物理小故事

第一篇：物理小故事

11.1.公元2世纪，C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动，月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星运动的不均匀性，他还认为行星在本轮上绕其中心转动，而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年，N.哥白尼提出科学的日心说，认为太阳位于宇宙中心，而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。到16世纪哥白尼建立日心说后才普遍认识到：地球是绕太阳公转的行星之一，而包括地球在内的八大行星则构成了一个围绕太阳旋转的行星系── 太阳系的主要成员。1609年，J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转，发展了哥白尼的日心说，同年，伽利略·伽利雷则率先用望远镜观测天空，用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年，I.牛顿提出了万有引力定律，深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因，使日心说有了牢固的力学基础。在这以后，人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。

11.2.曹冲称象的故事。在距离现在一千七百多年前，中国是处于魏、蜀、吴三强鼎立的三国时代。有一天，吴国的孙权送给魏国领袖曹操一只大象，长久居住在中原的曹操从来没有看过这种庞然大物，好奇地想知道这个大怪物的体重到底有多重？于是，他对着臣子们说：“谁有办法把这只大象称一称？”在场的人七嘴八舌地讨论着：有人回家搬出特制的秤，但大象实在太大了，一站上去，就把秤踩扁了；有人提议把大象一块一块地切下分开秤，再算算看加起来有多重，可是在场的人觉得太残忍了，而且曹操喜欢大象可爱模样，不希望为了秤重失去它。就在大家束手无策正想要放弃的时候，曹操7岁的儿子曹冲，突然开口说：“我知道怎么秤了！”他请大家把大象赶到一艘船上，看船身沉入多少，在船身上做了一个记号。然后又请大家把大象赶回岸上，把一筐筐的石头搬上船去，直到船下沈到刚刚画的那一条线上为止。接着，他请大家把在船上的石头逐一称过，全部加起来就是大象的重量了！小朋友，曹冲是不是很聪明？在一千七百多年前的时代，曹冲的方法的确很聪明，可是，现代的工具非常发达，我们发明出许多的工具来称重的东西，不须要再大费周章地一筐筐地搬石头。

小朋友，请你和爸爸妈妈一起讨论，一只小狗、一袋砂石、一颗苹果、一卡车的木头、一台货柜车，分别要用什么工具来称重最适当？ 11.3.死海为什么淹不死人

相传公元70年罗马军东征统帅狄杜处决几个被俘的奴隶，命令将其投入死海中淹死，但这些被投到湖中的人不下沉，如此反复数次，以为有神灵保佑，故赦免之。

实际上是因为死海的盐含量很大,使海水的密度大于人的密度,于是人就浮在水面上了!

11.4.水的密度竟然大于冰，你现在就去冰箱里拿一些冰块，把它丢在半杯水中，看看冰块是浮着呢？还是沉下。物质的密度会受温度的影响而改变。一般而言，物质的质量不受温度影响，但是体积会热胀冷缩。所以温度上升时体积膨胀，密度相对就变小了。相反的，物质在温度下降时体积缩小，密度会变大。不过水是例外，因为水的密度在4℃时最大，水温只要从4℃上升或下降，密度都会变小。也就是说4℃的水，体积在受热时也膨胀、冷却时也膨胀。所以水总是由表面开始结冰，密度最大的4℃的水会沉入最底层。这个性质非常重要，在严寒的冬天，虽然水的表面已结冰，但在湖泊的底层仍维持4℃左右，使水中的生物可安然度过冬天。

11.5.密度知识在生活中的作用 ①鉴别物质

新鲜鸡蛋的密度(指它的平均密度)比水的密度稍大。买回的鸡蛋是否新鲜，放到水里时，就可鉴别出来。陈旧的由于水份散失，蛋内空隙增大，它的平均密度就变小了，放入水中就会漂浮。而新鲜鸡蛋是要沉没在水中的。

②如果遇到火灾，室内的空气的密度是不相同的。被加热了的空气密度变小而上浮，而这部分空气不但能烫伤人，而且有毒成份也多。你要逃生，当然要尽可能地处在低处。趴下、匍匐最为合适。

12.1 刻舟求剑，《汉语成语词典》）中是这样解释的：据说从前楚国有一个人过江时把剑掉在水里，他在船沿上剑掉下去的地方刻了记号，等船停下后，他便从刻有记号的地方下水找剑，结果没有找到（见《吕氏春秋·察今》）。比喻拘泥固执，不知道随着情势的变化而变化。从物理学的角度来分析：此人错选了参照物。因船相对剑是运动的，则船和剑的相对位置在不断地发生变化，则确定剑的位置应选择与剑的相对位置不变的物体为参照物，如岸上的石头、树木、花草等。11.2.活动人行道，有一种设备，是根据这种相对运动的原理建造的，就是所谓“活动人行道”；不过这种设备直到目前为止，也还只有在展览会里可以看到。

.这种设备的构造。有五条环形的人行道，一条挨着一条套在一起；它们各有单独的机械来开动，速度各不相同。最外圈的那一条走得相当慢，速度只有每小时5公里，等于平常步行的速度，要走上这样慢慢爬行的人行道，显然并不困难。在这条里侧，同它并行的第二条人行道，速度是每小时10公里。如果从不动的街道直接跳上第二条人行道，当然是危险的，可是从第一条跨到这一条就不算什么了。事实上，对速度每小时5公里的第一条人行道来说，速度每小时10公里的第二条人行道也不过是在做每小时5公里的运动；这就是说，从第一

条跨到第二条，是和从地面跨到第一条一样容易的。第三条已经是用每小时15公里的速度前进了，可是从第二条跨上去，当然也不困难。从第三条跨到用每小时20公里的速度前进的第四条，以及最后从第四条跨到用每小时25公里的速度奔驰的第五条，也都一样容易。这第五条人行道就可以把旅客送到要去的地方；到了目的地，旅客又可以一条条地往外跨，他就可以走到不动的地面上。

11.3.地球半径是如何估算的

图3中，圆C代表地球，C是地球中心，R是地球半径，L是塞恩城观测点与亚历山大城观测点之间的距离(弧长)，S点代表塞恩观测点，A代表亚历山大城观测点，O代表太阳，则∠OAZ代表亚历山大城太阳影子与旗杆的交角，由于地球的半径大小与地球和太阳之间的距离相比可以忽略不计，所以∠OAZ=∠SCA，于是L/2πR= r/2π(即L弧长度与地球周长之比等于夹角r与圆周角2π之比)，所以R=L/r,即通过L, r就可算出R。

12.4 看到滑水运动员在水面上乘风破浪快速滑行时，你有没有想过，为什么滑水运动员站在滑板上不会沉下去呢？

原因就在这块小小的滑板上。你看，滑水运动员在滑水时，总是身体向后倾斜，双脚向前用力蹬滑板，使滑板和水面有一个夹角。当前面的游艇通过牵绳拖着运动员时，运动员就通过滑板对水面施加了一个斜向下的力。而且，游艇对运动员的牵引力越大，运动员对水面施加的这个力也越大。因为水不易被压缩，根据牛顿第三定律（作用力与反作用力定律），水面就会通过滑板反过来对运动员产生一个斜向上的反作用力。这个反作用力在竖直方向的分力

等于运动员的重力时，运动员就不会下沉。因此，滑水运动员只要依靠技巧，控制好脚下滑板的倾斜角度，就能在水面上快速滑行。

12.5 牛顿：（1642~1727）是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。

在力学和天文学方面，有伽利略、开普勒、胡克、惠更斯等人的努力，牛顿有可以用已经准备好的材料，建立起一座宏伟壮丽的力学大厦。正象他自己所说的那样“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩上”。

牛顿在临终前对自己的生活道路是这样总结的：“我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。”这显示出牛顿的谦逊精神。

12.6.为什么自行车在运动中容易保持平衡，而在停下时却无法保持平衡？

原因之一是车轮的陀螺效应。当车轮围绕着轴快速动时，会阻碍轴心的移动。因此，运动中的车轮会对自行车的倾倒形成阻力。当在桌子上转动硬币时，可以观察到同样的效果，运动中的硬币可以保持平衡。

另外，如果观察我们在一条直线上的运动时会发现，我们一会儿往左，一会儿往右地拐小弯。正是因为这些小弯，我们才能保持平衡。当我们倒向一侧时，自行车会往这一侧转小弯。这样，当我们拐小弯时产生的离心力会使自行车纠正倾斜的程度，从而保持平衡。

13.1弹力的应用

利用弹力可进行一系列社会生产生活活动，力有大小、方向、作用点。如高大的建筑需要打牢基础，桥梁设计需要精确计算各部分的受力大小；拔河需要用粗大一些绳子，防止拉力过大导致断裂；高压线的中心要加一根较粗的钢丝，才能支撑较大的架设跨度；运动员在瞬间产生的爆发力等等。

可见，物理力学知识生产和生活实际中是很有用的，从宇宙天体到微观的分子、原子处处存在着各种各样的力，教师只要将课本知识与生产生活实际有机地结合起来，就能极大地激发学生的学习兴趣，从而培养他们树立崇尚科学、研究科学、应用科学精神。

13.2 重力的应用

我们生活在地球上，重力无处不在。如工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛；汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行，这是利用重力的作用而节省能源；在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力，世界不可想象，水不能倒进嘴里，人们起跳后无法落回地面，飞舞的尘土会永远漂浮在空中，整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时，要让学生展开热烈的讨论，充分挖掘学生的想象力，知道重力与我们的生产生活实际密切相关。

13.3 摩擦力的应用

摩擦力是一个重要的力，它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太小的缘故；汽车上坡打滑时，在路面上撒些粗石子或垫上稻草，汽车就能顺利前进，这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减少摩擦而增大滑行速度；各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦，保证机器的良好运行。可见，人类的生产生活实际都与摩擦力有关，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要尽量减少。

13.4 阿基米德在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。阿基米德曾讲：“给我一个立足点和一根足够长的杠杆，我就可以撬动地球”。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”，然后从这些公理出发，运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理。这些公理是：（1）在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上相等的重量，它们将平衡；（2）在无重量的杆的两端离支点相等的距离处挂上不相等的重量，重的一端将下倾；（3）在无重量的杆的两端离支点不相等距离处挂上相等重量，距离远的一端将下倾；（4）一个重物的作用可以用几个均匀分布的重物的作用来代替，只要重心的位置保持不变。正是从这些公理出发，在“重心”理论的基础上，阿基米德发现了杠杆原理，即“二重物平衡时，它们离支点的距离与重量成反比。阿基米德对杠杆的研究不仅仅停留在理论方面，而且据此原理还进行了一系列的发明创造。据说，他曾经借助杠杆和滑轮组，使停放在沙滩上的桅般顺利下水，在保卫叙拉古免受罗马海军袭击的战斗中，阿基米德利用杠杆原理制造了远、近距离的投石器，利用它射出各种飞弹和巨石攻击敌人，曾把罗马人阻于叙拉古城外达3年之久。

13.5 机械钟表、发条玩具都是靠上紧发条带动的。当发条被上紧时，发条产生弯曲形变，存储一定的弹性势能。释放后，弹性势能转变为动能，通过传动装置带动时、分、秒针或轮子转动。在许多玩具枪中都装有弹簧，弹簧被压缩后具有势能，扣动扳机，弹簧释放，势能转变为动能，撞击小球沿枪管射出。田径比赛用的发令枪和军用枪支也是利用弹簧被释放后弹性势能转变为动能撞击发令纸或子弹的引信完成发令或发火任务的。14.1

全世界每年大约发生1万次鸟撞飞机事件，国际航空联合会已把鸟害升级为“A”类航空灾难。那么，飞机为何“害怕”小鸟呢? 当鸟与飞机相对飞行时，虽然鸟的飞行速度不是很大，但是飞机的飞行速度却很大，这样对于飞机来说，鸟的飞行速度就十分大了。速度越大，撞击的力量就会越强。比如一只0.45公斤的鸟撞在速度为每小时960千米的飞机上，就会产生21.8万牛顿的力；如果是一只1.8公斤的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大，所以一只小小的鸟也能变成击落飞机的“炮弹”。鸟与飞机的碰撞大多发生在飞机起飞和着陆阶段。自从人类发明飞机以来，鸟撞飞机的事故就频频发生。并且随着航空事业的迅速发展，尤其是宽体客机等大型喷气式飞机的广泛使用，再加上飞机场大多建在城市郊外的苇塘、农田、草地、湿地等鸟类栖息地、取食地的附近，所以鸟撞飞机事件成为世界各国航空界面临的一个共同难题。为了避免或减少鸟撞飞机事故对人类所造成的损失，航空界除了采用原始的单纯靠人工驱赶、鸣枪示警、设立拦鸟网或围墙等驱散鸟类的办法之外，还发明了从鸟类的视觉、听觉、食性等方面人手的各种先进设备。但是目前，航空界尚未找到一种能够真正有效地防止鸟撞飞机的灵丹妙药。

14.2 为什么江河大提与水库大坝都修成上窄下宽？

无论是江河大堤，还是水库大坝都修成上窄下宽，其目的主要是为了“三防”。

1.防水压

根据液体内部压强公式ｐ＝ρｇｈ可知，堤坝内的水越靠近堤坝底，水深ｈ越大，水产生的压强也越大。堤坝下面宽能承受较大的水压，确保堤坝的安全。

2.防渗漏

堤坝下面部分受水的压强大，水容易渗进坝体。把下部修得宽些，就可以延长堤坝内水的渗透路径，增大渗透阻力，从而提高堤坝的防渗透性能。3.防滑动

堤坝内水的压力总有将大堤向外水平推动和将大坝推向下游的运动趋势，堤坝基底需要有与之抗衡的静摩擦力，才能保持堤坝平衡。将堤坝下部修宽既可增大坝体的重力，也可增大迎水面（挡水面）上水对坝体竖直向下的压力，因此，可以增强坝体与坝基间的最大静摩擦力，达到防止堤坝滑动的目的。

14.3 当你收听无线电台的天气形势广播时，常听到“高气压”、“低气压”、“高压脊”、“低压槽”等词。这些词都是指的大气压在某一区域的分布类型，那么为什么大气压与天气预报有如此密切的关系呢？

地球表面上的风、云、雨、雪，万千气象，都跟大气运动有关系，而造成大气运动的动力就是大气压分布的不平衡和气压分布的经常变化。由于地球表面各处在太阳照射下受热情况不同，各地的空气温度就有较大差别。温度高的地方，空气膨胀上升，空气变得稀薄，气压就低；温度低的地方，空气收缩下沉、密度增大，气压就高。另外，大气流动也是造成气压不平衡和经常变化的重要因素。这样在地理情况千差万别的地球表面上空，就形成各种各样的气压分布类型，多种气压类型的组合就构成了一定的天气形势，而决定着未来的风云变幻。

14.4 静脉输液中的物理知识。静脉输液时，要求在输液过程中，保持滴点的速度几乎不变。通过观察封闭式静脉输液用的部分装置，结合气体压强、液体压强的知识我们不难说明其道理。

输液时，医生先将葡萄糖液瓶倒挂，然后将通气管上的通气针插入，这时通气管与葡萄糖液瓶内部连通，葡萄糖液有一部分进入通气管内。但我们注意到进入的量并不多，通气管内的液面远比葡萄糖液瓶内的液面要低。接着医生就把点滴玻璃管和输液管连好，然后将输液管通过针头与葡萄糖液瓶内部相连。调节橡皮管上的夹子，葡萄糖水就开始均匀地一滴一滴在点滴玻璃管内下落了。

我们来分析输液时葡萄糖液瓶内的压强情况：我们知道，液体压强是随深度增加而增大的。液体越深压强越大，这样液流速度就越快。在输液开始后，葡萄糖液瓶内的液面持续下降，瓶内空气压强减小，因而通气管内的液体由于受到外界稳定的大气压强的作用，很快被压回到葡萄糖液瓶内。

在整个输液过程中，通气管针头顶端开口处的小液片受到的向下的压强基本保持在一个大气压强的水平，不会因瓶内液面的下降而变化。由于图中通气管针头顶端所处水平面液体的压强基本保持不变，因而在它下面一定距离的点滴玻璃管上端口液体的压强也基本保持不变。这样，就对稳定滴点速度起到了积极作用。

14.5 1吨木头和1吨铁，哪一个重？1吨木头和1吨铁，哪一个重？这还不知道，一样重。可是如果有人回答说：“1吨木头重。”你一定会大笑起来。然而，严格地讲，这个答案才是正确的！

因为平常我们说的1吨铁和1吨木头，是指铁和木头在空气里称起来的重量。假若有一架很大的天平，我们把这堆铁和这堆木头分别放在天平的两盘上，那么，它们在空气里称得的结果是正好平衡的。

但是，我们都有知道，任何物体放在空气里都要受到浮力的作用。因此一个物体的真正重量，应该是它在真空里称出来的重量。可是我们平常所指的重量，都是在空气里称出来的。既然是在空气里称的，就要受到空气的浮力作用，所以它的重量就要减小。根据阿基米得原理，物体在空气里所受的浮力，等于这个物体所排开的空气的重量；也就是说，在空气中称得的重量，等到于物体的真实重量减去物体所受的浮力。

此题中，木头的体积比铁的体积大，所以木头所受的浮力大于铁的浮力，因此，木头的真正重量，应该等于1吨重加上木头所受的浮力；而铁的真正重量，应该等于1吨重加上铁所受的浮力。

1吨铁大约占八分之一立方米的体积，1吨木头约占2立方米。它们的浮力相差约2.3千克力。

所以1吨木头的真正重量，就比1吨铁的真正重量约重2.3千克。

14.6.为什么肥皂泡总先上升后下降。日常生活中，我们常看到一些小朋友吹肥皂泡，一个个小肥皂泡从吸管中飞出，在阳光的照耀下，发出美丽的色彩。此时，小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中，我们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中，形成一道美丽的风景。但我们常常是看到肥皂泡开始时上升，随后便下降，这是为什么呢? 这个过程和现象，我们只要留心想一下，就会发现，它其中包含着丰富的物理知识。在开始的时候，肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气，肥皂膜把它与外界隔开，形成里外两个区域，里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时，肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度，根据阿基米德原理可知，此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。

随着上升过程的开始和时间的推移，肥皂泡内、外气体发生热交换，内部气体温度下降，因热胀冷缩，肥皂泡体积逐步减小，它受到的外界空气的浮力也会逐步变小，而其受到的重力不变，这样，当重力大于浮力时，肥皂泡就会下降。

15.1—4 足球比赛是很多人喜欢的运动之一，不知你在欣赏比赛时，除了为自己喜爱的球队、球星呐喊助威和每一个进球激情狂欢外，还有没有想过用物理的眼光来欣赏它。实际上，这项运动包含了很多物理知识。现在我们透过足球场上常见的几种现象来看一下：

球越滚越慢。在球场上踢出的球越滚越慢，最终停下来。这是因为踢出的足球由于惯性要保持原来的运动状态，沿原来的运动方向继续滚动；而在运动方向上只受到了滚动摩擦力的作用，这个阻力改变了足球的运动状态，阻碍足球滚动，使球越滚越慢，所以球最终停止运动。球在下落后，每次上升的高度都比上一次低。可以用能量的观点来分析：球在下落时，由于球和空气之间克服摩擦，要损失一部分机械能；同时球在碰撞地面时，也要损失一部分机械能，这样球的机械能就逐渐减少，所以球上升的高度将越来越小。守门员接球。当队员大脚射门时，球速可以高达100千米/小时。如果守门员用胸部停球，那么胸部所受到的冲力将高达1500牛；如果用手接球，冲力要减少到500牛。这是因为通过手臂的运动可使球的制动距离延长3倍的缘故。守门员扑点球。守门员扑点球时，扑住的成功率一般只与守门员的判断反应能力有关，为什么呢?因为点球的位置距球门只有9.15米，射门时球速可以高达100千米/小时，这样球到球门的时间大约是0.32秒，而人脑的反映时间大约是0.6秒，这样足球到球门的时间就会远远小于人脑的反映时间，所以守门员根本没有时间调整自己的意识，因此点球的扑住与否跟守门员对进球方向的预先判断直接有关。正是由于这种原因我们在看点球大战时，球明明向球门左边飞去而守门员却扑向右边就不足为奇了。运动员绊倒时前倾。快速奔跑的运动员被对方运动员的脚或身体绊住时，都是向前倾倒。出现这种情况的原因是：人的下半身由于被绊住而停止了运动，上身却由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动，于是奔跑的运动员绊倒时向前倾倒。喷雾疗伤。在足球比赛中，运动员相互碰撞跌倒后，常看到运动员双手抱腿，在地上翻滚。这时，队医就会迅速进场，从药箱中取出一只瓶子，对着球员的伤痛处喷出一股白雾，一会，伤员疼痛消失，就可以重新入场比赛了。实际上这是因为瓶中装的是“冷气雾镇痛”，它是由氟氯甲烷配一些镇痛治伤药组成，这种药液从喷嘴喷到伤处时，迅速汽化成雾状。由

于汽化要吸收大量的热量，运动员受伤处温度将急剧下降，血管收缩，神经麻痹，于是痛感就很快消失。弧线球的形成。我们在看球时，经常听到解说员说：球在空中划着美丽的弧线，直挂球门死角。那么球为什么在空中划着美丽的弧线呢?那是因为运动员在踢球时，用脚的内侧或外侧摩擦球使球在空中水平方向运动，这样就造成了球的水平两侧的气流速度大小不一样，根据气体流速与压强的关系，空气对球在水平方向上的力的大小也就不一样，所以球在前进的同时，还在与球前进方向垂直的水平方向上发生弯曲，从而造成了“美丽的弧线”。

当然，在足球比赛中还有很多物理知识，只要用心还会发现很多有趣的物理现象，大家在看球时，不妨从不同的角度去观察，这样将会其乐无穷。

15.5.19世纪中叶，一系列科学工作者为正确认识热功能转化和其它物质运动形式相互转化关系做出了巨大贡献，不久后伟大的能量守恒和转化定律被发现了。人们认识到：自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，可从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递的过程中能量的总和保持不变。能量守恒的转化定律为辩证唯物主义提供了更精确、更丰富的科学基础。有力地打击了那些认为物质运动可以随意创造和消灭的唯心主义观点，它使永动机幻梦被彻底的打破了。在制造第一类永动机的一切尝试失败之后，一些人又梦想着制造另一种永动机，希望它不违反热力学第一定律，而且既经济又方便。比如，这种热机可直接从海洋或大气中吸取热量使之完全变为机械功。由于海洋和大气的能量是取之不尽的，因而这种热机可永不停息地运转做功，也是一种永动机。然而，在大量实践经验的基础上，英国物理学家开尔文于1851年提出了一条新的普遍原理：物质不可能从单一的热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响。这样，第二类永动机的想法也破产了。层出不穷的永动机设计方案，都在科学的严格审查和实践的无情检验下一一失败了。1775的，法国科学院宣布”本科学院以后不再审查有关永动机的一切设计“。这说明在当时科学界，已经从长期所积累的经验中，认识到制造永动机的企图是没有成功的希望的。永动机的想法在人类历史上持续了几百年，这个神话的被驳倒，不仅有利于人们正确的认识科学，也有利于人们正确的认识世界。能量既不能凭

空产生 也不能凭空消失 只能从一种形式转化成另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体 在转化和转移过程中 能量的总和不变 这就是能量守恒定律了 所以第一类永动机是不能做出来的。而能量的转化和转移是有方向的，就像热量可以自发的由热的物体转移到冷的物体 但不能自发的由冷的物体转移到热的物体 而不引起其他的变化 所以第二类永动机也是不能做出来的。

16.1 为什么说”响水不开，开水不响“ 我们知道，水中能溶有少量空气，容器壁的表面小空穴中也吸附着空气，这些小气泡起气化核的作用。水对空气的溶解度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少，当水被加热时，气泡首先在受热面的器壁上生成。

气泡生成之后，由于水继续被加热，在受热面附近形成过热水层，它将不断地向小气泡内蒸发水蒸汽，使泡内的压强（空气压与蒸汽压之和）不断增大，结果使气泡的体积不断膨胀，气泡所受的浮力也随之增大，当气泡所受的浮力大于气泡与壁间的附着力时，气泡便离开器壁开始上浮。

在沸腾前，窗口里各水层的温度不同，受热面附近水层的温度较高，水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气压强P。随水温的降低而降低，泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽，压强亦在减小，而外界压强基本不变，此时，泡外压强大于内压强，于是，上浮的气泡在上升过程中体积将缩小，当水温接近沸点时，有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由大变小，使水剧烈振荡，产生”嗡，嗡“的响声，这就是”响水不开“的道理。

对水继续加热，由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层，使整个溶器的水温趋于一致，此时，气泡脱离器壁上浮，其内部的饱和水蒸汽将不会凝结，饱和蒸汽压趋于一个稳定值。气泡在上浮过程中，液体对气泡的静压强随着水的深度变小而减小，因此气泡壁所受的外压强与其内压强相比也在逐渐减小，气泡液--气分界面上的力学平衡遭破坏，气泡迅速膨胀，加速上浮，直至水面释出蒸汽和空气，水开始沸腾了。也就是人们常说的”水开了“，由于此时气泡上升至水面破裂，对水的振荡减弱，几乎听不到”嗡嗡声“，这就是”开水不响"的原因。

16.2 考古学家证明，人类早在几百万年前开始学会用火来加热物体，火的利用和控制，使人类第一次支配了自然，使人类文明大大前进了一步，同时，它也是古人对热现象认识的开端。我国山西省芮城西侯度旧石器的遗址，说明大约180万年前人类已经开始使用火。温度计还没有发明以前，古人在冶炼金属的实践中，创造了通过观察火候和火色来判别温度高低的方法。据《考工记》记载，在铸铜与锡时，随温度的升高，火焰的颜色先后变为暗红色、橙色、黄色、白色、青色，然后才可以浇铸。这种方法同样也应用于制陶工业。从现代科学分析，不同物质有不同的汽化点，因此从火焰的颜色可以判断所汽化的物质，从而判断温度的高低。对同一种物质，随着温度的升高，其颜色也先后有所变化。“火候”（包括火色）成了我国古代热工艺中一个内容丰富的特有概念。可见，火的利用在人类征服自然的过程中，发挥了巨大作用

16.3.1798年，英国学者伦福德在从事枪炮制造时，发现钻孔钻下的金属屑具有极高的温度，用水来冷却时，甚至可以使水沸腾。他怀疑金属屑具有极高温度是不是比热容降低造成的伦福德在他的笔记中写道，由摩擦所生的热，来源似乎是无穷无尽的，要用热质说解释释摩擦生热现象，钻下的金属屑的比热容要改变很多才行，于是他设计并做了一系列实验，发现钻下的金属屑的热比容在摩擦时并没有降低，根据实验结果，伦福德断言热质说不足为信，应当把热看成是一种运动形式，热质说的统治地位开始动摇了。

16.4詹姆斯·瓦特是英国著名的发明家，是工业革命时期的重要人物。英国皇家学会会员和法兰西科学院外籍院士。他对当时已出现的蒸汽机原始雏形作了一系列的重大改进，发明了单缸单动式和单缸双动式蒸汽机，提高了蒸汽机的热效率和运行可靠性，对当时社会生产力的发展作出了杰出贡献。他改良了蒸汽机、发明了气压表、汽动锤。后人为了纪念他，将制中功率和辐射通量的计量单位称为瓦特，常用符号“W”表示。

瓦特1736年1月19日生于英国格拉斯哥。童年时代的瓦特曾在文法学校念过书，然而没有受过系统教育。瓦特在父亲做工的工厂里学到许多机械制造知识，以后他到伦敦的一家钟表店当学徒。1763年瓦特到格拉斯大学工作，修理教学仪器。在大学里他经常和教授讨论理论和技术问题。1781年瓦特制造了从两边推动活塞的双动蒸汽机。1785年，他也因蒸汽机改进的重大贡献，被选为皇家学会会员。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。16.5 能量守恒和能量转化定律与细胞学说，进化论合称19世纪自然科学的三大发现。而其中能量守恒和转化定律的发现，却是和一个“疯子”医生联系起来的。

这个被称为“疯子”的医生名叫迈尔（1814~1878），德国汉堡人，1840年开始在汉堡独立行医。他对万事总要问个为什么，而且必亲自观察，研究，实验。1840年2月22日，他作为一名随船医生跟着一支船队来到印度尼西亚。一日，船队在加尔各达登陆，船员因水土不服都生起病来，于是迈尔依老办法给船员们放血治疗。在德国，医治这种病时只需在病人静脉血管上扎一针，就会放出一股黑红的血来，可是在这里，从静脉里流出的仍然是鲜红的血。于是，迈尔开始思考：人的血液所以是红的是因为里面含有氧，氧在人体内燃烧产生热量，维持人的体温。这里天气炎热，人要维持体温不需要燃烧那么多氧了，所以静脉里的血仍然是鲜红的。那么，人身上的热量到底是从哪来的？顶多500克的心脏，它的运动根本无法产生如此多的热，无法光靠它维持人的体温。那体温是靠全身血肉维持的了，而这又靠人吃的食物而来，不论吃肉吃菜，都一定是由植物而来，植物是靠太阳的光热而生长的。太阳的光热呢？太阳如果是一块煤，那么它能烧4600年，这当然不可能，那一定是别的原因了，是我们未知的能量了。他大胆地推出，太阳中心约2750万度（现在我们知道是1500万度）。迈尔越想越多，最后归结到一点：能量如何转化（转移）？

他一回到汉堡就写了一篇《论无机界的力》，并用自己的方法测得热功当量为365千克米/千卡。他将论文投到《物理年鉴》，却得不到发表，只好发表在一本名不见经传的医学杂志上。他到处演说：“你们看，太阳挥洒着光与热，地球上的植物吸收了它们，并生出化学物质……”可是即使物理学家们也无法相信他的话，很不尊敬地称他为“疯子”，而迈尔的家人也怀疑他疯了，竟要请医生来医治他。他因不被人理解，终于跳楼自杀了。17.1 怎样解决人类即将面临的能源危机一直以来都是世界各国苦苦思索的问题。目前全球蕴藏的煤和油气等资源仅够人类今后数十年之用，一旦其消耗殆尽，我们能用什么来作为替代能源？是核能还是太阳能？或是其它什么类型的能源？

中国科学院广州能源所专家樊栓狮告诉记者，天然气水合物是水和天然气（主要成分为甲烷）在中高压和低温条件下混合时产生的晶体物质，外貌极似冰雪，点火即可燃烧，故又称之为“可燃冰”或者“气冰”、“固体瓦斯”。它在自然界分布非常广泛，海底以下0到1500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有可能存在，世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏。

从能源的角度看，“可燃冰”可视为被高度压缩的天然气资源，每立方米能分解释放出160－180标准立方米的天然气。迄今为止，在世界各地的海洋及大陆地层中，已探明的“可燃冰”储量已相当于全球传统化石能源（煤、石油、天然气、油页岩等）储量的两倍以上。

17.2 我国的核武器、核物理资料

1964年10月16日在罗布泊马兰核试验基地，我国第一枚原子弹爆炸成功。

1966年10月27日在酒泉卫星发射场，我国第一枚导弹核武器试验。

1967年6月17日在马兰核试验基地我国第一枚氢弹试验成功。

1969年9月23日在马兰基地我国第一次地下爆炸试验成功。

1980年我国建成高通量工程试验堆。

1988年10月16日我国自行设计建造的第一台高能加速器－－北京正负电子对撞机对撞成功。

1988年12月12日我国最大的重离子加速器在兰州建成。

我国已建成两座核电站：浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站。

17.3 “太阳核聚变”尽显威力

我们每天迎接太阳，太阳给予我们光和热。它是取之不尽，用之不竭的巨大能源宝库。

太阳中含有极其丰富的氢，在中心高温下发生氢核聚变反应，从而释放出巨大的光能和热能，通称为太阳核聚变能。地球接受到太阳核聚变能的功率，平均为每平方米1353千瓦，这就是人们常说的“太阳常数”。尽管地球接受到的仅仅是“太阳核聚变”中很少的一部分，但是，每秒照射到地球上的能量，也有，500万吨煤当量。这些能量，比目前全世界人类的能耗量大3.5万倍。人类采用各种先进技术，可以使太阳核聚变产生的能量转换为电能。这一过程的两条基本途径证实，太阳发生氢核聚变反应所发出的光和热，都可以转换成电能供给人类使用。

从茫茫宇宙人射到地球表面的太阳热能是广泛而分散的，要充分收集并使之发挥热能效益，现在主要采用两种方法。一种方法是采用细长的太阳聚集管，将管中流动的液体用太阳热集中加热，转换成为高温水蒸气，以蒸汽涡轮机变换为电。另一种方法是采用抛物面型的聚光镜将太阳热集中，使用计算机让聚光镜追随太阳转动。后者的热效率很高，今后随着技术的不断进步，发展前景令人瞩目。目前，在利用太阳热发电方面，各国都已开始行动。除了发达国家之外，发展中国家也不示弱。在世界范围内，以色列的技术最为先进。此外，巴西、印度、摩洛哥也都在进行设备的建设。为了鼓励和支持这种有利于人类进步的行动，世界银行已开始提供资金给开发中的国家。据报道，通过对美国利用各种能源发电成本的分析比较，专家认为，认为在2000年以前，利用太阳热发电的成本比天然气和煤炭要高，但是，到了2000年以后，就能够逐渐接近采用天然气和煤炭发电的成本，以至更低。

17.4 人们常常提到的绿色能源，如太阳能、氢能、风能等，但另一类绿色能源，就是绿色植物给我们提供的燃料，我们就管它叫做绿色能源，又叫生物能源或物质能源。

其实，绿色能源是一种古老的能源，千万年来，我们的祖先都是伐树、砍柴烧饭、取暖、生息繁衍。这样生存的后果是给自然生态平衡带来了严重的破坏。沉痛的历史教训告诉我们，利用生物能源，维持人类的生存，甚至造福于人类，必须按照它的自然规律办事，既要利用它，又要保护它，发展它，使自然生态系统保持良性循环。

但在绿色能源中，另一种资源是草类。据统计资料表明，目前世界上的草场面积有26亿公顷，绝大部分是天然草场。它既能放牧，又是野生动物生息繁衍的乐园。还有一部分草场专为牲畜越冬提供饲料，极少部分的草场才是为人们生活提供燃料的。

近年来，由于广大农民生活水平的提高，电气化程度也在不断地提高，大多数农民们的燃料结构发生了根本性的变化，许多农民朋友，冬季取暖不再用柴火烧炕，而是电热毯一插温暖如春，做饭也不再烧柴、烧秸秆了，而是用上了蜂窝煤炉、液化气灶以及沼气。即使烧秸秆，也是边远山区极少一部分，或个别农家。而大量的秸秆堆放在田间，成堆成山，有的甚至侵占了农田。因此，有的农民在田间大量焚烧秸秆，造成环境污染，甚至影响高速路行车和飞机起降。

怎样才能解决这个问题呢？最有效的是搞综合利用。实践证实，农作物秸秆既可以作肥料，又可以作饲料，又可当柴烧。如果我们把农作物秸秆沤制沼气，产生出的沼气可作燃料，也可用沼气灯照明，腐烂了的秸秆，还可以作肥料。如果把秸秆粉碎后与草混合还可喂牲畜，牲畜的粪便也可以用来沤制沼气，产生沼气以后剩下的渣子还可以作肥料。因此，大力发展沼气开发综合利用，是解决农村目前能源短缺的好途径。

17.5发达国家的能源战略

1、以保障石油安全为核心 积极开拓新的石油供应基地

发达国家一直都在全球范围不断勘探、开发石油和天然气，加紧对世界油气资源的争夺和控制。对任何国家来说，多渠道的能源来源都是保障能源安全的基本条件。

2、建立和加强战略石油储备

战略石油储备是石油消费国应付石油危机的最重要手段，所以西方国家都把建立石油战略储备作为保障石油供应安全的首要战略。战略石油储备已超出一般商业周转库存的意义。它不仅具有保障供应、减少风险、稳定价格的作用，更着眼于石油的政治后果，力图使本国在国际政治的风云变幻和激烈竞争中站稳脚跟，取得主动，避免受制于人。

3、厉行节能政策

发达国家都把提高能效、节约能源作为其能源战略的重要目标和措施。美国1998年4月推出的《综合国家能源战略》要求：在电力系统，到2010年燃煤发电效率由目前的35％提高到60％以上，燃气发电效率由目前的50％上升到70％；到2010年，主要的能源密集型工业部门的能源消费总量将比现在减少25％，交通领域将推出燃料利用率三倍于常规交通工具的新型私人交通工具等。

4、积极开发新能源

新能源的开发利用，不仅代表着一个国家的技术发展水平，更是关系到占领未来能源利用制高点、保障国家能源安全的重要措施。美国《国家综合能源战略》确定的新能源开发利用目标是，发展先进的可再生能源技术，开发非常规的甲烷资源，发展氢能的储存、分配和转化技术。

5、降低石油消费 大力推广使用清洁能源

自1997年京都环境会议以来，世界各国以尊重健康、改善区域及全球环境质量为目标，大力推广使用清洁能源，但各国侧重点有所不同。丹麦是风能发电的大国，2000年风能发电占丹麦发电量的12％，根据规划，到2030年要上升到50％。美国政府对国内天然气生产实行扶持政策，计划到2010年使天然气供应量增长1700亿立方米；同时，美国加快开发可

再生能源发电技术，计划到2010年使非水力可再生能源的发电能力至少达到2500万千瓦。日本政府则大力发展核电，计划在现有51座原子炉的基础上，争取再新建16—20座原子炉。

第二篇：物理小故事

有趣的物理小故事

阿基米德(Archimedes，约公元前287～212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。

除了伟大的牛顿和伟大的爱因斯坦，再没有一个人象阿基米德那样为人类的进步做出过这样大的贡献。即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”，文艺复兴时期的达芬奇和伽利略等人都拿他来做自己的楷模。

从洗澡的故事说起

关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。

后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。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，连衣服都顾不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。

他经过了进一步的实验以后来到王宫，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，所以证明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：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。

“假如给我一个支点，我就能推动地球”

阿基米德不仅是个理论家，也是个实践家，他一生热衷于将其科学发现应用于实践，从而把二者结合起来。在埃及，公元前一千五百年前左右，就有人用杠杆来抬起重物，不过人们不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理。阿基米德曾说过：“假如给我一个支点，我就能推动地球。”

当时的赫农王为埃及国王制造了一条船，体积大，相当重，因为不能挪动，搁浅在海岸上很多天。阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上，将绳索的一端交到赫农王手上。赫农王轻轻拉动绳索，奇迹出现了，大船缓缓地挪动起来，最终下到海里。国王惊讶之余，十分佩服阿基米德，并派人贴出告示“今后，无论阿基米德说什么，都要相信他。”

.牛顿

他年幼时，曾一面牵牛上山，一面看书，到家后才发觉手里只有一根绳；看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里；有一次，他请朋友到家中吃饭，自己却在实验室废寝忘食地工作，再三催促仍不出来，当朋友把一只鸡吃完，留下一堆骨头在盘中走了以后，牛顿才想起这事，可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说：“我还以为没有吃饭，原来我早已吃过了”。

牛顿不仅对于力学，在其它方面也有很大贡献。在数学方面，他发现了二项式定理，创立了微积分学；在光学 1 方面，进行了太阳光的色散实验，证明了白光是由单色光复合而成的研究了颜色的理论，还发明了反射望远镜。

2.阿尔伯特．爱因斯坦

因斯坦小时候，老师让同学们做工艺品，大家做的都很好，只有爱因斯坦拿出的是个很丑陋的小板凳。老师和同学们嘲笑他，说世界上还有比这更丑陋的板凳吗？爱因斯坦说有，他真拿出两个更丑陋的。他说虽然前一个板凳很丑陋，但是比后来两个要好的多。

爱因斯坦除在光电效应、相对论等方面作出举世皆知的杰出贡献外，他关于布朗运动的研究成果，由于对大量无序因子的规律性把握，成为当今最热门的金融数学的基础；他提出的激光受激辐射的概念，在几十年后的今天得到了广泛的应用；他与玻尔进行的论战中提出的EPR佯谬，至今仍是理论物理学和科学哲学界不断探讨的话题……

3.阿基米德

关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。

后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。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，连衣服都顾不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。

他经过了进一步的实验以后来到王宫，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，所以证明了王冠里掺进了其他金属。

他是物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。

4.钱学森

在钱学森提出回过后,美国人大为生气,并对他严加看守,甚至施加刑罚.美国人曾经给钱学森一个莫须有的罪名,使他一人前往荒无人烟的小岛,用各种各样的刑罚折磨他,据说半年就少了50斤.可是钱学森回国的决心从未动摇,美国人放出话,只要钱学森愿意留在美国,不回中国,就马上给予他最优良的设施,比原来更好,更美的生活,给他更大的荣誉.钱学森没有放弃.依然意决回国.钱学森（1911.12.11--）应用力学、航天技术和系统工程科学家。生于上海市，原籍浙江省杭州市。1934年毕业于上海交通大学。1936年在美国麻省理工学院获硕士学位。1938年获加州理工大学博士学位。1955年回国。曾任中国力学学会、中国自动化学会、中国系统工程学会、中国宇航学会理事长、名誉理事长等职。现任国防科学技术工业委员会研究员。早年在应用力学和火箭、导弹技术的许多领域都做过开创性的工作。独立研究以及和冯.卡门合作研究提出的许多理论，为应用力学、航空工程和火箭导弹技术的发展奠定了基础。回国后长期担任火箭、导弹和卫星研制的技术领导职务，为创建和发展我国的导弹、航天事业作出了杰出贡献。在工程控制论、系统工程和系统科学、思维科学和人体科学以及马克思主义哲学等许多理论领域都进行过创造性研究，作出了重大贡献。1956年获中国科学院自然科学奖一等奖，1985年获国家科技进步奖特等奖，1991年被国务院、中央军委授予“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和一级英模奖章。中国科学院院士。1994年当选为中国工程院院士。

5．麦克斯韦

麦克斯韦从小就有很强的求知欲和想象力，爱思考，好提问。据说还在他两岁多的时

候，有一次爸爸领他上街，看见一辆马车停在路旁，他就问：“爸爸，那马车为什么不走

呢？”父亲说：“它在休息。”麦克斯韦又问：“它为什么要休息呢？”父亲随口说了一

句：“大概是累了吧？”“不，”麦克斯韦认真地说，“它是肚子疼！”还有一次，姨妈

给麦克斯韦带来一篮苹果，他一个劲地问：“这苹果为什么是红的？”姨不知道怎么回答，就叫他去玩吹肥皂泡。谁知他吹肥皂泡的时候，看到肥皂泡上五彩缤纷的颜色，提的问

题反而更多了。上中学的时候，他还提过象“死甲虫为什么不导电”，“活猫和活狗摩擦

会生电吗”等问题。父亲很早就教麦克斯韦学几何和代数。上中学以后，课本上的数学知

识麦克斯韦差不多都会了，因此父亲经常给他开“小灶”，让他带一些难题到学校里去做

。每当同学们欢蹦乱跳地玩的时候，麦克斯韦却进入了数学的乐园，他常常一个人躲在教

室的角落里，或者独自坐在树荫下，入迷地思考和演算着数学难题。

麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是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

6.法拉第

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。”

法拉第主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究，并在这些领域取得了一系列重大发现。1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了艰苦的探索。1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型。接着经过无数次实验的失败，终于在1831年发现了电磁感应定律。这一划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相互转变以及机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、电动机、变压器技术的基础。

7.伽利略

有一次，他站在比萨的天主教堂里，眼睛盯着天花板，一动也不动。他在干什么呢？原来，他用右手按左手的脉搏，看着天花板上来回摇摆的灯。他发现，这灯的摆动虽然是越来越弱，以至每一次摆动的距离渐渐缩短，但是，每一次摇摆需要的时间却是一样的。于是，伽利略做了一个适当长度的摆锤，测量了脉搏的速度和均匀度。从这里，他找到了摆的规律。钟就是根据他发现的这个规律制造出来的、主要贡献

1、对力学的贡献

1.1科学描述了运动

经院哲学家主要关注的是“终极原因”,所以主要借助于质料、形式、目的、自然位置等模糊概念对运动作因果的和定性的描述,而且把运动分为自然运动和强迫运动,伽利略认为这种描述和分类方法,实际上是把运动的研究引入绝境.他不相信自然运动和强迫运动的区别,他认为应该依据运动的基本特征量———速度对运动进行分类,由此提出了匀速运动和变速运动的分类方法.伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度 等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是 加速度概念的提出，在力学史上是一个里程碑。有了加 速度的概念，力学中的动力学部分才能建立在科学基础 之 3 上，而在伽利略之前，只有静力学部分有定量的描述。伽利略曾非正式地提出过惯性定律（见牛顿运动定 律）和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出 运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱。

1.2 建立落体定律

通过伽利略得出结论,这个规律在自由下落的极限情况下也一定成立.上面得到的结果可以用另一数学形式来表达,即在一定的时间内圆球所走过的总距离与这段时间的平方成正比,或用伽利略自

1.3 确定惯性定律

惯性定律:匀速运动和静止因为不是强加的,所以永恒.正是这种永恒运动维持着地球以及整个宇宙的井然秩序.伽利略还明确指出,物体的速度无须外力维持,但外力可以改变物体运动的速度,即产生加速度,这使得人们得以从亚里士多德的谬论“力是维持物体运动的原因”中解脱出来,从而把动力学的研究引上了正确的方向.1.4研究抛体运动

在对抛物体的研究中，伽利略用几何方法证明了一个平抛物体可以分解为水平方向和垂直下落两种运动。他证明了在抛物体初速度相同的条件下，抛射角为45度时，射程最远。

1.5提出相对性原理

伽利略在《对话》中进而写道:“运动作为运动而言,并作为运动在起作用,只是对没有这种运动的物体才存在,在所有具有相等运动的物体中间,运动是不起作用的,而且看上去就仿佛不存在似的.”伽利略是在论证地球上的人不能觉察地球的运动时讲这段话的,所以讲的“运动”自然是匀速运动,而匀速运动的体系就是惯性定律能够成立的体系,所以也就是惯性体系,伽利略的这段话精辟地阐述了相对性原理:在惯性系中所做的一切力学实验都不能证明体系本身的运动.1.6首创科学的研究方法

伽利略关于运动理论的研究工作,采用了一个对近代科学的发展很有效的程序,即对现象的一般观察→提出工作假设→运用数学和逻辑的手段得出特殊推论 →通过物理实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广,等等.2、对天文学的贡献

伽利略在传播和捍卫哥白尼天文学中的决定性作用。

1543年，波兰天文学家哥白尼出版了他不朽的著作《天体运动论》，建立了太阳中心学说，这一学说的建立是科学史具有划时代意义的事件，标志着近代科学的开端。但这一学说在当时并未引起广泛的注意。经过布鲁诺特别是伽利略的传播后，情况有了很大的不同。1609年，伽利略用他自己制造的、放大率的呵0倍的天文望远镜观察天天，看到了太阳上有黑子、月球表面有高低不平的现象，木星有四颗卫星，金星有盈亏等等。这些成果直接和间接地证明了哥白尼学说的正确性。

3、科学实验方法的贡献

所谓科学实验,就是人们根据研究的目的,利用科学仪器设备人为地控制、模拟、创造或纯化某种自然现象 过程,排除干扰、突出主要因素,在有利的条件下去研究自然规律的一种科学活动.在伽利略的科学生涯中,不仅强调观察和实验的重要性,而且同时强调理性与经验的同等重要,是在经验的基础上,通过理性的数学建构来达到对客观自然界的认识.伽利略通过其毕生的努力,创立了科学实验方法.由于伽利略卓有成效的工作和精辟的科学思想,把科学实验方法发展到了一个完

全新的高度,使物理学走上了真正科学的道路,也为近代自然科学系统地、全面地发展,开辟了广阔的前景.伽利略把理论和实验紧密而和谐地结合在一起,构成了一套完整的科学研究方法,有力地推动了近代科学的发展.正是这种新方法———逻辑推理与科学实验相结合———使物理学摆脱了依靠形而上的思辨、自觉、猜测和定性的议论的状况,走上了坚实的科学的道路,尽管伽利略没有把实验作为理论的唯一支点,但实验还是改变了科学的性质和方向.正是在这个意义上,伽利略被称为科学实验方法的创始人和近代科学的奠基人.爱因斯坦和英费尔德在

《物理学的进化》一书中曾作了这样的评论:“伽利略的发现以及他所应用的数学的推理方法是人类思想史上最伟大成就之一,而且标志着物理学的真正开端.”这个评价,至今对于我们仍有深刻的教益.4、对哲学的贡献

他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作 斗争,主张用具体的实验来认识自然规律,认为经验是理 论知识的源泉。他不承认世界上有绝对真理和掌握真理 的绝对权威，反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多 样性和宇宙的无限性，这些观点对发展唯物主义的哲学 具有重要的意义。但由于历史的局限性，他强调只有可 归纳为 4 数量特征的物质属性才是客观存在的.8.焦耳

英国著名科学家焦耳从小就很喜爱物理学，他常常自己动手做一些关于电、热之类的实验。

有一年放假，焦耳和哥哥一起到郊外旅游。聪明好学的焦耳就是在玩耍的时候，也没有忘记做他的物理实验。

他找了一匹瘸腿的马，由他哥哥牵着，自己悄悄躲在后面，用伏达电池将电流通到马身上，想试 一试动物在受到电流刺激后的反应。结果，他想看到的反应出现了，马收到电击后狂跳起来，差一点把哥哥踢伤。

尽管已经出现了危险，但这丝毫没有影响到爱做实验的小焦耳的情绪。他和咯咯又划着船来到群山环绕的湖上，焦耳想在这里试一试回声有多大。他们在火枪里塞满了火药，然后扣动扳机。谁知“砰”的一声，从枪口里喷出一条长长的火苗，烧光了焦耳的眉毛，还险些把哥哥吓得掉进湖里。

这时，天空浓云密布，电闪雷鸣，刚想上岸躲雨的焦耳发现，每次闪电过后好一会儿才能听见轰隆的雷声，这是怎么回事？

焦耳顾不得躲雨，拉着哥哥爬上一个山头，用怀表认真记录下去每次闪电到雷鸣之间相隔的时间。

开学后焦耳几乎是迫不及待地把自己做的实验都告诉了老师，并向老师请教。

老师望着勤学好问的焦耳笑了，耐心地为他讲解：“光和声的传播速度是不一样的，光速快而声速慢，所以人们总是想见闪电再听到雷声，而实际上闪电雷鸣是同时发生的。”

焦耳听了恍然大悟。从此，他对学习科学知识更加入迷。通过不断地学习和认真地观察计算，他终于发现了热功当量和能量守恒定律，成为一名出色的科学家

焦耳一生都在从事实验研究工作，在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均作出了卓越的贡献。他是靠自学成为物理学家的。

爱因斯坦小时候：

爱因斯坦小时候十分贪玩。母亲再三告诫他：“不能再这样下去了。”爱因斯坦总是不以然地回答说：“你瞧瞧我的伙伴们，他们不都和我一样吗？” 有一天，父亲给爱因斯坦讲了一件有趣的事情。父亲说：“昨天，我和邻居杰克大叔去清扫南边工厂的一个大烟囱。那烟囱只有踩著钢筋踏梯才烟囱内的能上去。你杰克大叔在前面，我在后面。我们抓著扶手，一阶一阶地终于爬上去了。下来时，你杰克大叔依旧走在前面，我跟在后面。钻出烟囱，我看见你杰克大叔的模样，心想我肯定和他一样，脸脏得像个小丑，于是我就到附近的小河里去洗了又洗。而你杰克大叔呢，他看见我钻出烟囱时乾乾净净的，就以他也和我一样乾净呢，于是就只草草洗了洗手就大模大样上街了。结果，街上的人都笑痛了肚子，还以你杰克大叔是个疯子呢。” 父亲郑重地对爱因斯坦说：“其实，别人谁也不能做你的镜子，只有自己才是自己的镜子。拿别人做镜子，白痴或许会把自己照成天才的。” 爱因斯坦听了，顿时满脸愧色，从此离开了那群顽皮的孩子们。他时时用自己做镜子来审视和映照自己，终于映照出了他生命的熠熠光辉.......

第三篇：物理幽默幽默小故事

物理幽默幽默小故事

1、两位老太太头一回坐飞机，听说飞机的速度比声速还快，她们找到了机长，恳切地说：“机长，请飞机开的速度不要超过声速，因为我们在机上还要谈话。”

2、一位妇女因驾车超速被拦住，警察对她说：“太太，您刚才的车速是每小时60英里！”妇女反驳说：“先生，这是不可能的，我刚才只开了7分钟。这真是天大的笑话！我开车还没有1小时，怎么可能每小时走60英里呢？”“太太，我的意思是说，如果您继续像现在这样开车，在下1个小时您将开过60英里。”“这也是不可能的。”妇女接着说：“我只要再行使10英里就到家了，根本不需要再开60英里的路程。”

3、父亲对儿子讲：“凡物热则胀，冷必缩，这是自然规律。”儿子跳起来道：“唷!原来如此，怪不得我昨天手被火一烫，就激起一个泡了。”

第四篇：物理发明小故事

物理发明小故事

金冠之谜

赫农王让金匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了银子，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。后来，国王将它交给了阿基米德。阿基米德冥思苦想出很多方法，但都失败了。有一天，他去澡堂洗澡，他一边坐进澡盆里，一边看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。他突然恍然大悟，跳出澡盆，连衣服都顾不得穿就直向王宫奔去，一路大声很着“尤里卡”，“尤里卡”（Fureka，我知道了）原来他想到，如果王冠放入水中后，排出的水量不等于同等重量的金子排出的水量，那肯定是掺了别的金属。这就是有名的浮力定律，既浸在液体中的物体受到向上的浮力，其大小等于物体所排出液体的重量。后来，该定律就被命名为阿基米德定律。

剃须刀

1828年谢菲尔德制成一边有保护的刀片，这是安全刀片的前身。

1895年，美国一位推销员吉列偶遇发明家佩因特·佩因特希望赚大钱，想发明一种从从都需要而且一次性使用的东西。

一天，吉列刮胡子，发现剃刀的刀片正适合这种构想。他设计出种安全剃刀夹持柄，但找不到能制成薄刀片的厂家。到1901年，他遇见机械师卡森，才解决了技术问题，使锄形刀架与双刃可换刀片合成一体，并申请了专利。

早在1900年，电动剃须刀已在美国获得专利，但第一种适于商业制造的电动剃须刀是由美国退役陆军上校希克设计，并于1928年获得专利的。

镜 子

我们的祖先早在2000多年以前就制出了精美的“透光镜”。14世纪初，威尼斯人用锡箔和水银涂在玻璃背面制镜，照起来很清楚。15世纪纽伦堡制成凸透镜，是制玻璃时在内部涂上一层汞剂而成。

现代镜子是用1835年德国化学家利比格发明的方法制造的。把硝酸银和还原剂混合，使硝酸银析出银，附在玻璃上。

拉 链

拉链是1891年由美国芝加哥机械师贾德森最先发明的。

贾德森为了解除每天系鞋带的麻烦，就发明一种可以代替鞋带的拉链。这种拉链是由一排钩子和一排扣眼构成，用一个铁制的滑片由下往上拉，便可使钩子与扣眼一个依次扣紧。贾德森把样品送到1893年的哥伦比亚博览会上展出，得到好评，并因此取得了专利。

如今，拉链的品种不断增多，其应用不只限于日用品，而且已进入科研、医疗、军事等领域，被某些人誉为20世纪科技界的10大文明之一。

冰 箱

第一台人工制冷压缩杨是由哈里森在1851年发明的，哈里森是澳大利亚《基朗广告报》的老板，在一次用乙醚清洗铅字时，他发现乙醚涂在金属上有强烈的冷却作用。

乙醚是一种沸点低的液体，它很容易发生蒸发吸热现象。哈里森经过研究研制出了使用乙醚和压力泵的冷冻机，并把它应用在澳大利亚维多利的一家酿酒厂，供酿酒时制冷降温用。

第一台用电动机带动压缩机工作的冰箱是由瑞典工程师布莱顿和孟德斯于1923年发明的。后来一家美国公司买去了他们的专利，于1925年生产出第一批家用冰箱。

高跟鞋

15世纪的一位威尼斯商人经常要出门做生意，又担心妻子会外出风流。一个雨天，他走在街道上，鞋后跟沾了许多泥，因而步履艰难。商人由此受到启发，因为威尼斯是座水城，船是主要的交通工具，商人认为妻子穿上高跟鞋将无法在跳板上行走，这样就可以把她困在家里。岂料，他的妻子穿上这双鞋子，感到十分新奇，就由佣人陪伴，上船下船，到处游玩。高跟鞋使她更加婀娜多姿，追求时髦的女士争相效仿，高跟鞋就很快地盘行起来了。

雨衣

18世纪，在苏格兰橡胶厂的麦金托什因生活窘迫，无力购买雨具，每逢雨天，只能冒雨上下班。一天，他不小心将橡胶汁沾满衣裤，怎么也擦不掉，只好穿着这身脏衣服回家。室外阴雨绵绵，麦金托什回到家却惊喜地发现，穿在里面的衣服一点没有湿，他索性将橡胶汁涂满全身衣服。这就是世界上第一件胶布雨衣。

瓦特 一个夏日的早晨,天气 晴朗,画眉在树上唱着悦耳的歌。在英国格拉斯哥大学的校园里,有一个人正在散步。他迈着缓缓的步伐,在绿茵茵的草坪上踱来踱去。他时而望着广阔的天空,时而瞧瞧乎坦的操场,时而皱起双眉……突然,他脸上流露出笑容,心情豁然开朗,他想出来了,想出了解决蒸汽机的有效办法。他高兴地跑起来,脚步腾空。霎时间,他的身影便出现在陪伴他多年的操作台上。他就是蒸汽机的发明家瓦特。曾有人说：“瓦特发明蒸汽机,是因为他有超人的天才和智慧。”其实不然。为了说明这个问题,还是讲讲关于瓦特勤奋学习,刻苦钻研；发明创造的故事吧。

水蒸汽的启示

随着智育的发展,瓦特对客观存在的一些事物都发生了浓厚的兴趣,产生了好奇和钻研之心。这为他以后发明蒸汽机打下了良好的基础。

在瓦特的故乡--格林诺克的小镇于上,家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事,有谁留过心呢？瓦特就留了心。有淮?他在厨房里看祖母做饭。灶上坐着一壶开水。开水在沸腾。壶盖啪啪啪地作响,不停地往上跳动。瓦特观察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母说?什么玩艺使壶盖跳动呢“

祖母回答说：”水开了,就这样。“

瓦特没有满足,又追问：”为什么水开了壶盖就跳动？是什么东西推动它吗？“

可能是祖母太忙了,没有功夫答对他,便不耐烦地说：”不知道。小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢。“

瓦特在他祖母那里不但没有找到答案,反而受到了冤枉的批评,心里很不舒服,可他并不灰心。

连续几天,每当做饭时,他就蹲在火炉旁边细心地观察着。起初,壶盖很安稳,隔了一会儿,水要开了,发出哗哗的响声。摹地,壶里的水蒸汽冒出来,推动壶盖跳动了。蒸汽不住地往上冒,壶盖也不停地跳动着,好象里边藏着个魔术师,在变戏法似的。瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。瓦特终于弄清楚了,是水蒸汽推动壶盖跳动,这水蒸汽的力量还真不小呢。

就在瓦特兴高采烈,欢喜若狂的时候,祖母又开腔了：”你这孩子,不知好歹,水壶有什么好玩的,快给我走开！“她漫不经心地说。

他的祖母过于急躁和主观了,这随随便便不放在心上的话,险些挫伤了瓦特的自尊心和探求科学知识的积极性。年迈的老人啊,根本不理解瓦特的心,不知?水蒸汽”对瓦特有多么大的启示！水蒸汽推动壶盖跳动的物理现象,不正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗？

一七六九年,瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动式发动机。后来又经过多次研究,于一七八二年,完成了新的蒸汽机的试制工作。机器上有了联动装置,把单式改为旋转运动,完善的蒸汽机发明成功了。

由于蒸汽机的发明,加之英国当时煤铁工业发达,所以英国就成为世界上最早利用蒸汽推动铁制“海轮”的国家。十九世纪,开始海上运输改革,一些国家进入了所谓的“汽船时代”。从此,船只就行驶在茫茫无际的海洋上了。

四大发明——造纸术

造纸是一项重要的化学工艺，纸的发明是中国在人类文化的传播和发展上，所做出的一项十分宝贵的贡献，是中国化学史上的一项重大的成就。

在纸还未发明之前，甲骨、竹简和绢帛是古代用来供书写、记载的材料。但由于西汉的经济、文化迅速发展，甲骨和竹简不能满足发展的需求，从而促使了书写工具的改进。

当时人们已开始应用小块的丝绵制成的纸，因为考古学家于1933年在新强罗布淖尔发现了一张古纸，它是”麻物、白色，作方块薄片，四周不完整，长约40厘米，宽约100厘米，质甚粗糙，不匀净，纸 面尚有麻筋，盖初做纸时所做，故不精细也〃由于古汉时的纸张是由麻缕和丝绵，加上制法粗糙，所以纸张的质量不太好。而麻缕和丝绵都有其本身的作用，如要把它们用作造纸的原料，就必然会受到很大的限制，而难以得到迅速的发展，来满足文化生活上对纸张的要求。

在新的客观形势要求下，蔡伦的出现便为造纸术带来新突破，在《东汉观记》卷二上记载：”蔡伦·有才学，尽忠重慎，每次休沐，闭门以绝宾客，曝体田野。典作尚方，造意用树皮及敝布、鱼网作纸。元兴元年奏上，帝善其能，自是莫不用，天下咸称蔡侯纸〃。从以上看来，蔡伦是用树皮、破布、鱼网造纸的。

虽然在蔡伦之前也有纸的存在，但是原料左身就有很大的局限，而蔡伦对新原料的发现，解决了这个问题。因为破布、破鱼网早已结束了它们本身的任务，成了废物而又用作做原料，对造纸工业起了极大的推动作用。

新原料的使用必然提出新技术的要求，但是由于典籍流失，实际的操作如何，已缺乏记载，无从考知，但大概是先张布或网撕破或剪断，然后放在水里浸渍相当长的时间并且需要加以舂捣，才能做成纸浆。用树皮做纸张，困难更大一些．除初步切短和后部舂捣外，中间还需要烹煮和加入石灰浆之类的促烂剂。下图是中国古代造纸工程之(抵压帘覆)及(干焙火烘)。

四大发明——火药

火药是中国四大发明之一。火药,顾名思义就是(着火的药)。它的起源与炼丹术有着密切的关系,是古代炼丹士在炼丹时无意中配制出来。左图为元代铜火铳。

它是硫黄,硝石,炭的混合物,而前两项在汉代成书的中国第一部药物学典籍(神农本草经)里都被列为重要的药材。就是火药本身也被归入药类,明代李时珍的(本草纲目)中说,火药能治疮癣,杀虫,辟湿气和瘟疫。火药的发明是人们长期炼丹,制药实践结果,至今已有一千多年历史。

唐朝末年,火药已被用于军事。唐昭宗天佑元年(904年)杨行密的军队围攻豫章,部将郑璠(以所部发机飞火,烧龙沙门,带领壮士突火先登入城,焦灼被体)<九国志?郑璠传>。这里所说的(飞火),就是(火炮),(火箭)之类。(火炮)是把火药制成环状,把吊线点燃后用抛石机抛掷出去;(火箭)则是把火药球缚于箭镞之下,将吊线点燃后用弓射出。到了宋代,戢争接连不断,促进火药武器的加速发展。北未政府建立了火药作坊,先后制造了火药箭,火炮等以燃烧性能为主的武器和(霹雳炮),(震天雷)等爆炸性较强的武器。南未在1259年造出了以巨竹为筒,内装火药的(突火枪)。到了元代又出现铜铸火统,称为(铜将军)。这些都是以火药的爆炸为推动力的武器,在戢争中颢示了前所未有威力。右图为南未突火枪。

在12,13世纪,火药首先传入阿拉伯国家,然后传到希腊和欧洲乃至世界各地。对人类社会的文明进步,对经济和科学文化的发展,起了推动作用。美法各国直到十四世纪中叶,才有应用火药和火器的记载。左图为北未火药箭。

四大发明—印刷术

印章、拓印、印染与雕版印刷

印章在先秦时就有，一般只有几个字，表示姓名，官职或机构。印文均刻成反体，有阴文、阳文之别。在纸没有出现之前，公文或书信都写在简牍上，写好之后，用绳扎好，在结扎处放粘性泥封结，将印章盖在泥上，称为泥封，泥封就是在泥上印刷，这是当时保密的一种手段。纸张出现之后，泥封演变为纸封，在几张公文纸的接缝处或公文纸袋的封口处盖印。据记载在北齐时（公元550~577年）有人把用于公文纸盖印的印章作得很大，很像一块小小的雕刻版了。

战国（公元前475-前221年）时期的铜印。

晋代著名炼丹家葛洪（公元284~363年）在他著的《抱朴子》中提到道家那时已用了四寸见方（13.5×13.5）有120个字的大木印了。这已经是一块小型的雕版了。

佛教徒为了使佛经更加生动，常把佛像印在佛经的卷首，这种手工木印比手绘省事得多。

碑石拓印技术对雕版印刷技术的发明很有启发作用。刻石的发明，历史很早。初唐在今陕西凤翔发现了十个石鼓，它是公元前8世纪春秋时秦国的石刻。秦始皇出巡，在重要的地方刻石7次。东汉以后，石碑盛行。汉灵帝四年（公元175年）蔡邕建议朝廷，在太学门前树立《诗经》、《尚书》、《周易》、《礼记》、《春秋》、《公羊传》、《论语》等七部儒家经典的石碑，共20.9万字，分刻于46块石碑上每碑高175、宽90、厚20厘米，容字5000，碑的正反面皆刻字。历时8年，全部刻成。成为当时读书人的经典。很多人争相抄写。后来特别是魏晋六朝时，有人趁看管不严或无人看管时，用纸将经文拓印下来，自用或出售。结果使其广为流传。

古人发现在石碑上盖一张微微湿润的纸，用软槌轻打，使纸陷入碑面文字凹下处，待纸干后再用布包上棉花，蘸上墨汁，在纸上轻轻拍打，纸面上就会留下黑地白字跟石碑一模一样的字迹。这样的方法比手抄简便、可靠。于是拓印就出现了。

拓片是印刷技术产生的重要条件之一。

印染技术对雕版印刷也有很大的启示作用，印染是在木板上刻出花纹图案，用染料印在布上。中国的印花板有凸纹板和镂空板两种。1972年湖南长沙马王堆一号汉墓（公元前165年左右）出土的两件印花纱就是用凸纹板印的。这种技术可能早于秦汉，而上溯至战国。纸发明后，这种技术就可能用于印刷方面，只要把布改成纸，把染料改成墨，印出来的东西，就成为雕版印刷品了。在敦煌石室中就有唐代凸板和镂空板纸印的佛像。

印章、拓印、印染技术三者相互启发，相互融合，再加上我国人民的经验和智慧，雕版印刷技术就应运而生了。

指南针

战国时代，我国人民利用磁铁造成了一种指示方向的工具，叫“司南”。“司南”就是指南的意思。

司南的形状和现在的指南针完全不同。它是根据我国古代的勺子的形状制成的，很象我们现在用的汤匙。

司南是怎样制成的呢？古书上缺少详细的记载，又没有实物留下来，所以我们没有办法知道它的准确形状。根据专家们的研究，司南大约是把整块的天然磁铁，轻轻地琢磨成勺子的形状，并且把它的S极琢磨成长柄，使重心落在圆而光滑的底部正中。拓片是印刷技术产生的重要条件之一。

复印机

起初，爱迪生发明的石蜡纸，只是普遍运用于食品，糖果的包装材料上，后来他尝试在蜡纸上刻出文字轮廓，形成一张石蜡刻字纸版，在纸版下垫上白纸，再用墨水的滚轮从刻字的石蜡纸上滚一滚，奇妙的事发生了，白纸上出现清楚的字迹。之后又经过多次的改良试验，1976年，爱迪生开始量产他发明的复印机，一下子，机关，学校，事业单位，团体都采用这种蜡纸油印机。由于爱迪生复印机大受欢迎，风行全球，使得爱迪生深切体验到，应该发明人们普遍而且深切需要的东西。

同步发报机

早期的电报机，一次只能传递一个讯息，而且不能同时交换信号，由于爱迪生本身是电报技师，便著手改良传统发报机，制造出二重发报机，1974年又研发出四重发报机，也就是同步发报机。在无线电还没有发展的当时，同步发报机是一项重大的突破。

改良电话机

我们都知道，现代电话是由贝尔所发明的，事实上，电话能够清晰的接收与发话，要归功于爱迪生一次又一次的试验，突破传统的窠臼，制造出碳粉送话器，一举提高了电话的灵敏度，音量，接收距离，否则，我们现在打电话时还是会常常：喂!喂!听不到啊，听不清楚啦。留声机诞生

1877年12月的一个夜里，梦罗园实验室的工作人员微微颤抖著，不是因为寒冷，而是因为他们听到了，人类有史以来第一次的录音：「玛琍有只小绵羊，毛色白皙像雪样，不论玛琍到哪里，小羊总在她身旁……这项伟大的发明，不用小罐子老师多作介绍，大家都可以了解，它的应用面有多广。法国政府，还因此授与爱迪生爵士的头衔呢!后来，爱迪生又多次改良留声机，直到将滚筒式改成胶木唱盘式为止，这中间可不是一，二年而已，而是历经几十年的不断改进喔!光明的使者

19世纪初，人们开始使用煤气灯(瓦斯灯)，但是煤气靠管道供给，一但漏气或堵塞，非常容易出事，人们对于照明的改革，十分殷切。事实上，爱迪生为自己订定了一个不可能的任务：除了改良照明之外，还要创造一套供电的系统。

于是他和梦罗园的伙伴们，不眠不休的做了1600多次耐热材料和600多种植物纤维的实验，才制造出第一个炭丝灯泡，可以一次燃烧45个钟头。后来他更在这基础上不断改良制造的方法，终于推出可以点燃1200小时的竹丝灯泡。

俄科学家发明隐身衣

据悉，奥莱格·加多姆斯基教授是俄罗斯乌里扬诺夫斯克州立大学量子和光电子学系的一名知名教授，在过去许多年中，加多姆斯基教授一直在进行着黄金纳米粒子的实验研究。通过多年的研究，加多姆斯基教授发现，一个物体只要覆盖上一种由黄金胶体粒子制造的“特殊外衣”，就可以从肉眼前消失，也就是达到了隐形的效果。

加多姆斯基教授发明的“隐身衣”利用了光的特性和物体的光反射原理。加多姆斯基教授说:“现在，我们只能使静止的物体隐形，因为物体移动时，光的辐射频率会发生改变，所以我们目前无法使移动的物体保持隐形。然而，我相信科学家不久就会制造出类似哈利·波特魔法斗篷之类的移动隐身衣。”

事实上，加多姆斯基教授不是第一个在“人造隐形”领域取得成功的科学家。2005年3月，宾夕法尼亚大学的两位科学家阿鲁和英奎特曾宣布他们发明了使物体“隐形”的理论方法。研究使用的是等离子体激光。

俄罗斯科学家的发明与美国科学家设计有异曲同工之妙，都是基于锐减散射光的概念。人类能看到物体是因为光射到物体上后，物体又反射了光。只要中断这个过程，人就看不到物体。

加多姆斯基教授的“隐身衣”发明已经申请了科学专利。研究人员相信，像飞机和太空船这样的大型物体，只要涂上了这种特殊物质，将能够从雷达屏幕前“消失 查里．奥古斯丁．库仑(CharlesAugustindeCoulomb)在1736年出生於法国南部昂古列姆城的一个富裕的家庭。他幼年在巴黎读书。长大后，他仍留在巴黎研究数学和自然科学。及后他更投笔从戎，担任技术军官。库仑在马提尼克监督建造防御工程达九年之久。在这段日子里，他已开始研究工程力学和静力学的问题。

1776年，库仑返回法国，参加了由法国科学院召开的会议。在这次会议中，他除了解决有关航海设备的问题外，也对磁力进行了深入仔细的研究。库仑设计了新的指南针，并在研究机械理论方面作出贡献，使他在1782年当选为法国科学院院士。

1777年，库仑发明了一种扭秤，后人称之为库仑秤。这个秤可以用来测量微弱的力。1785至1789年间，他发表了七部电学与磁学的著作。库仑还用这个秤来测量两个点电荷的相互作用力，确定了这个力和两个电荷的乘积成正例，和两者距离的平方成反比。这条库仑定律有时又被称为平方反比定律。

除了科学研究外，库仑还从事社会服务，他在法国教育部担任重要职务，并担任水利资源部总监。后来由於高层官僚对他生恶，才停止了他所有社会活动。1789年法国大革命爆发，他隐居了好几年，完全投身於科学研究。

库仑的一系列著作丰富了电学与磁学研究的测量方法，并将牛顿力学的原理扩展到电学与磁学。他的扭秤被用於精密的测量及其他物理学的实验。拿破仑掌权之后，又恢复了他所有的公职，他担任这些职务直至1806年卒於巴黎。

回答者： 不肯出青楼-中级弟子 二级

2009-9-3 19:51

1、居里夫人是伟大的物理学家，她出生在波兰，真正的名字叫玛丽，因为嫁给了法国年轻的学者彼埃尔·居里，后来被称为居里夫人。她和丈夫共同努力，发现并证实了镭元素的存在。下面我们要告诉大家居里夫妇是怎样发现镭这种神秘物质的。

1898年法国物理学家贝可勒尔（AntoineHenriBecquerel）发现含铀矿物能放射出一种神秘射线，但未能揭示出这种射线的奥秘。玛丽和她的丈夫彼埃尔·居里（Pierrecurie）共同承担了研究这种射线的工作。他们在极其困难的条件下，对沥青铀矿进行分离和分析，终于在1898年7月和12月先后发现两种新元素。

为了纪念她的祖国波兰，她将一种元素命名为钋（polonium），另一种元素命名为镭（Radium），意思是“赋予放射性的物质”。为了制得纯净的镭化合物，居里夫人又历时四（MarieCuI7e，1867--1934）载，从数以吨计的沥青铀矿的矿渣中提炼出1O0 mg氯化镭，并初步测量出镭的相对原子质量是225。这个简单的数字中凝聚着居里夫妇的心血和汗水。

1903年6月，居里夫人以《放射性物质的研究》作为博士答辩论文获得巴黎大学物理学博士学位。同年11月，居里夫妇被英国皇家学会授予戴维金质奖章。12月，他们又与贝可勒尔共获1903年诺贝尔物理学奖。

1906年，彼埃尔·居里遭车祸去世。这一沉重的打击并没有使她放弃执著的追求，她强忍悲痛加倍努力地去完成他们挚爱的科学事业。她在巴黎大学将丈夫所开的讲座继续下去，成为该校第一位女教授。1910年，她的名著《论放射性》一书出版。同牟，她与别人合作分析纯金属镭，并测出它的性质。她还测定了氧及其他元素的半衰期，发表了一系列关于放射性的重要论著。鉴于上述重大成就，1911年她叉获得了诺贝尔化学奖，成为历史上第一位两次获得诺贝尔奖的伟大科学家。

这位饱尝科学甘苦的放射性科学的奠基人，因多年艰苦奋斗积劳成疾，患恶性贫血症（白血病）于1934年7月4日不幸与世长辞，她为人类的科学事业，献出了光辉的一生。

2、贝尔，就是发明电话的人。他1847年生于英国，年轻时跟父亲从事聋哑人的教学工作，曾想制造一种让聋哑人用眼睛看到声音的机器。

1873年，成为美国波士顿大学教授的贝尔，开始研究在同一线路上传送许多电报的装置——多工电报，并萌发了利用电流把人的说话声传向远方的念头，使远隔千山万水的人能如同面对面的交谈。于是，贝尔开始了电话的研究。

那是1875年6月2日，贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验多工电报机，一个偶然发生的事故启发了贝尔。华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁上了，华生拉开弹簧时，弹簧发生了振动。与此同时，贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧颤动起来，还发出了声音，是电流把振动从一个房间传到另一个房间。贝尔的思路顿时大开，他由此想到：如果人对着一块铁片说话，声音将引起铁片振动；若在铁片后面放上一块电磁铁的话，铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生 时大时小的电流。这个波动电流沿电线传向远处，远处的类似装置上不就会发生同样的振动，发出同样的声音吗？这样声音就沿电线传到远方去了。这不就是梦寐以求的电话吗！

贝尔和华生按新的设想制成了电话机。在一次实验中，一滴硫酸溅到贝尔的腿上，疼得他直叫喊：“华生先生，我需要你，请到我这里来！” 这句话由电话机经电线传到华生的耳朵里，电话成功了！1876年3月7日，贝尔成为电话发明的专利人。

贝尔一生获得过18种专利，与他人合作获得12种专利。他设想将电话线埋入地下，或悬架在空中，用它连接到住宅、乡村、工厂…… 这样，任何地方都能直接通电话。今天，贝尔的设想早已成为现实。

3、电灯的发明

灯是人类征服黑夜的一大发明。19世纪前，人们用油灯、蜡烛等来照明，这虽已冲破黑夜，但仍未能把人类从黑夜的限制中彻底解放出来。只有发电机的诞生，才使人类能用各色各样的电灯使世界大放光明，把黑夜变为白昼，扩大了人类活动的范围，赢得更多时间为社会创造财富。

真正发明电灯使之大放光明的是美国发明家爱迪生。他是铁路工人的孩子，小学未读完就辍学，在火车上卖报度日。爱迪生是个异常勤奋的人，喜欢做各种实验，制作出许多巧妙机械。他对电器特别感兴趣，自从法拉第发明电机后，爱迪生就决心制造电灯，为人类带来光明。

爱迪生在认真总结了前人制造电灯的失败经验后，制定发详细的试验计划，分别在两方面进行试验：一是分类试验1600多种不同耐热的材料；二是改进抽空设备，使灯泡有高真空度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。

爱迪生将1600多种耐热发光材料逐一地试验下来，唯独白金丝性能量好，但白金价格贵得惊人，必须找到更合适的材料来代替。1879年，几经实验，爱迪生最后决定用炭丝来作灯丝。他把一截棉丝撒满炭粉，弯成马蹄形，装到坩锅中加热，做成灯丝，放到灯泡中，再用抽气机抽去灯泡内空气，电灯亮了，竟能连续使用45个小时。就这样，世界上第一批炭丝的白炽灯问世了。1879年除夕，爱迪生电灯公司所在地洛帕克街灯火通明。

为了研制电灯，爱迪生在实验室里常常一天工作十几个小时，有时连续几天试验，发明炭丝作灯丝后，他又接连试验了6000多种植物纤维，最后又选用竹丝，通过高温密闭炉烧焦，再加工，得到炭化竹丝，装到灯泡里，再次提高了灯泡的真空度，电灯竟可连续点亮1200个小时。电灯的发明，曾使煤气股票3天内猛跌百分之十二。

继爱迪生之后，1909年，美国柯进而奇发明了用钨丝代替炭丝，使电灯效率猛增。从此，电灯跃上新台阶，日光灯、碘钨灯等形形色色的灯如雨后春笋般登上照明舞台。

灯使黑暗化为光明，使大千世界变得更光彩夺目，绚丽多姿． 关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。

后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。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，连衣服都顾不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。

他经过了进一步的实验以后来到王宫，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，所以证明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：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。

“假如给我一个支点，我就能推动地球”

阿基米德不仅是个理论家，也是个实践家，他一生热衷于将其科学发现应用于实践，从而把二者结合起来。在埃及，公元前一千五百年前左右，就有人用杠杆来抬起重物，不过人们不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理。阿基米德曾说过：“假如给我一个支点，我就能推动地球。”

当时的赫农王为埃及国王制造了一条船，体积大，相当重，因为不能挪动，搁浅在海岸上很多天。阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上，将绳索的一端交到赫农王手上。赫农王轻轻拉动绳索，奇迹出现了，大船缓缓地挪动起来，最终下到海里。国王惊讶之余，十分佩服阿基米德，并派人贴出告示“今后，无论阿基米德说什么，都要相信他。” 查里．奥古斯丁．库仑(CharlesAugustindeCoulomb)在1736年出生於法国南部昂古列姆城的一个富裕的家庭。他幼年在巴黎读书。长大后，他仍留在巴黎研究数学和自然科学。及后他更投笔从戎，担任技术军官。库仑在马提尼克监督建造防御工程达九年之久。在这段日子里，他已开始研究工程力学和静力学的问题。

1776年，库仑返回法国，参加了由法国科学院召开的会议。在这次会议中，他除了解决有关航海设备的问题外，也对磁力进行了深入仔细的研究。库仑设计了新的指南针，并在研究机械理论方面作出贡献，使他在1782年当选为法国科学院院士。

1777年，库仑发明了一种扭秤，后人称之为库仑秤。这个秤可以用来测量微弱的力。1785至1789年间，他发表了七部电学与磁学的著作。库仑还用这个秤来测量两个点电荷的相互作用力，确定了这个力和两个电荷的乘积成正例，和两者距离的平方成反比。这条库仑定律有时又被称为平方反比定律。

除了科学研究外，库仑还从事社会服务，他在法国教育部担任重要职务，并担任水利资源部总监。后来由於高层官僚对他生恶，才停止了他所有社会活动。1789年法国大革命爆发，他隐居了好几年，完全投身於科学研究。

库仑的一系列著作丰富了电学与磁学研究的测量方法，并将牛顿力学的原理扩展到电学与磁学。他的扭秤被用於精密的测量及其他物理学的实验。拿破仑掌权之后，又恢复了他所有的公职，他担任这些职务直至1806年卒於巴黎

第五篇：量子物理的小故事

量子物理的小故事

原来量子力学是这么搞出来的(献给学习固体物理的苦主们)来源： 宋飞 Leon的日志

一

故事发生在二十世纪初的法国。

巴黎。

一样延续着千百年的灯红酒绿，香榭丽舍大道上散发着繁华和暧昧，红磨坊里弥漫着躁动与彷徨。

路上走着一个年轻人，名叫德布罗意（De Broglie）。在当时，这名字屌得就跟你说你姓爱新觉罗一样。事实上德布罗意的爸正是法国的一个伯爵奸内阁部长，德布罗意正是一个典型的富二代。

这样一个不愁吃穿不愁房只是成天愁着如何打发时光的纨绔子弟自然要找一个能消耗精力的东西来度过那些寂寞的日子。这一点至今未变。

而他选择了„„研究中世纪欧洲史，据说这倒也不仅是为了装B——中世纪史中有着很多神奇的东西吸引着他，据说。

时间转眼到了１９１９，这个科学界骚动的年代。

比如，就在这一年，德布罗意突然萌生了转系的念头。他发现，原来物理学中有着更多神奇的东西吸引着他，尤其是感兴趣于当时正流行的：

量子论。

简言之，他就是迷恋于当时一个很潮的观点：光是粒子。

按说这本该不值个烂钱，因为几百年前一个大牛牛顿就曰过：光是粒子。不过后来这个观点被菲涅尔、泊松一群做光学的搞得很久不流行了。几百年来，科学界正统的观点是：光是波。十几年前的一天，某君普朗克突然说：原来光还是粒子啊~~！大家本来不想鸟他，结果爱因斯坦用他的理论做着做着就做出了光电效应！这本来是物理学里的一朵乌云，现在突然没了，于是学界就哗然了。

当年的德布罗意倒并不见得对这一观点的物理思想有多么深刻的见地，按他的理解，光是粒子就是在说原来牛顿是对的我们被后人忽悠了。或许一时冲动，年轻人告别了中世纪欧洲史，告别了奢侈糜烂的生活，来到了一派宗师朗之万门下，说：请您收我念PhD吧。

二

历史上，郎之万为什么给德布罗意offer已经很难说清，德布罗意到底花了多少精力去读他的PhD也已经很难说清。白驹过隙，五年说过就过了。作为历史系中世纪欧洲史专业的德布罗意，发现转到物理系以后的确力不从心。

当下，很现实的问题就是如何搞定那篇令他蛋疼的毕业论文，算是对青春一个交代。

这个问题让他辗转反侧很多年。毕不了业，烦！德布罗意只听爱因斯坦那帮家伙一直念什么光是粒子还是波„„普朗克早不念了，他不坚定，已经完全抛弃自己当初的量子假设，转回去做经典了。波呢，还是粒子？粒子呢，还是波？还是是粒子又是波

呢？毕不了业啊，烦！

纠结五年终于过去了。抓住１９２４的尾巴，德布罗意终于提交了自己的博士论文。

不计封面，论文只有一页之多一行。遥想在那个没有枪手、没有万方的时代，这已经是不容易了。

他的一页纸的论文反复而执着地论述粒子是波波是粒子，说来说去就一句话：既然波可以是粒子，那么粒子未必不能是波。光既然可以既是粒子又是波，别的粒子干嘛不行？

波的波矢和角频率与粒子动量和能量的关系是：

p=h/(2*pi*k), E=hv

这是他的论文里出现的唯一两个公式，其他主要是议论和感想。

其实，就这两个公式也是从爱因斯坦发表于1905年那篇《光电效应》中借用而来的。

很难想象这样一篇博士论文是怎样通过答辩的。

正式表决之前，德布罗意的老板也就是朗之万得知，论文评审委员会的六位教授中的三位表示一定会投反对票。

本来在欧洲，一个学生苦读数年都那不到学位是很正常的事情，更别说一个来混日子的的花花公子。这一点也至今未变。

然而，偏偏德布罗意的父亲又是一位权高望众的内阁部长。名门之下，德公子寒窗五年，最后连一个Ph.D都没拿到，双方岂不都很没面子？

情急之中，朗之万往他的一个好朋友那里寄了一封信。

也许当初的朗之万只是碍于情面想帮德布罗意混得一个PhD，然而事实上，这一封信却改变了科学史。

三

这封信的收信人是爱因斯坦。

信的内容大致如下：

尊敬的爱因斯坦阁下：

在我这里有一位研究生，已经攻读了五年的博士学位，如今即将毕业。给你看他的毕业论文！当中有一些想法„„我觉得很新鲜„„

„„请问您怎么看？

另，该研究生的父亲是弊国的伯爵，内阁的**部长„„

若您„„将来您来法国一定会受到最隆重的接待！

朗之万

就是说，如果您不肯给个面子，以后就甭来法国了。

不知爱因斯坦是出于知趣呢，还是出于因为自己当年的离经叛道产生的惺惺相惜，对着这满篇色即是空空即是色一样的文字盯了半天，他很客气回了一封信，大意是说：It is interesting.在英语里，interesting一般用于描述一种想说它好却说不出怎么好所以不知怎么说才好的微妙状态。此时的爱因斯坦已颇有威望，既然他都说interesting了，评审委员们也就心领神会了。

终于，化险为夷。

浪荡子弟德布罗意就这样拿到PhD，回去炫耀去了。

按照当时欧洲的学术

传统，朗之万需要将德布罗意的博士论文分寄到了欧洲各大学物理系。

几乎所有人都以为事情会就此了结，以为德布罗意那篇“很有趣”的博士论文在档案堆里从此埋没。

然而历史总喜欢以不确定性原理来开玩笑。而这个玩笑顺带着改变了许多人的命运。

在朗之万寄出的博士论文中，有一份来到了维也纳大学。

四

1926年春，维也纳。

当时在维也纳大学物理系老大是德拜，他收到这份博士论文后，把它交给了他的组里面一位已经年届不惑的老讲师，说：回去看了下次组会讲下。

想一想，一大把年纪了还在讲台上晃荡，其学术生涯多么朦胧而惨淡。德拜将任务交给他时说：

“你现在研究的问题不重要，不如给我们讲讲德布罗意的论文吧。”

这位讲师的名字叫做：

薛定谔

在接下来的两周里，薛定谔仔细的读了一下德布罗意的“博士论文”，其实从内容上来讲根本就用不上“仔细”二字，薛定谔的这篇论文只不过一页之多一点，公式也不过就两个而已，并且是已经在爱因斯坦发表的论文中出现过的。

然而论文里说的话却让薛定谔一头雾水，薛定谔只知道德布罗意大讲了一通“波即粒子，粒子即波”，除此之外则是两个黄鹂鸣翠柳——不知所云。

两周之后，薛定谔硬着头皮把这篇论文的内容在seminar上讲了一下，讲完之后，听这也是云里雾里，而老板德拜则做了一个客气的评价：

“这个年轻人的观点还是有些新颖之处的，虽然显得很孩子气，当然也许他需要更深入一步，比如既然提到波的概念，那么总该有一个波动方程吧！”

多年以后，有人问及德拜是否后悔自己当初作出了这一评论，而没有自己埋头深入，德拜自我解嘲的说：

“你不觉得这是一个很好的评论吗？”

德拜建议薛定谔做一做这个工作，两周以后seminar的时候再讲一下。

仅仅两周，世界为之一变。

薛定谔再次出现在seminar上讲解德布罗意的论文的时候，他宣布，他为德布罗意的“波”找

了这样一个方程。

这个方程就是“薛定谔方程”！

当然，在薛定谔方程诞生之初，没人真正把这给德布罗意的“波”生搬硬套上的方程当回事。常识是：德布罗意的那篇论文已经是学界公认的垃圾了，而从垃圾里翻出来的自然如同垃圾。当时还有一首打油诗讽刺薛定谔和他的方程：

欧文的psi，算来真灵通； psi是个啥，没人看得懂。

psi是薛定谔方程中的波动变量，欧文是薛定谔的名字。

“这货不至于是

个鸡肋吧！”他想。

薛定谔的故事似乎要再一次陷入平庸，然而平庸往往是正酝酿奇迹的缘由，只因人对平庸的不甘。

五

如果把上世纪初的物理学比作一潭湖水，前面的故事都好比湖水深处的**——湖的表面却是风平浪静。

纵观两年以来的物理学界：哥本哈根已然成为量子理论界的“屠龙”——普朗克和爱因斯坦理论的启发下，哥本哈根学派掌门人一代宗师玻尔提出了著名的“三大核心原理”，成功解释氢光谱。1925年，玻尔的得意大弟子海森堡进一步提出了描述氢原子轨道的理论。那个年代，没有线代，没有数学物理方法，精通数学的物理学家本来屈指可数，就连数学很强的海森堡本人也并未必知道同时代那些数学家在搞什么飞机。在他的理论出炉之后，学弟玻恩悄悄地告诉海森堡大师兄你用的东西在数学里叫：矩阵。

于是，矩阵力学走上了历史的舞台。

天下大变，仅一步之遥。

此时的薛老师正带着他的情妇在阿尔卑斯山滑雪。

不知是大自然的唯美风景还是身边的温香软玉，冥冥之某种存在，给予薛定谔灵感。在“那两周”的最后几天里：

他从方程中得出玻尔的氢原子的解！

六

倚天一出，四海皆惊。

没人再敢把薛定谔的方程当扯淡了。

哥本哈根学派的掌门玻尔大为惊骇，急信至维也纳把薛定谔邀请到哥本哈根，切磋量子之精妙。

然而让玻尔遗憾的是，“切磋”了十天，不知因哥本哈根那帮子哥们儿的数学太强了还是薛定谔的数学太挫了，反正两个人根本不知道对方在说什么。在一场令人疲惫不堪又毫无结果的“哥本哈根论剑”之后，波尔悻悻地目送薛定谔回到维也纳。

薛定谔坚持努力工作，不久，矩阵力学和他的波动方程在数学上被证明等价。

“倚天”“屠龙”，合铸为一。

在此之后，薛定谔不断试图从更基本的原理和假设出发导出更基本的方程，但始终没有成功。不久他终于对这一切失去了耐性：他也转系了，去研究“生命是什么”。

历史继续着它的历史剧，不懂数学的德布罗意和薛定谔秒杀了那一年的诺奖，成为了闹剧中的主角。

按这故事的尿性，该是尾声了。

在这一让人啼笑皆非的历史中，上帝还是保留了某种程度的公正。

薛定谔得出它的波动方程仅在海森堡的矩阵力学的的诞生一年之后，倘若上帝把这个玩笑开得更大一点，让薛定谔在1925年之前就导出薛定谔方程，那恐怕矩阵力学就根本不可能诞生了。（波动方程也就是偏微分方程的理论是为大多

数物理学家所熟悉的，而矩阵在当时则几乎没人能懂。）如此则此前在量子领域辛苦奋斗了十几年的哥本哈根学派就真要集体吐血、暴毙而亡了！

薛定谔方程搞出了薛定谔方程，却到死都没有真正理解这个方程微妙，而对方程的解释也是错误的——正解为哥本哈根学派的玻恩作出。玻恩的解释让物理学界另一位大师——爱因斯坦极为震怒，他至死念念不忘“上帝是不掷筛子的”，此为后话。

而更为基本的物理，薛定谔试图获得而无力企及，则是有根本哈根学派的另一位少壮派弟子——狄拉克做出的。狄拉克领袖群伦，同克莱默、约尔当，也包括后来的魏扎克和伽莫夫、朗道等几代物理学家的努力，不断对理论进行修缮，最终确立了量子论的正统解释，史称“哥本哈根解释”。

量子力学的殿堂终于建立起来。