科学技术史第九讲
科学技术史
科学技术史1、简述阴阳五行学说商周时期，具有朴素唯物自然观因素的阴阳说和五行说在酝酿中。
到战国时期，这一学说才发展成为比较完整的形态。
五行说：世上万物都是有金、木、水、火、土五种基本元素构成的，而又以土为主，土分别与金木水火四种元素“和”成百物，相反，“同”则不能生成百物；中国古代思想家企图用金木水火土五种基本物质来说明世界万物的起源和构成。
西周末年出现阴阳说，阴阳最初的意义，是指日光的向背，向日为阳，背日为阴，后来引申为气候的寒暖。
古代思想家看到一切现象都有正、反两方面，就用阴阳这个概念来解释自然界两种对立和相互消长的物质势力。
天气属于阳气，性质是上升的；地气属于阴气，性质是沉滞的，阴阳二气上、下对流而生成万物。
反之，阴阳不和，自然界就要发生灾异。
2、简述德谟克利特的原子论德谟克利特在自然科学上最重要的贡献，是他继承和发展了留基伯的原子论，为现代原子科学的发展奠定了基石。
他指出宇宙空间中除了原子和虚空之外，什么都没有。
原子一直存在于宇宙之中，它们不能被从无中创生，也不能被消灭，任何变化都是它们引起的结合和分离。
原子在数量上是无限的，在形式上是多样的。
在原子的下落运动中，较快和较大的撞击着较小的，产生侧向运动和旋转运动，从而形成万物并发生着变化。
一切物体的不同，都是由于构成它们的原子在数量、形状和排列上的不同造成的。
原子在本质上是相同的，它们没有“内部形态”，它们之间的作用通过碰撞挤压而传递。
3、简述毕达哥拉斯定理这个定理在我国被称为“勾股定理”：任何一个直角三角形的两直角边的平方和等于其倾斜边的平方4、简述欧几里得几何的逻辑结构答：欧几里得在前人工作的基础之上，对希腊丰富的数学成果进行了收集、整理，用命题的形式重新表述，对一些结论作了严格的证明。
他最大的贡献就是选择了一系列具有重大意义的、最原始的定义和公理，并将它们严格地按逻辑的顺序进行排列，然后在此基础上进行演绎和证明，形成了具有公理化结构的，具有严密逻辑体系的《几何原本》。
科学技术史课件
米利都学派：泰勒斯（科学之父）
水是万物的本原； 在天文学上，预测了公元前585年5月28 日将出现日全食，并被证实
在数学上，发展了初等几何，直径平分圆周； 两线相交对顶角相等，半圆内接三角形为 直角三角形，等腰三角形的两底角相等，相似 三角形的对应边成比例，若两三角形的两底角 一边对应相等则两三角形全等；利用了影子与 实物的比例关系测量了金字塔的高度
2、天文学：随着农业生产的发展，人们 逐渐意识到掌握季节的重要，而季节变化 与天文现象是紧密相关的。于是便开始了有意识 地观察天文现象，最初的天文学就这样诞生了。
两河流域：月盈亏，“月”为29.5、30或29天 一年12个月，354天；一周7天，一天12 小时， 每小时60分，每分60秒。 古埃及：一年=12月，1月=30日， 加5日，1年=365日 印度：1年=360日，1年又分为12个月 天文观测：两河流域：区分了行星和恒星，并取得了行星 运行的精确数据，土星379.06日，木星398.96日，误差 仅为1% 古埃及还绘制了星图
几何学方面:阿基米德确定了抛物线弓形、螺 线、圆形的面积以及椭球体、抛物面体等各 种复杂几何体的表面积和体积的计算方法。
在推演这些公式的过程中，他创立了“穷竭
法”，即我们今天所说的逐步近似求极限的
方法，因而被公认为微积分计算的鼻祖。
天文学方面:阿基米德在天文学方面也有出 色的成就。除了前面提到的星球仪，他还 认为地球是圆球状的，并围绕着太阳旋转， 这一观点比哥白尼的“日心地动说”要早 一千八百年。限于当时的条件，他并没有
（3）印度
主要就是两本医学著作
5、建筑技术
建筑技术是一种综合 性技术，是一定社会总 体技术水平的体现。 （1）神庙：公元前7 世纪的巴比仑城达到 了顶峰
科学技术史精品PPT课件
• 泰勒斯：创立了几何学。 • 欧几里德：《几何原本》 • 阿基米德，阿波罗尼的数学研究
百科全书式的学者 亚里斯多德
4、古希腊的生物学和医学
• 亚里斯多德：古代生物学的开拓者 • 希波克拉底：西方的医学之父，提
出了：“体液说”医学理论。 • 赫罗菲拉斯：第一个区分了动脉和
开 • 学科史——综合史 • 内史——外史
第22届国际科学史大会
爱因斯坦------宇宙大师
三、学习科学技术史的意义
• 学习科学技术史，有利于我们理解科学 技术在人类社会发展中的作用。
• 学习科学技术史，有助于我们掌握科学 技术发展的规律性，更好地为全面建设 小康社会服务。
• 学习科学技术史，有助于我们掌握科学 方法，培养科学精神，强化科技意识。
• 盖天说——浑天说——宣夜说 • 《周髀算经》、《九章算术》、《九章
算术注》、《数书九章》
• 三、古代中国的医药学和地学
• 《黄帝内经》、《伤寒杂病论》、
盖天说
浑天说
张衡的浑天仪
张衡的地动仪
第四节、古代中国的科学技术
• 《神农本草经》、《梦溪笔谈》 • 裴秀的《禹贡地域图》、朱思本的《舆
地图》、清朝的《皇舆全览图》、《郑 和航海图》
第四节、古代中国的科学技术
• 四、古代中国的技术
• 1、农业和农业技术 • 2、纺织和瓷器制造 • 3、四大发明及其意义 • 4、建筑技术和水利工程 • 5、冶金和造船技术
青瓷
白瓷
红瓷
二、科学技术史的发展历程
• 科学技术史是一门古老而年轻的学科。 • 欧得曼斯，古希腊数学家和天文学家，
著有《算术史》、《几何史》和《天文 学史》，是世界上第一位科学史家。 • 惠威尔，1837年发表了《归纳科学的历 史》，这是世界上第一部综合性科技史 专著。
科学技术发展史课件整理
管中窥豹——课程介绍科学技术发展史是关于科学技术发展过程及其规律的科学。
它以科学技术发展的史实为基础，按照历史进程进行分析和概括，向人们展示了它的过去、现在和未来。
本课程以科学技术的历史发展为线索，史论结合，在重点介绍科学技术发展史上的重大事件以及著名科学家在科学思想、科学方法方面的突出成就的基础上，阐明科学技术和人类自然观的发展规律，并根据科学技术的最新进展，介绍新学科、新技术的基本内容、思想方法和现实意义，以帮助大家更好地认识历史，把握规律，开拓未来。
2012年度中国科技十大进展1“神九”载人飞船与天宫一号成功对接神舟九号飞船于2012年６月１６日１８时３７分从酒泉卫星发射中心发射升空，先后与天宫一号目标飞行器在轨成功进行了两次交会对接，第一次为自动交会对接，第二次由航天员手动控制完成。
在轨飞行期间，航天员景海鹏、刘旺、刘洋按计划开展了一系列空间科学实验和技术试验，取得了丰富成果。
６月２９日１０时０３分，在经过近１３天太空飞行后，神舟九号载人飞船返回舱在内蒙古主着陆场安全着陆，3名航天员身体状况良好。
天宫一号与神舟九号载人交会对接任务获得圆满成功。
天宫一号与神舟九号载人交会对接任务的圆满成功，实现了我国空间交会对接技术的又一重大突破，标志着我国载人航天工程第二步战略目标取得了具有决定性意义的重要进展。
这是建设创新型国家取得的新成就，是中国人民在攀登世界科技高峰征程上铸就的新辉煌，是中华民族为人类探索利用外层空间作出的又一卓越贡献。
神舟十号飞船是是中国第五艘搭载太空人的飞船。
飞船由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段组成。
升空后再和目标飞行器天宫一号对接，并对其进行短暂的有人照管试验。
对接完成之后的任务将是打造太空实验室。
任务将是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”。
神舟十号在酒泉卫星发射中心“921工位”，于2013年6月11日17时38分02.666秒，由长征二号F改进型运载火箭（遥十）“神箭”成功发射。
财大《科学技术史》2009(绪论)
绪论
一、提高全民科学素质与大学通识教育 2006年 月和3 2006年2月和3月，国务院相继发布了《国 国务院相继发布了《 家中长期科学和技术发展规划纲要 （ 2006 — 2020 年 ）》 和 《 全民科学素质行动计划纲要 2006— 2010— 2020年）》。两个“纲要” （ 2006 — 2010 — 2020 年 ）》 。 两个 “ 纲要 ” 的 发布， 不仅描绘了未来15 年加强科技创新、 15年加强科技创新 发布 ， 不仅描绘了未来 15 年加强科技创新 、 建 设创新型国家的宏伟蓝图， 设创新型国家的宏伟蓝图 ， 而且也吹响了加强 科学普及、提高全民科学素质的进军号角。
绪论
一、提高全民科学素质与大学通识教育 第二， 第二， 掌握基本的科学方法是科学素养的表 现和要求。科学方法不仅是科学探究、 现和要求 。 科学方法不仅是科学探究 、 获取未 知领域真相的钥匙，也是学习、接受、 知领域真相的钥匙 ， 也是学习 、 接受 、 传授已 知领域知识的途径和方法，更是揭露伪科学、 知领域知识的途径和方法 ， 更是揭露伪科学 、 反科学、弄虚作假等一切假象的工具。 反科学、弄虚作假等一切假象的工具。
中国科学技术史 西方传入中国的技术发明
中国科学技术史西方传入中国的技术发明下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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科学技术史-绪论
跨学科性
科学技术史的研究需要跨越不同学科的界限，与相关学 科进行交叉融合，形成新的研究领域和视角。
实证性
科学技术史的研究基于实证材料和证据，通过分析和解 释这些材料来揭示科学技术发展的规律和特点。
历史性
科学技术史关注科学技术发展的时间进程，探究不同时 期和地域的科技发展状况及其与社会、经济、文化等方 面的互动关系。
科学技术史-绪论
• 绪论 • 科学技术史的起源与发展 • 科学技术史的主要内容 • 科学技术史的研究方法 • 科学技术史的学科价值与意义
01
绪论
科学技术史的定义与特点
定义
科学技术史是研究科学技术发展历程及其与社会、经济 、文化等相互关系的学科。
特点
综合性、跨学科性、实证性、历史性。
综合性
科学技术史涉及自然科学、社会科学、人文科学等多个 领域，需要综合运用多学科的知识和方法进行研究。
科学技术的重大突破与飞跃
工业革命
18世纪的工业革命是科学技术发展 的重要里程碑。蒸汽机、纺织机等技 术的发明和应用，极大地推动了生产 力的提高和经济的发展。
20世纪科技革命
20世纪初，科技领域出现了许多重大 突破，如相对论、量子力学的提出， 电子计算机的发明等，这些都对现代 科技发展产生了深远的影响。
科学技术的未来发展趋势
人工智能与机器学习
人工智能和机器学习技术正在迅速发展，未来将有更多的 智能化应用出现在各个领域，如自动驾驶、智能医疗等。
生物技术
生物技术领域的发展将为人类带来更先进的医疗技术和治 疗方法，同时也会对农业、环保等领域产生积极的影响。
新能源技术
随着环保意识的提高和能源需求的增长，新能源技术将得 到更广泛的应用和发展，如太阳能、风能等可再生能源技 术将得到更广泛的应用。
科学技术史
实验学社开会时的情景
英国早期的科学机构
• 哲学学会 • 皇家学会
1.宗旨：“皇家学会的任务和宗旨 史增进关于自然事物的知识和 一切有用的技艺、制造业、机 械作业、引擎和用实验从事发 明” 2.设立专门的委员会 3.《皇家学会哲学会刊》
《 新 大 西 岛 》
法国早期的科学机构
宗教和科学的对话
• 科学和宗教的复杂关系
1.冲突说
2.互补说 3.融合说
伊恩．巴伯（Ian BARBOUR）
讨论：科学和宗教的关系
• 冲突说
科学精神和宗教精神 之间存在着根本的冲 突，一个处理的是可 检验的事实，一个则 为信仰而舍弃理性。 互补说 伽利略曾说：“圣经告诉我们如何上天 堂，而不是天堂如何运行。” ，他不理会 物体为何下落，开始研究物体如何下落，把 工具理性和价值理性明确分开。给伽利略平 反的教皇保罗二世说：“圣经并不想告诉我 们天堂是怎样造成的，而是要告诉我们一个 人如何上天堂。” 他的意思是说，只有工 具理性的科学并不能保证人类获得幸福，幸 福属于精神领域，仍应由宗教掌管。
心灵的救赎
• “人的身体是一架钟表，一架巨大的，极其精细巧妙的钟 表。”他层层叠叠地反问着人体的机械性：“瞳孔不是 机械地在日光下收缩以保护网膜，在黑暗里放大以观看 事物么？冬天我们身上的毛孔不是机械地闭起来，使寒 气不能侵入内部么？胃在受毒物、一定量的鸦片、呕吐 剂刺激的时候，不是机械地翻扰起来么？心脏、动脉、 肌肉在人入睡时候，不是和人醒时一样机械地不断伸缩 么？肺不是机械地不断操作，就象一架鼓风的机器一样 么？膀胱、直肠等等的括约肌，不是机械地发生作用 么？”最后得出结论“人是一架会自己发动自己的机器， 一架永动机的活生生的模型。体温推动它，食料支持 它。” ——法国哲学家拉美特里 《人是机器》
《科学技术史》复习
《科学技术史》复习汇总绪论科学技术史就是研究科学技术的产生、发展及其规律的科学。
它以科学技术发展的史实为基础，按照历史进程系统阐述古代、近代和现代中外科学技术发展的主要成就、发展特点和发展规律，并触及科学技术发展的相关问题，展望其发展趋势。
（一）科学与技术的含义及其相互关系科学与技术既有区别，又有密不可分的联系。
从二者的密切关系，人们常常称之为“科学技术”，简称为“科技”。
（1）科学与技术的含义“科学”（science）一词源于拉丁文scientia（知识、学问）。
在西方，科学最早包含在哲学之中，称为自然哲学，直到近代才分离出来。
自然科学的性质首先在于它的客观性和规律性。
“技术”（technology）一词源于希腊语techne（艺术、技巧）和logos（言辞、说话）的结合，意味着完美的技艺和演讲。
技术具有改造自然的功能、生产功能和变革功能。
（2）科学与技术的关系科学与技术是辩证统一的整体，是人们认识自然和改造自然同一过程的两个方面，而同一过程中的科学和技术又从属不同的研究领域。
科学注重于人们对自然界的认识，它主要是以知识形态表现出来的；技术注重于人们对自然界的改造，它主要是以物质形态表现出来的。
科学与技术的区别主要表现在任务、性质和目的三个方面。
由于科学与技术在功能和作用上各具特点，加上社会历史条件的限制，在19世纪以前的漫长岁月里，无论作为知识，还是作为社会活动，科学与技术之间都存在着很大差异，基本上是独立自主地发展，各自独立发挥社会作用。
科学与技术是相互分离的，它们平行地向前发展。
随着现代科学和技术的深入发展，科学和技术越来越趋向一体化，主要表现为科学的技术化和技术的科学化。
（二）科学技术史研究的对象和内容科学技术史是关于科学技术产生、发展及其规律的科学。
科学技术的产生与发展和人类自身的发展一样，有着历史的积累和继承关系，当今的科学技术只是历史上科学技术发展到一定阶段的一种存在形态。
（1）科学技术史的研究对象和基本任务科学技术工作者是创造科学技术史的主体，而社会政治、经济、文化和自然等环境条件也是直接影响科学技术研究的发展的必不可少的重要条件。
科学技术史
一、结合自己的专业，举例说明科学、技术的定义及二者的关系。
（1）科学的定义：科学在它的历史发展中表现为方法、知识、生产力和社会建制等种种现象。
作为一个历史性范畴，可以从以下几个方面来定义。
第一，科学是关于自然、社会和思维及其规律的理论化、系统化的知识体系。
第二，科学是特殊的认识活动，是探求真理、推进知识的活动。
第三，科学还是一种社会建制，由个人的业余爱好, 发展成为众多的人组织起来共同从事的社会活动事业。
狭义上的科学指反映自然规律的知识体系，即自然科学。
就我们机械专业而言，机械原理包含了理论力学、材料力学、热力学等科学体系。
（2）技术的定义：技术在广义上是人类活动的方法和手段的总称，包括生产技术和非生产技术；狭义上指人类改造自然、创造人工自然的方法与手段的总和，即生产技术。
就机械专业而言，机械的设计与制造技术都是为了用以进行生产活动。
（3）两者的关系：历史上两者各自沿着自己的道路发展：科学是精神劳动，与思想哲学相关，目的是认识自然，最高成果是发现，具有无国界、无专利、全民性、世界性的性质；技术是生产性和实践性的，与经济相关，目的是改造自然创造人工自然，最高成果是发明，有限制、有专利，具有垄断性。
近现代两者的关系越来越密切：技术原理多以科学为基础，而科学研究又离不开技术的进步，科学原理结合已有的技术设备产生技术原理，在此基础上经过构思与设计产生设备样机、工艺等。
譬如人们在力学、热学等基础科学的基础之上发明和改进机械设备设计与制造技术，先进的设备使得人们能进行严密、精确、深入、高效率的科学研究，先进的科学理论又被应用到机械设备上，形成先进的改进和设计技术。
二、分析机械唯物自然观与辩证唯物自然观形成的科学背景。
（1）机械唯物自然观古希腊是近现代科学与科学精神的发源地。
在古希腊,科学与哲学浑然一体,难以区分。
早期的古希腊自然哲学家力求从本体论上寻找一个无差别的均质世界,并出于直觉笼统地对自然进行整体性的、朴素的描述。
科学技术史课件PPT课件
详细描述
文艺复兴时期，科学开始从宗教束缚中解放出来，重新焕发生机。天文学、物理学、数学等领域取得了重大突破， 如哥白尼的日心说、伽利略的望远镜观测等。同时，技术也取得了显著进步，如达芬奇的机械设计、冶金和水利 工程等。
工业革命时期的科学技术
总结词
技术革新与工业化进程
详细描述
工业革命时期，科学技术成为推动社会发展的主要动力。蒸汽机、纺织机、铁路 等重大发明引领了工业生产的变革。化学、生物学等学科也在这一时期取得重要 进展，推动了工业生产的现代化。
阿拉伯数学在代数和几 何方面取得了重要成就， 为现代数学的发展做出
了贡献。
美洲文明
美洲的玛雅、阿兹特克 和印加等文明在农业、 建筑和天文学方面有着
独特的成就。
非洲传统工艺
非洲的传统工艺如纺织、 制陶和金属加工等具有 悠久的历史和独特的风
格。
03
中世纪科学技术
阿拉伯的科学技术
阿拉伯数字的传播
阿拉伯数字系统在欧洲中世纪得到了广泛的传播和应用， 对欧洲数学和科学的发展产生了深远的影响。
制定科技政策法规
政府应制定合理的科技政策法规，规范科技 发展，保障科技安全。
提高公众科学素养
通过科普教育，提高公众对科技的理解和认 知，增强科学素养。
加强国际合作与交流
在全球化的背景下，各国应加强科技领域的 合作与交流，共同应对全球性挑战。
THANKS
感谢观看
长。
改善生活质量
科技在医疗、交通、通讯等领 域的应用，极大地提高了人们
的生活质量。
促进社会进步
科技推动了社会的变革，改变 了人们的生活方式和社会结构
。
增强国家竞争力
科学技术史第九讲
量子论革命
……我以前同现在一样，相信物理定律越带普遍性，就越是简单。 ——M.普朗克，《M.普朗克物理论文和演讲集》 当一个人寻求生活的和谐时，必须永不忘记，在生活的伟大戏剧中，我们既是观众，又是演员，这是一个古老的真理。 ——N.玻尔，《原子物理学与自然的描述》
第23页/共56页
二、爱因斯坦与相对论
真正突破旧理论，开辟现代物理学新篇章的是德国青年物理学家爱因斯坦（Einstein，1879－1955）。在1905年3月－6月四个月内，爱因斯坦在辐射理论、分子动理论、力学和电动力学的基本理论等物理学的三个不同领域，发表了4篇具有历史意义的论文。
1905年，爱因斯坦在
笛卡尔漩涡以太模型
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为了搞清地球相对于以太的运动，19世纪末，物理学家做过各种各样的实验，其中精度最高的是迈克尔逊（Michelson，1852－1931）的实验。迈克尔逊因发明精密光学仪器和在光学测量中取得的成就，于1907年获诺贝尔物理学奖，其代表性著作有《光速度》（1902）、《光波及其利用》（1903）等。
放射性物质发现的重要意义
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电子也是在研究阴极射线的过程中发现的，是人类认识的第一个基本粒子。1897年，英国物理学家J.J.汤姆孙（J.J.Thoms，1856－1940）用实验证明，阴极射线不仅能被磁场偏转，而且能被电场偏转；比较精确地测出了这种带电微粒的荷质比（即电荷与质量之比e／m）。
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三大实验发现诱发了经典物理学危机
三大实验发现打开了经典物理学的缺口原来认为原子是不可分割的最小质点现在从原子里发现了电子、X射线和γ射线；原来认为元素是固定不变的，但放射现象表明一种元素可蜕变为另一种元素；原来认为物质的质量与运动无关，现今电子的质量随运动速度变化而变化，质量似乎不守恒了；
科学技术史笔记整理版
四号字作业带开课班号（71525）、学号、姓名科学技术史第一讲：科学史学科的奠基人乔治·萨顿:1912 创办科学史杂志 ISIS科学技术的定义——科学：对自然规律的认识技术：是人发挥主观能动性、改变自然科学史的功能——科学史可以带来对科学本身及与其相关因素的更全面，更深刻的认识。
可以作为其他相关人文学科的基础（科学哲学、科学社会学）教育功能——对人类自身的认识和对自然科学与人文学术两种文化之分裂的弥合。
内史：研究学科本身发展的过程外史：研究学科发展中与外部环境之间的相互影响和作用，以及该学科在历史上的社会功能和文化性质【科学不等于正确：判断是否科学，是依据它所用的方法，所遵循的程序】第二讲：古希腊的科学与哲学（公元前八世纪到公元五世纪）古希腊文明是近代科学的思想之源柏拉图→亚里士多德希腊科学的背景1.吸取了巴比伦为你们能够和埃及文明的精华2.城邦制造成的统一，但又具有多样性的文化3.奴隶制度下奴隶主有条件从事只是的创造各科学家的理论与成就——泰勒斯：万物本源是水阿那克西莱尼：万物本源是空气齐诺弗尼斯：万物本源是土赫拉克利特：万物本源是火思培多克勒：四元素说亚里士多德：四元素说欧几里德（几何学）《几何原本》（欧式几何学，公理化体系）阿基米德：杠杆定律盖伦（医生）：系统地总结了希腊医学的成就创立了自身体系的医学理论托勒密：天文学家第三讲：中国古代的科学技术屈原《天问》，涉及了自然，社会，历史，人生自然观是人们对自然界总的认识中国传统科学的思维模式1.阴阳说（向阳，背阴）《诗经》西周末：阴阳二气解释春秋末：老子“万物负阴而抱阳”2.五行说产生：殷商《尚书·洪范》水火木金土五行相生，五行相克五行无常胜3.八卦说天风水山地雷火泽代表自然界常见物质八卦互搭得六十四卦4.元气说（宋代张载元气学说）否极泰来天人关系1.天人感应夏：对超自然因素的崇拜，从“万物有灵”到“上帝”的产生商：“受命于天”，王与上帝联系方式：占卜周：天人感应学说2.天人相分“天人有常，不为尧存，不为桀亡”——荀子3.天人相交“天之能，人故不能也；人之能，天亦有所不能也。
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二、爱因斯坦与相对论
真正突破旧理论，开辟现代物理学新篇章 的是德国青年物理学家爱因斯坦 （Einstein，1879－1955）。 在1905年3月－6月四个月内，爱因斯坦在 辐射理论、分子动理论、力学和电动力学 的基本理论等物理学的三个不同领域，发 表了4篇具有历史意义的论文。
水星近日点运动示意图
2017/3/22 30
（2）第二个验证是光线在引力场中的偏转
在广义相对论等效原理中，具有动质量的光子与 其他静止质量不为零的粒子一样也应参与一切引 力效应，光子要产生引力场也要受到引力场的作 用。
1911年，爱因斯坦根据等效原理预言光线在太阳 引力场中将要发生偏折，并给出0.83秒的偏折值。
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三大实验发现诱发了经典物理学危机
三大实验发现打开了经典物理学的缺口
原来认为能量守恒只存在于机械能、热能和电能相互转化之中， 现在一块静止的放射物质本身就是热源，即便没有外力作用，
能量也源源不断地向外界释放，能量好像也不守恒了；
原来认为质量和能量不搭界，现在放射性物质因能量不断释放，
迈克尔逊因发明精密光学仪器和在 光学测量中取得的成就，于1907年 获诺贝尔物理学奖，其代表性著作 有《光速度》（1902）、《光波及 其利用》（1903）等。 迈克尔逊（1852－1931）与迈
克尔逊干涉仪
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1887年，迈克尔逊同美国化学家莫雷 （Morley，1838－1923）合作，以更高的 精度重复了以太测定实验，实验精度达到 40亿分之一。 他们观测了5天，看不到一点儿以太漂移的 迹象。 实验的“零”结果否定了以太风的存在， 否定了绝对运动。这就著名的以太漂移实 验，迈克尔逊一莫雷以太漂移实验的结果 轰动了物理界 。
J.J.汤姆孙（1856－1940）Leabharlann 2017/3/2214
J.J汤姆孙因发现电子获得1906年的诺贝 尔物理学奖。先后担任皇家学会会长、剑 桥大学三一学院院长，曾获得牛津、都柏 林、伦敦、剑桥、格丁根等20多个大学的 名誉学位。 在汤姆孙的组织领导下，卡文迪什实验室 成为全世界现代物理研究的一个重要中心。 近百年来，卡文迪什实验室培养出的诺贝 尔奖金获得者已达26人。
整个狭义相对论就建筑在这两条基本原理上
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双 生 子 宇 航 悖 论
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乘坐“光子火箭”以 光速作星际旅行，回 到地球时，我们会发 现什么变化？
“天上方一日， 人间已一年”
（四）广义相对论的验证
（1）第一个验证是水星近日点的进动
1845年，法国天文学家发现水星近日点 的进动。 根据牛顿理论计算，在考虑到所有可能 影响之后，仍有每百年43秒的差异无法 解释。 于是，天文学家根据发现海王星的经验 又预言“火神星”的存在。
目录
1
科学的新世纪
2
3 4
二十世纪的应用科学
二十世纪的理论科学 总结
2017/3/22
19
第二节
相对论的创立
19世纪末20世纪初，物理学领域 存在两大棘手问题：“以太之谜” 和“紫外灾难”。 正是这两个问题引发了20世纪的 物理学革命，导致了相对论和量 子力学的诞生。
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一、迈克尔逊－莫雷实验
质量也不断减小。
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三大实验发现诱发了经典物理学危机
三大实验发现猛烈地冲击着牛顿力学的物质质量、
能量、动量等基本概念，经典物理学中质量守恒、
能量守恒、运动定律等基本定律也面临严峻考验。
面对物理学危机，一些抱残守缺的物理学家悲观失
望，唯心主义趁虚而入。
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（三）电子的发现
电子也是在研究阴极射线的过程中发现的， 是人类认识的第一个基本粒子。 1897年，英国物理学家J.J.汤姆孙 （J.J.Thoms，1856－1940）用实验证明， 阴极射线不仅能被磁场偏转，而且能被电 场偏转；比较精确地测出了这种带电微粒 的荷质比（即电荷与质量之比e／m）。
科学技术史第九讲：二十世纪的科学
电子科技大学
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亚当斯（1876－1956）
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思考
1.狭义相对论的主要结论是什么？作为物理学理论，它的主要局限是什么？
2、狭义相对论是否彻底终结了从古希腊以来不断演化的以太理论？你认为，现代 科学还有没有复兴以太理论的任何可能？原因是什么？
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放射性物质发明的重要意义
一是要判明放出的射线是什么？
二是查清物质放出射线以后变成了什么？
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放射性物质发现的重要意义
1898年，卢瑟福(E. Rutherford)通过吸收实验证明铀辐射穿透力弱 的称为α射线，穿透力强的称为β射线。 1899年，贝克勒尔证实ρ射线能被磁场偏转，其行为与阴极射线相 似。 1900年，法国化学家维拉德(P.Villard)发现在铀辐射中还有另一种 成分，穿透力更强，称为γ射线。 从1902年起，卢瑟福和索第(F．Soddy)等人研究。射线和放射性物 质的规律，终于导致原子核嬗变规律和原子核的发现。
以太漂移实验
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1892年，荷兰物理学家、数学家洛伦 兹（Lorentz，1853－1928）提出了 收缩假说。 洛伦兹认为物质是由带电粒子组成， 物质在带有磁性的以太中运动时，在 其运动方向上会发生收缩，其收缩程 度正好与光速的减慢相抵消。 洛伦兹因研究磁场对辐射现象的影响 取得重要成果，与塞曼共获1902年诺 贝尔物理学奖金。
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（二）放射性的发现
放射性的发现来源于对X射线的研究。
1896年，法国物理学家贝克勒尔 （Becquerel，1852－1908）用铀盐包 （硫酸双氧铀钾）进行实验，开始探索X 射线与荧光物质的关系。
贝克勒尔首先发现了铀的天然放射性。铀 是人类发现的第一个天然放射性元素。
贝克勒尔（1852－1908）
目录
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科学的新世纪
2
3 4
二十世纪的理论科学
二十世纪的应用科学 总结
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日趋完美的物理学大厦
自从伽利略、牛顿等人创立近代力学以来, 经过200多年的发展, 到19 世纪末, 在当时大多数物理学家眼里, 似乎已经有了一幅清晰的世界图景。 他们看到:
世界万物都是由80 多种元素的原子组成的, 原子是不可再分的最小微粒。 一切自然过程都是连续的。任何一个给定的状态只能由紧接在它前面的那个状态 来解释, 如果在前后两个状态之间出现间隙, 那就破坏了事物的因果性联系。因此,“ 自然无飞跃”, 连能量的变化和转化也应当是连续的。 不同原子之间的结合和分解就产生了化学反应。分子是原子组成的, 它保持着物质 最基本的物理和化学属性。
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出生于波兰的化学家居里夫人（Marie Sklodowska Curie，1867－1934）在放射 线研究方面做出了重大贡献。 居里夫人原名玛丽·斯克罗多夫斯卡 ， 1893年以第一名的成绩毕业于巴黎大学， 并先后取得物理学和数学硕士学位。
1898年，居里夫妇共同研究放射性现象， 发现钋和镭两种天然放射性元素，其中镭 的放射强度要比铀强200万倍。
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（3）第三个验证是引力红移（光谱线的红向移动）
广义相对论的理论指出：光线在稳定引力场 中传播时，频率要发生改变，从引力场强的 地方向引力场弱的地方传播，光子频率将变 小，相应的波长将增加，即谱线红移，这种 引力红移也称相对论红移。 1925年，美国天文学家亚当斯（Adams， 1876－1956 ）对天狼星伴星的光谱线观测 证实了引力红移。
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日趋完美的物理学大厦
热现象是大量分子作混乱的机械运动的表现, 用统计力学的方法 可以解释气态和凝聚态物理体系的性质。 存在两种电荷; 电荷产生电场, 电荷的运动又产生磁场,电磁场的 运动就是电磁波。热辐射、可见光、紫外线等都只不过是不同波 长的电磁波。
无论力、热、声、光、电、磁等现象多么复杂, 一切过程都要服 从能量守恒和转化定律。
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三大实验发现诱发了经典物理学危机
三大实验发现打开了经典物理学的缺口
原来认为原子是不可分割的最小质点现在从原子里发现了电子、 X射线和γ射线； 原来认为元素是固定不变的，但放射现象表明一种元素可蜕变 为另一种元素； 原来认为物质的质量与运动无关，现今电子的质量随运动速度 变化而变化，质量似乎不守恒了；
1914年，德国天文学家率队到俄国的克里米亚半 岛观测8月的日全食，但因第一次世界大战爆发 而停止。
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1915年爱因斯坦将偏转值修正为1.7秒。
1916年，英国天文学家爱丁顿 （Eddington，1882－1944）决定利用 1919年5月29日的日全食来验证广义相对 论关于光线在引力场中的偏折效应，并推 动英国皇家天文学会着手日全食观测的准 备工作。 1919年11月，皇家天文学会宣布观测结果 为1.61±0.30秒，证实了光线在引力场的 弯曲效应。
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狭义相对论的主要推论
同时的相对性