现代科技概论-物理学共27页
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现代科学技术概论
• 科学分类与学术体系的建立
近代的工业革命
• 蒸汽机、纺织机、铁路等技术的发明与应用
• 大规模生产、城市化的发展
• 资本主义经济体系的形成
近代科学技术的突破
• 电力的发现与应用：发电机、电灯、电报等
• 化学技术的发展：化肥、农药、染料等
• 石油、钢铁、汽车等产业的兴起
⌛️
现代科学技术的繁荣与进步
⌛️
能源技术的挑战
• 能源安全：能源资源的供应与需求平衡
• 环境污染：能源开发利用带来的环境影响
• 技术创新：新能源技术的研发与应用
03
现代科学技术与人类社会
科学技术对人类生活的影响
01
科学技术改变生活方式
• 信息化、智能化的生活方式
• 便捷、高效的交通出行
• 丰富、多样的娱乐休闲活动
02
科学技术提高生活质量
• 人工智能在各行业的应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ智能医疗、智能交通、智能
家居
• 人工智能带来的伦理、道德、法律问题
02
新材料技术的发展
• 纳米材料、复合材料、高性能陶瓷等材料
• 新材料在能源、环保、电子等领域的应用
• 新材料技术的创新与发展
03
空间技术的发展趋势
• 太空探测、空间站、火星探测等任务
• 卫星应用、卫星导航、空间信息服务
• 资源枯竭、环境污染、气候变化等问题
• 科学技术与社会伦理、道德、法律的冲突
• 信息技术带来的隐私、安全等问题
02
现代科学技术的主要领域
信息技术的发展与影响
信息技术的影响
• 信息传播的速度与范围
• 社会生产、生活方式的变革
• 人类思维、交流方式的改变
近代的工业革命
• 蒸汽机、纺织机、铁路等技术的发明与应用
• 大规模生产、城市化的发展
• 资本主义经济体系的形成
近代科学技术的突破
• 电力的发现与应用：发电机、电灯、电报等
• 化学技术的发展：化肥、农药、染料等
• 石油、钢铁、汽车等产业的兴起
⌛️
现代科学技术的繁荣与进步
⌛️
能源技术的挑战
• 能源安全：能源资源的供应与需求平衡
• 环境污染：能源开发利用带来的环境影响
• 技术创新：新能源技术的研发与应用
03
现代科学技术与人类社会
科学技术对人类生活的影响
01
科学技术改变生活方式
• 信息化、智能化的生活方式
• 便捷、高效的交通出行
• 丰富、多样的娱乐休闲活动
02
科学技术提高生活质量
• 人工智能在各行业的应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ智能医疗、智能交通、智能
家居
• 人工智能带来的伦理、道德、法律问题
02
新材料技术的发展
• 纳米材料、复合材料、高性能陶瓷等材料
• 新材料在能源、环保、电子等领域的应用
• 新材料技术的创新与发展
03
空间技术的发展趋势
• 太空探测、空间站、火星探测等任务
• 卫星应用、卫星导航、空间信息服务
• 资源枯竭、环境污染、气候变化等问题
• 科学技术与社会伦理、道德、法律的冲突
• 信息技术带来的隐私、安全等问题
02
现代科学技术的主要领域
信息技术的发展与影响
信息技术的影响
• 信息传播的速度与范围
• 社会生产、生活方式的变革
• 人类思维、交流方式的改变
现代科技概论
人类已进入到信息时代
1946年J. W. Mauchly和J. P. Eckert演示了ENIAC计算机，科 学界认为人类进入到电子时代 科学界认为1973年开始人类已进入信息时代 主要标志是：
1）S. N. Cohen及H. W. Boyer演示了世界上第一例基因工程， 用化学方法完成了DNA（脱氧核糖核酸）基因分子重组，改变 了遗传密码。从信息论上看，是一个划时代的飞跃。
目前世界上空间最大的载人飞船。 4. 装有52台发动机，能精确调整飞船飞
行姿态和运行轨道。 5. 变轨后飞行的圆形轨道距地球343千米。
“神州”5号的有关数据(2)
6. 90分钟绕地球一圈，还要经受180摄氏 度的温度考验。
7. 共绕地球14圈，行程约60万千米。 8. 飞船实际着陆点与理论着陆点相距4.8
青霉素原理 1928 制出青霉素 1943 15 年
铀核裂变 1938 制出原子弹 1945 7 年
发现半导体 1948 半导体收音机 1954 6 年
集成电路设计 1952 第一个单片集成 1959 7 年
思想
电路
光纤通信原理 1966 光纤电缆
1970
4年
无线移动通信 1974 蜂窝移动电话 1978 4 年 设想
现代科学技术
世界为什么变化这么快?
• “折花逢驿使,寄与陇头人”——电子邮件 • “人到七十古来稀”（1900年人均寿命45
岁）——85岁以上 • 一百年里世界为什么变化得这么快？ • 是由于科学技术的高速发展 • 科技知识增长速度： • 19世纪——每50年增加1倍 • 20世纪中叶——每10年增加1倍 • 当前——每3-5年增加1倍
了新思路、新方法，同时还沟通了自然科学和社会科学的联系，使整个
现代科学技术概论.pptx
DNA 双谢谢螺你的旋观看结构模型
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(3) 初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段
其重大成就有：
重组DNA技术的建立与发展；
基因组研究的发展；
单克隆抗体及基因工程抗体的建立与发展；
基因表达调控机理研究；
细胞信号转导机理研究成果。
2019-11-23
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(二) 生物技术的种类及发展
2019-11-23
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(二) 化学的新成就
1、量子化学的产生 2、催化作用的研究 3、结构化学的建立 4、分子工程学的出现
(三) 化学的应用及发展方向
1、化学与农业 2、化学与能源 3、化学与新材料 4、化学与生物医药
2019-11-23
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四、生命科学
二十一世纪人类社会面临的挑战：
化。 1925年被亚当斯对天狼伴星的光谱线的观测。
2019-11-23
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3、“紫外灾难”与量子力学的创立
19世纪末期，物理学家开始深入地研究黑体的辐
射强度分布。所谓的黑体指的是这样一种理想的
物体，它对于外部射来的辐射全部吸收而不反射。
真正的黑体是不存在的，一般用用任何辐射、开
有一个小孔的器壁围成的空腔来代替。
的治学严谨的人，理论值与实验值在短波区的北
辙南辕，使人们不得不称之为“紫外灾难”。
经典物理学陷入困境。
2019-11-23
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为了找到普遍的公式，物理学家们绞尽脑汁。两个公式 肯定都有合理之处，但是他们在数学上是那么的格格不 入，实在很难把两个公式统一在一起并给出合理的解释。 1896年开始,普朗克也加入了寻找一个统一的黑体辐射公 式的行列并且进行了艰难而细致的研究。由于此人的数 学功底非常扎实，在紫外和红外两个公式的启发下，普 朗克天才地用数学方法拼凑出了一个普遍适用的黑体辐 射强度公式——普朗克公式。但是解释这个公式同样让 人头疼，在波尔兹曼观点的启发下，他认识到必须抛弃 能量连续的观念，认为物体在吸收或放出的能量时是一 份一份不连续地进行的，只能取某个最小数值的整数倍。
现代科技概论-物理学
《论动体的电动力学》， 论动体的电动力学》 刊于《物理学年鉴》 17卷第89l-921页。 刊于《物理学年鉴》第17卷第89l-921页。
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
• 狭义相对论（1905，Special Relativity）：
The zenith and crisis of classical physics
• 19世纪末古典物理学大厦建成 世纪末古典物理学大厦建成
形成牛顿力学体系为中心，声学、热学、 形成牛顿力学体系为中心，声学、热学、光学和电 磁学大一统，小到原子、大到宇宙天体的世界图景， 磁学大一统，小到原子、大到宇宙天体的世界图景， 使物理学显示出一种形式上的完整，被誉为“ 使物理学显示出一种形式上的完整，被誉为“一座 庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂” 庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂”。 大部分人认为，物理学大厦已经最终建成， 大部分人认为，物理学大厦已经最终建成，剩下的 工作只是把物理常数的测量弄得再准确一些。 工作只是把物理常数的测量弄得再准确一些 量子力学奠基人普朗克的老师约利就曾劝说普朗克 不要学习物理，因为“ 不要学习物理 ， 因为“ 这门科学中的一切都已经被 研究了，只有一些不重要的空白需要被填补” 研究了，只有一些不重要的空白需要被填补”。
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
在伯尔尼专利局的岁月里， 在伯尔尼专利局的岁月里，爱 因斯坦广泛关注着物理学界的前沿 动态，在许多问题上深入思考， 动态，在许多问题上深入思考，形 成了自己独特的见解。1905年是科 成了自己独特的见解。1905年是科 学史上值得记取的一年，这一年中， 学史上值得记取的一年，这一年中， 爱因斯坦在德国《物理学年鉴》 爱因斯坦在德国《物理学年鉴》发 表了五篇论文， 表了五篇论文，其中的三篇每篇均 属划时代的成就。 属划时代的成就。
《现代科学技术概论》课件
详细描述
物理学研究范围广泛，包括力学、热学、光学、电磁学、原子和原子核物理等。这些领域的研究成果为现代科技 发展提供了理论基础和实验手段，如量子力学和相对论对电子技术和信息科技的影响，光学技术对激光和光通信 的贡献等。
化学
总结词
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化的学科，与人类生产和生活密切相关 。
详细描述
化学在材料科学、能源科学、环境科学等领域发挥着重要作用。通过化学反应和 合成方法，人们可以创造出新的材料和能源，解决环境问题，提高人类生活质量 。例如，合成高分子材料的应用，新能源的开发利用等。
生物学
总结词
生物学是研究生物体的结构、功能、生长、发育和演化的学科，对人类健康和生态平衡具有重要意义 。
CHAPTER 03
现代科技的应用领域
能源与环境
详细描述
智能电网技术的应用，提高了能 源的利用效率和稳定性，降低了 能源浪费。
总结词：随着人类对能源需求的 不断增长，现代科技在能源领域 的应用越来越广泛，同时也为环 境保护提供了有力支持。
太阳能、风能、水能等可再生能 源的开发利用，减少了化石燃料 的消耗和环境污染。
案例三：基因编辑技术的发展与应用
基因编辑技术是一种新兴的技术，它可以通过修改生物体的基因组来治疗遗传性 疾病和传染病等。目前，最著名的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统。
基因编辑技术的应用案例包括治疗罕见病、改善农作物抗病性等。未来，基因编 辑技术还有望应用于人类胚胎编辑、生物多样性保护等方面。
航天与深空探测
总结词：现代科技在航天 与深空探测领域的应用， 推动了人类对宇宙的认知 和探索。
详细描述
卫星遥感技术的应用，为 地球观测、气象预报等领 域提供了重要数据。
物理学研究范围广泛，包括力学、热学、光学、电磁学、原子和原子核物理等。这些领域的研究成果为现代科技 发展提供了理论基础和实验手段，如量子力学和相对论对电子技术和信息科技的影响，光学技术对激光和光通信 的贡献等。
化学
总结词
化学是研究物质的组成、结构、性质和变化的学科，与人类生产和生活密切相关 。
详细描述
化学在材料科学、能源科学、环境科学等领域发挥着重要作用。通过化学反应和 合成方法，人们可以创造出新的材料和能源，解决环境问题，提高人类生活质量 。例如，合成高分子材料的应用，新能源的开发利用等。
生物学
总结词
生物学是研究生物体的结构、功能、生长、发育和演化的学科，对人类健康和生态平衡具有重要意义 。
CHAPTER 03
现代科技的应用领域
能源与环境
详细描述
智能电网技术的应用，提高了能 源的利用效率和稳定性，降低了 能源浪费。
总结词：随着人类对能源需求的 不断增长，现代科技在能源领域 的应用越来越广泛，同时也为环 境保护提供了有力支持。
太阳能、风能、水能等可再生能 源的开发利用，减少了化石燃料 的消耗和环境污染。
案例三：基因编辑技术的发展与应用
基因编辑技术是一种新兴的技术，它可以通过修改生物体的基因组来治疗遗传性 疾病和传染病等。目前，最著名的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统。
基因编辑技术的应用案例包括治疗罕见病、改善农作物抗病性等。未来，基因编 辑技术还有望应用于人类胚胎编辑、生物多样性保护等方面。
航天与深空探测
总结词：现代科技在航天 与深空探测领域的应用， 推动了人类对宇宙的认知 和探索。
详细描述
卫星遥感技术的应用，为 地球观测、气象预报等领 域提供了重要数据。
现代科学技术概论ppt课件
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第二节 大科学与高技术
一、大科学的发展
20世纪60年代以后，科学由“小科学”变成“大科学”。 （一）大科学的诞生
1.大科学概念的由来 美国物理学家温伯格1961年提出。 小科学的概念定义、大科学的概念定义★（P21） 2.大科学形成的原因 现代科技革命的推动 科学技术的社会体制化和各种社会条件的作用 3.标志性事件★ 1登9月42计年划美；国当实代施，研人制类的基“因曼组哈计顿划工最。新程版”整理是p大pt 科学诞生的标志；60年代，阿9波罗
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第三节 基本粒子理论
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第二节 现代科学技术的特点
二、高技术的崛起
（一）高技术的内涵★
1942年12月2日，第一座核反应堆的运行，标志着高技术的产生。 高技术与基础科学理论紧密相连，以最新科学成就作为技术理论的基础； 它与产品、企业、产业紧密相连，以最快的速度实现商品化、产业化，创造 最大的经济效益
（二）高技术的基本特征★（“七高”）
（二）观察实验否认绝对坐标系存在
伽利略变换以绝对时空观的存在为前提。19世纪末人们认为绝对时空是相对于 “以太”介质静止的时空，但一系列实验证明绝对静止的空间是不存在的，从 而引发“以太”危机★ 。代表实验：迈克尔逊-莫雷实验。
（三）相对性思想的酝酿
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第一节 相对论
二、运动的相对性和狭义相对性原理
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第一节 现代科学技术的特点
一、现代科学技术的体系结构
（二）现代技术的结构
• 目前无公认分类，一般分为三大类：实验技术、基本技术和产业技术。 1.实验技术：是基础，分为力学、物理、化学和生物实验技术四种类型 2.基本技术：为实验技术提供设备，推动产业技术，也分为四类，广义机械技 术、物理技术、化工技术和生物技术。 3.产业技术：分类之一（第一产业、第二产业、第三产业）
《物理与科技》现代科技中的物理原理课件
潮汐能：利用潮汐 的涨落来驱动涡轮 机产生电能
牛顿第三定律：在 航空航天中，牛顿 第三定律起着至关 重要的作用，它解 释了作用力和反作 用力的关系，使得 火箭能够通过喷射 燃料来获得向前的
推力。
添加标题
空气动力学：飞 机和火箭的设计 必须遵循空气动 力学的原理，以 减少阻力和提高
飞行效率。
添加标题
医学成像：核磁共振、超声等医学成像技术，利用物理原理实现无创、精准的疾病诊断。
航空航天：卫星轨道、火箭推进等物理原理在航空航天领域的应用，使人类能够探索宇宙的更远区域。
量子计算：利用量子力学原理，实现更高效、更快速的计算 人工智能：基于物理原理的算法和模型，推动人工智能技术的进一步发展 新能源技术：利用物理原理，开发更高效、更环保的能源转换和存储技术 生物医学：利用物理原理，开发更精确、更安全的医学诊断和治疗技术
桥梁设计：桥梁的结构设计需充分考虑力学（应力与应变）原理，以确保其安全性和稳定性。 机械制造：各种机械设备的运转都依赖于力学（运动和力）原理，如汽车发动机、钟表等。 航空航天：飞行器的起飞、飞行和着陆过程中，力学（空气动力学）原理起到关键作用。
热传导：在现代科技中，热传导原理广泛应用于电子设备的散热设计，如计算机芯片和 服务器。
物理原理在解决现代科技问题中发挥了重要作用，为解决实际问题提供了有效的方法和手段。 物理原理在现代科技中的应用，促进了各领域的交叉融合和创新，推动了科技的整体发展。
能源领域：核能、太阳能等利用物理原理的能源技术，为人类提供清洁、可持续的能源。
通信技术：光纤通信利用光的干涉、衍射等物理原理，实现高速、大容量的信息传输。
电子设备中的电路设计原理
电子设备中的电磁波传播原 理
电子设备中的材料物理性质
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• 第一篇论文发表在《物理学年鉴》第17卷132-148页， 是关于光电效应的。当时人们已经发现，金属在光的 照射下可以发射出电子。但奇怪的是，光的强度只与 电子的多少有关，而不能使电子的发射能量变大。对 这一点古典物理学无法解释。
• 爱因斯坦将德国物理学家普朗克在此之前提出的量 子观点大胆推广，指出光是由一定能量的光量子组成。 正是这些光量子激发了金属内部的电子，而且，只有 一定能量的光量子能被金属所吸收，并激发一定能量 的电子。这就解释了光电效应。由于这篇论文，爱因 斯坦获得了1921年的诺贝尔物理奖。
物理学晴朗天空中的两朵乌云
The physical sky is obscured by two clouds
• 黑体辐射与紫外灾难
Black Body Radiation and the Ultraviolet Catastrophe
物理学晴朗天空中的两朵乌云
The physical sky is obscured by two clouds
• 迈克尔逊-莫雷实验的零结果
Michelson–Morley experiment
1886年，美国物理学家迈克尔逊和莫雷进行探测光以太对于地 球的漂移速度的实验，在人们当时的观念里，以太代表了一个 绝对静止的参考系，而地球穿过以太在空间中运动，就相当于 一艘船在高速行驶，迎面会吹来强烈的“以太风”。这可能是 当时物理史上进行过的最精密的实验了，但是迈克尔逊和莫雷 一连观测了数天，没有观测到以太的飘移速度，以失败告终。
• 难以观测到以太的绝对运动，这便动摇了经典物理 学和经典时空观的基础
物理学晴朗天空中的两朵乌云
The physical sky is obscured by two clouds
• 黑体辐射与紫外灾难
Black Body Radiation and the Ultraviolet Catastrophe
大部分人认为，物理学大厦已经最终建成，剩下的 工作只是把物理常数的测量弄得再准确一些。
量子力学奠基人普朗克的老师约利就曾劝说普朗克 不要学习物理，因为“这门科学中的一切都已经被 研究了，只有一些不重要的空白需要被填补”。
古典物理学的顶峰与物理学危机
The zenith and crisis of classical physics
在同样的温度下，不同物体的发光亮度和颜色（波长）不同。 颜色深的物体吸收辐射的本领比较强，比如煤炭对电磁波的吸 收率可达到80％左右。所谓“黑体”是指能够全部吸收外来的 辐射而毫无任何反射和透射，吸收率是100％的理想物体。
英国物理学家瑞利和物理学家、天文学家金斯认为能量是一种 连续变化的物理量，建立起在波长比较长、温度比较高的时候 和实验事实比较符合的黑体辐射公式。但是，从瑞利一金斯公 式推出，在短波区（紫外光区）随着波长的变短，辐射强度可 以无止境地增加，而实验数据是趋于零，这部分的严重偏离， 被称为“紫外灾难”。
• 19世纪末古典物理学大厦建成
• 在热和光动力理论上空的19世纪乌云
开尔文勋爵(Lord Kelvin)，1900年
动力学理论断言，热和光都是运 动的方式。但现在这一理论的优 美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽， 显得黯然失色了……
物理学晴朗天空中的两朵乌云
The physical sky is obscured by two clouds
在伯尔尼专利局的岁月里，爱 因斯坦广泛关注着物理学界的前沿 动态，在许多问题上深入思考，形 成了自己独特的见解。1905年是科 学史上值得记取的一年，这一年中， 爱因斯坦在德国《物理学年鉴》发 表了五篇论文，其中的三篇每篇均 属划时代的成就。
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
迈克尔逊-莫雷实验
黑体辐射与紫外灾难
相对论
量子力学
世纪之交的物理学
Physics at the turn of century
• X射线：伦琴(Wilhelm Conrad Roentgen) • 放射性：居里夫妇(Marie and Pierre Curie) • 电子：汤姆孙(Joseph John Thomson) • 原子结构：卢瑟福(Ernest Rutherford) • 量子：普朗克(Max Planck)
19世纪末20世纪初的物理学革命
Physics Revolution in 19C-20C
古典物理学的顶峰与物理学危机
The zenith and crisis of classical physics
• 19世纪末古典物理学大厦建成
形成牛顿力学体系为中心，声学、热学、光学和电 磁学大一统，小到原子、大到宇宙天体的世界图景， 使物理学显示出一种形式上的完整，被誉为“一座 庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂”。
所有的牛顿定律对于所有的惯性系都是成立的，伽利略恰当地 称之为相对性原理。他的著名实验是，一个坐在船舱里的人无 论用什么物理实验，也无法确定该船是否在相对于河流做均匀 直线运动即惯性运动。可是，电动力学为什么不遵从伽利略的 相对性原理呢?
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
早在16岁时爱因斯坦就在想一个问题，如果一个人以光速远行， 他将看到一幅什么样的世界景象呢，电磁波是不是就像凝固了 那样静止不动呢，如果是那样，电动力学就完了。看起来，电 动力学的麦克斯韦方程只对一个绝对静止不动的参考系即以太 参考系是成立的。可是这与牛顿力学所遵从的惯性系等效原理 相矛盾。
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
• 第二篇论文发表在《物理学年鉴》第17卷549-560页，是关于 布朗运动的。布朗运动是1827年英国植物学家布朗发现的显 微镜下花粉颗垃的无规则运动，长期以来得不到解释。分子运 动论建立之后，曾有人从大量分子无规则运动的观点解释布朗 运动。但爱因斯坦第一个从数学上详尽地解决了这一问题。
• 爱因斯坦将德国物理学家普朗克在此之前提出的量 子观点大胆推广，指出光是由一定能量的光量子组成。 正是这些光量子激发了金属内部的电子，而且，只有 一定能量的光量子能被金属所吸收，并激发一定能量 的电子。这就解释了光电效应。由于这篇论文，爱因 斯坦获得了1921年的诺贝尔物理奖。
物理学晴朗天空中的两朵乌云
The physical sky is obscured by two clouds
• 黑体辐射与紫外灾难
Black Body Radiation and the Ultraviolet Catastrophe
物理学晴朗天空中的两朵乌云
The physical sky is obscured by two clouds
• 迈克尔逊-莫雷实验的零结果
Michelson–Morley experiment
1886年，美国物理学家迈克尔逊和莫雷进行探测光以太对于地 球的漂移速度的实验，在人们当时的观念里，以太代表了一个 绝对静止的参考系，而地球穿过以太在空间中运动，就相当于 一艘船在高速行驶，迎面会吹来强烈的“以太风”。这可能是 当时物理史上进行过的最精密的实验了，但是迈克尔逊和莫雷 一连观测了数天，没有观测到以太的飘移速度，以失败告终。
• 难以观测到以太的绝对运动，这便动摇了经典物理 学和经典时空观的基础
物理学晴朗天空中的两朵乌云
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• 黑体辐射与紫外灾难
Black Body Radiation and the Ultraviolet Catastrophe
大部分人认为，物理学大厦已经最终建成，剩下的 工作只是把物理常数的测量弄得再准确一些。
量子力学奠基人普朗克的老师约利就曾劝说普朗克 不要学习物理，因为“这门科学中的一切都已经被 研究了，只有一些不重要的空白需要被填补”。
古典物理学的顶峰与物理学危机
The zenith and crisis of classical physics
在同样的温度下，不同物体的发光亮度和颜色（波长）不同。 颜色深的物体吸收辐射的本领比较强，比如煤炭对电磁波的吸 收率可达到80％左右。所谓“黑体”是指能够全部吸收外来的 辐射而毫无任何反射和透射，吸收率是100％的理想物体。
英国物理学家瑞利和物理学家、天文学家金斯认为能量是一种 连续变化的物理量，建立起在波长比较长、温度比较高的时候 和实验事实比较符合的黑体辐射公式。但是，从瑞利一金斯公 式推出，在短波区（紫外光区）随着波长的变短，辐射强度可 以无止境地增加，而实验数据是趋于零，这部分的严重偏离， 被称为“紫外灾难”。
• 19世纪末古典物理学大厦建成
• 在热和光动力理论上空的19世纪乌云
开尔文勋爵(Lord Kelvin)，1900年
动力学理论断言，热和光都是运 动的方式。但现在这一理论的优 美性和明晰性却被两朵乌云遮蔽， 显得黯然失色了……
物理学晴朗天空中的两朵乌云
The physical sky is obscured by two clouds
在伯尔尼专利局的岁月里，爱 因斯坦广泛关注着物理学界的前沿 动态，在许多问题上深入思考，形 成了自己独特的见解。1905年是科 学史上值得记取的一年，这一年中， 爱因斯坦在德国《物理学年鉴》发 表了五篇论文，其中的三篇每篇均 属划时代的成就。
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
迈克尔逊-莫雷实验
黑体辐射与紫外灾难
相对论
量子力学
世纪之交的物理学
Physics at the turn of century
• X射线：伦琴(Wilhelm Conrad Roentgen) • 放射性：居里夫妇(Marie and Pierre Curie) • 电子：汤姆孙(Joseph John Thomson) • 原子结构：卢瑟福(Ernest Rutherford) • 量子：普朗克(Max Planck)
19世纪末20世纪初的物理学革命
Physics Revolution in 19C-20C
古典物理学的顶峰与物理学危机
The zenith and crisis of classical physics
• 19世纪末古典物理学大厦建成
形成牛顿力学体系为中心，声学、热学、光学和电 磁学大一统，小到原子、大到宇宙天体的世界图景， 使物理学显示出一种形式上的完整，被誉为“一座 庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂”。
所有的牛顿定律对于所有的惯性系都是成立的，伽利略恰当地 称之为相对性原理。他的著名实验是，一个坐在船舱里的人无 论用什么物理实验，也无法确定该船是否在相对于河流做均匀 直线运动即惯性运动。可是，电动力学为什么不遵从伽利略的 相对性原理呢?
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
早在16岁时爱因斯坦就在想一个问题，如果一个人以光速远行， 他将看到一幅什么样的世界景象呢，电磁波是不是就像凝固了 那样静止不动呢，如果是那样，电动力学就完了。看起来，电 动力学的麦克斯韦方程只对一个绝对静止不动的参考系即以太 参考系是成立的。可是这与牛顿力学所遵从的惯性系等效原理 相矛盾。
相对论：世界图景的重建
Theory of relativity: reconstructing the picture of the world
• 第二篇论文发表在《物理学年鉴》第17卷549-560页，是关于 布朗运动的。布朗运动是1827年英国植物学家布朗发现的显 微镜下花粉颗垃的无规则运动，长期以来得不到解释。分子运 动论建立之后，曾有人从大量分子无规则运动的观点解释布朗 运动。但爱因斯坦第一个从数学上详尽地解决了这一问题。