物理与文化物理与文化物理与文化 (2).pdf

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1、2018/12/251第一讲 物理学起源与简史1.1 什么是物理学什么是物理学(上上)目什么是物理学0101为什么要学点物理学02029录物理学起源与简史0303为什么要学点物理学“物理学”一词的由来？“致知在格物，物格而后知至”礼记礼记大学大学1.1什么是物理学？晚清使用的“格致”或“格物”代表自然科学知识，1900年，上海江南制造局译刊藤田丰八从日文翻译的物理学一书，书名袭用了日文名称，即日文汉字未做改变此后，具有近代科学含义的学科名称“物理学”通行全国 礼记礼记大学大学用前韵用前韵招蕃叟弟仍和蕃叟癸卯二绝招蕃叟弟仍和蕃叟癸卯二绝其一其一细看物理细看物理愁如海，遥想朋从眼欲花。愁如海，遥想

2、朋从眼欲花。逆水鱼儿逆水鱼儿冲断岸，贪泥燕子堕危沙。冲断岸，贪泥燕子堕危沙。百年乔木百年乔木参天上，一昔平芜着处佳。参天上，一昔平芜着处佳。行乐不妨行乐不妨随邂逅，我无官守似蚔蛙。随邂逅，我无官守似蚔蛙。其其曲江二首一片花飞减却春，风飘万点正愁人。且看欲尽花经眼，莫厌伤多酒入唇。江上小堂巢翡翠，苑边高冢卧麒麟。细推物理须行乐，何用浮名绊此身。其其二二落花风雨落花风雨奈愁何，愁亦不应缘落花。奈愁何，愁亦不应缘落花。尚可流觞尚可流觞追曲水，底须占鵩似长沙。追曲水，底须占鵩似长沙。无人晤语无人晤语鸟乌落，为我食贫楼笋佳。鸟乌落，为我食贫楼笋佳。休说关河休说关河无限恨，腹非空怒道旁蛙。无限恨，腹非空怒

3、道旁蛙。陈傅良（宋,陈傅良（宋,1137-12031137-1203）朝回日日典春衣，每日江头尽醉归。酒债寻常行处有，人生七十古来稀。穿花蛱蝶深深见，点水蜻蜓款款飞。传语风光共流转，暂时相赏莫相违。杜甫(唐，712-770)什么是物理学？Q：Whatisphysics?A：Physicsiswhatphysicistdo.Q：Whatisphysicslesson?A：Physicslessoniswhatphysicsprofessorssay.（PhysicsToday，1996）Physics is the natural science that involves thestudy o

4、f matter and its motion through space andtime,along with related concepts such as energy什么是物理学？and force.More broadly,it is the analysis of nature,conducted in order to understand how the universebehaves.http:/en.wikipedia.org/wiki/Physics2018/12/252物理学是一项激动人心的智力探险活动，它鼓舞着年轻人，并拓展着我们关于大自然知识的疆界物理学发展着未来

5、技术进步所需的基本知识，而技术进步将持续驱动着世界经济发动机的运转什么是物理学？物理学有助于技术的基本建设，它为科学进步和发明的利用，提供所需训练有素的人才物理学在培养化学家、工程师、计算机科学家，以及其他理工科学和生物医学科学工作者的教育中，是一个重要的组成部分第23届国际纯粹物理和应用物理联合会（1999）物理学扩展和提高了我们对其他学科的理解，诸如地球科学、农业科学、化学、生物学、环境科学，以及天文学和宇宙学，而这些科学对世界上所有民族都是至关重要的物学提供发应学的新设备和新技术所需的基本知识什么是物理学？物理学提供发展应用于医学的新设备和新技术所需的基本知识，如计算机层析术(CT)、磁

6、共振成像、正电子发射层析术、超声波成像和激光手术等，改善了人们的生活质量第23届国际纯粹物理和应用物理联合会（1999）(a)把冷牛奶倒入咖啡中，形成由上升和下沉流体构成的斑图，和海洋的卫星图像相似，产生该现象的物理规律和导致太阳及其他宇宙物体的颗粒状结构的物理法则是一致的(b)流体的粘滞效应和科里奥利效应在沉降区到达相互平衡PhysicsToday,2011,5:66Phys.Rev.Lett.,2010,105:044504小小杯咖啡，理含大宇宙一杯咖啡中的涡旋结构科里奥利效应在沉降区到达相互平衡，将下沉的冷薄层和上升的暖流团组织成同心环(c)在同心环的边界处出现与剪切力相关的开尔文-亥姆

7、霍兹团流，逐渐生长并卷曲成涡旋(d)为在旋转流体及其他数学模拟体系中形成的一类相干结构，与木星的“大红斑”及地球大气中的蜿蜒状射流原理一样如果我们足够细致地观看一杯葡萄酒，我们的确看到这个宇宙这里有物理学的东西：涡动的液体，它的蒸发依赖于风和天气，玻璃上的反射，我们想象的原子玻璃是地上岩石的提纯物，在它的成分中我们看到了宇宙年龄和“这个宇宙就在一杯葡萄酒中”提纯物，在它的成分中我们看到了宇宙年龄和恒星演化的奥秘葡萄酒中的种种化合物有怎样奇特的排列？这些化合物是怎样产生的？这里有种种酶、基质和它们的生成物在葡萄酒中发现了伟大的结论：整个生命就是发酵所以研究葡萄酒的化学的人都会像巴斯德那样，发现许

8、多疾病的原因 理查德 费曼（RichardPhillipsFeynman，1918.31988.2）费曼费曼（Feynman 19181988）1965年费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格、朝永振一郎一同获得诺贝尔物理奖1965年费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格、朝永振一郎一同获得诺贝尔物理奖思想最空灵潇洒的物理学家思想最空灵潇洒的物理学家我想知道这是为什么我想知道这是为什么我想知道这是为什么我想知道这是为什么我想知道这是为什么我想知道这是为什么。我想知道这是为什么我想知道这是为什么。我想知道为什么我想知道这是为什么。我想知道究竟为什么我非要知道我为什么想知道这是为什么！。我想知道为

9、什么我想知道这是为什么。我想知道究竟为什么我非要知道我为什么想知道这是为什么！费曼费曼 一个玩物理的人.一个玩物理的人.一个杰出的教育家,最好的大学物理教材.一个杰出的教育家,最好的大学物理教材.一个表演艺术家.一个表演艺术家.一个在Topless酒吧做物理的诺贝尔奖获得者一个在Topless酒吧做物理的诺贝尔奖获得者 一个开锁专家.一个开锁专家.一个空前绝后的卡片机操作员.一个空前绝后的卡片机操作员.一个特别会算积分的非数学家.一个特别会算积分的非数学家.一个特别会捉弄数学家的狡辩者一个特别会捉弄数学家的狡辩者 一个特别会捉弄数学家的狡辩者一个特别会捉弄数学家的狡辩者.最后的辉煌最后的辉煌

10、永远的传奇,永远的传奇,We love you,Dick.1986年，挑战者号航天飞机失事后，费曼受委托调查失事原因。费曼做了著名的年，挑战者号航天飞机失事后，费曼受委托调查失事原因。费曼做了著名的O型环演示实验，只用一杯冰水和一只橡皮环，就在国会向公众揭示了挑战者失事的根本原因型环演示实验，只用一杯冰水和一只橡皮环，就在国会向公众揭示了挑战者失事的根本原因低温下橡胶失去弹性。低温下橡胶失去弹性。1988年年2月月16日，费曼去世后的第二天，学生们在加州理工学院日，费曼去世后的第二天，学生们在加州理工学院10层高的图书馆顶楼挂起一条横幅，上面写着：“我们爱你，迪克”层高的图书馆顶楼挂起一条横幅

11、，上面写着：“我们爱你，迪克”2018/12/2531962年出版的费曼物理学讲义被科学美国人这样赞誉：“尽管这套教材深奥难懂，但是它的内容丰富而且富有启发性。在它出版多年后，它已经成为讲师、教授和低年级优秀学生的学习指南。”年出版的费曼物理学讲义被科学美国人这样赞誉：“尽管这套教材深奥难懂，但是它的内容丰富而且富有启发性。在它出版多年后，它已经成为讲师、教授和低年级优秀学生的学习指南。”费曼自费曼自20己则在前言中写道：“我讲授的主要目的，不是帮助你们应付考试，也不是帮你们为工业或国防服务。我最希望做到的是，让你们欣赏这奇妙的世界以及物理学观察它的方法”。己则在前言中写道：“我讲授的主要目的，不是帮助你们应付考试，也不是帮你们为工业或国防服务。我最希望做到的是，让你们欣赏这奇妙的世界以及物理学观察它的方法”。