近代物理学产生的背景

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1、物理教育网隶属于学科教育网(www.xueke.cn),是目前国内最大的中小学免费教育网站平台！近代物理学产生的背景-3-物理教育网隶属于学科教育网(www.xueke.cn),是目前国内最大的中小学免费教育网站平台！在学习了力学、热力学、电磁学和光学等经典物理学的内容后，有必要回过头来重新回顾一下经典物理学的知识体系。在此基础上，用历史的眼光审视近代物理学产生的背景。1.1十九世纪科学的概貌近代自然科学产生于文艺复兴后期（十五世纪），是伴随资本主义产生而产生的，并成为它的有力支柱。十六、十七世纪是近代科学建立时期，无论在科学知识、科学思想还是在科学方法上

2、都开创了一个新纪元。特别是物理学和天文学在十七世纪都达到一个高峰。另外随着微积分的创立、血液循环的发现、显微镜的发明及化学元素概念的建立，数学、生物学、化学也都取得了重大进展。在十八世纪，科学发展缓慢。但十八世纪是以英国工业革命（第一次技术革命）和法国民主革命载入史册的。这两次伟大革命，显示了科学对社会的巨大影响，也为科学的进一步发展提供了强大的物质基础和有力的社会保证。《共产党宣言》说：“资产阶级在它不到一百年的阶级统治中所创造的生产力，比过去一切时代所创造的全部生产力还要多、还要大。”法国大革命起源于启蒙运动，启蒙运动是人类历史上最彻底的反对封建专制的

3、思想解放运动，它的中心内容就是科学、民主。经过十八世纪各方面的准备，十九世纪成为科学技术全面发展的时期。在文化史上，十九世纪被称为“科学世纪”，主要表现在：开始出现了科学对生产的指导作用，引起了第二次技术革命；许多科学部门开始从经验的描述上升为理论的概括，逐渐形成自己的统一整体，新学科纷纷成立，各门科学之间的间隙也逐渐得到填补，科学精神、科学思想和科学方法深入人心。近代科学进入十九世纪下半叶，出现生物进化论（1859年）和电磁理论（1864年）两座高峰。它们各自显示了生命现象和物理现象的内在统一性，显示了科学理论的巨大综合能力。这些成就使不少科学家以为科学

4、的发展基本上已经大功告成，特别是在理论比较成熟的物理学领域中，普遍出现了这种情绪。在物理学发展史上，曾有过物理学理论的三次大综合。第一次是英国物理学家牛顿在伽利略、开普勒、笛卡尔等人工作的基础上，把物体的运动规律归结为三条基本运动定律和一条万有引力定律，由此建立起一个完整的力学理论体系。这样，他将过去认为是截然无关的地球上的物体（世俗的）运动和天体（“天堂的”）运动规律概括在一个严密的统一理论中。这是物理科学，也可以说是人类认识自然的历史中第一次理论的大综合。这一伟大成就，使机械唯物论的自然观取得统治地位，它统治整个自然科学领域达二百多年之久。牛顿力学到了

5、十九世纪中叶，显示出无比强大的威力。1846年海天星的发现，完全证实了根据牛顿理论所作的预言。四十年代能量守恒定律的发现，揭示了各种物质运动形式不仅可以相互转化，而且在量上还有确定的关系。这样，力学、热学、化学甚至生物学就都贯通在一起，使牛顿力学成为各门物理科学的理论基础，这是物理学第二次伟大的综合。分子动理论就是这次大综合的产物，分子动理论是用牛顿理论研究大量的分子运动，这是人类第一次进入微观领域进行定量描述。由此，大至日月星辰，小至分子原子，无不为牛顿理论体系所包罗。法拉第、麦克斯韦电磁理论的建立，又把电学、磁学和光学合成一体，完成了物理学第三次伟大的

6、综合，并为现代人类文明开辟了道路。虽然法拉第的一些思想已经越出了牛顿的框架，但本质上仍属于经典理论体系。物理学的巨大成功，使当时不少物理学家认为，物理理论已接近最后完成，今后只能在细节上作些补充和发展，物理学已发展到顶峰。1.2十九世纪末的物理学危机-3-物理教育网隶属于学科教育网(www.xueke.cn),是目前国内最大的中小学免费教育网站平台！正当人们为经典物理学的全面胜利欢呼万岁的时候，它的体系本身却开始出现了危机。不久以后，这些危机发展成为一场翻天覆地的革命大风暴。危机是从不可捉摸的媒质“以太”开始的。1887年迈克尔孙－莫雷的寻找“以太”实验，

7、实验结果同理论预测相反，否定了以太的存在，引起了物理学家的震惊。当时，英国的一名著名实验物理学家曾大声疾呼：“我们仍然期待着第二个牛顿来给我们一种关于以太的理论，它将不仅包括电和磁的事实，光辐射的事实，而且还可能包括引力的事实。”为送别旧世纪，英国科学界最有地位的开耳芬勋爵（本名威廉·汤姆逊），于1900年4月27日作了题为《热和光的动力学理论上空的十九世纪之云》的长篇讲话，这位思想保守的“元老”认为经典物理学理论在本世纪末出现了两朵云。第一朵就是“以太漂移问题”；而第二朵云，是与比热有关的能量均分定理。事实上，到了十九世纪末，由于X射线（1895年），放

8、射性（1896年），电子（1897年）以及镭（1898年）的发现，