密
牛顿二十三岁时,鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染,通告学生休学回家避疫,学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。在乡下度过的休学日子里,他从没间断过学习和研究。万有引力、微积分、光的分析等发明的基础工作,都是这个期间完成的。那时,乡下的孩子是常常用投石器打几个转转之后,把石抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过,而牛奶不掉下来。
这些事实使他怀疑起来:“什么力量使投石器里面的石头,以及水桶里的牛奶不掉下来呢?对于这个问题,他曾想到刻卜勒伽利略的思想。他从浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,广寒的月球,直至庞大的地球,进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。这时,牛顿一头扎进“引力”的计算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球距地球的距离,由于引用的资料数据不正确,计算的结果错了。因为依理推算月球围绕地球转,每分钟的向心加速度应是十六英尺,但据推算仅得十三点九英尺。在失败的困境中,牛顿毫不灰心和气馁,反而以更大的努力进行辛勤地研究。整整经过了七个春秋寒暑,到三十岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来,奠定了理论天文学、天体力学的基础。
这时期牛顿还对光学进行了研究,发现了颜色的根源。一次,他在用自制望远镜观察天体时,无论怎样调整镜片,视点总是不清楚。他想,这可能与光线的折光有关。接着就实验起来。他在暗室的窗户上留一个小圆孔用来透光,在室内窗孔后放一个三棱镜,在三棱镜后挂好白屏接受通过三棱镜折进的光。结果,大出意外,牛顿惊异地看到,白屏上所接受的折光呈椭圆形,两端现出多彩的颜色来。对这个奇异的现象,牛顿进行了深入的思考。得知光受折射后,太阳的白光散为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。因此,白光(阳光)是由红、橙、黄、绿、蓝、 靛、紫七色光线汇合而成。自然界雨后天晴,阳光经过天空中余围的雨滴的折射、反射,形成五彩缤纷的虹霓,正是这个道理。经过进一步研究,牛顿指出世界万物所以有颜色,并非其自身有颜色。太阳普照万物,各物体只吸收它所接受的颜色,而将它所不能接受的颜色反射出来。这反射出来的颜色就是人们见到的各种物体的颜色。这一学说准确地道出颜色的根源,世界上自古以来所出现的各种颜色学说都被它所推翻。
牛顿所以能取得如此巨大的成就,早年苦学所打下的深厚数学基础起了重要作用。
进入忘我的境界
在一个崎岖的山路上,一位白发苍苍的老人牵着一匹马在缓缓登山。人在前面慢慢地走,马在后面一步步地跟,山谷中响着单调的马蹄声。走啊,走啊,马突然脱缰而跑,老人由于沉浸在极度的思索之中,竟没有发觉。老人依然不畏艰难地登着山,手里还牵着那根马缰绳。当他登到较平坦的地方想要骑马时 一拉缰绳,拽到面前的只是一根绳,回头一看马早已没有了。
牛顿每天除抽出少量的时间锻炼身体外,大部分时间是在书房里度过的。一次,在书房中,他一边思考着问题,一边在煮鸡蛋。苦苦地思索,简直使他痴呆。突然,锅里的水沸腾了,赶忙掀锅一看,“啊!”他惊叫起来,锅里煮的却是一块怀表。原来他考虑问题时竟心不在焉地随手把怀表当做鸡蛋放在锅里了。
还有一次,牛顿邀请一位朋友到他家吃午饭。他研究科学入了迷,把这件事忘掉了。他的佣人照例只准备了牛顿个人吃的午饭。临近中午,客人应邀而来。客人看见牛顿正在埋头计算问题,桌上、床上摆着稿纸、书籍。看到这种情形,客人没有打搅牛顿,见桌上摆着饭菜,以为是给他准备的,便坐下吃了起来。吃完后就悄悄地走了。当牛顿把题计算完了,走到餐桌旁准备吃午饭时,看见盘子里吃过的鸡骨头,恍然大悟地说:“我以为我没有吃饭呢,我还是吃了。”
这些故事究竟是真是假,并不关重要,不过表明了牛顿是一个怎样沉思默想,不修边幅,虚己敛容的人,他对科学极度的专心,总是想着星辰的旋转,宇宙的变化,而进入了忘我的境界。
谦虚谨慎、一丝不苟的学风
“宽阔的河流平静,学识渊博的人谦虚。”凡是对人类发展作出巨大贡献的伟大人物,都有谦虚的美德。牛顿每当在科学上获得伟大成就时,从不沾沾自喜,自以为很了不起,急忙出版著作,以扬名于世。
当牛顿费尽心血算出“万有引力定律”后,没有急于发表。而是继续孜孜不倦地深思了数年,研究了数年,埋头于数字计算之中,从未对任何人讲过一句。后来,牛顿的朋友,大天文学家哈雷(彗星的发现者),在证明一个关于行星轨道的规律遇到困难时,专程登门请教牛顿。牛顿把自己关于计算“万有引力”的书稿交给哈雷看。哈雷看后才知道他所要请教的问题,正是牛顿早已解决、早已算好了的问题,心里钦羡不已。
在一六八四年十一月某一天,哈雷又到牛顿的寓所拜访。当谈到有关天文学的学术问题时,牛顿拿出写好的关于论证“万有引力”的论文,请哈雷提意见。哈雷看后,对这一巨著感到非常惊讶。他欣喜地对牛顿说:“这真是伟大的论证、伟大的著作!”他再三奉劝牛顿尽快发表这部伟大著作,以造福于人类。可是牛顿没有听信朋友的好意劝告,轻易地发表自己的著作。而是经过长时间的一丝不苟的反复验证和计算,确认正确无误后,才于一六八七年七月将《自然哲学的数学原理》发表于世。
牛顿是个十分谦虚的人,从不自高自大。曾经有人问牛顿:“你获得成功的秘诀是什么?”牛顿回答说:“假如我有一点微小成就的话,没有其它秘诀,唯有勤奋而已。”他又说:“假如我看得远些,那是因为我站在巨人们的肩上。”这些话多么意味深长啊!它生动地道出牛顿获得巨大成就的奥妙所在.
故事之一:简朴生活
1895年,居里夫人和比埃尔·居里结婚时,新房里只有两把椅子,正好两人各一把。比埃尔·居里觉得椅子太少,建议多添几把,以免客人来了没地方坐,居里夫人却说:“有椅子是好的,可是,客人坐下来就不走啦。为了多一点时间搞研究,还是算了吧。”
从1913年起,居里夫人的年薪已增至4万法郎,但她照样“吝啬”。她每次从国外回来,总要带回一些宴会上的菜单,因为这些菜单都是很厚很好的纸片,在背面写字很方便。难怪有人说居里夫人一直到死都“像一个匆忙的贫穷妇人”。
有一次,一位美国记者寻访居里夫人,他走到村子里一座渔家房舍门前,向赤足坐在门口石板上的一位妇女打听居里夫人的住处,当这位妇女抬起头时,记者大吃一惊:原来她就是居里夫人。
故事之二:淡泊名利
居里夫人天下闻名,但她既不求名也不求利。她一生获得各种奖金10次,各种奖章16枚,各种名誉头衔107个,却全不在意。有一天,她的一位朋友来她家做客,忽然看见她的小女儿正在玩英国皇家学会刚刚颁发给她的金质奖章,于是惊讶地说“居里夫人,得到一枚英国皇家学会的奖章,是极高的荣誉,你怎么能给孩子玩呢?”居里夫人笑了笑说:“我是想让孩子从小就知道,荣誉就像玩具,只能玩玩而已,绝不能看得太重,否则就将一事无成。”
故事之三:“教女有方”
居里夫人有两个女儿。“把握智力发展的年龄优势”是居里夫人开发孩子智力的重要“诀窍”。早在女儿不足周岁的时候,居里夫人就引导孩子进行幼儿智力体操训练,引导孩子广泛接触陌生人,去动物园观赏动物,让孩子学游泳,欣赏大自然的美景。孩子稍大一些,她就教她们做一种带艺术色彩的智力体操,教她们唱儿歌、讲童话。再大一些,就让孩子进行智力训练,教她们识字、弹琴、搞手工制作等等,还教她们骑车、骑马。 继居里夫人和她的丈夫获诺贝尔奖之后,由居里夫人培养成才的两对后辈也相继获得诺贝尔奖:长女伊伦娜,核物理学家,她与丈夫约里奥因发现人工放射物质而共同获得诺贝尔化学奖。次女艾芙,音乐家、传记作家,其丈夫曾以联合国儿童基金组织总干事的身份荣获1956年诺贝尔和平奖。
伽利略(Galileo Galilei,1564-1642),意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。
1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验,从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
1609年,伽利略创制了天文望远镜(后被称为伽利略望远镜),并用来观测天体,他发现了月球表面的凹凸不平,并亲手绘制了第一幅月面图。1610年1月7日,伽利略发现了木星的四颗卫星,为哥白尼学说找到了确凿的证据,标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜,伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动,以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。
伽利略著有《星际使者》、《关于太阳黑子的书信》、《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于两门新科学的谈话和数学证明》。
为了纪念伽利略的功绩,人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。
人们争相传颂:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”。
19世纪,随着物理学界一系列伟大发现相继产生,许多科学家宣称物理学的大厦已基本建成,留给后人的只是补充与完善。然而,20世纪初,一位年轻的物理学家几乎仅靠单枪匹马之力便让这座经典物理学大厦轰然倒塌。他就是伟大的理论物理学家,相对论的创始人阿尔伯特·爱因斯坦。
爱因斯坦1879年3月14日出生在德国巴登-符腾堡州乌尔姆市一个犹太人家庭。次年,全家迁往慕尼黑。爱因斯坦幼年并未表现出过人的才华。他先在慕尼黑读高中,未毕业就退学,后转入瑞士阿劳市的州立中学。1896年,爱因斯坦进入瑞士苏黎世联邦工业学院学习数学和物理学,毕业后成为一名老师。爱因斯坦喜爱教书育人,但成为一名物理学家却是他无法放弃的梦想。
1902年,爱因斯坦在瑞士首都伯尔尼当上了一名专利局的审查员。专利局工作的轻松让爱因斯坦得以继续致力于科学研究。1905年,年仅26岁的爱因斯坦发表了三篇论文,在物理学三个不同领域取得了历史性成就,特别是狭义相对论的提出,使人类对于空间、时间和物质运动的认识发生了革命性变化,标志着物理学新纪元的到来。
1914年,爱因斯坦返回德国,进入普鲁士科学研究所从事科学研究,兼任柏林大学教授。1915年,爱因斯坦发表广义相对论。这是继狭义相对论之后,近代科学的又一个重大成就。1919年,英国天文学家爱丁顿的日全食观测结果证实了爱因斯坦所作的光线经过太阳引力场会弯曲的预言。爱因斯坦由此声名鹊起,相对论成为人们家喻户晓的名词。
1921年,爱因斯坦因在光电效应方面的研究而被授予诺贝尔物理学奖。1933年由于纳粹德国反犹太主义狂潮,爱因斯坦被迫移居美国,1940年获得美国国籍。1955年4月18日,爱因斯坦在美国普林斯顿辞世。
爱因斯坦除在光电效应、相对论等方面作出举世皆知的杰出贡献外,他关于布朗运动的研究成果,由于对大量无序因子的规律性把握,成为当今最热门的金融数学的基础;他提出的激光受激辐射的概念,在几十年后的今天得到了广泛的应用;他与玻尔进行的论战中提出的EPR佯谬,至今仍是理论物理学和科学哲学界不断探讨的话题……
爱因斯坦不仅是一位伟大的科学家,还是一位和平主义者。他目睹了两次世界大战中对人类文明的摧残,认为和平是人类的首要问题。1955年4月,弥留之际的爱因斯坦签署了《罗素—爱因斯坦宣言》,呼吁人们团结起来,防止新的世界大战爆发。
C. 美国旧金山大学天文物理学家琳达·威廉姆斯的四首科学诗,以及鉴赏!如果你知道的话,麻烦帮帮忙!
Heartbreak On Pliars Ridge
The Looking Glass
Differences
Thief Of Smiles
____Linda Williams
原文太长,自己搜哦
D. 最欣赏物理好的人了
- 读书、学习要有“目标”、“志向”
伟大的科学家爱迪生,童年时被视为“低能儿”,只上过三个月学便离开了学校。十二岁那年,他当上了火车上的报童。火车每天在底特律停留几小时,他就抓紧时间到市里最大的图书馆去读书。不管刮风下雨,从不间断。当时,他随着兴致所至,任意在书海里漫游,碰到一本读一本,既没有方向,也没有目标。有一天,爱迪生正在埋头读书,一位先生走过来问:“你已读了多少书啦?”爱迪生回答:“我读了十五英尺书了”。先生听后笑道:“哪有这样计算读书的?你刚才读的那本书,和现在读的这本完全不同,你是根据什么原则选择书籍的呢?”爱迪生老老实实地回答:“我是按书架上图书的次序读的。我想把这图书馆里所有的书,一本接着一本都读完。”先生认真地说:“你的志向很远大。不过如果没有具体的目标,学习效果是不会好的。”这席话对爱迪生触动很大,成为他确立学习方向的一个转机。他根据自己的爱好、兴趣和专业目标,把读书的范围逐步归拢到自然科学方面,特别注重电学和机械学。定向读书,终于使他掌握了系统而扎实的知识,成为伟大的科学发明家。
学习要有志向,目标要明确。作为正迈入二十一世纪的大学生,学习目标应更加明确和远大。
实践证明:学习的成功,关键在于方向正确,目标明确,朝着一个既定目标,锲而不舍地追求。而朝三暮四,见异思迁,是很难做成学问的。
2、 陶渊明“指点迷津”
-- 学习没有捷径
有位书生一心想具有渊博的知识,却又不愿下苦功夫读书,于是他就去向当时著名的诗人陶渊明请教学习的捷径,说明来意后,陶渊明把这位书生领到自己耕种的稻田边,指着稻子说:“你仔细看看稻子是不是在长高?”书生看了半天,眼睛都瞅酸了也没有看出稻子的变化。陶渊明说:“那为什么春天的稻苗会变成现在尺把高的稻子呢?”
陶渊明又把这位书生领到河边的一块磨刀石旁问;“磨刀石为什么中间出现像马鞍形状的凹面呢?”书生说:“磨下去的。”陶渊明接着又问:“它可是哪一天磨成的吗?”
陶渊明说:“你是否从这两件事情上明白了学习的道理呢?勤学如春起之苗,不见其增,日有所长;辍学如磨刀石,不见其损,日有所亏啊!”
的确,学习是没有捷径可走的。这正如我国伟大的文学家、思想家、革命家鲁迅先生所说:“伟大的成绩和辛勤的劳动是成正比例的,有一分劳动就有一分收获,日积月累,从少到多,奇迹就会创造出来。”
3 、富兰克林的成才之路
-- 学习应坚定毅力和信心
在大学生生活中,时常也听到这样或那样的抱怨:怨生不逢时,怨没有个好家庭,怨过去学习基础没有打好,等等。这样的想法对吗?让我们看看伟大的物理学家富兰克林的成才经过吧。
E. 大多数物理学家都喜欢音乐,两者之间有哪样的联系
许多物理学家对音乐有着不解之缘,甚至音乐这个爱好也帮助他们达到事业的顶峰。当然,对于大多数物理学家来说,音乐还只是一种爱好。他们不同于专业音乐家,也就是说,物理学家经常从物理学的角度来欣赏音乐和理解音乐。
从物理的角度理解音乐“世界可以由音符或数学公式组成。”事实上,物理研究不仅是理性的,而且需要情感。在某些情况下,情感因素尤其重要。
F. 公选课物理欣赏是学什么内容的请具体说明一下,谢谢!
高中物理相对来说算是简单的,从头到尾其实就是几个定律外加几个公式。
物理的难度在于需要把物理知识与很多自然现象或应用结合起来,也就是需要把很多问题模型化,然后再给出解决方法,需要做很多题目才能牢固掌握。
在难度大小上面,物理跟化学和生物很接近,都需要解决实际问题。
G. 寻求"物理学欣赏"论文的题材和资料
大自然是美的,大自然的规律也是美的,物理学,她所研究的是自然界最基本最普普遍的规律,因此,她应该是最美的。
1、距离产生美感
人们喜欢秩序,厌恶混乱;喜欢简洁,厌恶繁杂,大千世界,千变万化盘根错节,如何理出头绪,显出框架呢?每当秋夜人静独自遥望星空,深邃的天际布满了星星,她们是那么的遥远、神秘,而又那么的清晰、实在,你会体验到一种无法替代的美感,这要归功于“遥望”,因为“遥望”使你能从总体上把握万物的真谛,苏东坡的名句:“不识卢山真面目,只缘身在此山中。”《物理学》就是要识大自然的真面目,那只有站在理性的高度“遥望”、鸟瞰宇宙万物,从中抽象出各种模型:质点、刚体、黑体、谐振子、理想气体等,使人感受到大千世界的颗颗“星星”在闪烁,在《物理学》的天地里,小到原子大到太阳都可以有同一名称――质点;帕伐罗帝的歌声和朦胧的月光可以有相同的称呼――波,这是何等的简练何等的气魄,使人想起八大山人山水画,廖廖几笔,辽阔而幽深;想起林风眠的《鹭鹜》,潇酒、气;想起传统京剧,有形而又无形。
2、对称、平衡、各谐乃是人类共通的审美标准
古希腊对匀称、丰满人体美的仰慕;古罗马的建筑;哥德式的教堂;中国的宫殿和庙宇;乃至人性中最不可忽略的性爱也被认为是出于追求完整的本能,相传人本是男女(雌雄)合一的,有四手、四脚、二头,而且无比智慧、有力,上帝怕人动摇他的权威,就下令硬把人一分为二,从此分开的男女都有了恢复原来完整本型的渴望,即性爱,《物理学》中的对称、平衡的理念更是处处可见:作用力与反作用力;正负电荷:S极与N极;粒子的左旋、右旋;正物质与反物质,黑洞与白洞;等等,而最为典型要数电磁场理论:
电场强度E=F/q 磁感应强度B=M/p
电位移D=εE 磁场强度H=B/μ
电通量 磁通量
电容C=q/u 电感L=Φ/I
电场能量 1/2CU2 磁场能量
电场高斯定理 稳恒磁场安环定律
静电场环流定理 磁场高斯定理
就连为电磁场理论最后润笔的Mexwell在为变化的磁场假设了感应电场后,也没忘了为变化的电场假设了感应电场后,也没忘了为变化的电场假设一个位移电流,以求平衡。
如此工整的对称就象一幅上乘的对联,难怪有人惊呼这样完美的规律究竟是物质世界所固有的,还是人类发明的?
1927年,魏格纳指出了宇称的守恒,1956年杨振宁和李政道指出,有些基本粒子在左右手系统中会有不对称行为,不久,实验证实了这个预言,在李、杨的震惊物理学界的论文中有一段富有浓厚哲理性的文字:“If such asymmetry is indeed found, the question could still be raised whether there could not exist corresponding elementary particles exhibiting opposite symmetry such that in the broader sense there will still be overall right-left symmetry.”(如果发现了这种不对称,那么我们又要问,是否相应地还存在着另一类表现相反不对称的基本粒子行为,从而在更广泛的意义上,仍旧保持着总的左右对称)二位因发现某些不对称而一鸣惊人的物理学家,在他们的成名论文中所想到的所追求的却仍然是对称和平衡,更大范围的对称、平衡,这种对大自然的和揩所怀有的坚定信念仅仅说是出自对实验数据的忠诚,恐怕是不够的,与二位怀有同样坚定信念的前辈们牛顿、莱布尼茨、麦克斯伟、爱因斯坦、普郎克、玻尔、海森伯,如能读到这段文字,定会感到由衷的欣慰。
3、稳定感乃是人类审美心态中又一要素
她表现为对封闭、独立系统的向(想)往;表现为绝对客体的皈依和崇拜,也许是长期的农业文明在人类审美心态上留下了厚厚的积淀,一个独立、封闭系统,自给自足的系统比一个无边界、无制约的开放系统更有安全感、稳定感,莱茵河畔的古堡,北京的四合院,中国的长城乃至联合国宪章规定的一百多个大小国家的边界不可侵犯,互不干涉内政等等都体现了这类心态,经典物理学所受到的影响也是明显的:在合外力为零的系统内,动量守恒;在合外力作功为零,非保守内力作功为零的系统里机械能守恒;在合外力矩为零的系统内,角动量守恒,乃至整个宇宙(有限)中,质量(能量)守恒,电荷守恒,却很少有人怀疑:为何宇宙的质量、电荷从一开始(如果有开始的话)就是恒定了的?以后不可改变?而这个恒量又是谁来定的呢?这恐怕已经不仅是个实验物理学的问题,而更是个信念问题:人们相信这一点,人们愿意相信这一点。“守恒”,可使人深感物质世界的实在、可知和稳定,让人想起中国赠送给世界的礼物――世纪宝鼎,古朴、浑厚、可靠。
二千多年前孔子望着川流不息的江河感慨:“逝者如斯夫,不舍昼夜”。每个人都被时空的急流裹卷着不息向前,每个人都渴望这川流中出现几块永恒的岩石可供攀附、依靠,于是“上帝”出现了,“真主”、“佛祖”出现了,因为人类太需要一个永恒的绝对的权威供灵魂皈依,尽管这些“岩石”都只是幻想中的虚象,科学家、物理学家更喜欢实象,经过几代优秀物理学家的智慧和努力,一块块实在的“岩石”出现了,这就是宇宙普话常数:真空中光速;普朗克常数;引力常数;电子电荷;电子静止质量;质量静止质量;中子静止量;阿伏加德罗常数;波尔半径;电子磁矩;核磁子;摩尔气体常数;玻尔兹曼常数;精细结构常数;里德伯常数等。这些自然常数是大自然有意无意泄露的最高机密,不过大自然只泄露给用全部生命与之拥抱的人,如玻尔兹曼、普朗克、爱因斯坦等,在爱因斯坦前,人们相信绝对参照系――“以太”,光就在其中传播,谁也没有认真怀疑过寻找过她,直到本世纪初的迈克尔逊――莫雷实验,俩位物理学家的著名实验没有得到予期的结果――没有“以太”,试图解释这一实验现象的人们绞尽脑汁、千方百计,但始终不肯放弃“绝对”的信念其中包括爱因斯坦:既便没有一个绝对惯性系,也该有个绝对的变化率――绝对速度――光速,爱因斯坦成功了,相对化诞生了,人们也接受了,因为人们觉得这只不过是以一个绝对的“最快”代替了原来心目中的绝对“最大”,而“绝对”依旧,“岩石”仍在,皈依没变!
4、韵律与节奏
曾经有人问爱因斯坦“死亡意味着什么”?爱因期坦脱口而出:“死亡意味着再也听不到莫扎特的音乐了”,17、18世纪德意志不朽的节奏和旋律,激励并哺育了这个时期西方几乎所有伟大的灵魂,并久久地震撼着整个世界;在东方,每当传来京剧唱腔,纳凉的老人们一个个摇头晃脑用蒲扇拍着大腿,享受着韵味、韵律、节奏和层次感――全人类不可忽缺的精神食粮,这也许是出于生命的律动――呼吸和脉搏,《物理不》要把握的是大自然的脉搏;宇宙的运行是平平稳滑动的、无级变化的还是跳跃的分立的?宇宙是否也有本身的节奏?天地是否也有其内在的节拍?1900年12月26日,普朗克响亮地给予肯定的回答,他从黑体辐射的“紫外灾难”中找到一个“小精灵”――普朗克常数(h),接着,爱因斯坦解释光效应,康普顿解释电子散射,玻尔解释氢原子结构――乃至整部量子理论、量子力学都还真离不开她(h),她告诉人们原来这个世界(能量、质量、电量、动量、角动量……)不是连续的,而是一节一节、一段一段、一级一级分立的、量子化的,最小的单元就是h,她为谱写宇宙奏明曲立好了节后,定好了基调,接着我们看到玻尔的氢原子谱线图:相对基态能级(n=1)有赖曼系;相对第二能级(n=2)有巴耳末系;相对第三能级(n=3)有帕邢系……。他给人的层次感、韵律感简直就象《红楼梦》丰富多彩的人物关系图。再看波函数,他把粒子的波动性(几率波)展现得如此完美,在定态一维势 井里的电子(n=3)在三个几率最大处有节奏的停顿,简直就是在跳华尔兹――蓬,擦,擦;……于是一幅电子几率分布图出现了,普朗克常数问世纪近一个世纪了,但以她为序曲的宇宙奏明曲可能还只刚刚演奏了第一乐章,人们期待着物理学家们为下一世纪谱写更壮丽的新乐意。
5、“无限”,“无穷”――本能的想往
“落霞与孤鹜齐飞,秋水共长天一色”,唐代神童五勃的千克绝句把视野引向朦胧的天边,把思绪引向无穷、无尽、无限和无数,我们仿佛看到在一块无比光滑的无限大平板上,放着一刚球,伽利略一推,刚球保持初速直线向前,向前……直到无边,“外力只能改变速度,而不能维持速度”:一个引向无限的“思想实验”否定了近二千年来亚力斯多德的经验结论,牛顿力学三大定律从这里开始了,将实验(经验)现象合乎逻辑地引向无限、无穷和无数,这是王勃带给我们的深远意境,也是伽利略带给我们的博大美感,可以说整个经典物理学就是从这里开始的:牛顿从苹果有引力,地球有引力,月亮有引力……引向无数――万有力力(他并没对万物作过实验);将辐射体的单色吸收比引向无限(1) ,我们得到“黑体”;将一热循环分解为无限多个卡诺循环,我们得到“熵”;将子波数引向无数,我们得到惠更斯原理……等等,所有这些究竟是我们看到的,还是我们想到的?也许都是,“欲究千里目,更上一层楼”,直到看到的和想到的融为一体;直到人们的思想、观念和大自然的客观存在融为一体;直到“天、地、人”三者浑然一体!
追求简洁和秩序,喜爱匀称和谐,皈依“绝对”和“永恒”,情系节奏和韵律,想往“无限”和“无穷”,这些全人类真实的精神本性,共同的审美情感,在物理学家们全身心投入探索物质世界的真缔时,不可能无所流露,尽管《物理学》是一门实验性科学,实验为其出发点和归宿点,然而从起点至终点的漫长过程呢?这不能不是个经受人们群体意志(共同审美标准)比较筛选的过程,不能不是个淘汰那些缺乏美感和时代感的学说的过程,不能不是个人们按自己的审美观从全部宇宙真理中挑选部分真理的过程。普朗克说:“所有物理学的真理都是可以商榷的”。谁来商榷?当然是人(们)与人(们)商榷,那么商榷的结果就不能不带有群体审美意志的深深烙印,群体意志是意志,但又不是任何个人的意志,她对于任何一个人来说是客观存在的、物质的。从这个意义上说她也是物质世界的一部分。
中国传统山水画中常会出现二、三个人的,比例很小、着墨不多,与山水融为一体,使人回味无穷:人(包括人们的意志)不是宇宙的主宰,而是宇宙的一部分,大自然的真缔乃是包括群体意志在内的所有客观存在的总和。
人们总是按照美的原则来认识世界,改造世界的,“判天地之美,析万物之理。”这就是《物理学》。
H. 中国大学mooc课程 欣赏物理学互评时间
就是去评价别人的作业,这个必须是在电脑上进行。如果没错的话,首先有一个试评,让你先尝试一下,然后是互评 评你们老师要求的份数就行,然后还有一个自评,给你自己的评分,最后等老师出分。
I. 物理学的小作文
无声的世界
幻想一下无声的世界将怎样
在我们这个充满着绚丽色彩的世界中,声音起到着重要的作用。没有声音的世界将会怎样。让我们来幻想一下那将会是一个怎样的世界呢?是有趣的?阴冷的?安静的?还是……
人类是世界的主宰者,首先声音会对人类怎样呢?那就让我们先来谈谈声音对人类的影响吧!如果没有声音,人类会怎样呢?如果没有声音人们说话发不出声音,就像是那些失声的人打着哑语来交谈。人又为什么要耳朵呢?又没有声音能听,难道是用来装饰的吗?现在的那些优美的音乐又怎么会有呢?如果没有声音整个世界都死寂在死一般宁静的宇宙中有何意义呢?如果没有声音,学生们上学如何读书、识字呢?又怎么会有音乐、英语、信息……课程呢?又将如何表达想要表达的意思,难道靠手语吗?我实在无法想象那时的教学会是怎样的。
中国的祖先盘古制造出人类就是他觉得世界太安静了,太缺少生气了,但现在如果没有声音,没有那欢声笑语。那为什么又要有人类呢,有了人类又有何意义呢。我们不是贝多芬,也没有贝多芬的本领,即使听不见,也能够用牙咬住木棍,根据振动颅骨感到声音,但如果没有声音,连声波也没有,即使是贝多芬也不能感受到声音,更别说弹钢琴了。假如没有声音又怎么会有现在的电话呢,如果亲人在远方,他们又将如何交谈呢?难道相隔那么远也能够打手语吗?如果……如果……太多的如果了,我认为这些如果是不可以的,总而言之人类需要声音。
很难想象如果没有声音,人类将怎样生存呢!当然这不只有人类;动物也同样需要声音,如果没有声音连动物也无法生存;举个例子来说吧!蝙蝠可以说是特殊的动物了,它虽然长有一双眼睛,按说听不见总可以看见吧,但是你们可知道被喻为动物界中的“盲人”。它的眼睛是名不副实的,因为它靠得是耳朵。用耳朵听超声波来辨别位置和躲避障碍物的。如果没有声音,蝙蝠听不见声音,捕不到食物,也不能够飞翔,那它还有生存的机会吗,当然不止蝙蝠一种动物,其他动物同样离不开声音。这里举出这个例子强调“地球离不开声音”。
没有声音,人们仿佛生活在真空中,安安静静的,一丝声也没有。没有风声雨声读书声,更加鸟声歌声欢笑声。所以现在有人类生存的这个宇宙中不能没有色彩更加不能没有声音。