二、古希腊时期的物理进展
古希腊时期(公元前5世纪-公元30年)
在希腊哲学的多种多样的形式中,差不多可以找到以后各种世界观的胚胎、胚芽。 ——恩格斯
泰勒斯(公元前7世纪)的天文观、德漠克利特的原子说都发展成古代科学的瑰宝。古希腊与中国成为东西方两个交相辉映的中心。
1.埃拉多塞(公元前275-公元前195)用三尺长的竹竿测地球周长。
埃及的尼罗河旁有两个城市赛恩和亚历山大,由于已修路,联系比较便利。在塞恩有一口很深的井,夏至那天,阳光会照到井底,而同时阳光在亚历山大对竹竿将有一个投影,由此我们可测出θ角,根据几何关系可知,∠AOS=θ,OS=0A为地球半径,则:
折算出的地球周长与当今的计算值相差仅几百公里。
2.阿基米德(公元前287-公元前212年):出生在古希腊的叙拉古。
1)铜镜烧船:地中海,罗马要灭亡叙拉古。阿基米德让妇女用铜镜组成一面聚光镜烧战船上的帆,浸了油的绳与桅杆和帆都烧起来了。
1747年,法国科学家布韦为了验证这一情况,用360面镜子,拼成一个大凹镜,烧灼了70 米外的木堆。
2)杠杆定律:“给我一个支点,我可以撬动地球”。
3)数学上,得出了球体、圆柱体体积和表面积的计算公式。
三、古印度、巴比仑和阿拉伯的贡献
古印度、巴比伦和阿拉伯在天文学、数学方面的贡献也很惊人。据载,古印度发现了十进制记数法,经阿拉伯传到欧洲,逐步演变为当今的“阿拉伯记数”。在祖冲之之后1000年,阿拉伯数学家求得圆周率π,准确到小数之后17位。
总之,在古代,我们的祖先创造了瑰丽的文明,许多物理现象和规律被发现和记载下来,成为今后物理学发展的基础。
第二节 亚里士多德的物理学
一、古代物理学的特点
1.物理现象虽被发现和记录下来,但未形成系统的理论。
2.受神学的支配很强。
3.天才的臆测建立在笼统的直觉观察之中。
二、亚里士多德的物理学
1.亚里士多德(公元前384-公元前322):马其顿国王私人医生的儿子,18岁进入柏拉图学院 ,约在公元前342 年,他成为亚力山大大帝的私人教师。一生著作颇丰,在科学领域里起着奠基性的作用。
某些大科学家“比起亚里士多德不过是小学生。” ——达尔文
2.主要观点
提出物理学名称的第一人,强调科学分类
若物体不受力,运动即停止
物体越重,下落速度应该越大
地球是宇宙的中心,太阳、行星和月亮应该围绕它转
亚里士多德像 托勒密地心说图
亚氏观点从归纳日常生活出发,加上哲学思辩,后来发展为经院哲学,成为自然科学的障碍。
﹡经院哲学:科学的根本目的在于适应神学,人的知识不必来自实践,而是存在于教义之中。
3.被利用
亚氏的某些观点符合封建与宗教统治者的利益,统治集团将其抬到吓人的高度,企图让科学成为宗教和封建统治的装饰。
僧侣主义扼杀了亚里士多德学说中活的东西,而使僵死的东西永世长存。
——列宁
第二章 经典物理力学的发展
第一节 新芽破土
一、资本主义萌芽带来的契机(15世纪后半期开始)
1.社会物质条件
欧洲社会生产力迅速发展,农耕得到改进,风力水力得到普遍使用。特别是我国的四大发明经蒙古,丝绸之路传入欧洲,更为其发展推波助澜。
哥伦布1492年发现美洲,麦哲伦1519年环游世界,这些都刺激了资产阶级对生产技术的兴趣,科学的发展有了社会物质条件。
2.社会文化思想方面:出现了以文艺复兴和宗教改革为标志的思想解放运动。
但丁的神曲,米开朗基诺的雕塑,莎氏比亚的“罗米欧与朱丽叶”的出现,代表了人们要求思想自由,科学要求摆脱神学附庸地位,反对迷信和权威的心声。
3.代表人物及其观点
1)培根:“证明前人说法的唯一方法,只有观察和实践。”
2)达·芬奇(1452-1519):“实验在任何情况下都是我的老师。”
有道是“山雨欲来风满楼”,一场科学革命的风暴已经不可避免了。
二、哥白尼与“天体运行论”
1.地心说与日心说的主要观点
地心说:地球是绝对静止的,一切运动都是相对于地球而运动的。地心说受到宗教的吹捧与肯定。
日心说:
如果是地心说,这样的观点来描述行星的运动时,行星有无法解释的忽快、忽慢、逆行及留的现象。
地动日心说可以对天体的运动给予完满的解释。
“天穹的周转是一种视运动,实际是地球运动的反映。”
2.“天体运行论”于1543年写成,它被誉为自然科学的独立宣言。
三、第谷与开普勒
1.丹麦人第谷(1546-1601),经过20年的反复的天文观测,积累了大量准确的星体运动观测资料,被人誉为“星学之王”。
2.德国天文学家开普勒(1571-1630)是第谷的学生与助手,从第谷对火星的观测资料与他理论计算的8分之差入手,发表了开普勒三定律。写出“宇宙和谐论”,使我们对天穹星空的认识,由杂乱到有序。开普勒的一生,虽多病贫穷,但都未动摇他破解天体奥秘的决心,他把他的一生都贡献给了科学事业。