第一課
云里悟理有源流
主講人
《云里 · 悟理》系列微課簡介
當(dāng)我們在觀察自然或者在觀看科幻電影時候，我經(jīng)常會想到以下一些問題 ，比方講：
水是由什么組成的，為什么會流動 ？
云彩為什么會浮在天空而人不行？
我們能否回到過去，宇宙到底有多大？
我們能看到宇宙的邊界嗎？
這都是我們在從觀察中看到的現(xiàn)象，事實(shí)上這些現(xiàn)象也是物理學(xué)要研究并回答的問題。
什么是物理學(xué)
01
《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》
科學(xué)思想與方法的突破
02
培根
頭腦里也能做實(shí)驗(yàn)嗎
03
單斜板實(shí)驗(yàn)
船艙實(shí)驗(yàn)
那么理想實(shí)驗(yàn)告訴什么，就是說物理的運(yùn)動的規(guī)則和規(guī)律和在什么參照系里是無關(guān)的，這就是相對性的原理。
物理學(xué)的第一次統(tǒng)一
04
牛頓
靜電相互作用實(shí)驗(yàn)
但是盡管他們都在法國，他們并沒有意識到這兩個規(guī)律之間是有聯(lián)系的。那么，這個聯(lián)系是誰發(fā)現(xiàn)的呢？是大概過了幾十年之后，英國的物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)的。他發(fā)現(xiàn)：如果你在一個線圈導(dǎo)線的線圈里邊，你讓一個磁體從線圈通過的話，在線圈里邊是會產(chǎn)生電流的。相反，如果你讓磁鐵不動線圈運(yùn)動，它也會產(chǎn)生這樣一個電流。他的發(fā)現(xiàn)把安培和庫侖發(fā)現(xiàn)的電和磁的關(guān)系就統(tǒng)一了。
好嗨哦！感覺達(dá)到了巔峰！
05
到了19世紀(jì)末，牛頓力學(xué)、電磁學(xué)都發(fā)展得非常完善。而在同一時期實(shí)際上熱學(xué)光學(xué)也是發(fā)展得非常好，物理學(xué)似乎到了一種達(dá)到頂峰的感覺。在那個時候在19世紀(jì)的末期，就有一種盛行的觀點(diǎn)，就覺得好像物理學(xué)的大廈已經(jīng)建好，下面只是說要做一些裝修就夠了。
那么當(dāng)時很多人實(shí)際上是有這個觀點(diǎn)，比方講普朗克，這是一位德國的著名的物理學(xué)家，他也是量子之父，因?yàn)榱孔诱撌撬忍岢鰜淼?。普朗克?dāng)他在大學(xué)學(xué)習(xí)的時候18歲選擇專業(yè)的時候，他的老師就勸告他說，在物理這個領(lǐng)域，幾乎所有的發(fā)現(xiàn)都已經(jīng)完成了，剩下的只是填補(bǔ)一些不重要的洞。
普朗克
他們倆的意思都非常清楚，就是說這物理大廈已經(jīng)建完了，我們能做的事情下面就是去做一些修修補(bǔ)補(bǔ)的事情。但正當(dāng)大家覺得物理學(xué)好像已經(jīng)走到頭的時候，兩朵烏云飄來 。在1900年，開爾文，這是一位非常著名的物理學(xué)家，大家現(xiàn)在用的溫度的溫標(biāo)、絕對溫標(biāo)就是以他的名字命名。他在1900年4月27號的一次演講中，開頭就說，斷言熱和光是運(yùn)動模式的漂亮和清晰的動力學(xué)理論，目前被兩團(tuán)烏云所籠罩。
那么這是哪兩團(tuán)烏云？一團(tuán)烏云就是邁克爾遜莫雷的試驗(yàn)，他們的實(shí)驗(yàn)證明不存在以太，也就是太空里邊沒有以太存在 。這個理論實(shí)驗(yàn)結(jié)果和當(dāng)時的理論預(yù)言是不一致的。那么解決這個問題就誕生了相對論。相對論誕生也是物理學(xué)一個非常重要的事情，這是愛因斯坦的一個杰作。相對論把時間、空間和引力統(tǒng)一了。相對論是基于兩個物理原理。一個就是相對性原理，也就是物理定律：在一切坐標(biāo)系中都具有相同的形式；另一個原理就是光速不變原理 ：就是光速在所有坐標(biāo)系中都是一樣的。
物理學(xué)發(fā)展的兩個階段
06
前面我給大家介紹了一下物理學(xué)發(fā)展的歷史，下一節(jié)課我想跟大家進(jìn)一步介紹一下現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展的一些情況。
我們下一節(jié)課再見。
