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文档简介

1、 1、牛顿 艾萨克牛顿爵士1643年1月4 日-1727年3月31日,是人类 历史上出现过的最伟大、最有 影响的科学家,同时也是物理 学家、数学家和哲学家, 他在 1687年7月5日发表的不朽著作 自然哲学的数学原理里用 数学方法阐明了宇宙中最基本 的法则万有引力定律和三 大运动定律。这四条定律构成 了一个统一的体系,被认为是 “人类智慧史上最伟大的一个成 就”,由此奠定了之后三个世纪 中物理界的科学观点,并成为 现代工程学的基础。 牛顿的伟大贡献 l力学方面的贡献:发现了牛顿三定律。 l牛顿把地球上物体的力学和天体力学统一到一个基本 的力学体系中,创立了经典力学理论体系。正确地反映 了宏观物

2、体低速运动的宏观运动规律,实现了自然科学 的第一次大统一。这是人类对自然界认识的一次飞跃。 l创建了微积分:微积分的出现,成了数学发展中除几何 与代数以外的另一重要分支数学分析(牛顿称之为 “借助于无限多项方程的分析”),并进一步进进发展为 微分几何、微分方程、变分法等等,这些又反过来促进了 理论物理学的发展。微积分的创立是牛顿最卓越的数学成 就。 l热学方面的贡献:牛顿确定了冷却定律,即当物体表面与 周围有温差时,单位时间内从单位面积上散失的热量与这一 温差成正比。 l天文学方面的贡献:牛顿1672年创制了反射望远镜。他用 质点间的万有引力证明,密度呈球对称的球体对外的引力都 可以用同质量的

3、质点放在中心的位置来代替。他还用万有引 力原理说明潮汐的各种现象,指出潮汐的大小不但同月球的 位相有关,而且同太阳的方位有关。牛顿预言地球不是正球 体。岁差就是由于太阳对赤道突出部分的摄动造成的。 l二项式定理:在一六六五年,刚好二十二岁的牛顿发现 了二项式定理,这对于微积分的充分发展是必不可少的一 步。二项式定理在组合理论、开高次方、高阶等差数列求 和,以及差分法中有广泛的应用。 l光学方面的贡献:1666年,他用 三棱镜研究日光,得出结论:白 光是由不同颜色(即不同波长)的光 混合而成的,不同波长的光有不 同的折射率。在可见光中,红光 波长最长,折射率最小;紫光波 长最短,折射率最大。牛顿

4、的这 一重要发现成为光谱分析的基础, 揭示了光色的秘密。 l后人对牛顿的评价:1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生 300周年而写的文章,对牛顿的一生作如下的评价“只 有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能 理解他”。此赞语最恰当不过的了。 2、爱因斯坦 爱因斯坦(18791955),美籍 德国犹太人。他创立了代表现代 科学的相对论,并为核能开发奠 定了理论基础,在现代科学技术 和他的深刻影响及广泛应用方面 开创了现代科学新纪元,被公认 为自伽利略、牛顿以来最伟大的 科学家、思想家。1921年诺贝尔 物理学奖获得者。现代物理学的 开创者和奠基人,相对论 “质能关系”的提出者,“决定 论量

5、子力学诠释”的捍卫者(振 动的粒子)不掷骰子的上帝。 1999年12月26日,爱因斯坦被美 国时代周刊评选为“世纪伟 人”。 l爱因斯坦1908年兼任伯尔尼大学的兼职讲师。1909年离 开专利局任苏黎世大学理论物理学副教授。1911年任布拉 格德国大学理论物理学教授,1914年,应马克斯普朗克 和瓦尔特能斯特的邀请,回德国任威廉皇家物理研究所 所长兼柏林洪堡大学教授,直到1933年。1920年应亨德里 克洛伦兹和保罗埃伦费斯特的邀请,兼任荷兰莱顿大 学特邀教授。第一次世界大战爆发后,他投入公开和地下 的反战活动。 平生事迹平生事迹 l1915年爱因斯坦发表了广义相对论。他所作的光线经过 太阳引

6、力场要弯曲的预言,于1919年由英国天文学家亚 瑟斯坦利爱丁顿的日全蚀观测结果所证实。1916年 他预言的引力波在1978年也得到了证实。爱因斯坦和相 对论在西方成了家喻户晓的名词,同时也招来了德国和 其他国家的沙文主义者、军国主义者和排犹主义者的恶 毒攻击。 l1917年爱因斯坦在论辐射的量子性一文中提 出了受激辐射理论,成为激光的理论基础。 l爱因斯坦因在光电效应方面的研究,被授予 1921年诺贝尔物理学奖。在瑞典科学院的公告中 并未提及相对论,原因是认为相对论还有争议。 l1939年他获悉铀核裂变及其链式反应的发现, 在匈牙利物理学家利奥西拉德推动下,上书罗 斯福总统,建议研制原子弹,以

7、防德国占先。第 二次世界大战结束前夕,美国在日本广岛和长崎 两个城市上空投掷原子弹,爱因斯坦对此强烈不 满。战后,为开展反对核战争和反对美国国内右 翼极端分子的运动进行了不懈的斗争。 l爱因斯坦不仅在科学方面的 造诣很高,他的音乐天分也不 错,尤其擅长拉小提琴,在 爱因斯坦的成长过程中,音乐 始终伴随其一生,特别是在青 少年时代的丰富多彩的音乐生 活,如同学间、周末家庭式的 音乐聚会,募捐音乐会等等, 良好的音乐环境大大扩展了他 的右脑思维能力,也构成了其 左右脑思维的均衡性。研究者 们经过大量的调查研究,证明 爱因斯坦和多数诺贝尔奖金获 得者一样,为右脑发达型科学 家。 3、居里夫人 l玛丽

8、居里(1867.11.7 1934.7.4)。世界著名科学 家,研究放射性现象,发现 镭和钋(p)两种天然放射 性元素,一生两度获诺贝尔 奖(第一次获得诺贝尔物理 奖,第二次获得诺贝尔化学 奖)。用了好几年在研究镭 的过程中,作为杰出科学家, 居里夫人有一般科学家所没 有的社会影响。尤其因为是 成功女性的先驱,她的典范 激励了很多人。 居里夫人的一生: l 简朴的生活:1895年,居里夫人和皮埃尔居里结婚时,新房里只有 两把椅子,正好两人各一把。皮埃尔居里觉得椅子太少,建议多添几把, 以免客人来了没地方坐,居里夫人却说:“有椅子是好的,可是,客人坐 下来就不走啦。为了多一点时间搞研究,还是算了

9、吧!” 居里夫人的年薪虽然已增至4万法郎,但她照样不“大方”。她每次从 国外回来,总要带回一些宴会上的菜单,因为这些菜单都是很厚很好的纸 片,在背面写字很方便。难怪有人说居里夫人一直到死都“像一个匆忙的 贫穷妇人”。 l坚忍不拔的意志:为了从一吨工业废渣中 提炼出镭,居里夫人要将废渣一锅一锅地煮 沸、一刻不停地搅拌;一瓶瓶地倒进倒出、 一丁点一丁点地结晶。她每天穿着沾满灰尘 和酸液染渍的工作服,站在大锅旁,烟熏火 燎,眼睛流泪,喉咙刺痒就这样,她整 整奋斗了35年,这是多么繁重的劳动,需要 何等坚韧不拔的毅力啊!她既是世界闻名的 学者,又是名副其实的工人,还是 家庭主妇。 l淡泊名利:居里夫人

10、闻名天下,但她既不求名也不求利。她一生获得10 项奖金,16种奖章,107个名誉头衔,但她却毫不在意。她本来可以躺在 任何一项大奖或任何一个荣誉上尽情地享受,但是,她视名利如粪土,她 将奖金捐赠给科研事业和战争中的法国,而将那些奖章送给6岁的小女儿 当玩具。 居里夫人的名言 弱者坐待时机,强者制造时机。 如果能随理想而生活,本着正直自由的精神,勇敢直前的毅力,诚实不自 欺的思想而行,一定能臻于至美至善的境地。 在成名的道路上,科学家流的不是汗水而是鲜血,他们的名字不是用笔,而 是用生命写成的。 我们不得不饮食、睡眠、浏览、恋爱,也就是说,我们不得不接触生活中最 甜蜜的事情,不过我们必须不屈服于

11、这些事物。 4、伽利略 l意大利物理学家、天文学家 和哲学家,近代实验科学的先 驱者。其成就包括改进望远镜 和其所带来的天文观测,以及 支持哥白尼的日心说。当时, 人们争相传颂:“哥伦布发现 了新大陆,伽利略发现了新宇 宙”。今天,史蒂芬霍金说, “自然科学的诞生要归功于伽 利略,他这方面的功劳大概无 人能及。” l伽利略伽利雷(Galileo Galilei,1564年2月25日-16421) 世界知名科学家,他既是物理学家、天文学家、哲学家又是 发明家,他发明了温度计和天文望远镜。是近代实验物理学 的开拓者,被誉为 “近代科学之父”。 l1590年,伽利略在比萨斜塔 上做了“两个球同时落地

12、” 的著名试验,从此推翻了亚 里士多德“物体下落速度和 重量成比例”的学说,纠正 了这个持续了1900年之久的 错误结论。 l1609年,伽利略创制了天文 望远镜(后被称为伽利略望 远镜),并用来观测天体。 他发现了月球表面的凹凸不 平,并亲手绘制了第一幅月 面图。1610年1月7日,伽利 略发现了木星的四颗卫星, 为哥白尼学说找到了确凿的 证据,标志着哥白尼学说开 始走向胜利。借助于望远镜, 伽利略还先后发现了土星光 环、太阳黑子、太阳的自转、 金星和水星的盈亏现象、月 球的周日和周月天平动,以 及银河是由无数恒星组成等 等。这些发现开辟了天文学 的新时代。 5、阿基米德 l阿基米德(公元前

13、287年公 元前212年),古希腊哲学家、 数学家、物理学家。出生于西 西里岛的叙拉古。阿基米德到 过亚历山大里亚,据说他住在 亚历山大里亚时期发明了阿基 米德式螺旋抽水机。后来阿基 米德成为兼数学家与力学家的 伟大学者,并且享有“力学之 父”的美称。阿基米德流传于 世的数学著作有10余种,多为 希腊文手稿。 l浮力原理的发现:关于浮力原理的发现,有这样一个故事: 相 传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠。但是在做好后, 国王疑心工匠做的金冠并非全金,但这顶金冠确与当初交给金匠 的纯金一样重。工匠到底有没有私吞黄金呢?既想检验真假, 阿基米德发现浮力 又不能破坏王冠,这个问题不仅难倒了国

14、王,也使诸大臣们面面 相觑。经一大臣建议,国王请来阿基米德检验。最初,阿基米德 也是冥思苦想而却无计可施。一天,他在家洗澡,当他坐进澡盆 里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻托起。他突然悟到可 以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重。他兴奋 地跳出澡盆,连衣服都顾不得穿上就跑了出去,大声喊着“尤里 卡!尤里卡!”。(Eureka,意思是“我知道了”。Greek:? )。 他经过了进一步的实验以后,便来到了王宫, 他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢 出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明 王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,密度不相同,所以证明

15、 了王冠里掺进了其他金属。 这次试验的意义远远 大过查出金匠欺骗国王, 阿基米德从中发现了浮力 定律(阿基米德原理): 物体在液体中所获得的浮 力,等于他所排出液体的 重量。一直到现代,人们 还在利用这个原理计算物 体比重和测定船舶载重量 等。 l杠杆原理:阿基米德对于机械的研究源自于他在亚历山大城 求学时期。有一天阿基米德在久旱的尼罗河边散步,看到农民 提水浇地相当费力,经过思考之后他发明了一种利用螺旋作用 在水管里旋转而把水 杠杆原理 吸上来的工具,后世的人叫它做“阿基米德螺旋提水器”,埃 及一直到二千年后的现在,还有人使用这种器械。这个工具成 了后来螺旋推进器的先祖。当时的欧洲,在工程和

16、日常生活中, 经常使用一些简单机械,譬如: 螺丝、滑车、杠杆、齿轮等,阿 基米德花了许多时间去研究,发 现了“杠杆原理”和“力矩”的 观念,对于经常使用工具制作机 械的阿基米德而言,将理论运用 到实际的生活上是轻而易举的。 他自己曾说:“给我一个支点和 一根足够长的杠杆,我就能撬动 整个地球。” 6、麦克斯韦 l詹姆斯克拉克麦克 斯韦,英国物理学家、数 学家。科学史上,称牛顿 把天上和地上的运动规律 统一起来,是实现第一次 大综合,麦克斯韦把电、 光统一起来,是实现第二 次大综合,因此应与牛顿 齐名。1873年出版的论 电和磁,也被尊为继牛 顿自然哲学的数学原理 之后的一部最重要的物理 学经典

17、。没有电磁学就没 有现代电工学,也就不可 能有现代文明。 l电磁理论:他建立的电磁场理论,将电学、磁学、 光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成 果,是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电 磁波的存在。这种理论遇见后来得到了充分的实 验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人 类的无线电技术,就是以电磁场理论为基础发展 起来的。 l麦克斯韦大约于1855年开始研究电磁学,在潜心 研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之 后,坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱 着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的愿望, 决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式 表示出来。他在前人成就的基础上,

18、对整个电磁 现象作了系统、全面的研究,凭借他高深的数学 造诣 和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论 文:论法拉第的力线(1855年12月至1856年2 月);论物理的力线(1861至1862年);电磁 场的动力学理论(1864年12月8日)。对前人和他 自己的工作进行了综合概括,将电磁场理论用简 洁、对称、完美数学形式表示出来,经后人整理 和改写,成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦 方程组。据此,1865年他预言了电磁波的存在,电 磁波只可能是横波,并计算了电磁波的传播速度 等于光速,同时得出结论:光是电磁波的一种形 式,揭示了光现象和电磁现象之间的联系。1888年 德国物理学家赫兹用实

19、验验证了电磁波的存在。 麦克斯韦方程组: l麦克斯韦方程的最大 优点在于它的通用性, 它在任何情况下都可 以应用。在此以前所 有的电磁定律都可由 麦克斯韦方程推导出 来,许多从前没能解 决的未知数也能从方 程推导过程中寻出答 案。 7、卡文迪 许 l亨利卡文迪许 (Henry Cavendish,1731.10.10.1810.3.10.)英国化学 家、物理学家。公元1731年10月10日生 于法国尼斯。17421748年他在伦敦附 近的海克纳学校读书。17491753年期 间在剑桥彼得豪斯学院求学。在伦敦 定居后,卡文迪许在他父亲的实验室 中当助手,做了大量的电学、化学研 究工作。他的实验研

20、究持续达50年之 久。1760年卡文迪许被选为伦敦皇家 学会成员,1803年又被选为法国研究 院的18名外籍会员之一。 公元1810 年3月10日,卡文迪许在伦敦逝世,终 身未婚。 l化学领域的成就:1784年左右,卡文迪许研究了空气的 组成,发现普通空气中氮占五分之四,氧占五分之一。他确 定了水的成分,肯定了它不是元素而是化合物。他还发现了 硝酸。 l物理领域的成就:卡文迪许生前在物理学方面发表的论文为 数极少,一直到麦克斯韦审阅整理并出版了他的手稿后,人们 才知道他在电学方面作出了很多重要发现。他发现一对电荷间 的作用力跟它们之间的距离平方成反比,这就是后来库仑导出 的库仑定律内容的一部分

21、;他提出每个带电体的周围有“电 气”,与电场理论很接近;卡文迪许演示了电容器的电容与插 入平板中的物质有关;电势的概念也是卡文迪许首先提出的, 这对静电理论的发展起了重要作用;他还提出了导体上的电势 与通过电流成正比的关系。 l卡文迪许在热学理论、计温学、气象学、大地磁学等方 面都有研究。1798年他完成最后的实验时,已年近七十。 在物理学上他最主要的成就是通过扭秤实验验证了牛顿的 万有引力定律,确定了引力常数和地球平均密度。 l在牛顿发现万有引力定律之后,他是测出引力常量的 科学家。 8、开普勒 l开普勒(1571-1630) 是德国著名的天体物理学 家、数学家、哲学家。他 首先把力学的概念

22、引进天 文学,他还是现代光学的 奠基人,制作了著名的开 普勒望远镜。他发现了行 星运动三大定律,为哥白 尼创立的“太阳中心说” 提供了最为有力的证据。 他被后世誉为“天空的立 法者”。 l著名的成就:开普勒三定律。 l1600年,开普勒出版了梦 一书,这是一部纯幻想作品, 说的是人类与月亮人的交往。 书中谈到了许多不可思议的东 西,像喷气推进、零重力状态、 轨道惯性、宇宙服等等,人们 至今不明白,近400年前的开 普勒,他是根据什么想象出这 些高科技成果的。尽管开普勒 的书是纯幻想作品,但它一定 有一些背景来源,比如像毕达 哥拉斯的话或古希腊神话。 谢谢观看! The end 世界公认的三大著

23、名数学家 为:阿基米德、牛顿与高 斯。 数学学科简介 阿基米德(公元前287年公元前212年), 伟大的古希腊哲学家、百科式科学家、数学 家、物理学家、力学家,静态力学和流体静 力学的奠基人,并且享有“力学之父”的美 称,阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大 数学家。1 阿基米德曾说过:“给我一个支 点,我就能撬起整个地球。” 数学学科: 1.数理逻辑与数学基础 演绎逻辑学(亦称符号逻辑学)b:证明论 (亦称元数学) c:递归 论 d:模型论 e:公理集合论 f:数学基础 g:数理逻辑与数学基础其 他学科 2.数论 a:初等数论 b:解析数论 c:代数数论 d:超越数论 e:丢番图逼近 f:数的

24、几何 g:概率数论 h:计算数论 i:数论其他学科 3.代数学 a:线性代数 b:群论 c:域论 d:李群 e:李代数 f:Kac-Moody 代数 g:环论 (包括交换环与交换代数,结合环与结合代数,非结 合环与非结 合代数等) h:模论 i:格论 j:泛代数理论 k:范畴论 l:同 调代数 m:代数K理论 n:微分代数 o:代数编码理论 p:代数学其他 学科 4.代数几何学 5.几何学 a:几何学基础 b:欧氏几何学 c:非欧几何学 (包括黎曼几何学等) d: 球面几何学 e:向量和张量分析 f:仿射几何学 g:射影几何学 h:微 分几何学 i:分数维几何 j:计算几何学 k:几何学其他学

25、科 6.拓扑学 a:点集拓扑学 b:代数拓扑学 c:同伦论 d:低维拓扑学 e:同调论 f:维数论 g:格上拓扑学 h:纤维丛论 i:几何拓扑学 j:奇点理论 k: 微分拓扑学 l:拓扑学其他学科 7.数学分析 a:微分学 b:积分学 c:级数论 d:数学分析其他学科 8.非标准分析 9.函数论 a:实变函数论 b:单复变函数论 c:多复变函数论 d:函数逼近论 e:调和分析 f:复流形 g:特殊函数论 h:函数论其他学科 10.常微分方程 a:定性理论 b:稳定性理论 c:解析理论 d:常微分方程其他学科 11. 偏微分方程 a:椭圆型偏微分方程 b:双曲型偏微分方程 c:抛物型偏微分方程

26、d:非线性偏微分方程 e:偏微分方程其他学科 12.动力系统 a:微分动力系统 b:拓扑动力系统 c:复动力系统 d:动力系统其 他学科 13:积分方程 14:泛函分析 a:线性算子理论 b:变分法 c:拓扑线性空间 d:希尔伯特空间 e: 函数空间 f:巴拿赫空间 g:算子代数 h:测度与积分 i:广义函数 论 j:非线性泛函分析 k:泛函分析其他学科 15:计算数学 a:插值法与逼近论 b:常微分方程数值解 c:偏微分方程数值解 d:积分方程数值解 e:数值代数 f:连续问题离散化方法 g:随机 数值实验 h:误差分析 i:计算数学其他学科 16:概率论 a:几何概率 b:概率分布 c:极限理论 d:随机过程 (包括正态过 程与平稳过程、点过程等) e:马尔可夫过程 f:随机分析 g:鞅论 h:应用概率论 17:数理统计学 a:抽样理论 (包括抽样分布、抽样调查等 )b:假设检验 c:非参 数统计 d:方差分析 e:相关回归分析 f:统计推断 g:贝叶斯统计 (包括参数估计等) h:试验设计 i:多元分析 j:统计判决理论 18:应用统计数学 a:统计质量控制 b:可靠性数学 c:保险数学 d:统计模拟

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