物理学的研究方法

（3）中国古代的物理学 ①力学方面 我国古代力学知识源远流长，积累丰富。 早在2000多年以前的战国时期，在“墨经”中， 记述了墨子。 (公元前478－前392)等哲学家对力学方面的一 些精辟见解，如“力，刑之所以奋也。”，表 达 了力是使人和物的“奋”即由静到动的根本原 因。
还对杠杆进行了研究，指出:“相衡，则本 短标长。”说明了在称量重物时，要想与砝 码 平衡，就要调整重臂“本”和力臂“标”， 这一 记录比阿基米德早二百多年。我国科学家的 朴素的宇宙观，例东汉的张衡强调:“宇之表 无极，宙之端无穷”。




三、物理学各个时期的特点、代表人物、 研究方法等 1、古代物理学时期（公元前8世纪至公元 15世纪 ） （1）古代物理学的特点 ①物理现象虽被发现和记录下来，但 未形成系统的理论。 ②受神学的支配很强。 ③天才的臆测建立在笼统的直觉观察 之中。

④在研究方法上主要是表面的观察、直觉 的猜测和形式逻辑的演绎。 ⑤在知识水平上基本上是现象的描述、经 验的肤浅的总结和思辨性的猜测。
第谷用过的望远镜
第谷在天文台工作

在第谷的工作基础上，开普勒经过大量的 计算，编制成《鲁道夫星表》，表中列出 了1005颗恒星的位置。

这个星表比其他星表要精确得多，因 此直到十八世纪中叶，《鲁道夫星表》仍 然被天文学家和航海家们视为珍宝，它的 形式几乎没有改变地保留到今天。
开普勒（Johannes Kepler， 1571-1630），德国天文学家。




1600年，开普勒到布拉格担任 第谷的助手。1601年第谷去世 后，他继承了第谷的事业，利 用第谷多年积累的观测资料， 仔细分析研究，发现了行星沿 椭圆轨道运行，并且提出行星 运动三定律（即开普勒定律）， 为牛顿发现万有引力定律打下 了基础。
开普勒第一定律（椭圆定律）
物理学的分支
经典物理
力学 热学 电磁学 光学
物理学
现代物理
相对论 量子论 非线性
二、物理学的发展历程
关 键 概 念 的 发 展
力学 电磁学 热学
相对论
量子论
时间 1600 1700 1800 1900
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三、物理学的分野(在古代将天上星空区域 与地上的国州互相对应，称作分野。 “分 野”是指划分的范围或界限） （1）实验 （2）唯象理论 （3）理论构架 （4）数学
④物理学是一门基础科学，是其他自然科学和各种工程 技术、国民经济、特别是现代新技术革命的基础。 ⑤物理学是一门带有方法论性质的科学。 物理学同时具备以上五个特点，这正是物理学作为一门 成熟的、精确的基础自然科学的标志。 换句话说，物理学的学科结构中要有：实验基础、 逻辑体系、数学表述、思想方法、应用价值这五种基成 分。

主要观点： （1）提出物理学名称的第一人，强调科学分类。 （2）若物体不受力，运动即停止。 （3）物体越重，下落速度应该越大。 （4）地球是宇宙的中心，太阳、行星和月亮应该围 绕它转。 亚氏观点从归纳日常生活出发，加上哲学思辩， 后来发展为经院哲学，成为自然科学的障碍。


某些大科学家“比起亚里士多德不过是小 学生。” ——达尔文
物理学的过去、现在与未来
主讲 昭通师专物理系 卢巧
一、物理学的学科特点: ห้องสมุดไป่ตู้①物理学是一门实验科学。它的根基是实 验，一切理论都要以实验作为惟一的检验 者。 ②物理学是一门严密的理论科学，以物理 概念为基石，以物理规律为主干，建立了 经典物理学与现代物理学及其各分支的严 密的逻辑体系。 ③物理学是一门定量的精密科学，它与数 学密切结合。
以经典力学的发展为例，理解物理学的分野。 （三个代表人物：第谷、开普勒、牛顿）
第谷
开普勒
牛顿
第谷（丹麦科学家）


经过20年的天文观测，第谷发现了许 多新的天文现象，如黄赤交角的变化、月 球运行的二均差，并重新测量了岁差数值 （每年51''）。 第谷对天文学的贡献是不可磨灭的， 他所做的观测精度之高，是他同时代的人 望尘莫及的。第谷编制的一部恒星表相当 准确，至今仍然有使用价值。
T kR
2
3
开普勒第二定律（等面积定律）
开普勒第三定律（和谐定律）
牛顿 在整个科学史上，牛顿被认为是最伟大 的科学家，因为他是一个真正集实验科学 家、理论科学家和数学家三位一体的人物。

牛顿的理论贡献最辉煌的成就是万有引 力定律的发现。他认为太阳吸引行星，行星 吸引行星，以及吸引地面上一切物体的力都 是具有相同性质的力，还用微积分证明了开 普勒定律中太阳对行星的作用力是吸引力。


经典力学 从第谷开始（主要是观测）——实验领域（1） 开普勒——唯象理论（从现象开始）（2） 牛顿——变成了理论构架（与数学有密切关系） （ 3） 电磁学 从库仑开始——实验领域（1） 安培、法拉第——发展了唯象理论（2） 麦克斯韦——方程式（完全解释了电磁现象） 赫兹——预言了电磁波的存在——理论构架（3）


⑥在内容上主要有物质本原的探索、天体 的运动、静力学和光学等有关知识，其中 静力学发展较为完善；在发展速度上比较 缓慢，社会功能不明显 。

（2）代表人物
亚里士多德(公元前384-公元前322）:马其 顿国王私人医生的儿子，18岁进入柏拉图学院 ， 约在公元前342 年，他成为亚力山大大帝的私人 教师。一生著作颇丰，在科学领域里起着奠基性 的作用。
牛顿还通过了大量实验，证明了任何两 物体之间都存在着吸引力，总结出了万有引 力定律。

牛顿的理论贡献得益于数学。在同一时 期哈雷和胡克等科学家都在探索天体运动奥 秘，其中以胡克较为突出，他早就意识到引 力的平方反比定律，但他缺乏象牛顿那样的 数学才能，不能得出定量的表示。









②电磁学方面 在静电学方面，在西汉末年，(公元前 20年)就有记载，在磁学方面更有骄人记录: 1) 4000年前，黄帝与蚩尤打仗，但蚩尤作 雾，黄帝则使用指南车来辨别方向，使蚩 尤大败。 2)郦道元在“水经注”中，写到秦始皇为 了防避刺客，用磁石建造阿房宫的北阙门， 若刺客身怀刀刃将被磁门吸住。 3)指南针比法人古约特早几百年。