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人类有没有可能靠自身的力量扔起一个重物,然后靠重物的惯性将自己带离地面

时间: 2022-07-11 00:59:47 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 105次

人类有没有可能靠自身的力量扔起一个重物,然后靠重物的惯性将自己带离地面

为什么有惯性

有时候越容易的问题越难回答。rn就像天为什么是蓝的,19世纪才能回答。rn而天为什么是黑的,一直到20世界未才能回答。rnrn今天提一个问题。为什么有惯性,惯性从何而来?
惯性是物理学中最基本的概念之一,也是学习物理学最早遇到的概念之一。这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析,促进物理学重大进展,其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法的教益,是培养学生科学地思考问题的能力非常有效的素材。

一、惯性概念的肇始和牛顿的综合

惯性一般是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。人们对于惯性这一认识有赖于惯性定律的建立,而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运动状态改变的认识,这一点在人类认识发展史上经历了漫长的岁月。

在人类思想史上,两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响,然而他关于物理学的论述,许多都是错误的。他把物体的运动分为自然运动和强制运动。他认为圆周是完善的几何图形,圆周运动对于所有星体都是天然的,因而是自然运动;另外,地球上的物体都具有其天然位置,重物趋于向下,轻物趋于向上,如果没有其他物体阻碍,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有形式的运动则都是强制运动。他还进而指出,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才能发生;当外力的作用停止时,运动也立即停止。从这里可以看出亚里士多德肯定了两点:一,自然运动不涉及曳力的问题,只有强制运动才存在力的问题;二、力是物体强制运动的原因。从今天来看,这显然是错误的,然而它束缚了人们近两千年。

从这种把物体的运动归结为外力作用的观念,可以提取出静止物体具有惯性的概念。开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐和论》中写道;“天体有留在天空中任何地方的性质,除非它被拖曳着。”“如果天体不赋有类似于重量的惯性,要使它运动就不需要力,最小的动力就足以使它有无限的速度,但由于天体公转需要用一定的时间,有的长些,有的短些,因此非常明显,物质必须具有能说明这些差别的惯性。”“惯性,或对运动的阻力是物质的一种特性,在给定的体积中,物质的量愈多,惯性愈强。”这大概是关于物体惯性的最早陈述。可以看出开普勒所说的惯性是指静止物体的惯性,甚至他已经认识到物体的惯性与它的质量有关,然而他显然受到亚里士多德思想的束缚,不可能思考运动物体是否具有惯性的问题。

伽利略开创了实验和理性思维相结合的近代物理研究方法,并用于研究物体的运动。他对于亚里士 多德关于物体运动的粗糙的日常观察、抽象的猜测玄想和想当然的思辨推理十分不满,他通过科学实验和科学推理得到许多正确的结果,总结在他的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632年)和《关于力学和运动两门新科学的对话。(1638年)中,其中一个重要的结果如下。假设沿斜面AB落下的物体,以B点得到的速度沿另一斜面BC向上运动,则物体不受BC倾斜的影响仍将达到与A点相同的高度,只是需要的时间不同;当第二个斜面变成既不上升,亦不下降的水平面时,物体将一直以已获得的速度永远向前运动。伽利略的思想无疑地比他的前辈前进了一大步,他认识到不受其他物体的作用,物体可以永恒地运动,这已经很接近惯性定律,但是伽利略还没有摆脱亚里士多德的影响,他所说的水平面是和地球同心的球面,也就是说,那种不受其他物体作用的物体的永恒运动是圆周运动,因此我们还不能说伽略发现了惯性定律。

最早清楚表述惯性定律并把它作为原理加以确定的是笛卡儿。笛卡儿是唯理论哲学家,他试图建立起整个宇宙在内的各种自然现象都能从基本原理中推演出来的体系,惯性定律就是他的体系中的一条基本原理。他在他的《哲学原理》(1644年)一书中把这条基本原理表述为两条定律:一、每一单独的物质微粒将继续保持同一状态,直到与其他微粒相碰被迫改变这一状态为止;二、所有的运动,其本身都是沿直线的。然而笛卡儿没有建立起他试图建立的那种能演绎出各种自然现象的体系,其中许多是错误的,不过他的思想对牛顿的综合产生了一定的影响。

牛顿1661年进入剑桥大学学习亚里士多德的运动论,1664年他从事力学的研究,摆脱了亚里士多德的影响。他继承了伽利略重视实验和逻辑推理的研究方法,他也继承了笛卡儿的研究成果。他深入地研究了碰撞问题、圆周运动以及行星运动等问题,澄清了动量概念和力的概念。1687年出版著作《自然哲学的数学原理》,以“定义”和“公理,即运动定律”为基础建立起把天上的力学和地上的力学统一起来的力学体系。惯 性定律就是牛顿第一定律,表述为“所有物体始终保持静止或匀速直线运动状态,除非由于作用于它的力迫使它改变这种状态。”惯性定律真正成为力学理论的出发点。

根据惯性定律,物体具有保持原有运动状态的属性,这种属性称为惯性。不仅静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性;物体惯性的大小用其质量大小来衡量。至此,人们对于物体惯性的认识达到第一阶段比较完善的程度。从此,人们对于运动中的种种惯性现象都能很好地理解;在实际中设计出种种利用惯性造福和防止惯性伤害的措施。

二、惯性与能量

对于惯性认识的一个重要进展是惯性与能量的关系。

能量是物理学里普遍关注的问题。运动的物体有动能;相互作用的物体有势能,如重力势能、引力势能、电势能等等;其他还有热能等等。在研究弹性变形体和流体的运动时,人们认识到经受应力的物体的势能分归属于物体的每一部分,而流体的输运则伴随有能量的传送。麦克斯韦电磁场理论建立和被赫兹电磁波实验证实之后,人们认识到电磁作用是通过场实现的,电磁场的实在性在认识上开始形成,场中不仅贮存有能量,能量的传送也是通过场来传输的,即存在能流:能流与场的动量联系在一起。人们研究电子的运动,运动电子周围存在变化的电场,变化的电场又产生磁场,两者的共存又导致存在能流和动量,它们同电子的速度平行。因此这一附加的动量意味着电子存在附加的惯性质量。有一时期,甚至有人猜测可能电子的全部质量来源于电磁场。这里第一次遇到电磁能量的惯性,提示了惯性与能量的联系。

1905年爱因斯坦发表狭义相 对论,这是一个崭新的物理理论,它统一了力学理论和电磁学理论,带来了时空观的根本变革。爱因斯坦随后证明质能关系,E=mc2,一定的质量对应于一定的能量,反之一定的能量对应一定的质量。在这里,能量包括了能量的各种形式,突破了上面把某一种形式的能量与惯性联系起来的认识。这样,惯性是能量的属性,能量具有惯性(质量),任何惯性质量都应归因于能量。作为物理学基本概念和物质的量的质量概念退居次要的地位,如今在近代物理中能量、动量等概念要比质量、力等概念要重要得多。

能量具有惯性拓宽了对于惯性的认识,也拓宽了对于能量的认识。它带来的重大实用价值就是核能的释放。在裂变反应中,裂变产物的静质量小于裂变前物质的静质量,质量亏损释放出大量裂变能;在聚变反应中,聚变产物的静质量小于聚变前物质的静质量,质量亏损释放出大量的聚变能。它也使得人们很好地认识许多物理现象,包括涉及物质的全部质量与能量转化的正反粒子对的产生和湮没过程。

三、牛顿的绝对空间和马赫原理

让我们再回到惯性定律。惯性定律是近代力学的基础。作为基础性的定律是值得深思的。显而易见,考查物体的运动离不开参考系。惯性定律并非在任意的参考系中都成立。惯性定律成立的参考系称为惯性系,凡是相对于惯性系作匀速直线运动的参考系也都是惯性系,惯性定律在其中都成立;而相对于惯性系作变速运动的参考系,惯性定律都不成立,它们就称为非惯性系。在非惯性系中考查物体运动,牛顿第二定律也不成立。为了在非惯性系中仍然保持牛顿第二定律的形式,除了物体之间实在的相互作用之外,还必须考虑一种与物体质量有关且与非惯性系相对 于惯性系的加速度有关的力。这个力因为与物体的惯性有关,故称为惯性力。通常认为它不是物体之间实在的相互作用力,因而是“虚拟的”。

立刻产生一个问题,惯性系在哪里,或者什么样的参考系是惯性系?深入地研究发现,这在理论上和实践上都存在根本的困难。首先,要问什么是惯性系,回答是惯性系就是惯性定律成立的参考系,那就是说,在这个参考系中一个不受外力作用的物体总是处于静止或匀速直线运动状态。那么不受外力作用又是什么意思呢?这就是说,在惯性系中处于静止或匀速直线运动状态的物体是不受外力作用的。这样就又回到什么是惯性系的问题。这是一具逻辑循环,无助于解决什么样的参考系是惯性系的问题。其次,在实践中地球是一个相当好的近似的惯性系,我们在观察实验室中的许多力学现象,都可以把地球看作惯性生活费,但是地球肖自转,并且绕着太阳在旋转,有一些力学现象显示出地球的这种转动效应,例如惯性离心力,科利奥莱力等,因此地球并不是严格的惯性系。太阳及其邻近的恒星组成的参考系是比地球更好的惯性系。进一步的研究表明太阳是银河系中的一颗普通恒星,它同其他银河系听恒星一起绕银心旋转,作变速运动,因而太阳参考系也不是严格的惯性系。根据这种经验,我们可以取更大的天体系统的平均静止参考系以趋近严格的惯性系。看来我们可以不断地趋近惯性系,但却不能找到严格的惯性系。

这样,我们有了支配物体运动的力学规律(牛顿定律)但是却无法确定牛顿定律成立的惯性系。牛顿的力学理论如同建立在沙滩上的建筑物。牛顿深知他的力学理论中的这一脆弱的根基。他提出的解决办法是引入绝对空间。他想信存在绝对空间,“绝对空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的”,这样就可以在绝对空间里区别物体是处于静止、匀速运动还是变速运动,从而也就能够确定惯性系和非惯性系。为了说明绝对空间和绝对运动的存在,他提出一个著名的“水桶实验”,其大意如下。一个盛有一半水的桶挂在拧得很紧的绳子上,松开手后,桶和水的运动经历以下三种情形:(1)开始,桶在绳恢复原有状态的作用下快速旋转,由于水和桶的粘滞力很小,水尚未旋转起来,水面是平的;(2)在粘滞力长时间的作用下,水和桶一起旋转,水受到惯性离心力的作用向桶壁挤压,水面呈下凹形;(3)让桶突然静止,水仍在旋转,水面仍然是下凹。牛顿分析以上实验结果认为,在(1)(3)两种情形,水对于桶都有相对运动,但前者水面是平的,而后者是下凹的,在(2)(3)两种情形,无论水对于桶是否有相对运动,水面都是下凹的,因此,水对于桶的相对运动不是水面下凹的原因,水面下凹的真正原因在于水在空间里作绝对转动,受到惯性离心力造成的。这说明存在着可以观察出物体作绝对运动的绝对空间,加速度是绝对的。

牛顿的绝对空间和绝对运动继承了人们自古以来认为空间和时间物质及其运动相对独立而无论的直觉,被大多数人所接受,它还受到哲学家康德的支持,康德说过;“我们永远不能表象出没有空间,可是我们却很能设想空间中没有对象。”但是牛顿的绝对空间和绝对运动受到他同时代人的批评,其中著名的有莱布尼兹和贝克莱,莱布 尼兹认为那种与物质客体相分离的任何空间概念都是哲学上没有必要的,贝克莱则指出,认为空间是“一种永久的、自存的、无限的、不可分的、不可变的东西”“是有害的、荒谬的”,然而他们都未能提出任何观念,发展一种新的动力学理论来替代牛顿理论,不过他们的看起来十分挑剔的批评对后有着潜在的影响。

对牛顿绝对空间的第一个建设性批评来自两百年后奥地利的物理学家和哲学家马赫。马赫在他1883年出版的《力学史评》一书中对牛顿的绝对空间和绝对运动作了深刻的批评。关于牛顿的“水桶实验”,书中写道:“牛顿的旋转水桶实验只是告诉我们,水对于桶壁的相对旋转不引起显著的离心力,而这离心力是由水对地球及其他天体质量的相对转动所产生的。如果桶壁愈来愈厚,愈来愈重,直到厚达几英里时,那就没有人能说这实验会得出什么样的结果。”“如果把水桶固定,让众恒星旋转,能够再次证明离心力会不会存在吗?”在马赫看来,牛顿水桶实验中凹行为并不能区分究竟是水相对绝对空间的转动,还是水相对于众星体的转动,因此,并不能由此得出存在绝对空间的结论,相反地,把水面下凹行为看成是由于水相对于从星体转动,水桶内壁以外的所质量的吸引和带动所造成的,要更自然些。

马赫是出于他关于我们的世界的一种非常儿到的哲学见解,对牛顿的绝对空间作出深刻批判的。他在书中写到;“我们不要忘记,世界上的一切事物都是相互联系、相互依赖的。”要注意,马赫强调的是相互联系、相互依赖、相互影响,那种只有一方依赖于一方而不被另一方所依赖,一方可影响另一方而不被另一方所影响的事物是不存在的,是虚构的,也是“同科学中的思维方式相矛盾的”(爱因斯坦语)。在牛顿力学中绝对空间就是这样的虚构,它会影响到物体的动力学性质,譬如,只有相对经来说,惯性定律才成立,但是物质的运动反过来却不能对绝对空间产生丝毫影响。既然是一种不能被人们的经验所证实的虚构,它就应该从科学中剔除出去。概括起来,马赫的观点是,物体的运动不是绝对空间中的绝对运动,而是相对于宇宙中其他物质的相对运动,因而不仅速度是相对的,加速度也是相对的;在非惯性系中物体所受的惯性力不是“虚拟的”,而是一种引力的表现,是宇宙中其他物质对该物体的总作用;物体的惯性不是物体自身的属性,而是宇宙中其他物质作用的结果。马赫的精辟见解被爱因斯坦取名为马赫原理。

马赫的批判带来了人们对于运动和惯性认识的重大变革。牛顿认为存在着绝对空间和绝对运动;物体的惯性是它自身的属性,如果撤掉了一个物体周围的所有其他物质,那么这个物体将由于它自身的惯性作惯性运动。而马赫则认为,根本不存在绝对空间和绝对运动,物体的运动是相对于宇宙中天体的运动;物体的惯性是宇宙中所有天体作用的结果,撤掉一个物体周围的所有其他物质,则无法去判断它作什么运动,因而它也就不再具有惯性。

马赫独树一帜的思想深刻地提示了牛顿力学理论根基上的纰漏,同时也指出了改造牛顿力学理论的契机,这就是放弃绝对空间和绝对运动,把物体的惯性与宇宙中所有其他物质对它的作用联系起来。

爱因斯坦建立狭义相对论后就认识到“狭义相对论不过是必然发展过程的第一步”,他时而思考狭义相对论的不足。一方面,狭义相对论指出,所有的惯性系都是等价的,速度是相对的,不存在绝对静止的惯性系,因此狭义相对论否定了一个优越的参考系(绝对静止的惯性系);但是它却肯定了一类特别优越的参考系,那就是惯性生活费,它比非惯性系更要优越,其中的物理规律特别简捷。然而对于为什么惯性系在物理上比其他参考系更优越,狭义相对论不能作出回答。另一方面,狭认相对论指出,物理作用传播的极限速度是光速 c,这样狭义相对论就在整个物理学中排除了超距作用。引力是力学研究的重要课题。然而牛顿引力定律的表述是超距作用的,牛顿引力定律与狭义相对论不相容。因此需要发展一种把引力问题纳入,且能回答是否存在特别优越参考系的更为广泛的相对论。马赫的思想对于爱因斯坦无疑是一个重要的启发。爱因斯坦曾说过:“……可以十分正确地认为马赫是广义相对论的先驱。”

四、惯性质量和引力质量

发展一种新的理论,仅有哲学上的启迪和对于旧理论的批判是不够的,还需寻找建立新理论的突破口。爱因斯坦建立广义相对论的突破口来自三百年前伽利略的另一项重要贡献。

伽利略在他的《关于力学和运动两门新科学的对话》中写道:“我曾经做过试验,可以向你保证,从200肘尺高处放下的一颗一两百磅甚至更重的炮弹,不会比一同放下的仅重半磅的枪弹到达地面要领先一秒钟。”这段叙述表明所有物体的重力加速度相同。亚里士多德曾根据他的运动风,重物下落是物体回归天然位置的自然运动,物体越重,趋向天然位置的倾向就越大,自然得出物体越重,下落得越快。伽利略反对亚里士多德的运动知识化 ,他以实验事实作了不力的反驳。然而他并同有认识到这条定律的深刻含义。

所有物体的重力加速度均相同,反映的是任何物体的惯性质量与引力质量相等。根据牛顿定律,作用在物体上的外力等于物体的质量乘以获得的加速度,这里的质量是物体的惯性质量;另一方面,物体下落时,作用在物体上的力是地球对它的吸引力,它与物体的引力质量成正比。既然物体在重力作用下加速度不依赖于物体,则引力 质量与惯性质量成正比;选取相同的单位,两者相等。

我们知道,惯性质量是物体惯性的量度,反映物体对加速度的阻抗,而引力质量是物体引力属性的量度,反映物体产生和承受引力的能力。它们显然是物质的两种完全不同的属性,描述物质两种不同性质的量是否严格相等是一个问题,并第一次想到用实验来明确检验两者的等同性。他在他的《原理》一书中记叙了他所做的实验。他做了两只等大的圆木盒,用11英尺长的细绳悬挂起来构成摆,一只装满了木料,另一只装入得量的金或银、铅、玻璃、沙、食 盐、水以及小麦等等,比较它们的摆动周期。根据牛顿定律容易得出周期T。可以看出仅当惯性质量m惯与引力质量m引之比与材料无关,两摆的周期才会相等。牛顿实验中没有观察到两摆周期的差异,由此他推算出m引/m惯=1+0(10-3),即两者相符合的精度在10-3以内。以后又有不少物理学家做实验,把精度提高了许多,如1830年贝塞耳得0(10-5),1889年厄缶得0(10-8),1964年迪克得0(10-11),1971年布拉金斯基得0(10-12)。

看来惯性质量和引力质量相等是一条严格的定律。那么,这是一种巧合吗,还是有更深刻的原因?它意味着什么?这是又一个值得思考的问题。人们研究发现,在牛顿力学中无法加以说明,于是长时期里它就成为游离于物理学之外而不加重视的一个结论。

爱因斯坦对于惯性质量和引力质量严格相等的印象很深,他在给英国格拉斯哥大不所作的报告《广义相对论的来源》中说:“在引力场中,一切物体都具有同一加速度。这条定律也可表述为惯性质量同引力质量相等的定律,它当时就使我认识到它的全部得要性。我为它的存在感到极为惊奇,并猜想其中必定有一把可以更加深入地了解惯性和引力的钥匙。”他一直深信:“一个有希望受到应有的信任的理论,必须建立在有普遍意义的事实上。”而这一惯性质量同引力质量相等的定律的确是一个奇特的具有普遍意义的事实 。他不断地思考这一问题,终于有一天找到了问题的答案。他于1922年在日本京都大学所作的报告《我是如何发现相对论》中说道:“这个难题的突破点突然在某一天找到了。那天,我坐在伯尔尼专利局办公室里,脑子里突然闪现一个念头:如果一个人正在自由下落,他决不会感到他有重量。我吃了一惊。这个简单的想象给我的印象太深刻了。它把我引向新的引力理论。我继续想下去:下落的人正在作加速运动,可是在这个加速参考系中,他有什么感觉?他如何判断面前所发生的事情?”爱因斯坦在这里所说的突然闪现的念头就是那著名的爱因斯坦升降机的理想实验。设想观察者在一个密封的升降机里做力学实验,一种情形是升降机静止在地面上(地球看成是惯性系),它是一个惯性生活费,其中存在地球的引力场,由于m惯 = m引 ,任何物体的重力加速度均相等为g;另一种情形是升降机远离一切物体,即处于没有引力场的地方,它相对于某个惯性系以加速度g上升,它是一个非惯性系。在这两种情况下,观察者测得物体下落的加速度是g,他观察到的力学现象都相同,他无法断定他所在的参考系究竟是有引力场的惯性系还是并无引力的非惯性系。这表明物体在非惯性系中的运动等效于引力场作用下的运动,或者说非惯性生活费与引力场等效,爱因斯坦把它称为“等效原理。”根据等效原理,引力场可以用非惯性来消除,例如在引力场中自由降落的参考系中就消除了引力,在这个自由落体系中,惯性定律很好地成立,一个不受外力作用的物体将保持其原有运动状态,这一参考系实在是很好的惯性系,其中物理规律具有狭义相对论的形式。另外,非惯性系与引力场等效,非惯性系与惯性系就没有原则性的区别,它们都可以同样好地用来描述物体的运动,没有哪一个比另一个更优越。由此爱因斯坦把狭义相对性原理推广为一切参考系都是等价的,没有哪一个比另一个更优越,爱因斯坦把它称为广义相对性原理。爱因斯坦的广义相对论就是在等效原理和广义相对性原理这两条原理的基础上发展起来的。在广义相对论中,惯性系不再是理论上和实践上不可捉 摸的,它就是自由落体系;前述狭义相对论的两点不足通过等效原理和广义相对性原理联系在一起一揽子加以解决,广义相对论清楚地回答了不存在特别优越的惯性系,所有的参考系对于描述物体的运动都是等价的,而引力问题通过广义的时空坐标变换纳入相对论理论中。

由此可见,原来牛顿力学中无法加说明的惯性质量与引力质量相等不再是游离于物理学之外的一个普遍事实,而是成为意义得大的广义相对论的基石。爱因斯坦找到了这块基石,并由此发展了广义相对,这实在是爱因斯坦独具慧眼、超群绝伦的伟大贡献。

五、马赫原理的检验和评价

马赫的思想启发爱因斯坦,引导他改造牛顿力学,建立了广义相对论,马赫的功绩不可磨。然而马赫认为物体的惯性来源于宇宙中其他物质作用的想法(马赫原理)还值得进一步研究。

根据马赫原理,物体的惯性不是物体自身的属性,而是宇宙中其他物质对物体作用的结果,那么物体 近旁如果有一个大质量物体,它就会对物体的惯性产生影响。例如,处在银河系中的一个物体的质量应来自两部分,一部分来自宇宙整体的影响,它是各向同性的;另一部分来自银河系的影响,它应是各向异性的,物体朝着或离开银心加速时惯性质量会稍有不同。是否存在这一各向异性的影响是物理学家关心的问题。

有一些关于马赫原理的实验检验,其中一个实验的要点如下,如果惯性质量是各向同性的,原子Li7的基态能级在磁场中劈裂为四个等间距的能级,能级之间跃迁的吸收光谱是一条谱线;但如果惯性质量是各向异性的,能级的劈裂不是等距的,则能级之间跃迁的吸收光谱不是一条而是靠得很近的三条谱线。实验在12小时间隔内进行,在此时间内地球的自转相对于银心处于不同位置。结果没有观察到谱线分裂,根据观察到的线宽,估计出质量的各向异性部分与各向同性部分之比△M/M<10-21 。结果并不支持马赫原理。

进一步分析,按照马赫原理,在一块大质量物体的近旁,试验物体的惯性必定会有所不同,它将改变惯性系使试验物体向着大质量物质加速;而按照广义相对论,惯 性系是由局部引力场来决定的。它虽然表现了宇宙间全部物质的影响,但在局部惯性中,运动规律仍然是狭义相对论的形式,显示不出邻近大质量物体的影响。可见,马赫原理同广义相对论是对立的。

尽管马赫原理对爱因斯坦建立广义相对论起过积极的作用,但是马赫原理不是广义相对论的一个前提,也不是它的一个推论。究竟物体的惯性完全归因为外部的作用,还是归因于物体的内部性质,还有待于未来的研究。
这无法从物理上解答。只能从逻辑上解答。
首先物质有存在就必然有其存在的状态。这状态要么是变化着的,要么是静止不变的。我们的世界是变化着的。
状态的变化要么是完全依规律的,要么是部分依规律部分杂乱的,还有就是完全杂乱的。我们的世界至少不是完全杂乱的。
于是我们探寻规律。
对于我们探寻的规律,首先我们不可能探寻到所有的规律。其次我们得到的规律只是基于我们的观察范畴和思维范畴。因此是“被限制的真理”。
现在回到惯性定理。
通过我们对事物的观察,同一物体在受外力越小的情况下,越容易保持原来的运动状态。于是我们通过思想认为:在完全不受外力的情况,物体保持原来的运动状态。这个规律我们还没有发现有事实能推翻它的。因此我们称之为定律。
不过也不排除说:在完全不受外力的情况,物体仍有微小的运动状态的变化。不过这种变化太小以至目前不能被我们测出而已。
这也有可能。但我们不会把无谓地讨论这种情况。这是没有意义地讨论。但也许思想上我们可以保留着这种想法。
惯性是物理学中最基本的概念之一,也是学习物理学最早遇到的概念之一。这一极为普通和平凡的概念曾经引导许多物理学家深入思考和剖析,从而促进了物理学的重大进展,其中蕴涵着深刻的物理思想和丰富的物理学研究方法的教益,是培养学生科学地思考问题的能力非常有效的素材。

惯性一般是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。

最早清楚表述惯性定律并把它作为原理加以确定的是笛卡儿。

牛顿在1687年出版的著作《自然哲学的数学原理》中,以“定义”和“公理,即运动定律”为基础建立起把天上的力学和地上的力学统一起来的力学体系。惯性定律就是牛顿第一定律,表述为“所有物体始终保持静止或匀速直线运动状态,除非由于作用于它的力迫使它改变这种状态。”惯性定律真正成为力学理论的出发点。

根据惯性定律,物体具有保持原有运动状态的属性,这种属性称为惯性。不仅静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性;物体惯性的大小用其质量大小来衡量。至此,人们对于物体惯性的认识达到第一阶段比较完善的程度。从此,人们对于运动中的种种惯性现象都能很好地理解;在实际中设计出种种利用惯性造福和防止惯性伤害的措施。

对于惯性认识的一个重要进展是惯性与能量的关系。

1905年爱因斯坦发表狭义相 对论,这是一个崭新的物理理论,它统一了力学理论和电磁学理论,带来了时空观的根本变革。爱因斯坦随后证明质能关系,E=mc2,一定的质量对应于一定的能量,反之一定的能量对应一定的质量。在这里,能量包括了能量的各种形式,突破了上面把某一种形式的能量与惯性联系起来的认识。这样,惯性是能量的属性,能量具有惯性(质量),任何惯性质量都应归因于能量。作为物理学基本概念和物质的量的质量概念退居次要的地位,如今在近代物理中能量、动量等概念要比质量、力等概念要重要得多。

能量具有惯性拓宽了对于惯性的认识,也拓宽了对于能量的认识。它带来的重大实用价值就是核能的释放。在裂变反应中,裂变产物的静质量小于裂变前物质的静质量,质量亏损释放出大量裂变能;在聚变反应中,聚变产物的静质量小于聚变前物质的静质量,质量亏损释放出大量的聚变能。它也使得人们很好地认识许多物理现象,包括涉及物质的全部质量与能量转化的正反粒子对的产生和湮没过程。

我们知道,惯性质量是物体惯性的量度,反映物体对加速度的阻抗,而引力质量是物体引力属性的量度,反映物体产生和承受引力的能力。它们显然是物质的两种完全不同的属性,描述物质两种不同性质的量是否严格相等是一个问题,惯性质量和引力质量相等是一条严格的定律。原来牛顿力学中无法加说明的惯性质量与引力质量相等不再是游离于物理学之外的一个普遍事实,而是成为意义得大的广义相对论的基石。爱因斯坦找到了这块基石,并由此发展了广义相对,这实在是爱因斯坦独具慧眼、超群绝伦的伟大贡献。
我不明白 楼主为什么会产生这样的问题。这似乎不是一个物理问题,而是一个语文问题。因为问题的确很简单,所以不明白楼主到底迷茫在什么地方。再所以,我的回答 可能会跑题吧。

首先,如果一个物体受到了外力的作用,它就会产生一个加速度,就会改变运动状态。对这一点,楼主有疑问吗?如果你否认这一点的话,我们就可以打如下这样一个比方了:物体即使没有受到外力的作用,也会具有加速度,也会改变运动状态。这听起来是不是更荒唐,更不符合我们的常识与直觉?

既然承认了 外力 是使物体产生加速度的原因,那么就该承认 外力为0时,物体不具有加速度。物体因为有了加速度,其运动状态会发生改变;物体因为没有加速度,其运动状态就不会改变,原来是静止的 依然静止,原来是以某个速度运动的,依然以那个速度运动。这种不存在外力时物体维持状态不变的特点或者叫脾气,即物体的惯性。

其次,物体的惯性与物体本身的质量有着密切的关系。当施以相同的外力时,物体质量越大,加速度越小。这第一符合我们的生活常识与直觉,第二已经被定量的实验研究所证明,并总结出了“牛顿第二定律”,即 加速度=外力/质量。换种说法,物体的质量越大,物体的状态越难发生改变。从这样一个意义上讲,惯性表征着物体对外力的反抗能力。质量越大,惯性越大,对外力的反抗能力越大。因此可以认为,惯性来源于质量。至于为什么这个世界是物质的,为什么物质都具有质量,这个话题是不是扯太远了?

最后,如果不存在惯性,那物质世界将会变成怎样一个样子?你凌空一脚 就能把地球踢出它现在的轨道了。甚至可以说,地球根本就不存在什么轨道,喜欢到宇宙的什么地方就去什么地方。但自然界毕竟是自然界,毕竟有着其许许多多的自然规律。如果你认为惯性没有理由存在,那么你就可以认为任何的所有的物理规律、自然规律都不存在了。
我觉得惯性惯性,就是惯有的性质.古语有云:"江山易改,
秉性难移."说的就是这个惯性.至于为什么有惯性,我想
这与大自然倔强的个性有关,想想从古至今,从低等生命
到高等生命.大自然总会朝着更完善更系统的方向发展,
恐龙倒下了,人类站起来了.无论是一颗大陨石,还是一
场火山大喷发.都未能阻止其前进的步伐.这就是惯性.

物理小故事

求一个关于物理名家的小故事,1000字左右。要关于牛顿、爱因斯坦或者是阿基米德的故事。
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......

第一小提琴手有一天,爱因斯担接到一封信。信是这样写的:亲爱的教授:有一件急事,第二小提琴手的丈夫想和你谈一谈。
这封信没有写地址,第二小提琴手又是谁呢?原来她就是比利时王后伊莉莎白,她在未出嫁之前是巴伐利亚公主,是爱因斯坦的老乡和好友。更确切地说她是爱因斯坦的音乐之友。爱因斯坦每次到比利时来都要拜访这位王后。王后是一个多才多艺的人,她爱好科学、文学,更喜欢小提琴。她的生活朴素,思想开通,不摆架子,平易近人,比利时人都很爱戴她。不少人叫她为“红色的王后”。

有一次,比利时皇家的汽车奉命去火车站接爱因斯坦教授。司机在头等车厢门口等着爱因斯坦下车,可是等旅客都走光了也没有见到爱因斯坦的影子。汽车司机只好空车回宫,向王后报告说教授并没有来。

可是,过了半个小时,爱因斯担身穿一件旧雨衣,手拎着那把他最心爱的小提琴,来到了王后避暑的夏宫。原来爱因斯坦没有坐一等车,他坐的是三等车。教授从来最喜欢坐三等车,因为这样可以混在三等车的乘客中,避免被人认出来造成麻烦。

他从三等车厢下车之后,自由自在地走出了车站,边走边问路。等走到王宫大厅的时候,里面已经坐着三个人正在焦急地只等待着他——第一小提琴手了。只要爱因斯坦一到,四重奏就立刻开始。爱因斯坦担当首席小提琴手。王后陛下是第二小提琴手。

爱因斯坦不但是一位伟大的科学家,而且还是一位出色的小提琴家,对音乐有很深的造诣。那末他是怎样开始学习音乐的呢?
爱因斯坦的母亲波琳是一位具有文化修养的贤慧母亲。她爱好音乐,并是爱因斯坦的音乐启蒙老师。有一次,母亲坐在钢琴前轻轻地弹着琴键,弹出的旋律就如潺潺的溪水。一曲结束,她回过头一看,小爱因斯坦正歪着脑袋听琴呢!他听得是那样的入迷。年轻的妈妈感到孩子有很强的音乐感。她很高兴地对小爱因斯坦说:“瞧你一本正经的样子。像个大学教授模样!喂!亲爱的小家伙。怎么不说话呀?”小爱因斯坦沉浸在音乐的世界,不答一句话。那时他只有3岁。

小阿尔伯特(爱因斯坦的名字)从6岁开始正式学习小提琴。他那幼小的心灵就已经进入到幽美的旋律之中。传统的小提琴教授法并不是什么艺术的享受,而是艰苦的劳动和体罚。甚至一连几个小时进行反复的、机械的弓法练习和指法练习。

有时小阿尔伯特感到麻烦。
7年之后,他懂得了和声学和曲式学的数学结构。他休会到演奏莫扎特作品的技巧和奥妙。琴弦和心弦一起共鸣了,他一生中的科学和艺术生涯也开始了。
爱因斯坦学习小提琴的技巧并不是通过正规的小提琴霍曼教程,而是通过莫扎特的奏鸣曲来学习的。他认为热爱就是最好的导师,从此他爱上了莫扎特。小提琴也成了爱因斯坦科学生涯中的终身伴侣和欢乐女神。她为这位科学家驱散了忧郁和喧嚣,驱走了混乱和邪恶,她为科学家增添了美丽与和谐。

小提琴参加科学论战每当荷兰莱顿大学特邀爱因斯坦去参加物理讨论会时,爱因斯坦总爱住在他的朋友、大物理学家埃伦菲斯特家里。爱因斯坦从柏林来到荷兰,从吵闹的都会来到古老而幽静的小镇,实在感到清静和愉快。当他听到四周大大小小的风车在悠然自得地随风转动并唱出“伊伊呀呀”的歌声时,他心里充满了诗情画意。

在埃伦菲斯特的家里,小提琴也常常参加科学家们激烈的科学论战。埃伦菲斯特和爱因斯坦由于某个问题在激烈地争论着,埃伦菲斯特思路是那样的敏捷,那样的善于抓问题的本质。如果他发现爱因斯坦的话语中那怕有一点点漏洞,也会一下子抓住不放。当然,爱因斯坦也不是一个次手。在唇枪舌战中争得面红耳赤时,他们就想休息一会。

埃伦菲斯特和普朗克都是出色的钢琴家。爱因斯坦是一个小提琴家。爱因斯坦在这两位物理学家的伴奏下,拉出的小担琴旋律会增加许多特殊的光彩。
当他们的演奏正在进行的时候,爱因斯坦突然停下了。他不拉了。然后他把小提琴的弓子用力地打击小提琴的琴弦,他的意思是让埃伦菲斯特停止钢琴伴奏。爱因斯坦又开始了他科学的独白。埃伦菲斯特手伏在钢琴上细心地听着他的独白。他犹如森林中的猎人,正在端着猎枪等待着爱因斯坦的漏洞。一但让他抓住漏洞,埃伦菲斯特将像猎人那样射出一排子弹。有时爱因斯坦的思想遇到障碍时,他就会着急地也走到钢琴前,用几个手指弹出一个清澈的大和弦。坚强而有力,反复地弹这三个和弦。

“镗!镗!镗!”爱因斯坦在敲“上帝”的大门。又好象在向大自然发问:“怎——么——办?!”
有时,弹着弹着,“上帝”的大门给他们两打开了。这两个朋友从论战中又温和地相对而笑了。
小提琴独奏音乐会1933年,希特勒把整个德国投入了灾难之中,德国难民特别是德国的犹太人四处逃亡。那时爱因斯坦刚好在美国的加里福尼亚。3月10日,《纽约世界电讯报》的记者来访问爱因斯坦。

第二天爱因斯坦来到纽约,见到了德国驻美国的领事。领事对爱因斯坦说:“教授先生,我看到了你昨天对《纽约世界电讯报》记者发表的谈话。这个谈话使柏林受到震动。你打算怎么办?”

“我没有什么打算!”
“那你上哪儿去呢?”
“不知道。不过,不回德国了!”爱因斯坦坚决地回答。
“还是回德国好!”总领事在沙发上坐直了。接着说:“现在国家社会主义工人党执政,新政权对每一个德国公民都是公正的。你的看法有片面性。教授先生,我们知道你是无辜的,德国政府不会对你怎么样。”

这时,总领事的秘书走出了办公室,屋内只剩下爱因斯坦和领事。领事脸上冷冰冰的神气突然消失了,他向爱因斯坦挨过去,在耳旁低声说:“教授先生,现在我们可以以朋友的身份讲几句话了。你不回德国的决定是正确的。可千万不能回德国去呀!。你是世界上最著名的犹太人,希特勒是世界上最狂热、最罪恶的反犹太主义者。你一生倡导和平、民主、进步,希特勒就是恨和平、民主、进步,你要是回德国,他们决不会放过你的。他们会把你抓到集中营里,吊起来殴打,然后拉着你的头发在马路上拖着走,那帮匪徒什么事都干得出来!”

过了几天,爱因斯坦夫妇登上了一艘开往比利时的轮船。爱因斯坦凭栏远望,他的心潮犹如这大西洋上的汹涌波涛。他决定在这艘巨轮上开一个小提琴独奏会,用自己的小提琴为受迫害的犹太人募捐。

音乐会开始了。他挥动着他那熟练的琴弓,小提琴指板上跳动着他那灵活的指头。一会儿是激烈的跳弓,一会儿是深沉的和弦,一会儿又是娇滴滴的揉弦,一会儿又是铿锵的斯特卡特。他的小提琴声随着大西洋的波涛而飘荡。然而,此时又有谁知道,这是一个在研究相对论之余练出来的小提琴家!

在捷克的一次讲演会上1921年,爱因斯坦被捷克人邀请来到首都布拉格。这个地方对爱因斯坦来说是旧地重来。阔别多年的布拉格已变成新生的捷克斯洛伐克共和国的首都。

在布拉格大学的物理实验室内,并列地挂着牛顿和爱因斯坦的肖像。大学生们看到每天墙上挂着的肖像里的人物能够出现在自己身旁,真感到无比的荣幸。
这天下午,爱因斯坦作关于相对论的讲演。爱因斯坦滔滔不绝地讲着,什么长度和质量是随着速度可变化的,能量和速度平方成正比,时间和空间的弯曲呀等等。会场里鸦雀无声,但实际上没有几个能听懂。不过每个听众认为,能和爱因斯坦同在一个大厅里,这是自己的经历上永远难以忘怀的时刻。

讲演完了之后举行招待会。轮到爱因斯坦讲话了:“先生们!今天我已经讲过很多关于相对论的话了。现在我给大家演奏一段小提琴名曲!这样也许比较好懂一些。或者更有趣一些。”

在这个正在讨论二十世纪先进科学的讨论会上,这位大物理学家用自己的手指奏出了协调的古典乐曲,与会者意外地获得了一种别有风味的享受。他的演奏获得了一阵又一阵的热烈掌声。
“笨头笨脑”科学巨人的故事______爱因斯坦

面对那么多成就卓越的人,也许你会自惭形秽地说:“我这么笨,怎么可能成才呢?”,“我太平凡了,根本不是成为伟大伟人的料!”下面我就给你讲述一个老师、校长都认为他很笨的人的成才故事。

这个人就是阿尔伯特·爱因斯坦。这个当年被校长认为“干什么都不会有作为”的笨学生,经过艰苦的努力,成了现代物理学的创始人和奠基人,成了现代最杰出的物理学家。

1879年3月14日,一个小生命降生在德国的一个叫乌尔姆的小城。父母为他起了一个很有希望的名字:阿尔伯特·爱因斯坦。看着他那可爱的模样,父母对他寄托了全部的期冀。然而,没过多久,父母就开始失望了:人家的孩子都开始学说话了,已经三岁的爱因斯坦才“咿呀”学语。后来,爱因斯坦的妹妹,比他小两岁的玛伽已经能和邻居交谈了,爱因斯坦说起话来却还是支支吾吾,前言不搭后语……

看着举止迟钝的爱因斯坦,父母开始忧虑。他们担心他的智能是否会不及常人。直到10岁时,父母才把他送去上学。可是,在学校里,爱因斯坦受到了老师和同学的嘲笑,大家都称他为“笨家伙”。学校要求学生上下课都按军事口令进行,由于爱因斯坦的反应迟钝,经常被教师呵斥、罚站。有的老师甚至指着他的鼻子骂:“这鬼东西真笨,什么课程也跟不上!”

一次工艺课上,老师从学生的作品中挑出一张做得很不像样的木凳对大家说:“我想,世界上也许不会有比这更糟糕的凳子了!”在哄堂大笑中,爱因斯坦红着脸站起来说:“我想,这种凳子是有的!”说着,他从课桌里拿出两个更不像样的凳子,说:“这是我前两次做的,交给您的是第三次做的,虽然还不行,却比这两个强得多!”一口气讲了这么多话,爱因斯坦自己也感到吃惊。老师更是目瞪口呆,坐在那里不知说什么好。

在讥讽和侮辱中,爱因斯坦慢慢地长大了,升入了慕尼黑的卢伊特波尔德中学。在中学里,他喜爱上了数学课,却对其余那些脱离实际和生活的课不感兴趣。孤独的他开始在书籍中寻找寄托,寻找精神力量。就这样,爱因斯坦在书中结识了阿基米德、牛顿、笛卡尔、歌德、莫扎特……书籍和知识为他开拓了一个更广阔的空间。视野开阔了,爱因斯坦头脑里思考的问题也就多了。

一天,他对经常辅导他数学的舅舅说:“如果我用光在真空中的速度和光一道向前跑,能不能看到空间里振动着的电磁波呢?”舅舅用异样的目光盯着他看了许久,目光中既有赞许,又有担忧。因为他知道,爱因斯坦提出的这个问题非同一般,将会引起出人意料的震动。此后,爱因斯坦一直被这个问题苦苦折磨着。1895年秋天,爱因斯坦经过深思熟虑,决定报考瑞士苏黎士大学。可是,他却失败了,他的外文不及格。落榜后的他没有气馁,参加了中学补习。一年以后,他获得了中学补习合格证书,并且考入了苏黎士综合工业大学。这时的他,已经在为自己的未来做准备了。他把精力全部用在课外阅读和实验室里。教授们看见他读和学习无关书、做和考分无关的试验,非常不满和生气,认为他“不务正业”。

爱因斯坦大学毕业时,正赶上经济危机爆发,由于他是犹太人血统,又没有关系,没有钱,所以只好失业在家。为了生活,他只好到处张贴广告,靠讲授物理获得每小时3法郎的生活费。这段失业的时间,给了爱在斯坦很大的帮助。在授课过程中,他对传统物理学进行了反思,促成了他对传统学术观点的猛烈冲击。经过高度紧张兴奋的五个星期的奋斗,爱因斯坦写出了9000字的论文《论动体的电动力学》,狭义相对论由此产生。可以说,这是物理学史上的一次决定性的、伟大的宣言,是物理学向前迈进的又一里程碑。

尽管还有许多人对此表示反对,甚至还有人在报上发表批评文章,但是,爱因斯坦毕竟还是得到了社会和学术界的重视。在短短的时间里,竟然有15所大学给他授予了博士证书,法国、德国、美国、波兰等许多国家的著名大学也想聘请他做教授。当年被人们称为“笨蛋”,“笨东西”,认为无法成才的爱因斯坦,终于成了全世界公认的、当代最杰出的聪明人物。由“丑小鹅”变为“白天鹅”,这说明了什么呢?

我想,爱因斯坦的话是最好的答案。当许多年轻人缠住他,要他说出成功的秘诀时,他信笔写下了一个公式:A=x+y+z,并解释道:“A表示成功,x表示勤奋,y表示正确的方法,那么z呢,则表示务必少说空话。”许多年来,爱因斯坦的这个神奇的成功等式一直被人们传颂着。从爱因斯坦的奋斗历程中,我们不难看出,正是勤奋、正确的方法和少说空话使爱因斯坦由笨头笨脑变为巨人的。

可见,一个人不聪明并不可怕,可怕的是自己先泄自己的气。只要你肯为你的目标付出艰辛的劳动,并配合正确的方法,就一定会得到成功女神的酬劳。许多在事业上有成就的人,在童年时代、少年时代并不一定能显出锋芒毕露的优势,相反,他们却太平凡,甚至显出迟钝、愚笨的样子,常常要被周围的人嘲笑、讥讽。如果因为自己笨就灰心丧气,不再努力,那不是将自己潜在的才华、能力都扼杀在摇篮中了吗?

其实,每一个人都有不同的才能,每一个人在生命的长河中都会找到属于自己的星座。如果你觉得自己笨,那是因为你还没有寻找到你自己的星座。正如爱因斯坦对别的事物迟钝,却对物理和数学特别喜爱一样,当你找到自己的星座时,你定会放射出与众不同的异彩。

牛顿的故事
http://zhidao.baidu.com/question/78804073.html
爱迪生的故事

爱迪生是世界闻名的发明家。他是美国人,小时候因为家里穷,只上了3个月学,十一二岁就开始卖报。他热爱科学,常常把钱节省下来,买科学书报和化学药品。他做实验的器具,是从垃圾堆里拣来的一些瓶瓶罐罐。

爱迪生12岁的时候,在火车上卖报。火车上有一节给乘客吸烟的专用车厢,车长同意他在那里占用一个角落。他把化学药品和瓶瓶罐罐都搬到那里,卖完了报,就做各种有趣的实验。

有一次,火车开动的时候猛地一震,把一瓶白磷震倒了。磷一遇到空气马上燃烧起来。许多人赶来,和爱迪生一起把火扑灭了。车长气极了,把爱迪生做实验的东西全扔了出去,还狠狠打了他一个耳光,把他的一只耳朵打聋了。

爱迪生钻研科学的决心没有动摇。他省吃俭用,重新做起化学实验来。有一次,硫酸烧毁了他的衣服;还有一次,硝酸差一点儿弄瞎了他的眼晴。他没有被危险吓倒,还是顽强地做实验。

爱迪生试制电灯,为了找到一种价钱便宜、使用时间长的灯丝,不知做了多少次实验。他常常在实验室里一连工作几十个小时,实在太累了,就躺在实验台上睡一会儿。他这样不懈地努力,终于找到了合适的灯丝,发明了电灯。后来,爱迪生又发明了电影、留声机……他一生中发明的东西有1000多种。

爱迪生将他毕生的精力都用在造福全人类的伟大事业上;而在衣着方面,从不过多考虑。

当他还是没出名的穷小伙子时,有一天,他在纽约大街上遇到一位朋友。

“瞧你身上这件大衣已经破成这个样子,应该给自己买一件新大衣啦!”朋友说。

“用得着吗?在纽约没有人认识我。”爱迪生毫不在乎地回答。

几年过去了,爱迪生成了大发明家。有一次,他又在纽约大街上又遇到了那位朋友。

“哎呀呀,爱迪生先生!”那位朋友惊叫起来,“这回呀,你无论如何也要换一件新大衣了!”

“用得着吗?”爱迪生还是毫不在乎地回答,“在这里,人们都已经认识我了。”
牛顿的苹果、爱因斯坦的小板凳、阿基米德的王冠和浮力定律什么的,说得太多了,只是陈词滥点而已;唱唱反调反而能博得更多人的眼球。

阿基米德的金冠
……某天阿基米德洗澡时发现浴缸里的水随身体的进入而不断溢出。于是恍然大悟,发现浮力定律。然后阿基米德把金冠和等重的金子扔进盛满水的水桶,测溢出水的体积,判定金冠是否掺了银。
这听上去无懈可击,不过稍作计算的话,很难想象阿基米德会用真的会用这种方法实际解决问题。希腊时代的王冠其实是就是“桂冠”,也就是类似于奥运会上那种橄榄枝围成一圈戴在头上的“花环”。从考古实物来看,目前出土最大王冠中714克,直径18.5厘米,为了简便,按照1千克,直径20厘米计算好了。纯金密度为19.3g/cm³,1千克金子体积51.8cm³。假设金匠掺了30%的银子,银密度10.6g/cm³,王冠实占体积约64.6cm³。
王冠和纯金放入尽可能窄的桶(王冠直径20cm,面积314cm²),王冠能造成0.206cm的水位上涨,纯金是0.165cm,相差只有0.041cm——0.4毫米!不要说那个时代,就算是现在,中学里测出这个数值都是相当麻烦的。而且很多因素,比如气泡,比如水的表面张力都可以轻易造成同等的误差。
更糟糕的是,这种方法根本没有用到阿基米德的伟大发现——浮力定律!
最可能的方法其实是用提秤把王冠和空气中等质量的纯金放到水里去称量,掺银的王冠会翘起。如果要保持平衡的话,需要空气中1246克的纯金,246克是很好称量的,而且可以轻易得到掺银的比例。最关键的是,这才体现了浮力定律的应用。

顺便说一句,布鲁诺首先作为一个反对教会的巫师而被烧死的,作为科学家的罪名只占了很小一部分;伽利略不是第一个提出轻的物体与重的物体下落一样快的人,而且伽利略自己的观点也不正确——他认为不同质地的物体会有一个相应的最大速度,落体在开始经历一个加速阶段,到最大速之后保持匀速直线;伽利略发现摆动定律的吊灯在之后4年才被挂上去。

牛顿的苹果
牛顿的苹果树曾被不少人剪下枝条送到各地生根发芽,而原树在1820年被暴风雨摧倒后又在当年的老根上抽出新芽,现在牛顿在林肯郡沃尔索普的老家的那儿还有棵苹果树。换句话说,牛顿的苹果树很可能没死,至今已有350多岁。
呃,闲话不说了。苹果传奇的主要推动者是伏尔泰和格林,而两人是分别从牛顿的侄女康杜伊特和当时皇家学会副主席、牛顿好友福尔克斯那儿听说的。牛顿的另一个朋友斯图克雷也记述了牛顿和他一起喝茶,然后牛顿告诉他当年的苹果勾起了他对引力的看法(从来都不是砸到他的头,砸头之说纯属恶搞)。然而不管怎样,最终的源头还是来自牛顿自己:看起来,牛顿在晚年曾想多人讲起过这个事情。可值得玩味的是,牛顿在之前50多年里从未提及此事,而在1720年后突然不厌其烦的宣扬起来。
准确的答案没有人知道,但是有一种说法是此举是为了掩盖牛顿在暗中进行的炼金活动上取得灵感的事实。

再顺便说一句,瓦特没有发明蒸汽机,他只是改良了原有的低效而不实用的蒸汽机,所以茶壶之说不攻自破;发现苯分子环状结构的化学家凯库勒也是在临死几年才作出声明称灵盖来自于一个蛇咬住自己尾巴的梦,同样有说法认为只是他在晚年编织出的神话,来掩盖自己在从的化学家工作中获得启发的事实。

爱因斯坦的小板凳
以上的故事还至少能查出来源,但是没有任何资料能证明这个小板凳的存在,而爱因斯坦也没有留下任何手工方面的不良记录(恰恰相反,他在小提琴上的天赋说明了他是一个双手灵活的人)。另一种说法是爱因斯坦小时候很笨,考的是日后的努力成才。这也完全没有根据。《爱因斯坦文集》中可以找的他小时候的成绩单,除法文3分(满分6分),其他都是优良。1929年,爱因斯坦的母校校长为证明学校的教育水平良好,特地翻阅了爱因斯坦的学习记录,发现在他在拉丁文上总是拿1分,希腊文也拿到2分(德国教育中分数越低越好,即以1分为优)。可惜这些资料在二战中被毁。
事实上,小板凳故事只在国内流行,估计是哪位中国人的创造。类似的还有达芬奇,他原本只是用学习蛋彩作画,结果怎么怎么着就变成了画鸡蛋。
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.

科学家的探究故事

科学家的探究故事4篇,每篇100以内,快来答复,急用啊!!!!!
“笨头笨脑”的科学巨人爱因斯坦

面对那么多成就卓越的人,也许你会自惭形秽地说:“我这么笨,怎么可能成才呢?”,“我太平凡了,根本不是成为伟大伟人的料!”下面我就给你讲述一个老师、校长都认为他很笨的人的成才故事。
这个人就是阿尔伯特·爱因斯坦。这个当年被校长认为“干什么都不会有作为”的笨学生,经过艰苦的努力,成了现代物理学的创始人和奠基人,成了现代最杰出的物理学家。

1879年3月14日,一个小生命降生在德国的一个叫乌尔姆的小城。父母为他起了一个很有希望的名字:阿尔伯特·爱因斯坦。看着他那可爱的模样,父母对他寄托了全部的期冀。然而,没过多久,父母就开始失望了:人家的孩子都开始学说话了,已经三岁的爱因斯坦才“咿呀”学语。后来,爱因斯坦的妹妹,比他小两岁的玛伽已经能和邻居交谈了,爱因斯坦说起话来却还是支支吾吾,前言不搭后语…… 看着举止迟钝的爱因斯坦,父母开始忧虑。他们担心他的智能是否会不及常人。直到10岁时,父母才把他送去上学。可是,在学校里,爱因斯坦受到了老师和同学的嘲笑,大家都称他为“笨家伙”。学校要求学生上下课都按军事口令进行,由于爱因斯坦的反应迟钝,经常被教师呵斥、罚站。有的老师甚至指着他的鼻子骂:“这鬼东西真笨,什么课程也跟不上!” 一次工艺课上,老师从学生的作品中挑出一张做得很不像样的木凳对大家说:“我想,世界上也许不会有比这更糟糕的凳子了!”在哄堂大笑中,爱因斯坦红着脸站起来说:“我想,这种凳子是有的!”说着,他从课桌里拿出两个更不像样的凳子,说:“这是我前两次做的,交给您的是第三次做的,虽然还不行,却比这两个强得多!”一口气讲了这么多话,爱因斯坦自己也感到吃惊。老师更是目瞪口呆,坐在那里不知说什么好。

在讥讽和侮辱中,爱因斯坦慢慢地长大了,升入了慕尼黑的卢伊特波尔德中学。在中学里,他喜爱上了数学课,却对其余那些脱离实际和生活的课不感兴趣。孤独的他开始在书籍中寻找寄托,寻找精神力量。就这样,爱因斯坦在书中结识了阿基米德、牛顿、笛卡尔、歌德、莫扎特……书籍和知识为他开拓了一个更广阔的空间。视野开阔了,爱因斯坦头脑里思考的问题也就多了。 一天,他对经常辅导他数学的舅舅说:“如果我用光在真空中的速度和光一道向前跑,能不能看到空间里振动着的电磁波呢?”舅舅用异样的目光盯着他看了许久,目光中既有赞许,又有担忧。因为他知道,爱因斯坦提出的这个问题非同一般,将会引起出人意料的震动。此后,爱因斯坦一直被这个问题苦苦折磨着。1895年秋天,爱因斯坦经过深思熟虑,决定报考瑞士苏黎士大学。可是,他却失败了,他的外文不及格。落榜后的他没有气馁,参加了中学补习。一年以后,他获得了中学补习合格证书,并且考入了苏黎士综合工业大学。这时的他,已经在为自己的未来做准备了。他把精力全部用在课外阅读和实验室里。教授们看见他读和学习无关书、做和考分无关的试验,非常不满和生气,认为他“不务正业”。

爱因斯坦大学毕业时,正赶上经济危机爆发,由于他是犹太人血统,又没有关系,没有钱,所以只好失业在家。为了生活,他只好到处张贴广告,靠讲授物理获得每小时3法郎的生活费。这段失业的时间,给了爱在斯坦很大的帮助。在授课过程中,他对传统物理学进行了反思,促成了他对传统学术观点的猛烈冲击。经过高度紧张兴奋的五个星期的奋斗,爱因斯坦写出了9000字的论文《论动体的电动力学》,狭义相对论由此产生。可以说,这是物理学史上的一次决定性的、伟大的宣言,是物理学向前迈进的又一里程碑。

尽管还有许多人对此表示反对,甚至还有人在报上发表批评文章,但是,爱因斯坦毕竟还是得到了社会和学术界的重视。在短短的时间里,竟然有15所大学给他授予了博士证书,法国、德国、美国、波兰等许多国家的著名大学也想聘请他做教授。当年被人们称为“笨蛋”,“笨东西”,认为无法成才的爱因斯坦,终于成了全世界公认的、当代最杰出的聪明人物。由“丑小鹅”变为“白天鹅”,这说明了什么呢? 我想,爱因斯坦的话是最好的答案。当许多年轻人缠住他,要他说出成功的秘诀时,他信笔写下了一个公式:A=x+y+z,并解释道:“A表示成功,x表示勤奋,y表示正确的方法,那么z呢,则表示务必少说空话。”许多年来,爱因斯坦的这个神奇的成功等式一直被人们传颂着。从爱因斯坦的奋斗历程中,我们不难看出,正是勤奋、正确的方法和少说空话使爱因斯坦由笨头笨脑变为巨人的。

可见,一个人不聪明并不可怕,可怕的是自己先泄自己的气。只要你肯为你的目标付出艰辛的劳动,并配合正确的方法,就一定会得到成功女神的酬劳。许多在事业上有成就的人,在童年时代、少年时代并不一定能显出锋芒毕露的优势,相反,他们却太平凡,甚至显出迟钝、愚笨的样子,常常要被周围的人嘲笑、讥讽。如果因为自己笨就灰心丧气,不再努力,那不是将自己潜在的才华、能力都扼杀在摇篮中了吗?

其实,每一个人都有不同的才能,每一个人在生命的长河中都会找到属于自己的星座。如果你觉得自己笨,那是因为你还没有寻找到你自己的星座。正如爱因斯坦对别的事物迟钝,却对物理和数学特别喜爱一样,当你找到自己的星座时,你定会放射出与众不同的异彩。

试试看,尽快找到属于自己的位置。

瓦 特

瓦特(1736~1819)世界公认的蒸汽机发明家。他的创造精神、超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富。瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献,具有划时代的意义,它导致了第一次工业技术革命的兴起,极大的推进了社会生产力的发展。
(一)

1736年,瓦特出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个小镇格里诺克,他的父亲是一个经验丰富的木匠,祖父和叔父都是机械工匠。少年时代的瓦特,由于家境贫苦和体弱多病,没有受过完整的正规教育。他曾经就读于格里诺克的文法学校,数学成绩特别优秀,但没有毕业就退学了。但是,他在父母的教导下,一直坚持自学,很早就对物理和数学产生了兴趣。瓦特从六岁开始学习几何学,到十五岁时就学完了《物理学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重机、滑车和一些航海器械。1753年,瓦特到格拉斯哥市当徒工。由于收入过低不能维持生活,第二年他又到伦敦的一家仪表修理厂当徒工。凭借着自己的勤奋好学,他很快学会了制造那些难度较高的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的生活损害了他的健康,一年后,他不得不回家休养。一年的学徒生活使他饱尝辛酸,也使他练就了精湛的手艺,培养了他坚韧的个性。

1756年,当他的身体稍有好转,瓦特再次踏上了坎坷的道路来到格拉斯哥市。他想当一名修造仪器的工人,但是因为他的手艺没有满师,当时的行会不允许。幸运的是,瓦特的才能引起了格拉斯哥大学教授台克的重视。在他的介绍下,瓦特进入格拉斯哥大学当了教学仪器的工人。这所学校拥有当时较为完善的仪器设备,这使瓦特在修理仪器时认识了先进的技术,开阔了眼界。这时,他对以蒸汽作动力的机械产生了浓厚的兴趣,开始收集有关资料,还为此学会了意大利文和德文。在大学里,他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等。瓦特从他们那里学到了很多科学理论知识。1764年,瓦特与表妹玛格丽特·米勒结了婚。

(二)

1764年,学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机,在修理的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。以后,瓦特开始思考改进的办法。直到1765年的春天,在一次散步时,瓦特想到,既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的,那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。

在产生这种设想以后,瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。按照设计,冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连,使他们既能连通又能分开。这样,既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器,又可以使汽缸内产生同样的真空,避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗,据瓦特理论计算,这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上说,瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机,但是,要把理论上的东西变为实际上的东西,把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机,还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机,但效果反而不如纽可门蒸汽机,甚至四处漏气,无法开动。尽管耗资巨大的试验使他债台高筑,但他没有在困难面前怯步,继续进行试验。当布莱克知道瓦特的奋斗目标和困难处境时,他把瓦特介绍给了自己一个十分富有的朋友--化工技师罗巴克。当时罗巴克是一个十分富有的企业家,他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。虽然当时罗巴克已近50岁,但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热情。他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许,当即与瓦特签订合同,赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。

从1766年开始,在三年多的时间里,瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难,终于在1769年制出了第一台样机。同年,瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机的过程中的第一项专利。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了,但它同纽可门蒸汽机相比,除了热效率有显著提高外,在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。就是说,瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。

由于瓦特的这种蒸汽机仍不够理想,销路并不广。当瓦特继续进行探索时,罗巴克本人已濒于破产,他又把瓦特介绍给了自己的朋友、工程师兼企业家博尔顿,以便瓦特能得到赞助继续进行他的研制工作。博尔顿当时经四十多岁,是位能干的工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏,并愿意赞助瓦特。博尔顿经常参加社会活动,他是当时伯明翰地区著名的科学社团“圆月学社”的主要成员之一。参加这个学社的大多都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。经博尔顿的介绍,瓦特也参加了圆月学社。在圆月学社活动期间,由于与化学家普列斯特列等交往,瓦特对当时人们关注的气体化学与热化学有了更多的了解,为他后来参加水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是,圆月学社的活动使瓦特进一步增长了科学见识,活跃了科学思想。

瓦特自与博尔顿合作之后即在资金、设备、材料等方面得到大力支持。瓦特又生产了两台带分离冷凝器的蒸汽机,由于没有显著的改进,这两台蒸汽机并没有得到社会的关注。这两台蒸汽机耗资巨大,使博尔顿也濒临破产,但他仍然给瓦特以慷慨的赞助。在他的支持下,瓦特以百折不挠的毅力继续研究。自1769年试制出带有分离冷凝器的蒸汽机样机之后,瓦特就已看出热效率低已不是他的蒸汽机的主要弊病,而活塞只能作往返的直线运动才是它的根本局限。1781年,瓦特仍然在参加圆月学社的活动,也许在聚会中会员们提到天文学家赫舍尔在当年发现的天王星以及由此引出的行星绕日的圆周运动启发了他,也许是钟表中的齿轮的圆周运动启发了他。他想到了把活塞往返的直线运动变为旋转的圆周运动就可以使动力传给任何工作机。同年,他研制出了一套被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置,终于把活塞的往返的直线运动转变为齿轮的旋转运动。为了使轮轴的旋轴增加惯性,从而使圆周运动更加均匀,瓦特还在轮轴上加装了一个火飞轮。由于对传统机构的这一重大革新,瓦特的这种蒸汽机才真正成为了能带动一切工作及的动力机。1781年底,瓦特以发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置获得第二个专利。

由于这种蒸汽机加上了轮轴和飞轮,这时的蒸汽机在把活塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动时,多消耗了不少能量。这样,蒸汽机的效率不是很高,动力不是很大。为了进一步提高蒸汽机的效率,增大蒸汽机的效率,瓦特在发明齿轮联动装置之后,对汽缸本身进行了研究,他发现,他虽然把纽可门蒸汽机的内部冷凝变成了外部冷凝,使蒸汽机的热效率有了显著提高,但他的蒸汽机中蒸汽推动活塞的冲程工艺与纽可门蒸汽机没有不同。两者的蒸汽都是单项运动,从一端进入、另一端出来。他想,如果让蒸汽能够从两端进入和排出,就可以让蒸汽即能推动活塞向上运动又能推动活塞向下运动。那末,他的效率就可以提高一倍。1782年,瓦特根据这一设想,试制出了一种带有双向装置的新汽缸。由此瓦特获得了他的第三项专利。把原来的单项汽缸装置改装成双向汽缸,并首次把引入汽缸的蒸汽由低压蒸汽变为高压蒸汽,这是瓦特在改进纽可门蒸汽机的过程中的第三次飞跃。通过这三次技术飞跃,纽可门蒸汽机完全演变为了瓦特蒸汽机。

从最初接触蒸汽技术到瓦特蒸汽机研制成功,瓦特走过了二十多年的艰难历程。瓦特虽然多次受挫、屡遭失败,但他仍然坚持不懈、百折不回,终于完成了对纽可门蒸汽机的三次革新。使蒸汽机得到了更广泛的应用,成为改造世界的动力。

1784年,瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。1788年,瓦特发明了离心调速器和节气阀;1790年,他又发明了汽缸示工器,至此瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。

(三)

1785年,瓦特被当选为英国皇家学会会员。1814年,他被法国科学家学会接纳为外国会员。

1790年以后,优厚的专利税使瓦特成为一个很有钱的名人。1819年8月5日,瓦特在希思菲尔德郡的家里去世,遗体埋葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里。

瓦特生活在十八、十九世纪的英国,所以在他的身上不可避免的带有时代和阶级的局限。他曾经阻挠双筒蒸汽机和高压蒸汽机的发明和推广,还嘲笑别人用蒸汽机来驱动车辆的努力。

总的来说,瓦特为蒸汽机的推广使用做出了不可磨灭的重要贡献、有力的推动了社会的前进。恩格斯在《自然辨证法》中这样写道:“蒸汽机是第一个真正国际性的发明……瓦特个它加上了一个分离的冷凝器,这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。”后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为“瓦特”。

现代实验科学的始祖----培根

弗兰西斯.培根(Francis Bacon,1561-1626)——英国著名的唯物主义哲学家和科学家。他在文艺复兴时期的巨人中被尊称为哲学史和科学史上划时代的人物。马克思称他是“英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖。”
一.培根生平

培根于1561年1月22日出生于伦敦一个官宦世家。父亲尼古拉.培根是伊丽莎白女王的掌玺大臣,曾在剑桥大学攻读法律,他思想倾向进步,信奉英国国敦,反对教皇干涉英国内部事物。母亲安尼是一位颇有名气的才女,她娴熟的掌握希腊文和拉丁文,是加尔文教派的信徒。良好的家庭教育使培根成熟较早,各方面都表现出异乎寻常的才智。12岁时,培根被送入剑桥大学三一学院深造。在校学习期间,他对传统的观念和信仰产生了怀疑,开始独自思考社会和人生的真谛。

在剑桥大学学习三年后,培根作为英国驻法大使埃米阿斯.鲍莱爵士的随员来到了法国,在旅居巴黎两年半的时间里,他几乎走遍了整个法国,接触到不少的新鲜事物,汲取了许多新的思想,这对他的世界观的形成起到了很大的作用。1579年,培根的父亲突然病逝,他要为培根准备日后赡养之资的计划破灭,培根的生活开始陷入贫困。在回国奔父丧之后,培根住进了葛莱法学院,一面攻读法律,一面四处谋求职位。1582年,他终于取得了律师资格,1584年当选为国会议员,1589年,成为法院出缺后的书记,然而这一职位竟长达20年之久没有出现空缺。他四处奔波,却始没有得到任何职位。此时,培根在思想上更为成熟了,他决心要把脱离实际,脱离自然的一切知识加以改革,把经验观察、事实依据、实践效果引入认识论。这一伟大抱负是他的科学的“伟大复兴”的主要目标,是他为之奋斗一生的志向。

1602年,伊丽莎白去世,詹姆士一世继位。由于培根曾力主苏格兰与英格兰的合并,受到詹姆士的大力赞赏。培根因此平步青云,扶摇直上。1602年受封为爵士,1604年被任命为詹姆士的顾问,1607年被任命为副检察长,1613年被委任为首席检察官,1616年被任命为枢密院顾问,1617年提升为掌玺大臣,1618年晋升为英格兰的大陆官,授封为维鲁兰男爵,1621年又授封为奥尔本斯子爵。但培根的才能和志趣不在国务活动上,而存在与对科学真理的探求上。这一时期,他在学术研究上取得了巨大的成果。并出版了多部著作。

1621年,培根被国会指控贪污受贿,被高级法庭判处罚金四万磅,监禁于伦敦塔内,终生逐出宫廷,不得任议员和官职。虽然后来罚金和监禁皆被豁免,但培根却因此而身败名裂。从此培根不理政事,开始专心从事理论著述。

1626年3月底,培根坐车经守伦敦北郊。当时他正在潜心研究冷热理论及其实际应用问题。当路过一片雪地时,他突然想作一次实验,他宰了一只鸡,把雪填进鸡肚,以便观察冷冻在防腐上的作用。但由于他身体孱弱,经受不住风寒的侵袭,支气管炎复发,病情恶化,于1626年4月9日清晨病逝。

培根死后,人们为怀念他,为他修建了一座纪念碑,亨利·沃登爵士为他题写了墓志铭:

圣奥尔本斯子爵

如用更煊赫的头衔应

称之为“科学之光”、“法律之舌”

……

二.培根的哲学思想 培根的哲学思想是与其社会思想是密不可分的。他是资产阶级上升时期的代表,主张发展生产,渴望探索自然,要求发展科学。他认为是经院哲学阻碍了当代科学的发展。因此他极力批判经院哲学和神学权威。他还进一步揭露了人类认识产生谬误的根源,提出了著名的“四假相说”。他说这是在人心普遍发生的一种病理状态,而非在某情况下产生的迷惑与疑难。第一种是“种族的假相”,这是由于人的天性而引起的认识错误;第二种是“洞穴的假相”是个人由于性格、爱好、教育、环境而产生的认识中片面性的错误;第三种是“市场的假相”,即由于人们交往时语言概念的不确定产生的思维混乱。第四种是“剧场的假相”这是指由于盲目迷信权威和传统而造成的错误认识。培根指出,经院哲学家就是利用四种假相来抹煞真理,制造谬误,从而给予了经院哲学沉重的打击。但是培根的“假相说”渗透了培根哲学的经验主义倾象,未能对理智的本性与唯心主义的虚妄加以严格区别。 培根认为当时的学术传统是贫乏的,原因在于学术与经验失去接触。他主张科学理论与科学技术相辅相成。他主张打破“偶像”,铲除各种偏见和幻想,他提出“真理是时间的女儿而不是权威的女儿”,对经院哲学进行了有力的攻击。

培根的科学方法观以实验定性和归纳为主。他继承和发展了古代关于物质是万物本源的思想,认为世界是由物质构成的,物质具有运动的特性,运动是物质的属性。培根从唯物论立场出发,指出科学的任务在于认识自然界及其规律。但受时代的局限,他的世界观还具有朴素唯物论和形而上学的特点。 三.培根的论著

1597年,培根发表了他的处女作《论说随笔文集》。他在书中将自己对社会的认识和思考,以及对人生的理解,浓缩成许多富有哲理的名言警句,受到广大读者的欢迎。

1605年,培根用英语完成了两卷集《论学术的进展》。这是以知识为其研究对象的一部著作,是培根声称要以知识为其领域,全面改革知识的宏大理想和计划的一部份。培根在书中猛烈抨击了中世纪的蒙昧主义,论证了知识的巨大的作用,提示了知识不能令人满意的现状及补救的办法。在这本书中,培根提出一个有系统的科学百科全书的提纲,对后来十八世纪的狄德罗为首的法国百科全书派编写百科全书,起了重大作用。 1609年,在培根任副检察长时,他又出版了第三本著作《论古人的智慧》。他认为在远古时代,存在着人类最古的智慧,可以通过对古代寓言故事的研究而发现失去的最古的智慧。

培根原打算撰写一部六卷本百科全书式的著作——《伟大的复兴》,这是他要复兴科学,要对人类知识加以重新改造的巨著,但他未能完成预期的计划,只发行了前两部份,1620年出版的《新工具》是该书的第二部份。《新工具》是培根最重要的哲学著作,它提出了培根在近代所开创的经验认识原则和经验认识方法。这本书与亚里士多德的《工具篇》是相对立的。

培根在结束其政治生涯后,仅用几个月时间就完成了《亨利七世本纪》一书,这部著作得到后世史学家的高度评价,被誉为是“近代史学的里程碑”。

大约在1623年,培根写成了《新大西岛》一书,这是一部尚未完成的乌托邦式的作品,由罗莱在他去逝的第二年首次发表。作者在书中描绘了自己新追求和向往的理想社会蓝图,设计了一个称为“本色列”的国家,在这个国家里,科学主宰一切,这是培根毕业所倡导的科学的“伟大复兴”的思想信念的集中表现。 此外,培根在逝世后还留下了许多遗著,后来,由许多专家学者先后整理出版,包括《论事物的本性》、《迷宫的线索》、《各家哲学的批判》、《自然界的大事》、《论人类的知识》等等。

四.培根在科学史上的地位

弗兰西斯.培根是近代哲学史上首先提出经验论原则的哲学家。他重视感觉经验和归纳逻辑在认识过程中的作用,开创了以经验为手段,研究感性自然的经验哲学的新时代,对近代科学的建立起了积极的推动作用,对人类哲学史、科学史都做出了重大的历史贡献。为此,罗素尊称培根为“给科学研究程序进行逻辑组织化的先驱”。

数学家故事·祖冲之

祖冲之(429-500)的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一个管理朝廷建筑的长官。祖冲之长在这样的家庭里,从小就读了不少书,人家都称赞他是个博学的青年。他特别爱好研究数学,也喜欢研究天文历法,经常观测太阳和星球运行的情况,并且做了详细记录。

宋孝武帝听到他的名气,派他到一个专门研究学术的官署“华林学省”工作。他对做官并没有兴趣,但是在那里,可以更加专心研究数学、天文了。

我国历代都有研究天文的官,并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候,历法已经有很大进步,但是祖冲之认为还不够精确。他根据他长期观察的结果,创制出一部新的历法,叫做“大明历”(“大明”是宋孝武帝的年号)。这种历法测定的每一回归年(也就是两年冬至点之间的时间)的天数,跟现代科学测定的相差只有五十秒;测定月亮环行一周的天数,跟现代科学测定的相差不到一秒,可见它的精确程度了。 公元462年,祖冲之请求宋孝武帝颁布新历,孝武帝召集大臣商议。那时候,有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对,认为祖冲之擅自改变古历,是离经叛道的行为。 祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他,蛮横地说:“历法是古人制定的,后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕。他严肃地说:“你如果有事实根据,就只管拿出来辩论。不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴,找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论,也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了十年之后,他创制的大明历才得到推行。

尽管当时社会十分动乱不安,但是祖冲之还是孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释,又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。

祖冲之在科学发明上是个多面手,他造过一种指南车,随便车子怎样转弯,车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上试航过,一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨,舂米碾谷子,叫做“水碓磨”。

祖冲之晚年的时候,掌握宋朝禁卫军的萧道成灭了宋朝。

楼主可以到这里看看:
http://www.lcyz.net/xstd/student/page3/kxj/kxj.htm
意大利著名的物理、天文学家伽利略是一个勤于思考的人。伽利略是个天主教徒,有一天,他到比萨教堂去做礼拜,突然,一阵风吹来,使吊灯不停地在半空摆动,这时伽利略发现,不论吊灯摆动的副度是大还是小,它们摆动的时间总是相等的。又一阵风吹来,伽利略惊奇的发现:吊灯的摆动与摆动的幅度大小无关。伽利略回到家找来一根绳子,吊上重物,变换着方式,让它摆动。于是,他再次发现:摆动一次所用的时间,跟所物体的重量没有关系,而和摆长有关系。

推一个重物没有推动是因为摩擦力还是惯性,老师说相对于物体是惯性 ,相对于人是摩擦力,解释一下吧

一人推一重物可没推动有两种可能,一种是摩擦力大于他去推的力,还有一种是摩擦力等于他去推的力,不管怎么说,都是与摩擦力有关。
如果有帮到您,请给予采纳和好评,谢谢拉#^_^#祝您学习快乐。
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有自然现象引发的科学规律,要详细资料,带例子的。如牛顿的苹果落地引发三大定律

任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。
[编辑本段]计算公式
万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关。物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大;物体之间的距离越远,它们之间的万有引力就越小。
两个可看作质点的物体之间的万有引力,可以用以下公式计算:F=GmM/r^2,即 万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量,其值约为6.67×10的负11次方单位 N·m2 /kg2。为英国科学家 卡文迪许通过扭秤实验测得。
万有引力的推导:若将行星的轨道近似的看成圆形,从开普勒第二定律可得行星运动的角速度是一定的,即:
ω=2π/T(周期)
如果行星的质量是m,离太阳的距离是r,周期是T,那么由运动方程式可得,行星受到的力的作用大小为
mrω^2=mr(4π^2)/T^2
另外,由开普勒第三定律可得
r^3/T^2=常数k'
那么沿太阳方向的力为
mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2
由作用力和反作用力的关系可知,太阳也受到以上相同大小的力。从太阳的角度看,
(太阳的质量M)(k'')(4π^2)/r^2
是太阳受到沿行星方向的力。因为是相同大小的力,由这两个式子比较可知,k'包含了太阳的质量M,k''包含了行星的质量m。由此可知,这两个力与两个天体质量的乘积成正比,它称为万有引力。
如果引入一个新的常数(称万有引力常数),再考虑太阳和行星的质量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示为
万有引力=GmM/r^2
两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑。比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍!但是,天体系统中,由于天体的质量很大,万有引力就起着决定性的作用。在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去。
重力,就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的。但是需要注意的是,除了在南极北极端点,重力并不等于万有引力。此时可看作绕地球的向心力和重力合成万有引力。
任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力。自然界中最普遍的力。简称引力,有时也称重力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力 、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/1035 ,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/1010。因此研究粒子间的作用或粒子 在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用 。一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为 1米的铁球 ,紧靠在一起时 , 引力也只有1.14×10^(-3)牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量 。但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力 。所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力。天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动。引力就成了支配天体运动的唯一的一种力。恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素。
[编辑本段]万有引力的伟大意义
17世纪早期,人们已经能够区分很多力,比如摩擦力、重力、空气阻力、电力和人力等。牛顿首次将这些看似不同的力准确地归结到万有引力概念里:苹果落地,人有体重,月亮围绕地球转,所有这些现象都是由相同原因引起的。牛顿的万有引力定律简单易懂,涵盖面广。
牛顿的万有引力概念是所有科学中最实用的概念之一。牛顿认为万有引力是所有物质的基本特征,这成为大部分物理科学的理论基石。
[编辑本段]万有引力的发现过程
在谈论万有引力发现的事件时,对于当时天文学及力学的发展情形也得有一些说明,才能了解当时代科学的背景,以及它是如何影响刺激牛顿发现万有引力。
万有引力被发现的原因
牛顿发现万有引力的原因很多,主要因为一下几点。
1.科学发展的要求:牛顿之前,有很多天文学家在对宇宙中的星星进行观察。经过几位天文学家的观察记录,到开普勒时,他对这些观测结果进行了分析总结,得到开普勒三定律:1.所有行星都绕太阳做椭圆运行,太阳在所有椭圆的公共焦点上。2.行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积。3. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
开普勒三定律时不容置疑的,但为什么会这样呢?是什么让他们做加速不为零的运动?牛顿经过研究思考解决了这个问题:物体之间存在万有引力。当然他发现万有引力定量是一个漫长而曲折的过程。
2.个人原因:牛顿发现万有引力定量,虽然时科学发展的要求,生产力发展的原因。但我们不能忽略牛顿本人的一些因素:聪明 勤于思考 拥有一定得知识量。据《物理学史》说:牛顿在发现万有引力定律的那一段时间,真正他废寝忘食(每天魂不守舍,在食堂吃饭,饭碗在前,他在发呆。去食堂吃饭,却走错了方向。一些老师在校园后的沙滩上散步时,看见了一些古怪的算式和符号)。1669年,他年仅27岁,就担任了剑桥的数学教授.没有知识那能行啊? 还有1672年当选为英国皇家学会会员.英国皇家学会不是一般人能进去的,那是科学研究中心,里面的都是一流的科学家。
万有引力是怎样被发现的
1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。看到他白皙的皮肤和金色的长发,很多人以为他还是个孩子。他身体瘦小,沉默寡言,性格严肃,这是人们更加相信他还是个孩子。他那双锐利的眼睛和整天写满怒气的表情更是拒人于千里之外。
黑死病席卷了伦敦,夺走了很多人的生命,那确实是段可怕的日子。大学被迫关闭,像艾萨克·牛顿这样热衷于学术的人只好返回安全的乡村,期待着席卷城市的病魔早日离去。
在乡村的日子里,牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?为什么月球不会掉落到地球上?为什么地球不会掉落到太阳上?
在随后的几年里,牛顿声称这种事情已经发生过。坐在姐姐的果园里,牛顿听到熟悉的声音,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。苹果落地虽没有给牛顿提供答案,但却激发这位年轻的科学家思考一个新问题:苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?
第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。
牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。
牛顿首次认为,重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力,有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术,认为物质之间相互吸引,这使他断言,相互吸引力不但适用于硕大的天体之间,而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。
[编辑本段]牛顿的万有引力之简单涵义

牛顿并不是发现了重力,他是发现重力是「万有」的。每个物体都会吸引其他物体,而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。牛顿的万有引力定律说明,每一个物体都吸引着其他每一个物体,而两个物体间的引力大小,正比于这它们的质量,会随著两物体中心连线距离的平方而递减。牛顿为了证明只有球形体可把「球的总质量集中到球的质心点」来代表整个球的万有引力作用的总效果而发展了微积分。然而不管距离地球多远,地球的重力永远不会变成零,即使你被带到宇宙的边缘,地球的重力还是会作用到你身上,虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所掩盖,但它还是存在。不管是多小还是多远,每一个物体都会受到引力作用,而且遍布整个太空,正如我们所说的「万有」。
[编辑本段]量子力学的解释
我们知道,由光子是物质的基本粒子来看,物质的构成本身没有意义,如果物质不能够与环境中的其它光子信息相互作用,它就不能将自己的能量、存在形式、表达给自然界,自己就是以纯暗物质的形式存在,尽管自己的寿命表现为无限长久,但是对环境、对自己没有意义,只有它不断与环境的其它光子信息相互作用光子能量,才能将自己的能量、质量表现出来,自己的光子信息才能变化,自己才能由生长到死亡,才能有自己存在的意义;这就是说任何物质,只要它存在,它就会不断地与环境中的其它光子信息相互作用,这样,物质的存在,各种作用力的存在,事实上,是通过自己周围的光子信息场完成的。
存在物质 A ,是物质 A 不断与环境作用光子信息能量,而表现自己的质量,当物质 B 存在的时候,由于 B 也要不断与环境的光子信息相互作用,这 B 就不同程度地影响了 A 周围的光子信息内容,从宏观的角度来看,是 B 挡住了来自 A 周围的光子信息,改变了 A 周围的光子信息场,从大的方面来看,是来自于左方的光子信息能量要多一些,来自于 A 的右方光子信息能量要少一些,宏观表现为 B 对 A 有一个作用力,这个作用力,是所有物质共有的,称为万有引力。
也可以说成是,由于 B 的存在,导致了 A 周围的光子信息力场的形状发生了变化,这个力场的形状发生了变化,本来没有 B 的时候,物体 A 是一种平衡状态,有了 B 以后,光子信息的力场发生了变化,物体 A 的作用力,由于平衡变成了不平衡,人们自然会说,这是物体 B 存在的结果,是物体 B 对 A 的作用力。
四种基本相互作用力的完全统一理论的解释:
万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力这四种作用力是统一的,它们都是由一种基本粒子的振动波来传递的,只是波的形式不同。任一质点(物质)都使与其碰撞的这种基本粒子径向振动的动量减少(波长拉长)并向外传递形成(万有)引力场;电子(电荷)使与其碰撞的这种基本粒子径向振动的横向上增加动量并向外传递形成静电场;运动的电荷(电流)使与其碰撞的这种基本粒子在原径向振动状态上增加了两个垂直其径向方向的动量并向外传递形成电磁场;强相互作用力、弱相互作用力是这种基本粒子径向振动对粒子产生的压力与电磁力、引力的共同作用。
任意两质点(由基本粒子构成的物质)在各方向上都受到力基子的碰撞,碰撞的频率非常高,因质点的质量远远大于力基子的质量,其中有一些力基子在非常短的时间内会被挤帖在质点上(可以又被挤掉重新受到力基子的碰撞获得动量),于是质点周围的力基子波的波长被拉长,碰撞频率降低,压力降低。在质点外侧两质点距离以外的地方,力基子波的频率大于内侧频率,所以内侧压力小于外侧压力,表现两质点相互吸引,即万有引力。
引力的大小与两质点的质量之积成正比与其之间距离的平方成反比(力基子波在两质点之间连线上碰撞传递时,每一次传递都受到系统能量的恢复使波长逐渐增加,可通过积分计算出与其之间距离的平方成反比)
力基子之间不吸引,原因为它是最小的、质量相等的基本粒子,只能通过相互碰撞运动传递能量(力),不吸收能量,除非把它压成一个更大的结构粒子。
质量大的物体“吸收”力基子波的能量大,它周围的压力比质量小的物体周围压力更低,所以一大一小两物体在引力的作用下,小质量物体比大质量物体相向运动速度快,符合公式F=ma
[编辑本段]相对论的解释
其实引力是不存在的。或者说引力只是这种现象的一种解释而已。它不同于其他力。
“引力”其实是时空扭曲的表现,举一个二维的例子:一张绷直的橡皮筋网
1.放上两个质量不一,体积相同的球,网扭曲了
2.在1的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动,直线与(同一个)球的位置距离越近,轨迹弯区越大
3.在2的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动接近两个质量不等的球,直线与两个球的距离相同,经过质量大的球,轨迹弯区大
2跟3说明的现象与引力相似,而且也有质量越大、距离越小,引力越大
物体由于惯性沿直线运动,但在扭曲的空间运动,表现出来就是受到引力影响
事实上,引力扭曲的是四维时空。
还有一个例子:光经过大质量天体时会扭曲,但引力不能作用于光,所以解释就是光沿直线传播,在扭曲的时空中运动,就会扭曲。但光还是沿直线传播
事实上,万有引力并不是一种真实的力,比如牛顿说的万有引力,是万物之间皆有引力的简写。有确凿证据表明:引力是电场力的作用。卡文迪许的扭秤测出的两个球之间的引力是“分子间力”。宇宙星体间的作用都是静电引力或斥力,圆周运动在于带电星体在另一星体的磁场中受到了洛仑兹力。
[编辑本段]万有引力定律
(law of gravitation)物体间相互作用的一条定律,1687年为牛顿所发现。任何物体之间都有相互吸引力,这个力的大小与各个物体的质量成正比例,而与它们之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2表示两个物体的质量,r表示它们间的距离,则物体间相互吸引力为F=(Gm1m2)/r2,G称为万有引力常数。
万有引力定律是牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中首先提出的。牛顿利用万有引力定律不仅说明了行星运动规律,而且还指出木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律。他认为月球除了受到地球的引力外,还受到太阳的引力,从而解释了月球运动中早已发现的二均差、出差等。另外,他还解释了彗星的运动轨道和地球上的潮汐现象。根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。万有引力定律出现后,才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上,从而创立了天体力学。 简单的说,质量越大的东西产生的引力越大,地球的质量产生的引力足够把地球上的东西全部抓牢。
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这些例子多了去了。
文章标题: 人类有没有可能靠自身的力量扔起一个重物,然后靠重物的惯性将自己带离地面
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