物理學(xué)的發(fā)展和簡(jiǎn)介
物理學(xué)的發(fā)展和簡(jiǎn)介
物理學(xué)指事物的內(nèi)在規(guī)律，事物的道理，是研究物質(zhì)(質(zhì)量)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的自然科學(xué)，是一門以實(shí)驗(yàn)和觀察為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是物理學(xué)的內(nèi)容，希望大家喜歡!
物理學(xué)的由來(lái)
中文里的“物理”一詞，最早出現(xiàn)在戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，《鹖冠子·王鈇》一文中最早出現(xiàn)：“龐子云：‘愿聞其人情物理’，意思是事物的道理，之后被廣泛運(yùn)用，在《淮南子》，《莊子》，《荀子》等中國(guó)典籍中都有運(yùn)用。
而外語(yǔ)中的“物理”(physics)一詞最早出現(xiàn)于古希臘文φυσικ，原意是指自然。
物理學(xué)的歷史發(fā)展
早在石器時(shí)代前 ，人們就嘗試著理解這個(gè)世界：為什么物體會(huì)往地上掉、為什么不同的物質(zhì)有不同的性質(zhì)等等。宇宙的性質(zhì)同樣是一個(gè)謎，譬如地球、太陽(yáng)以及月亮這些星體究竟是遵循著什么規(guī)律在運(yùn)動(dòng)，并且是什么力量決定著這些規(guī)律。人們提出了各種理論試圖解釋這個(gè)世界，然而其中的大多數(shù)都是錯(cuò)誤的。這些早期的理論在今天看來(lái)更像是一些哲學(xué)理論，它們不像今天的理論通常需要被有系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)證明。像托勒密(Ptolemy)和亞里士多德(Aristotle)提出的理論，其中有些與我們?nèi)粘Ｋ^察到的事實(shí)是相悖的。當(dāng)然也有例外，譬如印度的一些哲學(xué)家和天文學(xué)家在原子論和天文學(xué)方面所給出的許多描述是正確的，再舉例如古希臘的思想家、哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家阿基米德(Archimedes)在力學(xué)方面導(dǎo)出了許多正確的結(jié)論，像我們熟知的阿基米德定律。
在十七世紀(jì)末期，由于人們樂(lè)意對(duì)原先持有的真理提出疑問(wèn)并尋求新的答案，最后導(dǎo)致了重大的科學(xué)進(jìn)展，被稱為科學(xué)革命?？茖W(xué)革命的前兆回溯到在印度及波斯所做出的重要發(fā)展，包括：印度數(shù)學(xué)暨天文學(xué)家Aryabhata以日心的太陽(yáng)系引力為基礎(chǔ)所發(fā)展而成的行星軌道之橢圓的模型、哲學(xué)家Hindu及Jaina發(fā)展的原子理論基本概念、由印度佛教學(xué)者Dignāga及Dharmakirti所發(fā)展之光即為能量粒子之理論，電磁學(xué)方面，發(fā)現(xiàn)了摩擦起電，由穆斯林科學(xué)家Ibn al-Haitham(Alhazen)所發(fā)展的光學(xué)理論、由波斯的天文學(xué)家Muhammad al-Fazari所發(fā)明的星象盤，以及波斯科學(xué)家Nasir al-Din Tusi所指出托勒密體系之重大缺陷。
萌芽時(shí)期
在古代，由于生產(chǎn)水平的低下，人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)主要依靠不充分的觀察，和在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的直覺(jué)的、思辨性猜測(cè)，來(lái)把握自然現(xiàn)象的一般性質(zhì)，因而自然科學(xué)的知識(shí)基本上是屬于現(xiàn)象的描述、經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和思辨的猜測(cè)。那時(shí)，物理學(xué)知識(shí)是包括在統(tǒng)一的自然哲學(xué)之中的。在這個(gè)時(shí)期，首先得到較大發(fā)展的是與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的力學(xué)，如靜力學(xué)中的簡(jiǎn)單機(jī)械、杠桿原理、浮力定律等。在《墨經(jīng)》中，有力的概念(“力，形之所以?shī)^也”)的記述;光學(xué)方面，積累了關(guān)于光的直徑、折射、反射、小孔成像、凹凸面鏡等的知識(shí)?！赌?jīng)》上關(guān)于光學(xué)知識(shí)的記載就有八條。在古希臘的歐幾里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直線傳播和反射定律的論述，并且對(duì)光的折射現(xiàn)象也作了一定的研究。發(fā)現(xiàn)磁石吸鐵等現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上發(fā)明了指南針。聲學(xué)方面，由于音樂(lè)的發(fā)展和樂(lè)器的創(chuàng)造，積累了不少樂(lè)律、共鳴方面的知識(shí)。物質(zhì)結(jié)構(gòu)和相互作用方面，提出了原子論、以太等假設(shè)。
在這個(gè)時(shí)期，觀察和思辨雖然是人們認(rèn)識(shí)自然的主要手段和方法，但也出現(xiàn)了一些類似于用實(shí)驗(yàn)來(lái)研究物理現(xiàn)象的方法。例如，我國(guó)宋代沈括在《夢(mèng)溪筆談》中的聲音共振實(shí)驗(yàn)和利用天然磁石進(jìn)行人工磁化的實(shí)驗(yàn)，以及趙友欽在《革象新書》中的大型光學(xué)實(shí)驗(yàn)等就是典型的事例。
總之，從遠(yuǎn)古直到中世紀(jì)，由于生產(chǎn)的發(fā)展，雖然積累了不少物理知識(shí)，也為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的產(chǎn)生準(zhǔn)備了一些條件并做了一些實(shí)驗(yàn)，但是這些都還稱不上系統(tǒng)的自然科學(xué)研究。在這個(gè)時(shí)期，物理學(xué)尚處在萌芽階段。
發(fā)展時(shí)期
五世紀(jì)末葉，資本主義生產(chǎn)關(guān)系的產(chǎn)生，促進(jìn)了生產(chǎn)和技術(shù)的大發(fā)展;席卷西歐的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)，解放了人們的思想，激發(fā)起人們的探索精神。近代自然科學(xué)就在這種物質(zhì)的和思想的歷史條件下誕生了。系統(tǒng)的觀察實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)演繹相結(jié)合的研究方法被引進(jìn)物理學(xué)中，導(dǎo)致了十七世紀(jì)主要在天文學(xué)和力學(xué)領(lǐng)域中的“科學(xué)革命”。牛頓力學(xué)體系的建立，標(biāo)志著近代物理學(xué)的誕生。整個(gè)十八世紀(jì)，物理學(xué)處在消化、積累、準(zhǔn)備的漸進(jìn)階段。新的科學(xué)思想、方法和理論，得到了傳播、完善和擴(kuò)展。牛頓力學(xué)完成了解析化工作，建立了分析力學(xué);光學(xué)、熱學(xué)和靜電學(xué)也完成了奠基性工作，成為物理學(xué)的幾門基礎(chǔ)學(xué)科。人們以力學(xué)的模型去認(rèn)識(shí)各種物理現(xiàn)象，使機(jī)械論的自然觀成為十八世紀(jì)物理學(xué)的統(tǒng)治思想。到了十九世紀(jì)，物理學(xué)獲得了迅速和重要的發(fā)展，各個(gè)自然領(lǐng)域之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化被普遍發(fā)現(xiàn)，新數(shù)學(xué)方法被廣泛引進(jìn)物理學(xué)，相繼建立了波動(dòng)光學(xué)、熱力學(xué)和分子運(yùn)動(dòng)論、經(jīng)典電磁場(chǎng)理論等完整的、解析式的理論體系，使經(jīng)典物理學(xué)臻于完善。由物理學(xué)的巨大成就所深刻揭示的自然界的統(tǒng)一性，為辨證唯物主義的自然觀提供了重要的科學(xué)依據(jù)。
現(xiàn)代
十九世紀(jì)末葉，物理學(xué)上一系列重大發(fā)現(xiàn)，使經(jīng)典物理學(xué)理論體系本身遇到了不可克服的危機(jī)，從而引起了現(xiàn)代物理學(xué)革命。由于生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，精密、大型儀器的創(chuàng)制以及物理學(xué)思想的變革。這一時(shí)期的物理學(xué)理論呈現(xiàn)出高速發(fā)展的狀況，研究對(duì)象由低速到高速，由宏觀到微觀，深入到廣垠的宇宙深處和物質(zhì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，對(duì)宏觀世界的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和微觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，產(chǎn)生了重大的變革。
相對(duì)論和量子力學(xué)的建立，克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，完成了從經(jīng)典物理學(xué)到現(xiàn)代物理學(xué)的轉(zhuǎn)變，使物理學(xué)的理論基礎(chǔ)發(fā)生了質(zhì)的飛躍，改變了人們的物理世界圖景。1927年以后，量子場(chǎng)論、原子核物理學(xué)、粒子物理學(xué)、天體物理學(xué)和現(xiàn)代宇宙學(xué)，得到了迅速的發(fā)展。
物理學(xué)向其它學(xué)科領(lǐng)域的推進(jìn)，產(chǎn)生了一系列物理學(xué)的新部門和邊緣學(xué)科，并為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提供了新思路和新方法?，F(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展，引起了人們對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、空間、時(shí)間、因果律乃至生命現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)的重大變化，對(duì)物理學(xué)理論的性質(zhì)的認(rèn)識(shí)也發(fā)生了重大變化。
越來(lái)越多的事實(shí)表明，物理學(xué)在揭開微觀和宏觀深處的奧秘方面，正醞釀著新的重大突破?，F(xiàn)代物理學(xué)的理論成果應(yīng)用于實(shí)踐，出現(xiàn)了像原子能、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、激光、宇航等許多新技術(shù)科學(xué)。這些新興技術(shù)正有力地推動(dòng)著新的科學(xué)技術(shù)革命，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展。而隨著生產(chǎn)和新技術(shù)的發(fā)展，又反過(guò)來(lái)有力地促進(jìn)物理學(xué)的發(fā)展。這就是物理學(xué)的發(fā)展與生產(chǎn)發(fā)展的辯證關(guān)系。
物理學(xué)的分支
牛頓力學(xué)(Mechanics)與理論力學(xué)(Rational mechanics)研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及關(guān)于時(shí)空相對(duì)性的規(guī)律
電磁學(xué)(Electromagnetism)與電動(dòng)力學(xué)(Electrodynamics)研究電磁現(xiàn)象，物質(zhì)的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律
熱力學(xué)(Thermodynamics)與統(tǒng)計(jì)力學(xué)(Statistical mechanics)研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn)
相對(duì)論(Relativity)研究物體的高速運(yùn)動(dòng)效應(yīng)以及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律
量子力學(xué)(Quantum mechanics)研究微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象以及基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律
此外，還有：
粒子物理學(xué)、原子核物理學(xué)、原子物理學(xué)與分子物理學(xué)、固體物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)、激光物理學(xué)、等離子體物理學(xué)、地球物理學(xué)、生物物理學(xué)、天體物理學(xué)等等。
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