物理与人类文明ppt课件.ppt

《物理与人类文明ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第十一讲相对论时空观在建立相对论过程中的思维方式14.8相对论的时空观牛顿的绝对时空观认为时间和空间是绝对的、均匀的，相互独立的。根据相对论,时间和空间是相对的。即在不同的参照系时间是不同的，物体的形状，质量等都是不同的“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。”（苏轼《题西林壁》）2时间和空间是相互关联的一个参照系中的所有钟都校准了，即相互同步的，在另一参照系看这些不同地点的钟都不同步了。3四维时空中的“不变论”相对论（relativity）不同于“公说公有理，婆说婆有理。”没有是非标准的相对主义（relativism）的理论。寻求不同参照系中各观测量之间的联系，重点是不同参照

2、系中的共性，即所谓的“不变性”真空中的光速在不同参照系中是不变的，物理规律的数学形式在不同参照系中是一样的。4时间是相对的空间也是相对的时间与空间是相互关联的时空会改变物体的形状、质量、运动状态等“内在的特性”狭义相对论有关时空的结论5时空会影响物质的“内在的特性”！物质也会反过来改变时空!时间与空间不仅是相对的、相互关联的而且与物质存在有关，与观察者的运动状态有关6Theoldestpicture7SantaBarbara,19338Violin,194191945104.9相对论:演绎法的典范11理论实验科学方法12实验模拟理论13DevelopingTheoriesT

3、hegoaloftheoryistointegrateasmanyobservationsofnatureaspossibleunderoneconceptualumbrella1415现代科学理论的建立过程中不可缺少的思维方法：归纳法（常用）演绎法（重要）16归纳法从特殊到一般的逻辑推理过程。即通过对大量的、个别的、特殊的现象或者体系的研究、观察，找出它们的共性或者共同满足的规律。在经典物理学以及其他学科的研究过程中大量使用的是归纳法。通过对大量现象的研究,归纳出一些经验公式、经验定律等，然后通过对大量经验公式、定律进行归纳总结得出一套理论。其特点是以感性认识为基础，结论

4、往往直观、容易被人接受。17演绎法从一般到特殊的逻辑过程。即从一般的原理推知某个从属于该类事物的特殊事物的新知。它一般由大前提、小前提和特殊结论三部分构成。例如：任意三角形的三个内角之和为180度（大前提），直角三角形是三角形的一种（特殊条件，小前提），所以直角三角形的三个内角之和一定为180度（特殊结论）。演绎法的特点是过程抽象，但逻辑关系严密，结论有时会出人意料。18演绎法通过演绎法建立科学理论的关键是大前提或者说一般原理的获得。爱因斯坦的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理为大前提的；广义相对论则以广义协变原理和等效原理为大前提。相对论的基本原理是从更高层次的基本理

5、念出发的假设，是在极少量的实验事实的启发下，依据其对世界、宇宙的认识理念（如世界的可认识性、客观规律的简单性、对称性或美学原则等）得出的。19建立相对论的逻辑过程：少量的事实启示基本原理+基本理念逻辑推理实验可检验对推论作的推论实验检验证实或证伪理论20大胆假设，演绎推理，小心求证。212004年9月3日，著名华裔物理学家、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁教授在北京人民大会堂召开的“2004文化高峰论坛”上，以“《易经》对中华文化的影响”为题作了报告。提出观点称“易经影响了中华文化的思维方式，而这个影响是近代科学没有在中国萌芽的重要原因之一”。22杨先生的报告主要集中于三点：第一

6、、《易经》影响了中华文化中的思维方式，而这个影响是近代科学没有在中国萌芽的重要原因之一。第二、《易经》是汉语成为单音语言的原因之一。第三、《易经》影响了中华文化的审美观念。23杨振宁：“天人合一”和推演法的欠缺阻碍科学诞生杨振宁把近代科学没有在中国萌生的原因放在他论题的首位。原因归结为五点：第一，中国的传统是入世的，不是出世的。换句话就是比较注重实际的，不注重抽象的理论架构。第二，科举制度。第三，观念上认为技术不重要，认为是“奇技淫巧”。第四，中国传统里面无推演式的思维方法。第五，有天人合一的观念。杨振宁认为，其中第四点和第五两点跟《易经》有着密切的关系。24中国的传统是入

7、世的，不是出世的例子之一是天文学。直到18世纪、19世纪中国大部分人还认为大地是平的。Anaximander（BC610-545)等认为地是薄薄的圆片，漂浮在空气的旋涡里，孤立在球状宇宙的中心。Pythagoras(BC580-500)等，首先发现地是球形的。方法1：出去的船在地平线处桅杆隐没。方法2：人向南行，南天的星上升，北天的星下沉。25经典物理学、量子物理学的建立更多地应用了归纳法相对论主要应用了演绎法其原理、结论不是很直观，但更具超前性，更具震撼力归纳与演绎的结合能达到事半功倍的效果26思考题有一列列车静