校本物理学史

1、物 理校本课程（物 理 学 史）目 录1、 爱迪生2、 爱因斯坦3、 安 培4、 布 朗5、 玻 尔6、 奥斯特7、 伯努利8、 布鲁诺9、 惠更斯10、 第 谷11、 笛卡儿12、 法拉第13、 费 米14、 菲涅耳15、 阿伏加德罗16、 富兰克林17、 盖吕萨克18、 高 斯19、 哥白尼20、 哈 雷21、 胡 克爱迪生爱迪生（ThomasAlvaEdison，18471931）美国著名发明家。1847年2月11日生于俄亥俄州米兰镇。8岁上学只读了3个月。老师骂他“小笨蛋”，因为他经常爱问为什么而让老师下不了台，他辍学后随母亲学习。他对大自然非常好奇。他可以专心致志注视榆树叶芽怎么生长

2、，秋风如何使枫叶变色。为了试验孵小鸡，他可以长时间趴在鸡窝里；为了探索蜂巢的奥秘，他愿意被蜇得鼻青脸肿；为了试验摩擦生电，他在雄猫身上狠命搓揉直到双手伤痕累累。9岁那年，他得到一本帕克著自然与实验哲学，如获至宝，逐页研读，逐项实验。他在家中地窖里建起一座小实验室。从12岁起，在底特律休伦间铁路列车上卖报，把自己的实验室搬到火车上，利用一切机会学习和实验。他还在列车上自己编印先锋周报，从而认识到刚问世不久的电报的作用。1862年他奋不顾身地从火车轮下救出一幼童，幼童的父亲为答谢他，教他掌握了电报技术。1873年1874年，他发明了同时发送二条和四条消息的发报机。1876年在纽约附近的门罗公园建立

3、起他的“发明工厂”，一座大型实验室。许多发明就是在这里完成的。第一次世界大战时他任美国海军技术顾问委员会主席，完成多项军事产品的发明研制。1931年10月18日在新泽西州西奥兰治逝世。他以罕见的热情及惊人的精力，在一生中完成发明2000多项，其中申请专利登记的达1328项。人们颂扬他：“他虽不发明历史，却为历史锦上添花”。这位传奇式人物取得杰出成就的奥秘在于刻苦、勤奋、坚持不懈地学习。他自己曾多次表示：“停止就意味着生锈”，“必须时常收获，而不能一生只收一次”，“我要做的事如此之多，而生命又如此短促，我不得不挤出时间。”美国著名物理学家、诺贝尔奖获得者密立根赞誉他：“他差不多已70高龄了，还在

4、阅读科学领域出现的新书，而且不断地提出问题。” 他的主要研究领域在电学方面。在他掌握电报技术后，就日夜苦心钻研，完成了双路及四路电报装置及自动发报机。1877年改进贝尔电话装置，使电话从传送23英里扩大到107英里，同年发明留声机。在这期间，他付出巨大精力，研制白炽电灯。除电弧灯外，过去的“电灯”往往亮一下就烧毁了，为寻找合适的灯丝，曾对1600多种耐热材料及6000多种植物纤维进行实验，终于在1879年10月21日用碳丝做成可点燃40小时的白炽电灯。其后又不断反复改进、完善，又完成了螺纹灯座、保险丝、开关、电表等一系列发明，在此基础上完成了照明电路系统的研制。在实践中提出电灯的并联连接，直流

5、输电的三线系统，建成了当时功率最大的发电机。1888年起研制电影，1893年建立第一座电影摄影棚。是他最先提出将电影手段用于教育，并用两个班进行试验。他的其它重大发明还有铁镍蓄电池等。他虽然精于实验研究，对理论却缺乏足够的重视。尽管他于1885年发现热电子发射的“爱迪生效应”，但未能作出相应解释。1931年10月21日在为他举行葬礼时，人们采用了一种独特而又恰当的方式停电1分钟，以悼念这位伟大的发明家。这“1分钟”使人们想起他的发明给电气时代和社会生活带来的光明，以及他的可贵的学习创造精神爱因斯坦爱因斯坦（AlbertEinstein,18791955）20世纪最伟大的物理学家，科学革命的旗手

6、。1879年3月14日生于德国乌尔姆一个犹太人家庭。父亲和叔父开的电气小工厂和家庭的自由派思想，使他童年就受到科学和哲学的启蒙加上音乐熏陶。他从小脑中就充满许多奇思还想，例如4岁时就奇怪为什么罗盘针总是转向南方？它周围有什么东西推动它？小学时排犹浪潮、军国主义教育方式和宗教礼仪等使他厌恶权威，他说：“我这个教徒在12岁时突然终结了，通过阅读科普书籍，我很快领悟到圣经里的许多故事不是真的。我认为青年被政府用谎言故意地欺骗了”。12岁时他一口气读完几何学原本，并练习用自己的方法证明定理。他特别喜欢读自然科学通俗丛书中如力与物质等书。13岁时读了康德的纯粹理性批判，使他的思考转向宇宙、哲学和自然现象

7、中的逻辑。他的数学物理很出色，但其余学业成绩不佳。15岁时，即他中学毕业前一年本已准备“因神经系统状况不佳”休学，学校却以其自由主义思想令其退学。他在辗转意大利和瑞士的高校人学考试中曾因无中学文会和外语、生物课成绩不佳而落榜。1895年在阿。劳人大学预科班，过了一年愉快的学习生活。他随时将思考记人身边的小本，例如“追光问题”：观察者随光前进时，会不会看见电磁波形成停止的驻波？1896年，他进人瑞士苏黎世工科大学师范系（实即数理系）。他喜欢在物理实验室观察实际现象。读科学原著和思考现代物理学中的重大问题。1900年毕业后失业两年才到瑞士专利局任三级鉴定员，这里的七年是他辉煌的科学创造时期。190

8、21905年，他和两个青年朋友每晚阅读和讨论哲学与自然科学著作，戏称为“奥林比亚科学院”。1908年兼任伯尔尼大学编外讲师。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。1912年任母校苏黎世联邦工业大学教授。1914年任柏林大学教授和威廉皇帝物理研究所所长 。法西斯政权建立后。爱因斯坦受到迫害，被迫离开德国。1933年移居美国任普林斯顿高级研究院教授，直至1945年退休。在美期间，1940年取得美国国籍。 爱因斯坦是人类历史中最具创造性才智的人物之一。他一生中开创了物理学的四个领域：狭义相对论、广义相对论、宇宙学和统一场论。他是量子理论的主要创建

9、者之一。他在分子运动论和量子统计理论等方面也作出重大贡献。1905年，爱因斯坦利用在专利局的业余时间写了6篇论文。其中4月、5月、12月的3篇是关于液体中悬浮粒子布朗运动的理论。他设想通过观测由分子运动的涨落现象所产生的悬浮粒子的无规则运动，来测定分子的实际大小，试图解决科学界和哲学界长期争论不休的原子是否存在的问题。3年后由法国物理学家佩兰的精密实验证实。3月的论文关于光的产生和转化的一个推测性的观点、把普朗克的量子概念应用到光的传播，认为光是由光量子组成的，它们既具有波动性又有粒子性，从而圆满地解释了光电效应（10年后由密立根实验证实）。因此，爱因斯坦获得了1921年度诺贝尔物理学奖。6月

10、的论体论运动物体的电动力学中，完整地提出了狭义相对性理论。由于这三个不同领域中取得的历史性成就，才使他在1908年有缘进人学术机构工作。狭义相对论建立以后，爱因斯坦并不满足，力图把相对性原理推广到非惯性系。他从惯性质量！司引力质量相等这一事实出发，经过10年艰苦探索，于19151916年创立了广义相对论。随后，爱因斯坦用广义相对论的结果来研究整个宇宙的时空结构。1917年发表论文根据广义相对论对宇宙学所作的考查，他以科学论据推论宇宙在空间上是有限无界的，这是宇宙观的一次革命。1924年与印度物理学家玻色提出草原子气体的量子统计理论，即玻色一爱因斯坦统计。1925年至1955年间，爱因斯坦几乎全

11、力以赴地去探索统一场论。他力图把广义相对论再加以推广，使它不仅包括引力场，也包括电磁场，即寻求一种统一场理论。遗憾的是他始终没有成功。然而，从70年代开始，统一场论的思想以新的形式重新显示出生命力，为物理学未来的发展指出了方向。爱因斯坦的科学成就与他的哲学思想密切相关，他坚持了一个自然科学家必然具有的自然科学唯物论的传统，吸收了斯宾诺莎等的唯理论思想以及休漠和马赫的经验论的批判精神，经过毕生对真理的追求和科学实践，形成了自己独特的科学思想和科学研究方法。坚信自然界的统一性和合理性，相信人的理性思维能力，求得对自然界的统一性和规像姓的理解，是他生活的最高目标。统一性思想、简单性思想、相对性思想、

12、对称性思想作为科学活动的指导思想始终贯穿和广泛应用于他的科学探索之中。他也是一位纯熟地运用思实证、想象与逻辑、直觉与数学等科学方法的大师。爱因斯坦在科学思想上的贡献，在历史上也许只有牛顿和达尔文可以媲美。爱因斯坦同时还以极大的热忱关心社会进步，关心人类命运。他一贯为反对侵略战争，反对军国主义和法西斯主义，反对民族压迫和种族歧视，进行了不屈不挠的斗争。1914年第一次世界大战爆发时，爱因斯坦在一份仅有4人赞同的反战宣言上签了名，后又积极参加地下反战组织的活动。战争结束后，他致力于恢复各国人民相互谅解的活动，为此到法、英、荷等地奔走呐喊。在匈牙利物理学家西拉德促动下，爱因斯坦于1939年建议罗斯福

13、抢在德国之前研制原子弹。第二次世界大战结束前夕，当他获悉美国的原子弹轰炸人口稠密的日本城市时，大为震惊，义愤填腐。对于自己曾给罗斯福写信一事感到无比懊悔。战后，他为开展反对核战争的和平运动和反对美国国内法西斯恐怖，进村了不懈的斗争。他对水深火热、饥寒交迫的旧中国劳动人民寄予深切同情。“九一八”事变后，他一再向各国呼吁采用联合的经济制裁制止日本对华侵略。1936年沈钧儒等“七君子”因抗日被捕，他热情参与营救和声援。像爱因斯沮这样在自然科学创造上有划时代贡献，在对待社会政治问题上又如此严肃、热情，是很难能可贵的。综观爱因斯坦的一生，可以说他不仅是一个伟大的科学家，又是一个富有哲学探索精神的杰出的思

14、想家，同时也是一个有强烈正义感和社会责任感的世界公民。他的一生崇尚理性。相信人类进步一努为使科学造福于人类，把真、善、美融为一体。他认为“人只有献身于社会，才能找出那实标上是短暂而有风险的生命的意义。一个人的真正价值首先取决于他在什么程度上和在什么意义上自我解放出来。辽这正是爱因斯坦一生的真实写照和完美体现。1955年4月18日爱因斯坦逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不举行任何活动。不立纪念碑，骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。安 培安培（AndreMarieAmpere，17751836）法国物理学家。1775年1月22日生于里昂一个富商家庭。从小受到良好的家庭教育。他父

15、亲按照卢梭的教育思想，鼓励他走自学成才之路。12岁时就自学了微分运算和各种数学书籍，显示出较高的数学天赋。为了能到里昂图书馆去看接阅读欧勒、伯努利等人的拉丁文原著，他还花了几星期时间掌握了拉丁文。14岁时就钻研了当时狄德罗和达兰贝尔编的百科全书。没有上过任何学校，依靠自学，他掌握了各方面的知识。1793年（18岁）因其父在法国大革命时期被杀，为了糊口他做了家庭教师。在读了一本卢梭关于植物学的书以后，又重新燃起了他对科学的热情。1802年，在布尔让布雷斯中央学校任物理学及化学教授，1808年被任命为新建的大学联合组织的总监事，此后一直担任此职。1814年被选为帝国学院数学部成员。1819年主持巴

16、黎大学哲学讲座。1824年任法兰西学院实验物理学教授，1836年6月10日在马赛逝世。 他的兴趣十分广泛，早年是在数学方面，曾研究过概率论及偏微分方程，他的一篇关于博奕机遇的数学论文曾引起达朗贝尔的瞩目。后来又作了些化学研究，他只比阿伏加德罗晚三年导出阿伏加德罗定律。由于他高超的数学造诣，他成为将数学分析应用于分子物理学方面的先驱。他的研究领域还涉及植物学、光学、心理学、伦理学、哲学、科学分类学等方面。他写出了人类知识自然分类的分析说明（18341843）这一涉及各科知识的综合性著作。他的主要科学工作是在电磁学上。1820年奥斯特发现电流磁效应的消息由阿拉果带回巴黎，他作出迅速反应，在短短的一

17、个多月时间内，提出了3篇论文，报告他的实验研究结果：通电螺线管与磁体相似；两个平行长直载流导线之间存在相互作用。进而他用实验证明，在地球磁场中，通电螺线管犹如小磁针样取向。一系列实验结果，提供给他一个重大线索：磁铁的磁性，是由闭合电流产生的。起先，他认为磁体中存在着一个大的环形电流，后来经好友菲涅耳提醒（宏观圆形电流会引起磁体中发热），提出分子电流假说。他试图参照牛顿力学的方法，处理电磁学问题。他认为在电磁学中与质点相对应的是电流元，所以根本问题是找出电流元之间的相互作用力。为此，自1820年10月起，他潜心研究电流间的相互作用，这期间显示了他的高超实验技巧。依据四个典型实验，他终于得出了两个

18、电流元间的作用力公式。他把自己的理论称作“电动力学”。安培在电磁学方面的主要著作是电动力学现象的数学理论，它是电磁学的重要经典著作之一。此外，他还提出，在螺线管中加软铁芯，可以增强磁性。1820年他首先提出利用电磁，现象传递电报讯号。以他的姓氏安培命名的电流强度的单位，为国际单位制的基本单位之一。布朗布朗（RobertBrown，17731858）英国著名植物学家。1773年12月21日生于苏格兰的蒙特罗斯。他从小就对植物有浓厚的兴趣。先入阿伯丁大学马里夏尔学院，后进爱丁堡大学学医。21岁时在英军中任助理外科医生，他一半时间为军队工作，一半时间进行自修，并收集各种植物制作标本。18011805

19、年他作为专家在澳大利亚远洋勘察船“调查者号”上收集了大量的大洋洲植物标本。1805年返回伦敦，将他收集的近3900种标本进行分类，整理后写入澳洲植物志一书中，对植物分类学作出了贡献。 布朗对物理学的贡献是发现了著名的布朗运动。1827年布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉颗粒时，发现花粉颗粒在水中不停地作无规则运动，颗粒越小越活跃。开始他怀疑是否是由于花粉有生命才出现这种运动的，于是他把花粉浸在酒精里将其杀死、晒干，再放人水中观察，他还用无机物玻璃碎片、小石块碾成的细粉末代替花粉放人水中作试验，同样观察到了这种现象，从而否定了这种运动是由于植物花粉有生命造成的想法。布朗把实验的详细经过、结果记录下

20、来，写成植物花粉的显微观察一书，于1828年出版。书中写道：“在经过多次重复的观察以后，我确信这些运动既不是由于液体的流动也不是由于液体的逐渐蒸发所引起的，而是属于粒子本身的运动。”虽然布朗当时并不能解释这种运动的原因，但他精于观察和实验，肯定了这种运动的客观存在，发现了问题，并把问题详尽地记载下来，为后人的进一步研究做出了开拓性的贡献。这种运动后来被称为布朗运动。布朗逝世后，随着分子动理论的发展，人们才清楚地知道，这种微小颗粒的奇妙运动是由于微粒受到作热运动的水分子从四面八方不均衡的碰撞所造成的。在布朗工作的基础上，1905年德国物理学家爱因斯坦和波兰物理学家斯莫卢霍夫斯基发表了他们对布朗运

21、动的理论研究成果，得出了关于布朗运动的完整的统计理论，成功地用原子和分子的热运动解释了布朗运动。1908年法国物理学家佩兰用实验方法验证了爱因斯坦和斯莫卢霍夫斯基的理论。他们和布朗一起，间接地证实了分子的存在及其永不停息的无规则运动，这无疑是对原子分子理论和分子动理论的正确性的有力支持，对分子物理学的发展作出了决定性的贡献。布朗运动还清楚地表明了统计力学中预言的涨落现象确实存在，使人们认识到热力学第二定律的统计规律性。布朗运动的发现的重要意义还在于，能把原来看不见的分子的微观运动和可以观察到的微粒的宏观运动联系了起来，为物理学的研究提供了一个重要的、科学的研究方法。1858年6月10日布朗在伦

22、敦逝世。玻尔玻尔（NielsHendrikDavidBohr，18851962）丹麦物理学家。1885年10月7日生于哥本哈根。7岁入小学后成绩一贯优异，敢于公开指出教材或教师讲课中的差错。从小爱好足球，身体很好，也擅长手工，他说过：“我是像一个哲学家和一个工匠那样地对物理学发生兴趣的。”父亲是哥本哈根大学生理学教授，玻尔少年时经常随父亲参加每周星期五丹麦科学家的家庭学术性聚会，受到了许多潜移默化的科学黛陶。18岁时进入哥本哈根大学的数学和自然科学系，主修物理学。大学低年级时参加哲学课外小组“黄道社”，积极地参加各种问题的讨论。大学二年级时他热中于研究水的表面张力问题，他自己设计与制造仪器，吹

23、制玻璃管，做完一次实验往往需要若干小时。在精确测定的基础上，他参加了丹麦皇家科学院的有奖征文，他用振动射流法对水的表面张力进行实验和理论方面的研究，获得金质奖章。1909年获该校硕士学位。1911年以论文金属电子论的研究获博士学位。同年9月，他到英国剑桥卡文达什实验室进修据说他第一次与导师J.汤姆孙见面时，就操着不熟练的英语把他论文中批评汤姆孙的段落当面指出，使导师大为光火，因而给以冷遇。在一次实验室年度聚餐会上他聆听了来访的卢瑟福的长篇演说，为他的性格和成就所折服，随即干1912年3月转到了曼彻斯特随卢瑟福工作，这成了他一生的重要转折点。 他从研究不同的铝片对已射线的吸收问题开始，思考原子结

24、构问题，并超负荷地全力工作。在这里他参加了卢瑟福的科学集体，并和卢瑟福建立了长期的亲密关系。当时人们对原子内部结构知之极少，只停留在光谱学和化学元素周期表的经验水平上。同时，按照卢瑟福的有核模型，明显地出现了正常状态下原子和分子的稳定性问题。不突破经典理论的框架。这一矛盾是难以解决的。1912年7月，他尝试着把量子概念和有核模型结合起来，写了一份论文提纲给卢瑟福。这一提纲后来被史学界称为卢瑟福备忘录。1912年9月，他受聘在哥本哈根大学任教。他利用业余时间奋发努力，形成了自己的理论。1913年7月起，他以论原子构造和分子构造为题，连续三次在英国之哲学杂志上发表论文，后来被称为“伟大的三部曲”。

25、这篇论文的三大部分是：“正法对电子的束缚”，“只包含单独一个原子核的体系”，“包含多个原子核的体系”。论文提出了五条公设（后来一般教材中归纳为三条）。在玻尔的原子理论中，最重要的是引入了“定态”和“跃迁”这两个全新的概念。“定态”概念把经典物理学在一定边界条件和初始条件下所允许的各种连续状态进行筛选，只允许某些分立状态存在，从而排除了定态之间的其他状态，形成若干鸿沟。“跃迁”（最初叫“过渡”）则把一个定态到另一定态的变化看作一种突然的、整体的、不需时间的行为，不允许经典物理那种逐渐的、连续的、分阶段动作。两个状态之间的能量差形成了原子发射和吸收光的机制。这两个新概念解释了原子世界中原来互不关联

26、的许多实验事实，如C粒子大角度散射，氢原子线光谱的各种公式。不同元素的X射线谱等、玻尔理论促进了新话线系（如赖曼系）的寻求和概括，核算了里德伯常量。天文学上发现的星体上的某些谱线（皮克林系）原来人们认为是属于氢原子，玻尔理论指出应属于氦原子并得到了实验验证。J.夫兰克和G.赫兹通过碰撞测出原子的“电离能”，玻尔指出这是原子的“激发能”，由此可以肯定地证明原子定态的存在。玻尔的成功使他1916年（31岁）担任了哥本哈根大学教授，1917年被选为丹麦科学院院士。为了克服说明其他元素光谱时遇到的困难，并且进一步解释光谱线的强度、偏振以及原子其他诸多性质。说明元素周期表的构成等，1918年玻尔提出了对

27、应原理，它的大意是说：在同一问题的经典理论与量子理论之间，总可以从形式上找到相对应的类比关系。他认为：对一个周期性体系来说用经典理论（如用经典广义坐标中的傅立叶系数）来描述周期性体系的运动，和用量子理论（如体系的跃迁概率）来描述时，两者存在着简单的对应关系。这一理论后来导致了海森伯矩阵力学的发展。玻尔利用这一原理，合理地解释了众多的现象，如各元素的光谱与X射线谱、原子中电子的组态和元素周期表等。1922年12月，玻尔由于上述这些成就荣获诺贝尔物理学奖。1921年，玻尔倡议并建立了哥本哈根大学理论物理学研究所，并领导这一世界性的科学中心40年，形成著名的哥本哈根学派，在量子力学的发展中起着独特的

28、作用，取得了许多重大的成果，并培养出大批优秀的学者。例如，玻尔的对应原理导致了海森伯矩阵力学的形成；在相互的启发鼓励下涌现了玻恩对波函数的概率诠释；海森伯的不确定原理；以及后来玻尔提出的互补原理等。30年代中期，玻尔还提出了关于原子核构成的“液滴模型”、复合核概念等，促进了重核裂变的发现和原子核能的研究。玻尔待人诚恳，善于激发年轻科学家们的科学热情。1961年访苏时，他的学生之一朗道问他有什么秘诀把许多才华横溢的青年团结在自己周围？他说：“没有什么秘诀，只是我不怕在他们面前显露我的愚蠢。”他在丹麦被纳粹占领期间，坚决不参加傀儡政府组织的活动，而和地下爱国组织密切合作，组织专门机构营救被希特勒迫

29、害的德、意等国大批知识分子。1943年，他逃脱了德军的逮捕，经瑞典转赴英、美0参加了英美联合研制原子弹的工作。他担心核武器出现后如何保卫世界和平问题，为此而奔走呼号。1950年他为此发表了致联合国的公开信。在他倡议下玻尔建立并领导了欧洲核子研究中心和北欧原子物理研究所。1937年夏季，玻尔及其子人玻尔（1922）曾到中国上海、杭州、南京和北平等地访问，表达了对中国人民的友谊。1947年他亲自设计了自己的族徽，其中心图案是中国的古代八卦“太极图”形象地表示了他的互补思想。奥斯特奥斯特（HansChristianOersted，17771851）丹麦物理学家。1777年8月14日生于兰格朗岛鲁德乔

30、宾的一个药剂师家庭。1794年考入哥本哈根大学，1799年获博士学位。18011803年去德、法等国访问，结识了许多物理学家及化学家。1806年起任哥本哈根大学物理学教授，1815年起任丹麦皇家学会常务秘书。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。1829年起任哥本哈根工学院院长。1851年3月9日在哥本哈根逝世。他曾对物理学、化学和哲学进行过多方面的研究。由于受康德哲学与谢林的自然哲学的影响，坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的联系。1820年4月终于发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应。同年7月21日以关于磁针上电冲突作用的实验为题发表了他的发现。这篇短短

31、的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域电磁学。1812年他最先提出了光与电磁之间联系的思想。1822年他对液体和气体的压缩性进行了实验研究。1825年提炼出铝，但纯度不高。在声学研究中，他试图发现声所引起的电现象。他的最后一次研究工作是抗磁性。他是一位热情洋溢重视科研和实验的教师，他说：“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，所有的科学研究都是从实验开始的”。因此受到学生欢迎。他还是卓越的讲演家和自然科学普及工作者，1824年倡议成立丹麦科学促进协会，创建了丹麦第一个物理实验室。1908年丹麦自然科学促进协会建立“奥斯特奖章”，以表彰做出重大贡献的物

32、理学家。1934年以“奥斯特”命名CGS单位制中的磁场强度单位。1937年美国物理教师协会设立“奥斯特奖章”，奖励在物理教学上做出贡献的物理教师。伯努利伯努利，（Daniel Bernouli,17001782）瑞士物理学家、数学家、医学家。1700年2月8日生于荷兰格罗宁根，1782年3月17日殁于巴塞尔。他是伯努利这个数学家族（4代10人）中最杰出的代表，16岁时就在巴塞尔大学攻读哲学与逻辑，后获得哲学硕士学位，1720岁又学习医学，并于1721年获医学硕士学位，成为外科名医并担任过解剖学教授。但在父兄熏陶下最后仍转到数理科学。1725年和1727年他和L.欧拉（17071783）先后被聘

33、为圣彼得堡科学院的院士。他和欧拉都在25年内获得过10次法兰西科学院为当时迫切需要解决的理论与实际问题而悬赏的奖金，例如船用发动机最佳方案等等。他们之间通信40年，互通科学信息并切磋分析，有助于许多重要问题的解决（包括弹性链、梁的力学问题、振动理论、流体动力理论等等），成为科学史上受人称颂的科学通信。伯努利成功的领域很广，除流体动力学这一主要领域外，还有天文测量、引力、行星的不规则轨道、磁学、海洋、潮汐等等。 伯努利开辟并命名了流体动力学这一学科，区分了流体静力学与动力学的不同概念。1738年，他发表了十年寒窗写成的流体动力学一书。他用流体的压强、密度和流速等作为描写流体运动的基本概念，引入了

34、“势函数”“势能”（“位势提高”）来代替单纯用“活力讨论，从而表述了关于理想流体稳定流动的伯努利方程，这实质上是机械能守恒定律的另一形式。他还用分子与器壁的碰撞来解释气体压强，并指出，只要温度不变，气体的压强总与密度成正，与体积成反比，用此解释了玻意耳定律。布鲁诺布鲁诺（GiordanoBruno,15481600）意大利思想家。他出生于那不勒斯附近的诺拉镇。17岁进入圣多米尼加修道院，但他非常拥护哥白尼的“天体运行论”。28岁时，因反对罗马列教会的腐朽制度而离开修道院，流亡西欧，曾用讲演、讲课、文章等不同形式反对地心说，宣扬新思想。他认为：“为真理而斗争是人生最大的乐趣。”1592年，布鲁诺

35、被骗到威尼斯并遭逮捕，在囚室八年中他英勇不屈。据1599年10月21日的档案记载，布鲁诺宣布无可招供，他没有做任何可以反悔的事情。他说：“在真理面前，我半步也不退让！”最后以“异端分子和异端分子的老师”的罪名，于1600年2月17日被烧死在罗马鲜花广场。后人为纪念这位坚强不屈的学者，”于1889年在鲜花广场上树起布鲁诺铜像。 他的主要著作有论无限宇宙和世界、论原因、本原和同一、诺亚方舟等。在论无限宇宙和世界一书中，他发展了哥白尼的宇宙结构。认为宇宙是无限的（“宇宙是无限大的，其中的各个世界是无数的”），太阳是众多的（“恒星并不是镶嵌在天穹上的金灯，而是跟太阳一样大、一样亮的太阳“）等等惠更斯惠

36、更斯（christiaanHuygens,16291695）荷兰物理学家、天文学家、数学家、他是介于伽利略与牛顿之间一位重要的物理学先驱。惠更斯1629年4月14日出生于海牙，父亲是大臣、外交官和诗人，常与科学家往来。惠更斯自幼聪明好学，思想敏捷，多才多艺，13岁时就自制一架车床，并受到当时成名人的笛卡儿的直接指导，父亲曾亲热地叫他为“我的阿基米德”。16岁时进莱顿大学攻读法律和数学，两年后转人布雷达大学，1655年获法学博士学位，随即访问巴黎，在那里开始了他重要的科学生涯。1663年访问英国，并成为刚建不久的皇家学会会员。1666年，应路易十四邀请任刚建立的法国科学院院士。惠更斯体弱多病，全

37、身心献给科学事业，终生未婚。1695年7月8日逝于海牙。惠更斯处于富裕宽松的家庭和社会条件中，没受过宗教迫害的干扰，能比较自由地发挥自己的才能。他善于把科学实践与理论研究结合起来，透彻地解决某些重要问题，形成了理论与实验结合的工作方法与明确的物理思想，他留给人们的科学论文与著作68种，全集有22卷，在碰撞、钟摆、离心力和光的波动说、光学仪器等多方面作出了贡献。他最早取得成果的是数学，他研究过包络线、二次曲线、曲线求长法，他发现悬链线摆线与抛物线的区别，他是概率论的创始人。 在16681669年英国皇家学会碰撞问题征文悬赏中，他是得奖者之一。他详尽地研究了完全弹性碰撞问题（当时叫“对心碰撞”）。

38、死后综合发表于论物体的碰撞运动（1703）中，包括5个假设和13个命题。他纠正了笛卡儿不考虑动量方向性的错误，并首次提出完全弹性碰撞前后的守恒。他还研究了岸上与船上两个人手中小球的碰撞情况并把相对性原理应用于碰撞现象的研究。惠更斯从实践和理论上研究了钟摆及其理论。1656年他首先将摆引入时钟成为摆钟以取代过去的重力齿轮式钟。在摆钟（1658）及摆式时钟或用于时钟上的摆的运动的几何证明（1673）中提出著名的单摆周期公式，研究了复摆及其振动中心的求法。通过对渐伸线、渐屈线的研究找到等时线、摆线。研究了三线摆、锥线摆、可倒摆及摆线状夹片等，图227是惠更斯的船用钟外形及其内部结构，结构中有摆锤、摆

39、线状夹板、每隔半秒由驱动锤解锁的棘爪等。在研究摆的重心升降问题时，惠更斯发现了物体系的重心与后来欧勒称之为转动惯量的量，还引入了反馈装置“反馈”这一物理思想今天更显得意义重大。设计了船用钟和手表平衡发条，大大缩小了钟表的尺寸。他还用摆求出重力加速度的准确值，并建议用秒摆的长度作为自然长度标准。惠更斯提出了他的离心力定理，他还研究了圆周运动、摆、物体系转动时的离心力以及泥球和地球转动时变扁的问题等等。这些研究对于后来万有引力定律的建立起了促进作用。他提出过许多既有趣又有启发性的离心力问题。他设计制造的光学和天文仪器精巧超群，如磨制了透镜，改进了望远镜（用它发现了土星光环等）与显微镜，惠更斯目镜至

40、今仍然采用，还有几一十米长的“空中望远镜”（无管、长焦距、可消色差）、展示星空的“行星机器”（即今天文馆雏型）等。惠更斯在1678年给巴黎科学院的信和1690年发表的光论一书中都阐述了他的光波动原理，即惠更斯原理。他认为每个发光体的微粒把脉冲传给邻近一种弥漫媒质（“以太”）微粒，每个受激微粒都变成一个球形子波的中心。他从弹性碰撞理论出发，认为这样一群微粒虽然本身并不前进，但能同时传播向四面八方行进的脉冲，因而光束彼此交叉而不相互影响，并在此基础上用作图法解释了光的反射、折射等现象光论中最精采部分是对双折射提出的模型，用球和椭球方式传播来解释寻常光和非常光所产生的奇异现象，书中有几十幅复杂的几何

41、图，足以看出他的数学功底第谷第谷(TychoBrahe，15461601)丹麦天文学家。生于克努兹斯图普（今瑞典）。收养他的叔父1559、1562送他去哥本哈根大学、莱比锡大学学习法律。律师在当时很有社会地位，但他却对于天文观测有强烈爱好。14岁时他就对于日食预报的实现（1560年8月21日）十分惊奇，1563年他作了第一次天文记录木星合土星。1572年11月11日，他发现在仙后座中有一颗很亮的新星，从此他连续十几个月观察这颗星从明亮到消失的过程，并用仪器定位确证是恒星（后称第谷星，是银河系一颗超新星），这打破了历来“恒星不变”的学说。此后他游学于欧洲各国向天文学家请教。 1576年他接受了丹

42、麦国王腓德烈二世的赠予和十万金币的资助，在赫芬岛建立了一座当时最大的天文堡，该天文堡由他领导进行系统观测20多年。他身心高度集中，每天晚上坚持观测，认真做好记录。他一生的奋斗目标就是提高观测的精确性，终身坚持准确细致的实地观测。他不断改进天文仪器，使其加大加重加稳，有的置于地平面之下以避免风的影响，从而增加了读数的长期可靠性与标度的精确性。他还仔细确定了大气折射等引起的误差改正量等等。他的观测结果一般误差不超过0.5角分（即0.5），最多为2角分，比哥白尼的准确20倍，几乎达到望远镜出现前的肉眼观测极限。他曾说过：“我的看法是不必引用权威，而是靠清晰的判断和正确的结论，宁可建立在自己的经验上，

43、而不是建立在某人的权威上。”据说第谷对那些王公贵族游览式的参观常常拒而不见，导致后来继位的新国王不再支持他，甚至组织委员会污蔑他“观测结果错误，有损丹麦民族的道德和精神。”由于第谷的声望，1599年，奥地利国王鲁道夫二世请他另建一个邦拉基堡天文台。1600年，他邀请开普勒当助手，第二年去世前，把毕生的观测材料（包括对700多颗恒星的观测）赠给开普勒，要他完成编制1000颗星表（鲁道夫星表）的任务。第谷的观测为开普勒发现行星运动定律作了准备。在西方，第谷是把彗星看作天体的第一人。在第谷以前，因受亚里土多德影响，把彗星看成是地球大气层内的燃烧现象。第谷根据对1577年大彗星的系列观测认为彗星这一天

44、体比月球远得多，而且穿越金星、太阳和火星，从而明确否定了托勒密体系中那种“坚硬天球层”的概念。但他由于没有测出恒星周年视差而主张“行星绕日”而“日月绕地”的观点。这一观点在欧洲没有得到任何响应。但明末清初西方传教士帮助中国修历法时，带来的却是这一方案，而我国历法一般说来原来就比西欧要准确得多。这实在是一种历史的讽刺笛卡儿笛卡儿(Rence Descartes,15961650)法国哲学家、物理学家和数学家。1596年3月31日生于法国小镇拉埃的一个贵族家庭。因家境富裕从小多病，学校允许他在床上早读，养成终生沉思的习惯和孤僻的性格。1606年他在欧洲最有名的贵族学校耶稣会的拉弗莱什学校上学，16

45、16年在普依托大学学习法律与医学，对各种知识特别是数学深感兴趣。在军队服役和周游欧洲中他继续注意“收集各种知识”，“随处对遇见的种种事物注意思考”，16291649年在荷兰写成方法谈（1637）及其附录几何学、屈光学、哲学原理（1644）。1650年2月11日卒于斯德哥尔摩，死后还出版有论光（1664）等。 笛卡儿在自然哲学、数学（主要是解析几何学）、力学、光学和宇宙结构等方面的思想和成果，促进了物理学的发展。科学史的发展也是在充满矛盾中曲折前进的，笛卡儿正是以其理性思维、近距作用、数学演绎法、直观模型、物质的连续性与无限可分性等鲜明的观点和某些正误兼备的物理成果起着特殊的历史作用。他是继伽利

46、略与开普勒之后另一个新宇宙体系的探索者。在当时情况下，他的成就是和他独具一格的自学方法（学习沉思实践游历研究建立新理论体系）有关的。他对于在修道院或学院里反复修补注释几本古籍的经院哲学方法及其学问越发怀疑，决心“在我们自身之内或世界这本大书里”去找学问。他曾说过：“即使我们能背诵别人已经作出的所有证明，我们也不会成为数学家。即使我们掌握了柏拉图和亚里士多德的全部论证，我们也不会成为哲学家，如果我们没有能力形成对这些问题的可靠判断的话”（心灵方向的规则，1628）。“我对每一件可以使我怀疑的事都特别加以思考，同时把以前潜入我的心灵的一切错误通通从我心中拔除干净”（方法谈，1636）。当时迫切需要

47、在扩大实验成果的基础上找寻理论指导与概括，因此他的“新哲学”风靡一时。他的探求真理的创新精神和方法是有一定教育意义的。 笛卡儿主张有两个独立的世界，它们分别由物质实体和精神组成并受到上帝超自然的某些干预。他认为：物质由微粒构成，物质与空间广延性密不可分，物质世界没有真空；物体唯一可能的运动是位置变动，包括圆周运动与涡漩运动；一切自然现象都可用物质粒子的相互机械作用（近距作用）来说明；“给我广延和运动，我将造出这个世界”，“让自然依照他所建立的规律活动，勿须再由上帝照管”，这种机械宇宙观一直影响到1718世纪的自然科学。笛卡儿特别重视方法问题，尤其是数学方法。“我决心洗手不干的只是抽象的几何学，

48、即不再考虑那种只能起到练习头脑作用的问题，为了要研究一种以解释自然现象为宗旨的几何学我的物理学可以说跟几何学是没有什么两样的”（给麦山尼的一封信）。他在古代演绎方法的基础上创立了数学演绎法：以唯理主义为根据，从简单自明的直观公理出发运用数学的逻辑演绎推出结论。这种方法与F.培根的实验归纳法结合起来，成为后来物理学特别是理论物理学的重要方法。他首创的代数几何学即解析几何学使变化的坐标即变数进入了数学，成了物理学与自然科学研究方法中的常用利器（如图解法、笛卡儿坐标系等）。此外，笛卡儿还善于运用“直观模型（如用“盲人手杖”比喻光信息传入大脑）和假说方法（如“以太漩涡”）。在力学方面，他发展了运动相对

49、性思想，明确表述了惯性定律：只要物体开始运动，就将继续以同一速度并沿同一直线方向运动，直到遇到某种外来原因造成的阻碍或偏离为止（哲学原理3739节），强调了惯性运动的直线性。他还在同书36节明确提出了动量守恒定律：“物质和运动的总量永远保持不变”。“既然运动不过是运动着的物质的条件，在物质中就会存在一定量的运动，它的总和在世界上永远不会增加也不会消失，尽管其各个分散部分部分将会改变。这就是说，假定一物体比另一物体小一倍但速度快一倍，二者的运动量是一样的。”在光学方面，他第一次在屈光学中提出折射定律的理论推导，认为光是一种在以太中传播的压力过程，并用网球模型计算两种媒质分界面上的反射与折射，得出

50、sinisinr常数的形式，但这与光疏、光密媒质中光速度变化的事实恰好相反，引起了后来关于光的粒子性与波动性的长期争论。他还在1637年方法谈中“论虹”一文中成功地解释了虹的成因。笛卡儿由于缺乏实验基础而导致不少具体物理结论的失误，例如碰撞问题、光的折射方向、用宇宙以太漩涡假说解释引力现象等。他的“怀疑一切”原则使他陷入“我思故我在”的唯心主义，削弱了他的理性主义主法论的力量。对笛卡儿的褒贬不一，但应从历史发展角度客观地考察法拉第法拉第（MichaelFaraday,17911867）英国著名物理学家、化学家。在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献。他家境贫寒，未受过系统的正规教育，但却

51、在众多领域中作出惊人成就，堪称刻苦勤奋、探索真理、不计个人名利的典范，对于青少年富有教育意义。（1）刻苦认真自学成才 法拉第1791年9月22日生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲，挤出一切休息时间贪婪地力图把他装订的一切书籍内容都从头读一遍。读后还临摹插图，工工整整地作读书笔记；用一些简单器皿照着书上进行实验，仔细观察和分析实验结果，把自己的阁楼变成了小实验室。在这家书店呆了八年，他废寝忘食、如饥似渴地学习。他后来回忆这段生活时说：“我就是在工作之余，从这些书里开始找到我的哲学。这些书中有两种对我特别有帮助，一是大英百科全书，我从它第一次

52、得到电的概念；另一是马塞夫人的化学对话，它给了我这门课的科学基础。”在哥哥赞助下，1810年2月至1811年9月听他了十几次自然哲学的通俗讲演，每次听后都重新誊抄笔记，并画下仪器设备图。1812月至4月又连续听了戴维4次讲座，从此燃起了进行科学研究的愿望。他曾致信皇家学院院长求助。失败后，他写信给戴维：“不管干什么都行，只要是为科学服务”。他还把他的装帧精美的听课笔记整理成亨·戴维爵士讲演录寄上。他对讲演内容还作了补充，书法娟秀，插图精美，显示出法拉第一丝不苟和对科学的热爱。经过戴维的推荐。1813年3月，24岁的法拉第担任了皇家学院助理实验员。后来戴维曾把他发现法拉第作为自己最重要

53、的功绩而引以为荣。法拉第1813年随同戴维赴欧洲大陆作科学考察旅行，1815年回国后继续在皇家学院工作，长达50余年。1816年发表第一篇科学论文。他最初从事化学研究工作，也涉足合金钢、重玻璃的研制。在电磁学领域，倾注了大量心血，取得出色成绩。1824年被选为皇家学会会员，1825年接替戴维任皇家学院实验室主任，1833年任皇家学院化学教授。 （2）长期实验大胆探索他的工作异常勤奋，研究领域十分广泛。18181823年研制合金钢期间，首创金相分析方法。1823年从事气体液化工作，标志着人类系统进行气体液化工作的开始。采用低温加压方法，液化了氯化氢、硫化氢、二氧化硫、氢等。1824年起研制光学玻

54、璃，这次研究导致在1845年利用自己研制出的一种重玻璃（硅酸硼铅），发现磁致旋光效应。1825年在把鲸油和鳝油制成的燃气分馏中发现苯。他最出色的工作是电磁感应的发现和场的概念的提出。1821年在读过奥斯特关于电流磁效应的论文后，为这一新的学科领域深深吸引。他刚刚迈人这个领域，就取得重大成果发现通电流的导线能绕磁铁旋转，从而跻身著名电学家的行列。因受苏格兰传统科学研究方法影响，通过奥斯特实验，他认为电与磁是一对和谐的对称现象。既然电能生磁，他坚信磁亦能生电。经过10年探索，历经多次失败后，1831年8月26日终于获得成功。这次实验因为是用伏打电池在给一组线圈通电（或断电）的瞬间，在另一组线圈获得

55、的感生电流，他称之为“伏打电感应”。尔后，同年10月17日完成了在磁体与闭合线圈相对运动时在闭合线圈中激发电流的实验，他称之为“磁电感应”。经过大量实验后，他终于实现了“磁生电”的夙愿，宣告了电气时代的到来。作为19世纪伟大实验物理学家的法拉第。他并不满足于现象的发现，还力求探索现象后面隐藏着的本质；他既十分重视实验研究，又格外重视理论思维的作用。1832年3月12日他写给皇家学会一封信，信封上写有“现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点”。那时的法拉第已经孕育着电磁波的存在以及光是一种电磁振动的杰出思想，尽管还带有一定的模糊性。为解释电磁感应现象，他提出“电致紧张态”与“磁力线”等新概念

56、，同时对当时盛行的超距作用说产生了强烈的怀疑：“一个物体可以穿过真空超距地作用于另一个物体，不要任何一种东西的中间参与，就把作用和力从一个物体传递到另一个物体，这种说法对我来说，尤其荒谬。凡是在哲学方面有思考能力的人，决不会陷人这种谬论之中”。他开始向长期盘踞在物理学阵地的超距说宣战。与此同时，他还向另一种形而上学观点流体说进行挑战。1833年，他总结了前人与自己的大量研究成果，证实当时所知摩擦电、伏打电、电磁感应电、温差电和动物电等五种不同来源的电的同一性。他力图解释电流的本质，导致他研究电流通过酸、碱、盐溶液，结果在18331834年发现电解定律，开创了电化学这一新的学科领域。他所创造的大

57、量术语沿用至今。电解定律除本身的意义外，也是电的分立性的重要论据。1837年他发现电介质对静电过程的影响，提出了以近距“邻接”作用为基础的静电感应理论。不久以后，他又发现了抗磁性。在这些研究工作的基础上，他形成了“电和磁作用通过中间介质、从一个物体传到另一个物体的思想。”于是，介质成了“场”的场所，场这个概念正是来源于法拉第。正如爱因斯坦所说，引入场的概念，是法拉第的最富有独创性的思想，是牛顿以来最重要的发现。牛顿及其他学者的空间，被视作物体与电荷的容器；而法拉第的空间，是现象的容器，它参与了现象。所以说法拉第是电磁场学说的创始人。他的深邃的物理思想，强烈地吸引了年轻的麦克斯韦。麦克斯韦认为，

58、法拉第的电磁场理论比当时流行的超距作用电动力学更为合理，他正是抱着用严格的数学语言来表述法拉第理论的决心闯入电磁学领域的。法拉第坚信：“物质的力借以表现出的各种形式，都有一个共同的起源”，这一思想指导着法拉第探寻光与电磁之间的联系。1822年，他曾使光沿电流方向通过电解波，试图发现偏振面的变化，没有成功。这种思想是如此强烈，执着的追求使他终于在1845年发现强磁场使偏振光的偏振面发生旋转。他的晚年，尽管健康状况恶化，仍从事广泛的研究。他曾分析研究电缆中电报信号迟滞的原因，研制照明灯与航标灯。他的成就来源于勤奋，他的主要著作日记由16041则汇编而成；电学实验研究有3362节之多。 （3）治学谨严刚正真诚法拉第一生热爱真理，热爱人民，真诚质朴，作风严谨，这样的感人事迹很多。他说：“一件事实，除非亲眼目睹，我决不能认为自己已经掌握。