物理学史

物理学史
物理学早期雏形是哲学和具体的生产机械。

就如牛顿的巨著《自然哲学之数学原理》所暗示的那样，早期的理论物理大多只是通过对天文星象的观察进行单纯的哲学思辨。

而实验物理则是偏向于力学方面的实际应用，并没有形成一套满足实验本身的自洽的理论系统。

古代的苏美尔人和巴比伦人给后人留下了计量时间和角度的重要单位。

这些经过精心选择的计量单位使积累古代巴比伦人的显示惊人精确性的天文记录成为可能。

希腊人在天文学和自然史方面，显示了毋庸置疑的观察力和关于宇宙学的思辨能力，但是在物理科学方面成就比较少，这也证明了从观察上升到实验这一步是非常困难的。

在柏拉图和亚里士多德的时期，他们早期的绝大部分物理思辩是含糊的微不足道的和无价值的。

只是在希腊科学史的后期大约从阿基米德的时期开始我们才发现有实验工作的迹象。

而我们要真正地讨论早期的物理，就要从力学开始讨论。

亚里士多德的论力的作用和他的落体定律。

算是影响范围比较大的理论，尽管这些理论与真理相距甚远。

然而这也为后期的物理学家建立一个更正确的理论构建了基础。

其次是阿基米德论杠杆和流体静力学。

作为一个力学的研究者阿基米德是远远胜过亚里士多德的，他
是力学这门科学的真正的创始人。

我们大家都知道一句名言“给我一个支点，我可以撬动地球。

”
后来物理学进入了一个高速发展的阶段，那就是文艺复兴。

在那儿我们看到了以宗教改革闻名的反对教会权威的伟大斗争，与世隔绝的数学家将新的生命灌输到代数学和三角学之中，天文学家凝视星辰，建立了一个新的宇宙体系。

物理学家摒弃经院哲学的思辨开始以实验的语言来研究自然。

而其中第一个伟大的胜利是推翻了托勒密的体系和建立了哥白尼体系。

其次就是开普勒的归纳研究，在第谷的观测基础下，他总结出了伟大的开普勒三大定律。

还有并不著名的史特分的平衡原理，16世纪目击了静力学的复兴和动力学的建立，自从阿基米德的时代以后，几乎停滞的静力科学首先被比利时的史特芬发展起来了。

动力学的创立是出生在比萨的伽利略的功劳，伽利略是最早指导人们不能把圣经当作科学教科书的人之一，他教导这样一种真理，即世界只能慢慢的去认识。

他的著作《关于力学和位置运动的两门新科学的对话》被认为是他最伟大和最重要的成就。

同时他对实验的强调使物理学发生了的革命性的变化。

后来到了17世纪，牛顿诞生了，正如我们所熟知的，牛顿发现了万有引力和三大运动定律，这些描述奠定了
此后三个世纪里物理世界的科学观点，牛顿的工作使力学趋于完美，因此他被誉为“近代物理学之父”。

同时期，在液体和气体的力学的方面，帕斯卡阐明了他著名的帕斯卡定律。

气压计和空气泵的实验也尤为让人惊奇，这与伽利略对真空的研究有关。

18世纪人们发现推导出一些特殊的定律，用这些定律可以按常规来处理某类问题。

我们应用“达朗贝尔原理”“动量守恒”定律，“重心守恒“定律，“面积守恒”定律作为佐证。

18世纪对这些原理的发展做出了很大的贡献，以至能以新的观点看待力学现象。

20世纪，1905年爱因斯坦提出了他著名的狭义相对论，1915年他又提出了广义相对论。

他几乎是以他自己一个人的力量创造了一门学说。

他的相对论也弥补了牛顿力学在高速情况下的不足，他建立了现代物理学观念的基础。

与他同时期的还有新量子力学，这是一群年轻的物理学家集体的成就。

同期还有布朗运动的发现和兰利论气体动力学的提出。

光学也是最古老的物理学分支之一，在埃及发现的希腊文稿的长篇中记录了各种光的幻觉现象，智慧的古人已经会制造会聚透镜，火镜和金属镜。

柏拉图学说曾经讲授过光的各种知识，托勒密测量了入射角和折射角，并得出了近似正确的结论。

13世纪，吸收了阿拉伯人光学知识的培根，著有光学方面的书，也为折射望远镜的设计提供了理论基础。

文艺复兴时期，望远镜和显微镜的发明，推动了一系列天文学的发展。

17世纪，斯里耳用实验验证发现了折射定律。

后来笛卡儿在他的《屈光学》一书中独立地发现了这个定律。

光的传播的发现，惠更斯的波动学说，牛顿的微粒说，牛顿的棱镜实验，反射望远镜的发明。

都在这一时期涌现。

关于光学的两种学说之间的冲突一直持续到18世纪，后来大多数的人都放弃了波动说。

这一时期，消色差透镜被发明了，反射望远镜和折射望远镜彼此为霸权进行了长期的竞争。

他们中的每一种在其发展的某个阶段都曾是无与伦比的。

19世纪，托马斯.杨复兴了被忽略了一个世纪之久的光的波动说。

起初他的大部分论文由于简洁却有点模糊不清而未在科学界留有印象，甚至还受到了公众舆论的广泛的反对。

后来菲里耳发现了杨早在十三年前就已经发现的干涉原理，他和阿拉哥后来对光的波动学说的深入研究，使杨的研究重新进入公众的视野。

光的双折射和偏振则感谢于马吕斯的观察。

他的质疑促使波动说更加完善成熟。

这一时期光速得到了最精确的测定。

光谱线得到了最初的观察，光谱照相术推动了对光谱的研究，
这一时期的人们推动了各种对光谱特别是太阳光谱的探索。

彩色照相术随着被发明。

20世纪，斐兹杰热和洛伦兹提出了收缩假说而他相对论的基础就建立在光速不变之上。

光速不变又源于迈克尔逊和莫雷1887年实验的否定效应。

这一时期涌现出了各种研究，有北极光，恒星的直径，红外线光谱，紫外线光谱，宇宙线，关于光谱成就的总结，光量子，X射线的性质，福科的实验，光电现象和量子论，巴尔默公式和里德堡常数，里兹的组合原理，带光谱，连续的原子光谱，磁光和电光现象。

随后我们来讨论电磁学，最开始关于电和磁的几个孤立观察我们应归功于希腊人，他们已经对电荷吸引和天然磁石有一定的了解。

文艺复兴时期，吉尔伯特进行了关于电和磁的各种实验，他出版的他的巨著《论磁》被伽利略评价“伟大到令人妒忌”。

这个时期人们也发现不同地方的磁偏角，磁倾角是不同的。

17世纪，吉利布兰德教授发现磁偏角的长期变化。

同期电的吸引和排斥实验被多个物理学家研究。

18世纪，没有一个物理学分支能像电学一样如此成功地得到发展，直到约1790年开始研究电流之前，电的研究只限在静电学方面。

后来电火花被研究，莱顿瓶被发
明了。

莱顿瓶的发明使电获得了更大的名声，被视为科学的一大进展。

后来富兰克林在美国做出了一系列最大胆的研究实验，并通过他危险而著名的风筝实验证明了闪电是一种电现象。

值得一提的是该大气电实验后来被广泛地重复，可怜的里曼在做闪电实验时被雷电打死，光荣牺牲了。

从中可以看到物理学家们让人敬畏的勇气与至诚。

富兰克林后来制造了避雷针，挽救了无数可能会被雷电打死的人们的性命。

18世纪下半叶，卡文迪什和库伦在静电的精密测量方面走出了最初的重要几步。

电在理论和实际上的发展都非常迅速，以至于19世纪被称为电的世纪。

电解，伏打电池，蓄电池组，这些都是非常重要的进展。

而奥斯特的实验则是电磁学的开端。

欧姆，一个天才的研究者，发现了以他的名字命名的伟大定律，欧姆定律。

同时期还有19世纪电磁领域中最伟大的实验家法拉第，他发现了感生电流，还有电解定律。

与法拉第成就相似的是亨利，他也为电磁学的统一作出了贡献。

之后还有麦克斯韦的光的电磁理论，赫兹的电磁波实验，伦琴射线，感应起电机，直流发电机和电灯的发展，电话和电揽的发明，电话机的发明。

20世纪电子论的出现使得改造电磁理论来适合电的原子性观念这件事成为值得期待的了。

无线电波技术和电话技术得到飞跃的发展。

在开头的力学后部分，本文已经提及了现代物理学的两大支柱之一相对论，在这里将会简单地讲述一下另一支柱量子力学。

量子力学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。

它起源于19世纪末，由普朗克对黑体辐射的解决为开端，它本身是在1923到1927年一段时间中建立起来的，这是许多物理学家共同努力的结晶，标志着物理学研究工作第一次集体的胜利。

物理学是一个庞大而历史悠久但却依然富有生命力的美丽的学科，它的未来等待我们去开拓。