近代物理学的发展共26页文档
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日他向法国科学院报告说：
度与铀含量成正比。发现钍也
“磷光物质射出能穿透不透光 具有类似性质，建议用“放射
纸的辐射”。
性”来描述。
• 贝克勒尔报告后继续实验，正 • 1898年7月，玛丽·居里和丈夫
巧一连几个阴雨天，他把铀盐 皮埃尔·居里在异常简陋的棚屋
和底片一起放进抽屉。3月1日， 里，用巧妙的分析方法找到比
洛伦兹用11个假设解释“以太漂移”的零结果，仍不能自圆其说，哀叹道：“在今天，人们提出了与昨天完全相反的主张，就无所谓
止外界对放电管的影响，也 真理的标准了，我真后悔没有在这些矛盾出现的五年前死去。
1901年考夫曼实验证实了电磁质量的存在。
直线传播、不被棱镜反射和
不使管内光外泻，用黑纸把 折射、不被磁场偏转、使照 在他的领导下，先后有七位获得诺贝尔奖。
学家伦琴为了探明阴极射线 汤姆逊出生在英国曼彻斯特。 • 日伦琴将《论一种新的射线》 五、新发现的意义与思想混乱 的性质，重复赫兹、勒纳德 递交给了维尔兹堡物理学医 于1902年3月提炼出克氯化镭，测定镭的原子量为225，其放射性比铀强二百万倍。
等人的实验。日晚，为了防 学学会，总结了其部分性质： 1894年迈克尔逊的演讲指出：“物理学的真理在小数点后第六位以后去寻找。
个自然界的最终目的溶化在力 学之中”。
•
18世纪以后，力学的发展推 广到其它领域。经过达郎贝 尔、拉格朗日、哈密顿等努
•
1894年迈克尔逊的演讲指出： “物理学的真理在小数点后第
力，至19世纪初，建立分析 六位以后去寻找。
力学体系。严谨、完备、自 • 开尔文指出：物理学的大厦已
洽的力学体系完全形成。
日晚，为了防止外界对放电管的影响，也不使管内光外泻，用黑纸把管包了起来，却以外发现一米外的荧光屏发光。
中国近代物理学史
史理
目 录
01. 物理学在中国的发展 02. 近代物理学在中国的发展 03. 中国近代物理学的重要事件
物理学在中国的发展
说起我国古代物理学，你们觉得谁最具代表性？
1.1古代物理学的萌芽
古代天文学：观测天象，制定历法 古代力学：研究物体的运动和力 古代光学：研究光的性质和现象 古代声学：研究声音的产生和传播 古代热学：研究热现象和热力学定律 古代电磁学：研究电现象和磁现象
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1930年代， 中国物理学教 育受到抗日战 争的影响，但 仍然取得了一 定的成就
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1940年代， 中国物理学教 育在艰苦的条 件下继续发展， 为新中国培养 了一批优秀的 物理学家
谢 谢
2.3物理学教育的普及
01 清末民初：物理学教
育开始传入中国，主
要通过教会学校进行
02 民国时期：物理学教
育逐渐普及，开设了
专门的物理学课程
03 抗日战争时期：物理 学教育受到严重影响， 但部分高校仍坚持办 学
04
新中国成立后：物理学教
育得到迅速发展，建立了
一批高水平的物理学院系
中国近代物理学的重 要事件
●23. 黄昆在固体物理学领域，特别是晶格动力学方面进行了开拓性工作。
3.2 近代物理学教育的发展
01
19世纪末， 清政府开始 引进西方物 理学教育
02
20世纪初， 中国物理学 教育开始起 步，建立了 一批物理学 院系
03
1920年代， 中国物理学教 育得到了快速 发展，培养了 一批优秀的物 理学家
1.2中国古代物理学家的贡献
墨子
1.2中国古代物理学家的贡献
沈括
1.2中国古代
人民版历史必修三第一课近代物理学奠基人和革命者课件(共26张PPT)
——近代物理学的奠基人和革命者
一个伟大的科学家与苹果的故事
一天一个善于思考 的人坐在花园里， 看到一个苹果的偶 然落地，这个善于 思考的人的头脑开 了窍，后来这个人 成为了近代伟大的 物理学家，同时也 给人类思想史的发 展带来了转折 ……
一、光芒初现
1642年12月25日，牛顿出生， 只有三磅重，谁也没有料到这个 看起来微不足道的小东西会成为 了一位科学巨人.
你认为牛顿的力学体系完美了吗？
高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法 解释的！
二、星光璀璨 从宏观世界到微观世界
普朗克：1900年发表《关
于正常光谱能量分布定律 的理论》标志着量子理论 的诞生。
意义：人类对客观规律的 认识，开始从宏观世界深 入到微观世界
1905年，爱因斯坦成功解释光电效应
理性的质疑
“我好像是一个在海边玩耍的孩子，不 时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的 贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完 全未探明的真理之海。”
——牛顿临终遗言
牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美 丽的贝壳”？
经
惯性定律
典 力
物理运动 三大定律
加速度定律
学 体
万有引力 定律
作用力与反作用力定律
系
《自然哲学的数学原理》 （1687）
既然物质世界有着如此的自然规律，那么 在人类社会的发展中，也应该有类似的规律存 在。只要能将牛顿破解自然之谜的科学方法， 运用于人类社会，那么社会发展的规律也能被 把握，人类就可以握住自己的命运咽喉。 后来 的历史学家和哲学家把这种世界观称为“理性 主义”。
——《大国崛起》解说词
牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展
近代物理学的发展
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II. 相对论和量子力学成为 现代科学和技术的重要基础
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IIa. 原子核科学与技术来自14回旋加速器的发明（Lawrence，1931）
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第一台回旋加速器(直径约4吋)
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现代的回旋加速器(Fermi Lab,圆周约为6公里 ) 17
现代测量粒子性质的探测器（Stanford）
在伯尔尼瑞士专利局的Einstein， 1905
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Einstein在1907
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与此同时，20世纪初叶，除爱因 斯坦 的贡献外，量子力学的建立和发 展，以普朗克、薛定谔、海森堡、波 尔和狄拉克等为代表的著名物理学家 做出了重要贡献。
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一百年来，以相对论和量子力学为代表的 近代物理学对人类文明与进步起到了前所未有 的推动作用。为此，2002年，国际纯粹与应用 物 理 联 合 会 第 24 次 全 体 大 会 一 致 通 过 了 “2005 —世界物理年” 的倡议。 2003年，联 合国教科文组织32次全体会议上，表决通过了 支持该倡议的决议。2004年6月10日，联合国 第58次会议上，通过了2005年为“国际物理年” 的决议。
近代物理学的发展 —纪念2005世界物理年
杨国桢
中国科学院物理研究所
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· 2005—世界物理年 相对论和量子力学成为现代科 学和技术的重要基础 几张珍贵的照片 小结
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I. 2005—世界物理年
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1905年，26岁的爱因斯坦一连创 作了5篇论文，先后发表在德国莱比 锡《物理学杂志》上，震撼了世界。 因此，这一年被称为人类历史上的 “奇迹年”，以其3个不同领域取得了 划时代的成就，奠定了他作为20世纪 科学巨人的基础。
近代物理发展史
近代物理发展史第一章：科学革命与经典力学的确立在16世纪末至17世纪初，科学革命在欧洲兴起，这一时期被广泛认为是近代物理学的起点。
科学革命的核心在于对自然界进行系统的观察和实验，并试图通过数学模型来解释自然现象。
在这一时期，伽利略·伽利莱和艾萨克·牛顿是两位最为重要的物理学家。
伽利略通过实验和观察，提出了自由落体定律和惯性定律，这些定律奠定了动力学的基础。
牛顿则在其著作《自然哲学的数学原理》中，系统地阐述了万有引力定律和三大运动定律，这些定律构成了经典力学的核心。
第二章：电磁学的诞生与发展18世纪末至19世纪初，电磁学开始兴起。
这一时期的代表人物包括汉斯·克里斯蒂安·奥斯特、安德烈玛丽·安培和迈克尔·法拉第。
奥斯特发现了电流能够产生磁场，安培提出了安培定律，而法拉第则发现了电磁感应现象。
这些发现和理论为电磁学的发展奠定了基础，19世纪末，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦通过数学方程组将电磁学统一为一个整体，即麦克斯韦方程组。
这些方程组不仅描述了电磁场的传播和相互作用，还预言了电磁波的存在。
第三章：热力学与统计物理的兴起19世纪中叶，热力学开始发展。
热力学研究热能与机械能之间的转换关系，以及热力学系统的宏观性质。
卡诺、克劳修斯和开尔文等科学家提出了热力学定律，这些定律描述了热力学过程的方向性和效率。
同时，统计物理也开始兴起。
统计物理试图通过统计方法来解释热力学现象，将微观粒子的行为与宏观热力学性质联系起来。
玻尔兹曼和吉布斯等科学家在这一领域做出了重要贡献，他们提出了玻尔兹曼方程和吉布斯分布，这些理论为统计物理的发展奠定了基础。
第四章：量子力学的诞生20世纪初，量子力学开始兴起。
量子力学研究微观粒子的行为，试图解释原子和分子的结构和性质。
普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔和狄拉克等科学家在这一领域做出了重要贡献。
普朗克提出了量子化假设，爱因斯坦解释了光电效应，玻尔提出了玻尔模型，海森堡提出了矩阵力学，薛定谔提出了薛定谔方程，狄拉克则提出了量子电动力学。
《近代物理发展史》课件
位于黑洞事件视界的时间
如何解释事件视界以及它如何 定义黑洞的“边界”是爱因斯坦 相对论的一大问题。
相对论的意义
爱因斯坦发现，时空的弯曲和 引力的产生是一种和物质质量 有关的现象，打破了牛顿万有 引力定律的观点。
量子力学的兴起
物质波
在研究电子时，薛定谔发现 了物质波的存在，这个发现 使得他能够解释一个物理问 题的概率性特征。
光学的革命
从赫兹和尔南尼的实验到贝尔的证明，光学 的新发现进一步推动了近代物理学。
爱因斯坦的奇妙思想
关于时空的相对性和大规模引力，爱因斯坦 的相对论彻底改变了物理学的面貌。
近代物说
在当时尚未解释的黑体辐射中，普朗克提出了一种量子假说，这使得量子力学的发展 成为可能。
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量子力学的兴起
2 核物理学的开始
卢瑟福玻尔之后，研究者开始关注原子核内部长什么样子。
3 最新技术的发展
随着现代技术的进步，我们可以仔细地观察和理解原子核，这为制造更好的能源和实现 核酸复制提供了帮助。
应用于现代科技的近代物理
激光技术
激光从革命性的科学发现变成 了医疗、制造和通讯方面的核 心技术。
医疗物理学
近代物理学的研究对医疗领域 产生了广泛的影响，如市场上 使用广泛的核磁共振仪。
《近代物理发展史》PPT 课件
本课程将带您了解近代物理发展的历史和重要里程碑。我们将探讨爱因斯坦 的相对论和量子力学的兴起，以及这些发现如何应用于现代科技。让我们开 始吧！
起源和背景
古老的物理学
探讨亚里士多德和托勒密发现的天文学和力 学，以及伽利略、瓦特和开普勒的贡献。
电磁学的崛起
从法拉第和麦克斯韦的发现到电子学的发展， 近代物理学从电磁学中获得了重大的推动。
物理学的发展及概况-PPT精选文档
光的波动学说得到理论和实验支持
3.近现代时期概况
①哲学特点：否定了绝对的因果论，开始用概率 研究问题。否定了绝对时空观。 ②代表人物：爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔等。 ③主要贡献： 爱因斯坦创立狭义相对论和广义相对论。 普朗克、玻尔、薛定諤、海 森堡等人创立量子力学。
4.当今物理学概况
物理学在深度和广度上有了进一步蓬勃发展。产生了许多 边缘学科和交叉学科。量子场论、原子核物理学、粒子 物理学、现代宇宙学等都有很大发展。
光学中提出光的反射、折射、小孔成像、 凹凸镜等。
电磁学中摩擦起电、磁石吸铁等。
2.经典时期概况
①哲学特点：物理理论和定律建立在严格的实验和 科学的论证上 。时间和空间具有绝对性，严格的因 果论。
②代表人物：伽利略、牛顿、法拉第、麦克斯韦等。
③主要贡献：牛顿建立经典力学体系并发现万有引力定律。 波尔兹曼、吉布斯等建立统计物理学，热机效 率大大提高，第二类永动机寿终正寝。 麦克斯韦从理论上语言了电磁波的存在， 并通过赫兹的实验得到验证
5.未来的物理学前景
在我看来，21世纪物理学的前景是：激发真空， 微观和宏观物理的结合，制造宇宙开始的状态， 了解暗物质，了解类星体的能源，了解cp不对 称原理…… -李政道
物理学的发展与概况
主讲人：季栓
什么是物理学？
• 物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成 的自然科学之一，如果把天文学包括在内则有可能是名副 其实历史最悠久的自然科学。 • 物理学的基本使命是了解物质世界，并以概念规律方法理 论等形态，客观反映物质世界，以正确揭示物质世界现象 和过程的本质。
•萌芽时期（公元前4世纪起） 物 理 学 的 发 展
•经典时期（今）
近代物理学发展进程简介
近代物理学发展进程简介《20世纪物理学革命》是上海科技教育出版社出版的《诺贝尔奖百年鉴》丛书中的一本。
该书给我们描述了物理学的革命历程。
其中，20世纪是物理学发展史上最富有成就的世纪，物理学在经典物理学的基础上飞速发展，取得了许多辉煌的成果，对人类社会产生了深刻的影响。
在20世纪之前，物理学家对于物质结构的认识还只是观念性的。
20世纪前夕的1897年，人类才发现了第一种基本粒子——电子。
在那以后，物理学家才真正开始了探索微观物质世界的进程。
1900年，普朗克提出量子假说，量子论就此诞生。
其后，爱因斯坦用光量子理论解释了光电效应。
1913年，玻尔提出了原子光谱理论，建立了现代意义上的原子模型。
在20世纪20年代，矩阵力学、薛定谔方程、泡利不相容原理、海森伯不确定原理和狄拉克电子方程相继提出，为量子力学奠定了基础。
这是20世纪物理学史上一场名副其实的革命。
与量子革命几乎同时，爱因斯坦发动了20世纪物理学的另一场革命。
1905年，他提出了狭义相对论，把自牛顿以来一直根深蒂固的绝对时空观从物理学中驱逐出去了。
1915年，他又提出了广义相对论，从而建立起引力的科学理论。
相对论和量子理论一起，成为20世纪物理学的两大基石。
40年代，量子电动力学诞生，它利用相对论和量子理论对电磁力进行了极为深入的阐述。
50年代，发现了弱相互作用的宇称不守恒现象。
60年代，夸克模型成功建立。
60年代末到70年代初，电弱统一理论和量子色动力学相继提出，标准模型正式形成。
标准模型是人类认识微观世界的进程中一个重要的分水岭，堪称20世纪物理学的又一场革命。
然而，标准模型并不意味着人类探索自然的脚步就此停止。
一方面，将引力与电磁力、弱力和强力统一到一个完整的大统一理论一直是物理学家无法割舍的梦想；另一方面，实验和观测所提供的数据也提出了许多新的问题。
20世纪80年代以来，弦论的蓬勃发展，也许同样将是一场给物理学带来巨大影响的革命。
《中国教育报》2001年10月18日第7版（张白）质量物理学的七个基本量之一。
近现代物理学的发展史
近现代物理学的发展史对学科的发展脉络进行梳理有助于了解其现状，展望其未来。
物理学的历史很长，不能样样都谈到，仅从牛顿开始，牛顿以前的很多先驱性的工作只好从略了。
20世纪前物理学的三大综合17世纪至19世纪，物理学经历了三次大的综合。
牛顿力学体系的建立标志着物理学的首次综合，第二次综合是麦克斯韦的电磁理论的建立，第三次则是以热力学两大定律确立并发展出相应的统计理论为标志。
第一次综合——牛顿力学17世纪，牛顿力学构成了完整的体系。
可以说，这是物理学第一次伟大的综合。
牛顿将天上行星的运动与地球上苹果下坠等现象概括到一个规律里面去了，建立了所谓的经典力学。
至于苹果下坠启发了牛顿的故事究竟有无历史根据，那是另一回事，但它说明了人们对于形象思维的偏爱。
牛顿力学的建立牛顿实际上建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律。
运动定律描述在力作用下物体是怎么运动的；万有引力定律则描述物体之间的基本相互作用。
牛顿将两个定律结合起来运用，因为行星的运动或者地球上的抛物体运动都受到万有引力的影响。
牛顿从物理上把这两个重要的力学规律总结出来的同时，也发展了数学，成为微积分的发明人。
他用微积分、微分方程来解决力学问题。
由运动定律建立的运动方程，可以用数学方法把它具体解出来，这体现了牛顿力学的威力——能够解决实际问题。
比如，如果要计算行星运行的轨道，可以按照牛顿所给出的物理思想和数学方法，求解运动方程就行了。
根据现在轨道上行星的位置，可以倒推千百年前或预计千百年后的位置。
海王星的发现就充分体现了这一点。
当时，人们发现天王星的轨道偏离了牛顿定律的预期，问题出在哪里呢？后来发现，在天王星轨道外面还有一颗行星，它对天王星产生影响，导致天王星的轨道偏离了预期的轨道。
进而人们用牛顿力学估计出这个行星的位置，并在预计的位置附近发现了这颗行星——海王星。
这表明，牛顿定律是很成功的。
按照牛顿定律写出运动方程，若已知初始条件——物体的位置和速度，就可以求出以后任何时刻物体的位置和速度。
近代物理发展史51页PPT
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
近代物理发展史
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
近代物理学发展简介
物理学征服了世界。在19世纪末，它的力 量控制着一切人们所知的现象。古老的牛 顿力学城堡历经岁月磨砺风雨吹打而始终 屹立不倒，反而更 加凸现出它的伟大和坚固来。从天上的行 星到地上的石块，万物都必恭必敬地遵循 着它制定的规则。1846年海王星的发现， 更是它所取得的最 伟大的胜利之一。在光学的方面，波动已 经统一了天下，新的电磁理论更把它的光 荣扩大到了整个电磁世界。在热的方面， 热力学三大定律已
19世纪初，法国的大科学家拉普拉斯在用牛顿方程 计算出了行星轨道后，把它展示给拿破仑看。拿破 仑问道：“在你的理论中，上帝在哪儿呢？”拉普 拉斯平静地回答：“陛下，我的理论不需要这个假 设。” 是啊，上帝在物理学中能有什么位置呢？一切都是 由物理定律来统治的，每一个分子都遵照物理定律 来运行，如果说上帝有什么作用的话，他最多是在 一开始推动了这个体系一下，让它得以开始运转罢 了。在之后的漫长历史中，有没有上帝都是无关紧 要的了，上帝被物理学赶出了舞台。 “我不需要上帝这个假设。”拉普拉斯站在拿破仑 面前说。这可算科学最光荣最辉煌的时刻之一了， 它把无边的自豪和骄傲播撒到每一个科学家的心中。
的，这个理论断言，光和热都不过是运动 的某种表现方式（热是分子的运动，光是 电磁波的运动）。 但是我们却看到，在经典物理学这片蓝天 上有两朵小乌云让我们感 到有些不安。自从菲涅尔先生和托马斯杨 博士创立了光的波动学说以来，我们一直 都在苦苦寻觅一个问题的答案，那就是： 我们的地球是如何在以太中航行的，以太 这种被我们称之为“弹性固体”的看不见 摸不着的物质存在的证据又在哪里？这就 是我要说的第一朵乌云。
经基本建立（第三定律已经有了雏形），而 在克劳修斯、范德瓦尔斯、麦克斯韦、玻尔 兹曼和 吉布斯等天才的努力下，分子运动论和统计 热力学也被成功地建立起来了。更令人惊奇 的是，这一切都彼此相符而 互相包容，形成了一个经典物理的大同盟。 经典力学、经典电动力学和经典热力学（加 上统计力学）形成了物理世界的三大支柱。 它们紧紧地 结合在一块儿，构筑起了一座华丽而雄伟的 殿堂。
第五讲 现代物理学的发展
（三）对物质微观 层面结构的认识
1 原子核的结构
原子核=质子+中子
2 人工核反应
--可将泥土变黄金
回旋加速器
（四）重核裂变与轻核聚变
1．重核裂变
德国化学家哈恩（O．Hahn，1879－1968， 1944年诺贝尔化学奖，）
在长崎爆炸的原子弹所产生的蘑菇云
2.轻核聚变
Байду номын сангаас
“氢弹之父” 爱德华· 特勒1908-2003，
居里夫人 （M.S. Curie， 1867－ 1934）
3.电子的发现
英国物理学家约翰•汤姆逊 （J.J.Thomson,1856—1940)
二、现代物理学革命的重大成果
（一）相对论的诞生
相对论是关于物质运动与时间空间关系的理 论，是现代物理学和科学技术的重要理论基础之 一。爱因斯坦认为，时间、空间、物体、运动是 不可分割的统一整体，物体的运动变化，不但影 响空间的大小存在，而且也影响时间的流动过程。 相对论的诞生，不仅大大推动了自然科学和技术 的发展，而且在哲学世界观方面具有非常重大的 意义，为辨证唯物主义的时空观提供了坚实的科 学依据。
一、现代物理学革命的序幕
（一）以太之迷
美国科学家迈克尔逊及其发明的测量仪
（二）紫外灾难
（三）三大发现
1.X射线的发现
德国著名物理学家伦琴
1895年11月8日傍晚
X光照片
伦琴夫人手骨像
拍X光片的第一个中国人 李鸿章
X光技术的现代应用
医学用X光透视仪
检查邮件等X光透视仪
2.放射性的发现
法国物理学家昂利· 贝克勒尔 （A.H.Becquerel，1852－1908）
（二）量子力学的建立
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26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左