牛顿的绝对时空观和马赫的批判
相对论（关于时空和引力的基本理论）
相对论（关于时空和引力的基本理论）·狭义相对论的概念马赫和休谟的哲学对爱因斯坦影响很大。
马赫认为时间和空间的量度与物质运动有关。
时空的观念是通过经验形成的。
绝对时空无论依据什么经验也不能把握。
休谟更具体的说：空间和广延不是别的，而是按一定次序分布的可见的对象充满空间。
而时间总是又能够变化的对象的可觉察的变化而发现的。
1905年爱因斯坦指出，迈克尔逊和莫雷实验实际上说明关于“以太”的整个概念是多余的，光速是不变的。
而牛顿的绝对时空观念是错误的。
不存在绝对静止的参照物，时间测量也是随参照系不同而不同的。
他用光速不变和相对性原理提出了洛仑兹变换。
创立了狭义相对论。
狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论，因此要弄清相对论的内容，要先对相对论的时空观有个大体了解。
在数学上有各种多维空间，但目前为止，我们认识的物理世界只是四维，即三维空间加一维时间。
现代微观物理学提到的高维空间是另一层意思，只有数学意义，在此不做讨论。
四维时空是构成真实世界的最低维度，我们的世界恰好是四维，至于高维真实空间，至少现在我们还无法感知。
我在一个帖子上说过一个例子，一把尺子在三维空间里（不含时间）转动，其长度不变，但旋转它时，它的各坐标值均发生了变化，且坐标之间是有联系的。
四维时空的意义就是时间是第四维坐标，它与空间坐标是有联系的，也就是说时空是统一的，不可分割的整体，它们是一种“此消彼长”的关系。
四维时空不仅限于此，由质能关系知，质量和能量实际是一回事，质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，比如速度越大，质量越大。
在四维时空里，质量（或能量）实际是四维动量的第四维分量，动量是描述物质运动的量，因此质量与运动状态有关就是理所当然的了。
在四维时空里，动量和能量实现了统一，称为能量动量四矢。
另外在四维时空里还定义了四维速度，四维加速度，四维力，电磁场方程组的四维形式等。
值得一提的是，电磁场方程组的四维形式更加完美，完全统一了电和磁，电场和磁场用一个统一的电磁场张量来描述。
爱因斯坦的故事(6篇)
爱因斯坦的故事（6篇）爱因斯坦的故事篇一在普林斯顿，大家都知道爱因斯坦是高等研究所最有名的教授，爱因斯坦的故事。
我去的时候，他刚刚退休。
七十多岁了，他每天仍然从他住的地方步行到研究所去。
在我的记忆中，爱因斯坦大概是不开汽车的，我没有看到过他开汽车。
人们见到他每天从他的家走到办公室，距离大概有两公里的样子。
我跟他的接触很少。
那个时候，研究所里有二十多个博士后，我们都是二十几岁的年轻人，整天讨论。
我们都非常尊敬爱因斯坦，因为无疑爱因斯坦是20世纪最伟大的物理学家。
可是，因为他已经退休了，我们觉得不应该去打扰他，所以我们跟他的接触并不多。
1950年前后，他把他的一本叫做“相对论”的小书，加了一个新的。
附录。
在这个附录里，他发展了一个新的统一场论，想把电磁学和广义相对论统一起来，他做了一系列关于这个理论的演讲。
爱因斯坦在年轻时，1905年一年之内写了三篇影响极深远的文章。
后来，他又发现了广义相对论。
这是一个史无前例的理论，是一个集无数非常复杂的经验，用非常美妙的数学，表现了一个由纯粹思想考虑得出来的结果，教育论文《爱因斯坦的故事》。
我想了想，评论爱因斯坦的工作，也许最好的两个字是“深广”。
他做的东西又深又广。
我介绍大家去看派斯在4年以前所写的爱因斯坦的一个科学传记。
以前虽然有过很多爱因斯坦的传记，但都不是真正深入做理论物理的学者所写的。
这却是第一次，所以立刻就成了一本非常重要的书。
书名取了爱因斯坦的一句名言，意思是说上帝不那么简单，可也不是狠毒的。
上帝创造了自然，自然的规律是很妙的，但并不是故意引你入歧途，使你不懂。
只要你弄对了，你就可以懂。
派斯就拿它做了书的名字。
派斯出生于1918年。
他在普林斯顿高等研究院工作了十六七年，后来去了洛克菲勒大学做理论物理主任。
近年来，他致力于撰写科学史。
上述这本书使他一举成名。
最近他又写了一本关于20世纪物理学史的书，很有意思。
应中国科学院自然科学史研究所邀请。
我的印象是他将于明年来访。
马赫对于经典力学的批判
马赫对于经典力学的批判地恒动而人不知，譬如闭舟而行不觉舟之运也.——汉《尚书纬•考灵曜》马赫关于惯性的思想萌发于贝克莱的著作中，大体上可归结为：（1）空间本身并不是一件“东西”，它仅仅是从物质间距离关系的总体中得到的一种抽象.（2）一个质点的惯性是该质点与宇宙中所有其他物质相互作用的结果.（3）局部的无加速度判据决定于宇宙中全部运动的某种平均值.（4）力学的全部本质是所有物体的相对运动.1880年，奥地利物理学家马赫《力学发展史》：“牛顿的旋转水桶实验仅仅告诉我们，水对桶壁的相对旋转不产生任何显著的离心力，而它对地球及其他天体质量的相对转动才产生这种力.没有一个人能够断言，如果桶壁的厚度和质量都增加，直到几英里时，这个实验会有什么结果.”马赫反对牛顿把惯性系、惯性质量和惯性力与绝对空间联系起来.他认为，一切运动都是相对的，惯性质量、惯性力也是相对的，它们与周围的天体有关，根本不存在绝对空间.《力学发展史》：“如果我们立足于事实的基础上，我们就会发现自己只知道相对空间和运动，绝对空间是个没有用处的形而上学的概念.”爱因斯坦《自述》：“当我是一个学生的时候，这本《力学发展史》正是在这方面给了我深刻的影响.”1913年，爱因斯坦给马赫的信：“完全按照您对牛顿水桶实验的批判，一个必然的后果是：惯性来源于一种相互作用.”马赫认为，惯性必须归结为物体的相互作用.爱因斯坦将马赫关于惯性的思想称为“马赫原理”，并把马赫原理作为广义相对论的基本原理之一.一个旋转着的弹性球在其赤道附近鼓起.这个球是怎样“知道”它在旋转而必须是鼓起的呢？对于这个问题，马赫可以这样回答：它“感觉”到围绕它旋转的宇宙物质的作用；这是一种由于转动造成的宇宙物质对球体的万有引力失去原来的平衡达到的剩余引力.但对牛顿来说，这是相对于绝对空间的转动形成的（惯性）离心力，和万有引力截然不同.Einstein 将这些思想的综合称为“马赫原理”.当然，马赫的这些思想还不成熟，因为还根本没有一个“质量感应”效应的定量理论.在通向广义相对论的某个阶段，Einstein曾经设想，牛顿的平方反比律与一个完善的引力理论的差别，就像仅仅以库仑定律为基础的简单电学理论与麦克斯韦最终理论的差别一样.1953年，夏马复活并发展了1872年蒂斯朗的麦克斯韦形式的引力理论，发现它在很大程度上包括马赫原理：惯性力对应于宇宙的引力“辐射场”，并与距离的一次方成反比.不幸的是，这个理论在其他方面和相对论相抵触.例如，在狭义相对论中质量随速度而变化，但在麦克斯韦理论中电荷应当是不变量.再者，由于质能关系式，物体的引力结合能具有负能量（负质量），因而系统总质量不等于部分质量之和.而在麦克斯韦理论中，作为线性理论的直接结果，电荷（类似于质量）是严格可加的.在引力理论的发展史上，类似麦克斯韦理论的引力磁场理论有不少，最后证明多半是广义相对论的弱场近似形式.关于牛顿力学有关惯性系的概念，Einstein有这样的批评：“古典力学想要说明一个物体不受外力，必须证明它是惯性的，想要说明一个物体是惯性的，有必须证明它不受外力.”从而犯了逻辑循环的错误. Einstein认为：“一个物理学家在一个没有窗子的房间内工作，另外有一个人开玩笑把整个房子旋转起来，于是，这位物理学家将不得不放弃惯性定律.如果这位物理学家在进入房间以前就对物理学的概念已有坚定的信念，那么他就能解释力学定律之所以被推翻，是因为房子转动，用力学实验甚至可以决定它是怎样转动的.”【2】马赫的信仰者爱因斯坦在《物理学的进化》第148页写道：“古：在您的坐标系中欧几里得几何学是无效的.我观察了您的测量，我承认在您的坐标系中两个圆周之比不等于两个半径之比.这正表示您的坐标系是被禁用的.可是我的坐标系是惯性的，我能够放心地应用欧几里得几何学.您的圆盘在作绝对运动，而根据经典物理学的观点看来，它是一个被禁用的坐标系，在它里面力学定律是无效的.今：我不愿意听取任何关于绝对运动的说法.我的坐标系和您的一样好.我看见您相对我的圆盘在旋转.没有人能够禁止我把一切运动都关联于我的圆盘.古：但是您不觉得有一种奇怪的力使您离开圆盘的中央吗？假如您的圆盘不是一个很快地旋转着的回转木马，那么您所观察到的两种情况一定不会发生.您不会感觉到有一种力把您推向盘的边缘，也不会感觉到欧几里得几何学在您的坐标系中是不能应用的.难道这些论据都不足以使您相信您的坐标系是在作绝对运动吗？今：一点也不！我自然注意到您所说的两种情况，但是我认定它们都是由于作用在我的圆盘上的引力场所引起的.从圆心指向圆盘外面的引力场，使我的坚硬的杆变形，使我的钟改变步调.引力场、非欧几何、步调不同的钟，在我看来都是密切相关的.不管采用哪一种坐标系，我必须同时认定相应引力场的存在以及它对坚硬杆和钟的影响.”[参考文献]【1】[美] A.佩斯：《上帝是微妙的——Einstein的科学与生平》，陈崇光德清等译，科学技术文献出版社，1988年8月第1版,p p354.【2】Einstein，英费尔德,1962，物理学的进化（中译本）, 上海科学技术出版社.110页。
爱因斯坦的狭义相对论基本内容
3、真空中的光速 根据麦克斯韦的电磁理论，光速“c” 应为一常数，与牛顿力学的速度叠加法则 相矛盾。 4、物理学家面临的选择 要么对牛顿力学做一些顾此失彼的解 释，修修补补，要么彻底抛弃，建立新的 理论。
第一节 爱因斯坦狭义相对论
一、走在爱因斯坦前面的人 人名 贡献 麦克斯韦 创建电磁理论 赫兹 修改麦克斯韦方程 1887年提出佛格特变换， 佛格特
他阅读了许多著作发现，所有人试图证明以 太存在的试验都是失败的。经过研究，爱因斯 坦发现，除了作为绝对参照系和电磁场的荷载 物外，以太在洛伦兹理论中已经没有实际意义。 于是他想到：绝对参照系是必要的吗？电磁场 一定要有荷载物吗？ 当时的物理学家一般都相信以太，也就是相 信存在着绝对参照系，这是受到牛顿的绝对空 间概念的影响。19世纪末，马赫在所著的《发 展中的力学》中，批判了牛顿的绝对时空观， 这给爱因斯坦留下了深刻的印象。
第八章 相对论的建立和发展
相对论是现代物理学的重要基石。它的建 立是20世纪自然科学最伟大的发现之一，对 物理学、天文学、哲学思想有深远的影响。
相对论是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是 电磁理论合乎逻辑的继续和发展，是物理学各个分支 又一次综合的结果。
相对论好象是：“光彩夺目的火箭，它在 黑暗的夜空，突然划出一道道十分强烈的光 辉，照亮了广阔的未知领域。” ——德布罗意
他的狭义相对论认为“在互相作直线----非加 速运动的所有参考系中，自然规律是同样有效 的。 ” 它的意思就是：你站在两个互相做直线运动 的---非加速的参考系中，你看到的物理现象是 相同的。------相对性原理。
他的相对论，把所谓作为光波载体的以太，从 物理学世界中清除出去了。
“无以太物理学”乃是爱因斯坦思想的成果。
自1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》这部巨著以来,牛顿力学
关于牛顿的"绝对时间"假定，首先，马赫认为，在牛顿关于绝对时间的表述中，时间是某种独立的东西，这实际上是人们对时间的一种"错觉"的表述。"当我们说有一事物A随时间而变化，那么这只是说事物A的状态同另一事物B的状态有关。 那么它的振动就是在时间上进行的。由于我们在观察摆时不必去考虑它同地球位置的相依关系，而可以把它同任何别的物体（当然，其状态也取决于地球的位置）作比较，所以很容易产生一种错觉，认为与之比较的所有的事物都是无关紧要的。我们甚至可以在留心摆的运动的时候，把其他外界事物都忽略掉；我们还可以发现，对于它的每一个位置，我们的想法和感觉都不一样。因此，时间好像是某种特殊的独立的东西，摆的位置取决于时间的进程，而我们用来作比较的、任意选用的东西，好像只起完全次要的作用。" 其次，马赫认为，在牛顿的绝对时间的观念中，绝对时间在本体论上是先于物体运动的，而且事物的运动和变化要靠这种绝对时间来度量，这"完全是超出了我们的能力。完全相反，时间是一种抽象，我们借助于事物的变化才达到这促抽象。"
许多物理学家，特别是爱因斯坦，对马赫关于牛顿力学的批判给予了很高的评价。他指出："马赫已清楚地看出了古典力学的薄弱方面，而且离开提出广义相对论已经不远，而这一切是在几乎半个世纪之前的事情！""我同马赫之间并无特别重要的信函来往。可是，马赫的确通过他的著作对我的发展有相当大的影响。"事实上，马赫的研究工作为20世纪初相对论的诞生提供了认识论基础。
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爱因斯坦小时候的故事最新6篇
爱因斯坦小时候的故事最新6篇爱因斯坦小时候的故事篇一爱因斯坦上小学的时候，因为很少说话，老师一向不太喜欢他。
手工课上，老师从一大堆泥鸭子、布娃娃、蜡水果等作业中，拿出一个很不像样的小板凳，生气的说：“你们谁见过这么糟糕的板凳呢？”孩子们都笑了起来。
爱因斯坦却低下了头。
老师看了他一眼，严厉的说：“世界上还有比这更糟糕的板凳吗？”同学们都陆续低下了头，教室里鸦雀无声。
这时，爱因斯坦站了起来坦然的说：“有的。
”同学们都抬起了头，惊奇的看着爱因斯坦。
只见他从书桌里拿出两个更不像样的小板凳，摆在桌子上说：“老师这是我第一次第二次做的，交给您的是我第三次做的。
他虽然不好，但是比这两个强一些。
”老师看他做事这样认真，有敢于直言，从此改变了对他的态度。
爱因斯坦小时候的故事篇二爱因斯坦小时候并不活泼，三岁多还不会讲话，父母很担心他是哑巴，带他去给医生检查。
还好小爱因斯坦不是哑巴但是直到九岁时讲话还不很通畅，所讲的每一句话都务必经过吃力但认真的思考。
小爱因斯坦是一个诚实的孩子，从不做违心的或骗人的事。
为此，他受到同学们的讥笑，给他起了一个绰号叫“诚实的约翰”。
普通孩子喜欢玩带有竞争性的游戏，但是他却不喜欢参加。
孩子喜欢打仗的游戏，喜欢看士兵操练，但是他却从小到大不喜欢任何和军事有关的东西。
他是一个不想看到人类互相残杀的和平主义者。
爱因斯坦家的住房周围有花园，他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里，用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。
他很小就喜欢冥想，想了解大自然的奥秘。
一次，在依萨尔河岸野餐时，一位亲戚说，小爱因斯坦很严肃，当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时，他却独自坐着看湖的对岸。
母亲玻琳深情的为自我的孩子辩护：“他是沉静的，因为他在思索。
等着吧，总有一天他会成为一个教授！”那位亲戚感到可笑，但也理解母亲的情绪。
教授！在人们的心目中，只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号，这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗？在四、五岁时，爱因斯坦有一次卧病在床，父亲送给他一个罗盘。
惯性概念的认识及其影响
惯性概念的认识及其影响惯性是物理学中最基本的概念之一，也是学习物理学最早遇到的概念之一。
这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析，促进物理学重大进展，其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法的教益，是培养学生科学地思考问题的能力非常有效的素材。
一、惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时，保持其原有运动状态的属性。
人们对于惯性这一认识有赖于惯性定律的建立，而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运动状态改变的认识，这一点在人类认识发展史上经历了漫长的岁月。
在人类思想史上，两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响，然而他关于物理学的论述，许多都是错误的。
他把物体的运动分为自然运动和强制运动。
他认为圆周是完善的几何图形，圆周运动对于所有星体都是天然的，因而是自然运动；另外，地球上的物体都具有其天然位置，重物趋于向下，轻物趋于向上，如果没有其他物体阻碍，物体力图回到天然位置的运动也是自然运动；其他所有形式的运动则都是强制运动。
他还进而指出，关于物体的强制运动，只有在外力的不断作用下才能发生；当外力的作用停止时，运动也立即停止。
从这里可以看出亚里士多德肯定了两点：一，自然运动不涉及曳力的问题，只有强制运动才存在力的问题；二、力是物体强制运动的原因。
从今天来看，这显然是错误的，然而它束缚了人们近两千年。
从这种把物体的运动归结为外力作用的观念，可以提取出静止物体具有惯性的概念。
开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道；“天体有留在天空中任何地方的性质，除非它被拖曳着。
”“如果天体不赋有类似于重量的惯性，要使它运动就不需要力，最小的动力就足以使它有无限的速度，但由于天体公转需要用一定的时间，有的长些，有的短些，因此非常明显，物质必须具有能说明这些差别的惯性。
”“惯性，或对运动的阻力是物质的一种特性，在给定的体积中，物质的量愈多，惯性愈强。
1921年诺贝尔物理学奖——对理论物理学的贡献
1921年诺贝尔物理学奖——对理论物理学的贡献1921年诺贝尔物理学奖授予德国柏林马克斯·普朗克物理研究所的爱因斯坦（Albert Einstein，1879—1955），以表彰他在理论物理学上的发现，特别是发现了光电效应的定律。
众所周知，爱因斯坦是20世纪最杰出的理论物理学家。
爱因斯坦最重要的科学贡献是在1905年创建了狭义相对论。
然而在颁发1921年诺贝尔物理学奖时，却只字不提相对论的建立。
诺贝尔委员会特别申明，授予爱因斯坦诺贝尔物理学奖不是由于他建立了相对论，而是“为了表彰他在理论物理学上的研究，特别是发现了光电效应的定律”。
诺贝尔物理学奖委员会主席奥利维亚（Aurivillus）为此专门写信给爱因斯坦，指明他获奖的原因不是基于相对论，并在授奖典礼上解释说：因为有些结论目前还正在接受严格的验证。
这件事说明了20世纪初，人们对待新的科学观念是何等的保守。
当然，即使是只限于光电效应定律的发现，爱因斯坦也早就该获得最高的科学嘉奖了。
量子假说是普朗克在1900年根据黑体辐射的实验和理论作出的大胆尝试。
这是物理学发展史中的一个里程碑。
但是他的量子概念只限于辐射的发射和吸收。
爱因斯坦是在他的基础上，把量子概念进一步发展成为光量子理论。
爱因斯坦总结了光学发展中微粒说和波动说两种理论长期争论的历史，认为光能量的不连续分布不但可以解释黑体辐射的规律，也应能解释光致发光、紫外光产生阴极射线（即光电效应）、电离现象等实验事实。
1905年，他在“关于光的产生和转化的一个试探性观点”一文（图21－1）中提出了这一理论，认为光辐射的能量是一束一束地集中在光子（或光量子）上，光子的能量是E＝hν，式中ν是光的频率，h是普朗克常数。
爱因斯坦根据能量守恒原理，得：eV＝hν－W 其中e为电子电荷，V为遏止电压，eV等于电子逸出金属表面的最大动能，W为电子逸出金属表面需作的功。
这个方程就叫爱因斯坦光电方程。
在这个方程中不出现光的强度，可见电子的最大速度与光强无关。
一物理学史的分期
绪 论物理学是研究物质运动的最普遍形式的规律以及物质基本结构的科学。
物理学史是研究物理学产生和发展规律的科学。
一.物理学史的分期1.古代物理学时期---科学的萌芽期时间：从远古到16世纪中叶。
特点：主要是对自然现象的观察和记载。
这一时期，自然科学与哲学融合在一起，对自然现象的解释往往是哲理性的。
文化中心：古希腊和古代中国是。
2.经典物理学时期：时间：从16世纪中叶到19世纪末。
15世纪末，资本主义开始萌芽，社会生产力得到发展，有力地推动了科学的进程。
16世纪中叶，哥白尼提出“日心说”。
17世纪晚期，牛顿建立了经典力学体系，标志着近代物理学的诞生。
之后，经典热力学、电磁学相继建立。
到19世纪末，形成了比较完整的经典物理学体系。
标志：牛顿力学、热学、光学、电磁学的建立。
3.现代物理学时期：时间：从19世纪末到现在是现代物理学时期。
19世纪末一系列实验新事实的发现，使经典物理学理论出现了不可克服的危机，从而导致了物理学革命；标志：相对论、量子力学的相继建立，标志着现代物理学的诞生。
20世纪50年代以后，物理学已经发展成为一个相当庞大的学科群，包括高能物理（粒子物理）、原子核物理、等离子体物理、凝聚态物理、计算物理和理论物理等主体学科以及难以计数的分支学科。
物理学与各学科之间相互交叉、相互渗透形成了众多很有发展前途的交叉科学。
三个阶段古 代 经 典 现 代时期 前6.7世纪－1600年 16世纪－19世纪末 19世纪末－20世纪50年代地域 中国、古希腊、阿拉伯欧洲 欧美及亚州代表 人物 亚里士多，《墨经》，阿基米德牛顿，伽利略、法拉弟，麦克斯伟尔。
爱因斯坦、普朗克、波尔主要 成就 基本测量技术冶炼技术杠杆原理，浮力定律指南针发明各种镜的成像日心说，万有引力定律牛顿三定律，能量转换与守恒，热力学定律，电磁场理论，波动光学，及由这些理论引出的大量新技术。
相对论与量子论及其派生出来的各分支理论，如核物理，凝聚态物理，非线性等以及由此而产生的大量高科技，激光，超导、航天等主要 特点 1、开始以“自然”、“物质”作为研究对象。
马赫对牛顿时空观的批判及其意义
马赫对牛顿时空观的批判及其意义牛顿的时空观是经典力学的基石，奠定了现代物理学的基础。
然而，在19世纪末和20世纪初，爱因斯坦的相对论理论的提出对牛顿的时空观提出了挑战。
而马赫则对牛顿的时空观进行了更为深入的批判，进一步揭示了其中的问题，并提出了一种新的观点。
本文将探讨马赫对牛顿时空观的批判以及其意义。
牛顿的时空观认为，时间和空间是绝对的、独立存在的实体。
时间是一个独立的维度，与空间相互独立但相互关联。
这种观点在经典力学中得到了很好的应用，但在后来的研究中逐渐暴露出了一些问题。
马赫对牛顿的时空观提出了批判，并提出了相对论的先驱性观点。
他认为，时间和空间并非绝对的，而是相对的。
他认为，时间和空间的性质与物体的运动状态有关，而不是独立存在的实体。
马赫的观点迎合了爱因斯坦相对论的思想，为后来的相对论奠定了基础。
马赫的观点对牛顿的时空观提出了重要的挑战。
牛顿的时空观认为，时间和空间是绝对的，与物体的运动无关。
然而，马赫通过对物体运动状态的分析，揭示了时间和空间的相对性。
这一观点对物理学的发展产生了深远的影响。
马赫对牛顿的时空观的批判使我们对时间和空间的认识更加深入。
牛顿的时空观虽然在经典力学中得到了很好的应用，但随着科学的发展，我们发现时间和空间并非绝对存在的实体，而是与物体的运动状态有关。
这一观点为后来爱因斯坦的相对论理论提供了重要的支持。
马赫的观点揭示了物理学中的认识问题。
在牛顿的时空观中，时间和空间被看作是独立存在的实体，与物体的运动无关。
然而，马赫通过对物体运动状态的分析，揭示了时间和空间的相对性。
这一观点引发了人们对认识问题的思考，推动了科学哲学的发展。
马赫的观点也对物理学实验的设计和解释提出了新的要求。
在牛顿的时空观中，时间和空间是绝对的，与物体的运动无关。
然而，马赫的观点认为时间和空间的性质与物体的运动状态有关。
这意味着在进行物理学实验时，我们需要考虑物体的运动状态对实验结果的影响，这对实验设计和解释提出了更高的要求。
大学近代物理笔记 手写
大学近代物理笔记手写
牛顿:牛顿力学《自然哲学的数学原理》
欧拉:刚体力学
伯努利:流体力学
达朗贝尔:达朗贝尔原理(动力学→静力学)
莫培督:最小作用量原理
拉普拉斯:《天体力学》，拉格朗日:《分析力学》
马赫对牛顿的批判:《力学及其发展的批判历史辩论》，其矛头直指力学先验论。
提出:
①惯性不是物体的固有属性，是被宇宙万物赋予的。
②质量:由牛二、三定义:相互作用的物体产生相同加速度则质量相同。
③批判了绝对时空观。
马赫思想的缺陷:过度强调经验、实验，理论
框架、假设也很重要。
9.24狭义相对论运动学基础
洛伦兹:“收缩假设”，相对绝对空间的物体在运动方向上会收缩，
解释了迈克尔逊莫雷实验的结果? ?但这种理论会导致物体在不同方
向上密度不同，未发现。
洛伦兹用长度收缩导出了洛伦兹变换(p56) ，但认为坐标变换只是数学技巧。
part1-2
庞加菜:绝对空间、时间是不存在的，两个事件经历时间相等的说法
没有意义。
庞加菜:相对性原理，物理定律对固定观察者和匀直运动观察者相同(经验)
因费尔德:即使没有爱因斯坦，狭义相对论也会很快出现，因为庞加菜。
爱因斯坦:狭义相对论《论物体的电动力学》
相对论是演绎法:从基本假设出发，由普朗克启发。
狭义相对论基本假设:相对性原理(所有惯性参考系中物理规律都是相同的)、光速不变原理(在所有惯性参考系中)。
对马赫及《力学及其发展的批判历史概论》的评价
对马赫及《力学及其发展的批判历史概论》的评价摘要：伟大的物理学家牛顿在1687年出版了其著作《自然哲学的数学原理》，这一著作将力学的进行了系统的阐述和总结，为后世科学家的力学研究提供了可靠的依据。
一直到19世纪，恩斯特·马赫看出了牛顿经典力学中的局限性，并且发表了其历史性的著作《力学及其发展的批判历史概论》。
这一著作对力学的发展具有里程碑式的意义。
基于此，本文就马赫及其《力学及其发展的批判历史概论》进行系统的评述。
关键词：恩斯特·马赫《力学及其发展的批判历史概论》评价力学最早起源于西欧国家。
早在1687年，牛顿经典力学的著作《自然哲学的数学原理》出现，并且取得了重大的成功，使人们接受了力学理论，并将其视作科学解释中的权威，从此物理学家认为宇宙中发生的一切事情都可以运用力学进行解释，而且当时力学的发展已经进入了顶峰时期，后世研究物理力学的人员只要继承前人的衣钵就能将物理学发扬光大。
这种盲目乐观的状态一直持续到19世纪，恩斯特·马赫通过其著作《力学及其发展的批判历史概论》（以下简称《力学》）表达了对经典力学局限性的批判，从此力学的发展进入了一个新纪元。
但后人对马赫及其《力学》的评价却众说纷纭。
一、恩斯特·马赫的个人简介及评价（一）恩斯特·马赫的个人简介恩斯特·马赫，1838年2月18日出生于奥地利，他是一名伟大的物理学家和哲学家，马赫数和马赫带效应就是以他的名字命名，以纪念其对物理学做出的伟大贡献。
马赫在14岁时就自学物理学和哲学的相关，并且在22岁时就已经获得了物理学博士学位。
在之后的岁月中，他先后担任数学教授和物理学教授，并且在担任物理学教授期间对生理学产生了学习的兴趣，从而阅读了大量的生物学著作，在此之后其对心理学、哲学也进行了一番深入的研究。
马赫在19世纪末20世纪初已经颇具影响力，其著作《力学》在力学的发展史上具有里程碑式的意义，也是因为其对传统经典力学局限性的批判，使得一直处于盲目乐观状态下的物理学家幡然醒悟，从此加快了对力学相关知识的钻研。
马赫原理
关于牛顿的“水桶实验”，马赫在1883年出版的《力学史评》一书中写道：“牛顿的旋转水桶实验只是告诉我们，水对于桶壁的相对旋转不引起显著的离心力，而这离心力是由水对偿转让地球及其他天体质量的相对转动所产生的。
如果桶壁愈来愈厚，愈来愈重，直到厚达几英里时，那就没有人能说这实验会得出什么样的结果。
”“如果把水桶固定，让众恒星旋转，能够再次证明离心力会不会存在吗？”在马赫看来，根本不存在绝对空间和绝对运动，物体的运动是相对于宇宙中天体的运动；物体的惯性是宇宙中所有天体作用的结果，撤掉一个物体周围的所有其他物质，则无法去判断它作什么运动，因而它也就不再具有惯性。
因此牛顿水桶实验中凹行为，并不能区分究竟是水相对绝对空间的转动，还是水相对于众星体的转动，因此也并不能由此得出存在绝对空间的结论，相反地，把水面下凹行为看成是由于水相对于众星体转动，即水桶内壁以外的所质量的吸引和带动所造成的，则要更自然些。
马赫对于我们世界的这种非常独到的哲学见解，对牛顿的绝对空间作了深刻批判。
马赫说，根本不存在绝对空间和绝对运动，是对的；但他说，撤掉一个物体周围的所有其他物质，则无法去判断它作什么运动，则是错的。
撤掉一个物体周围的所有其他物质，由于物体本身有多个部分，还可作相对运动。
其实马赫没有弄懂：马赫空间=“无”+“有”。
马赫为反对绝对空间而提出的解决办法，则是把“无”+ “有”的空间作为一件“东西”完全抛弃掉。
马赫原理提供了凭直觉理解这些效应的方法，而广义相对论的方法则是高度数学化的。
马赫原理的论证马赫原理是不完备的。
因为相对6阶“无”，“有”的层次更多，才能区分万事万物。
世界上有多少科学家，就有多少“有”，他们之间是有空间间隔的。
又例如，牛顿的旋转水桶实验，其中有水，有水桶、有地球，有制造或旋转水桶的人，还有还其他天体，也还有把地球和其他天体分开的真空，以及联系在一起的引力子等，尽此，就有7个层次。
把水桶和水与地球直接相连或放在飞机上，都受地球引力的影响。
物理学发展史,以及主要人物的贡献
第一章：宏观物理学的探索史，是你无法想象的美！我相信每一个了解过物理学探索过程的人，都会觉得这是一首晦涩的诗歌，这是一幅抽象的图，这是一场没有结局的战争，这是一个让无数青年才俊沸腾的天堂。
今天我带大家来走进宏观物理学的殿堂，来认识一下有哪些人在这个殿堂里留下了名字？他们说了什么？他们做了什么？他们还有什么难言之隐？我们知道物理学主要是研究物质、能量及它们彼此之间的关系。
它是最早形成的自然科学学科之一。
最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。
而形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。
自希腊远古时期 (公元前650–480 年)，前苏格拉底哲学家逐渐理性地认识自然。
其中米利都的哲学家泰勒斯因为拒绝以各种超自然，宗教或神话的方式解释自然现象，所以人们称他为科学之祖。
此外，泰勒斯宣称每个事件皆有仅需诉诸自然的原因。
公元前580 年，泰勒斯贡献良多，他推测水是万物之源，作磁铁与琥珀的吸引实验，并且形式化史上第一笔的天文学知识。
作为史上首位提出演化思想而闻名的人，阿那克西曼德，并不同意泰勒斯的“水是万物之源”观点。
他主张无穷才是万物的基石。
大家注意，无论是泰勒斯还是阿那克西曼德的观点，都是具有朴素的唯物主义观点的。
水是万物之源的观点，类似中国的五行说。
而无穷是万物基石的概念，和中国老子的道如出一辙。
但老子的学说更形象化。
所以古往今来，至今不衰。
大约于公元前 500 年，赫拉克利特主张只有少数几个掌控宇宙的基本定律才是万物变化的原理，并且，任何事物随时都在变化；没有事物能永恒地维持在相同状态中。
这个观点在当时来说很前卫。
早期的哲学家，留基伯坚决反对神、上帝借由天意来影响自然现象，并主张任何自然现象都是必然的。
留基伯与他的学生，德谟克利特，为史上首先提出原子论的人，主张任何一切物质皆由各种不可分割、不灭的称作原子的元素所组成。
在经典希腊时期以及希腊化时代，亚里士多德写下史上第一本被称作《物理学》的书，他企图借由四元素解释物体的运动（以及落体现象）。
爱因斯坦的科学事迹
爱因斯坦的科学事迹爱因斯坦是著名的物理学家、思想家及哲学家。
他创立了代表现代科学的相对论，为核能开发奠定了理论基础，被公认为是自伽利略、牛顿以来最伟大的科学家、物理学家。
下面是店铺收集整理的爱因斯坦科学事迹，希望对大家有帮助~~狭义相对论的创立早在16岁时，爱因斯坦就从书本上了解到光是以很快速度前进的电磁波，他产生了一个想法，如果一个人以光的速度运动，他将看到一幅什么样的世界景象呢?他将看不到前进的光，只能看到在空间里振荡着却停滞不前的电磁场。
这种事可能发生吗?与此相联系，他非常想探讨与光波有关的所谓以太的问题。
以太这个名词源于希腊，用以代表组成天上物体的基本元素。
17世纪的笛卡尔和其后的克里斯蒂安·惠更斯首创并发展了以太学说，认为以太就是光波传播的媒介，它充满了包括真空[真空]在内的全部空间，并能渗透到物质中。
与以太说不同，牛顿提出了光的微粒说。
牛顿认为，发光体发射出的是以直线运动的微粒粒子流，粒子流冲击视网膜就引起视觉。
18世纪牛顿的微粒说占了上风，19世纪，却是波动说占了绝对优势。
以太的学说也大大发展：波的传播需要媒质，光在真空中传播的媒质就是以太，也叫光以太。
与此同时，电磁学得到了蓬勃发展，经过麦克斯韦、赫兹等人的努力，形成了成熟的电磁现象的动力学理论——电动力学，并从理论与实践上证明光就是一定频率范围内的电磁波，从而统一了光的波动理论与电磁理论。
以太不仅是光波的载体，也成了电磁场的载体。
直到19世纪末，人们企图寻找以太，然而从未在实验中发现以太，相反，迈克耳逊莫雷实验却发现以太不太可能存在。
电磁学的发展最初也是纳入牛顿力学的框架，但在解释运动物体的电磁过程时却发现，与牛顿力学所遵从的相对性原理不一致。
按照麦克斯韦理论，真空中电磁波的速度，也就是光的速度是一个恒量;然而按照牛顿力学的速度加法原理，不同惯性系的光速不同。
例如，两辆汽车，一辆向你驶近，一辆驶离。
你看到前一辆车的灯光向你靠近，后一辆车的灯光远离。
牛顿力学的绝对时空观
牛顿力学的绝对时空观
哎呀，说起这牛顿力学的绝对时空观嘛，咱四川人也得整得明明白白。
你想啊，牛顿那老兄，他那个年代，就像咱们在茶馆头摆龙门阵一样，把个宇宙万物的运动规律，讲得是头头是道。
他说嘞，时间和空间啊，那是两个硬邦邦的、不变的东西，就像咱们屋头的桌子板凳，不管你咋个动，它都稳当当地在那儿。
时间，滴答滴答地走，不管你是忙还是闲，它都不得慢半拍；空间呢，就像咱们这块地界儿，东南西北，大小不变，你走到哪儿，它都还是那么大个地盘儿。
在牛顿的眼里，物体的运动，那就是个速度乘以时间的事儿，简单直接。
他整的那个力学三定律，简直是解决运动问题的神器，跟咱们做菜用的调料一样，缺了哪样都不行。
不过话说回来，虽然这绝对时空观在当时是顶呱呱的，但到了后来，爱因斯坦那哥们儿一出手，嘿，相对论一来，嘿呀，整个物理学界都沸腾了。
爱因斯坦说，时间和空间啊，它们其实是相互关联的，还能弯能曲，跟咱们想的不一样哦。
但话说回来，牛顿的这套理论，在咱们日常生活中还是好使的，就像咱们用个秤称东西，虽然知道有更高级的电子秤，但老秤用起来也顺手不是？所以，牛顿力学的绝对时空观，在咱们这儿，还是有一定的市场的，哈哈！。
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牛顿的绝对时空观和马赫的批判
牛顿在《自然哲学的数学原理》一开头，就以极其精炼的语言提出一系列定义，为后面的运用奠定逻辑基础、其中有：“物理的量”“运动的量”、“物质固有的力”(按：即惯性)、“外加的力”等等．接着，又以公理的形式揭出了三大运动定律，即惯性定律、运动定律和作用反作用定律。
其中运动定律是这样叙述的①，
“定律2．运动的改变和外加的力成正比。
并且发生在外加力的那个直线方向上。
”
正如前几节所述，牛顿这些概念和定律高度概括了前人的工作．
紧接着三个定律之后，牛顿提出了6个推论。
推论1和推论2涉及力的合成和分解以及运动的叠加原理，推论3和推论4，得出了动量守恒定律，推论5和推论6，包括了伽利略相对性原理。
这样，牛顿就把前人的各不相关的独立成果系统化．综合在一起，形成了有逻辑联系的整体．
在这个理论体系的框架中，有一些必不可少的基本要素。
牛顿以注释的方式写在定义的后面，这就是他对空间、时间和运动的观点．
关于时间，他写道：“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地，与任何外界事物无关地流逝着，它又可名为‘期间’；相对的、表观的和通常的
时间．是期间的一种可感觉的、外部的或者是精确的，或者是变化着的量度，人们通常就用这种量度，如小时、日、月、年来代表真正的时间．”
关于空间，牛顿写道：“绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。
相对空间是绝对空间的某一可动部分或其量度，是通过它对其他物体的位置而为我们的感觉所指示出来的，并且通常是把它当作不动的空间的。
”
关于运动，牛顿写道：“绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对处所的移动．；
“真正的、绝对的静止，是指这—·物体在不动的空间的同一个部分继续保持不动。
”
这就是牛顿的绝对时空观。
牛顿引入绝对时间和绝对空间的概念完全必要的，由此可以提供一个标准来判断宇宙万物所处的状态，究竟是处于静止、匀速运动还是加速运动，才能使“力学有明确的意义”，（爱因斯坦语）
为了证明“绝对运动”的存在，牛顿举了水桶旋转的例子．他写道①：“如果用长绳吊一水桶，让它旋转至绳扭紧，然后将水注入，水与桶都暂处于静止之中。
再以另一力突然使桶沿反方向旋转，当绳子完全放松时，桶的运动还会维持一段时间；水的表面起初是平的，和桶开始旋转时一样．但是后来，当桶逐渐把运动传递给水，使水也开始旋转。
于是
可以看到水渐渐地脱离其中心而沿桶壁上升形成凹状(我曾作过这一试验)。
运动越快．水升得越高．直到最后，水与桶的转速一致，水面即呈相对静止．水的升高显示它脱离转轴的倾向，也显示了水的真正的、绝对的圆周运动．这个运动是可知的，并可从这一倾向测出，跟相对运动正好相反。
在开始时，桶中水的相对运动最大，但并无离开转轴的倾向：水既不偏向边缘，也不升高，而是保持平面，所以它的圆周运动尚未真正开始。
但是后来，相对运动减小时，水却趋于边缘，证明它有一种倾向要离开转轴．这一倾向表明水的真正的圆周运动在不断增大，直到它达到最大值，这时水就在桶中作相对静止．所以，这一倾向并不依赖于水相对于周围物体的任何移动，这类移动也无法定义真正的圆周运动。
”
这就是著名的“水桶实验”．牛顿用这个例子雄辩地论证了“绝对运动”概念的合理性．
牛顿关于“绝对空间”和“绝对时间”的概念，为他的运动理论提供了一个有效的时空框架．这种绝对时空观，在承认空间和时间的客观性质上是正确的，但由于把空间和时间看做是与物质运动无关的，因而具有很大的局限性。