从牛顿定律到现代物理学.ppt

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1、石兢从牛顿定律到现代物理学武汉大学物理系孝感学院2010MotivationAchievementsandPuzzleofNewtonLawsOverviewonModernPhysicsPhysicswithScience,Technology,CulturePhysicswithEducation&Career目录Motivation钱学深之问：为什么自49年后，我们没有培养出一流的人才……?1977年前：政治运动1978年后：…….Motivation中国物理教育之问：Advantage：Disadvantage：知识点深、广，体系完备做题能力强Formal

2、ization–物理学的质朴性、实在性：—起源、过程、图像、结果和目的Insight、贯通性（知识点间的关联）前沿发展动手能力好奇心、想象力、批判精神历史、文化、科学综合素养牛顿定理-做题Why3个定律，3个定理，二阶导数？Weknewthelibretto,butIhavetolearnmusic—I.I.RabiComparing中国家长：今天在学校学到什么新东西？犹太家长：今天在学校问了什么好问题？NewYork；BronxHighSchoolofScience-7个Nobel奖获得者犹太人：Nobel奖获得者总共192人，占获奖人数26%，总人口2000万

3、中国人：Nobel奖获得者8人，人口13亿在世界通用中学和大学的科技教科书中几乎找不到中国人的名字?!-朱邦芬LeonCooper,SheldonGlashow,RoyGlauber,RussellHulse,DavidPolitzer,MelvinSchwartz,andStevenWeinberg(摘自金晓峰报告)“……美国科学只存在未来，并没有今天和过去。在我这个位置上的人应该思考的问题是：我们必须做什么才能够创造出美国的物理学；而不是把电报、电灯及其它令人方便的产品称之为“科学”。我并不是低估这些时尚产品的价值，整个世界的进步需要依靠它们；成功发明这些高技

4、术产品的人应该受到世界的尊重。但是，虽然一位厨师发明了餐桌上的一道美味佳肴，使世人享受到口福，但是我们不会尊称他为“化学家”。……”美国第一任物理学会会长亨利·奥古斯特·罗兰（1883年8月15日在美国国家科学促进会的讲话)“……我常常被问及这样的问题：纯科学和应用科学究竟哪个对世界更重要？为了应用科学，纯科学本身必须存在！假如我们停止纯科学的进步而只留意科学的应用，我们很快就会退化成为中国人那样！多少代以来中国人没有什么进步，因为他们只满足于科学的应用，却从来没有追问过他们祖先所做事情中的原理。这些原理就构成了纯科学！中国人很早就知道火药的应用，如果他们能用正确

5、的方法来探索“火药应用”的原理，中国人就能够在实现众多应用的同时还能够发展出化学，甚至物理学！因为只满足于火药爆炸的事实和应用，而没有寻根问底，中国人已经远远落后于世界进步；以至于我们现在只将世界上所有众多民族中这个最古老、人口最多的民族视为野蛮人！……”Whatdowefeel?Whatshouldwedo?物理学的质朴性、整体性MotivationAchievementsandPuzzleofNewtonLawsOverviewonModernPhysicsPhysicswithScience,Technology,CulturePhysicswithEduc

6、ation&Career目录牛顿定律的成就动力学：惯性作用力与反作用力万有引力：ThetaskofdeducingKepler’slawsfromNewton’slawsiscalledtheKeplerProblem.ItssolutionisoneofthecrowningachievementsonWesternthought.ItispartofourculturalheritagejustasBeethoven’ssymphoniesorShakespeare’splaysortheceilingoftheSistineChapelarepartofou

7、rheritage.牛顿定律的成就●天地合一：Why苹果落地，而月球don’t?●几乎完满的解决了太阳系内所有天、地间机械运动问题●人类历史第一个完整的科学体系理清了概念，建立了联系：速度、加速度、质量、动量、动量矩、动能、力、力矩、功、冲量●第一次将数学引入，定性定量What’sScience?概念及其相互间的关联！What’strueScience?马克思：一门科学只有当它可以用数学描述是才能真正称其为“科学”AlexanderPope:Nature,andNature’sLawslayhidinnight:Godsaid,letNewtonbe!Andall

8、wasli