从爱因斯坦到霍金的宇宙 知识点与笔记.pdf

从爱因斯坦到霍金的宇宙 第一讲：爱因斯坦和量子论与相对论的诞生 相对论是关于时空和引力的基本理论，分为狭义相对论和广义相对论。 物理学的开端 1. 物理学这个词，最早起源于公元前三百多年，古希腊亚里士多德最早使用这个词。 2. 苏格拉底的学生是柏拉图，柏拉图的学生是亚里士多德，这三个人被称为『希腊三贤』。苏格拉底倡导探究式学习。 3. 苏格拉底的 《言论集》和孔子的 《论语》很像，不是他们自己所写，都是其弟子所写。 4. 亚里士多德所倡导的哲学与其老师柏拉图相反，认为凡是看不见摸不着的东西都不应该相信。 5. 『吾爱吾师，吾更爱真理』是亚里士多德的名言。 6. 格物致知—— 《礼记·大学》。格，感通，做探究性实验。 7. 格物穷理——朱熹[南宋] 8. 清朝、民国的时候讲格致作为物理的代名词。 9. 阿基米德是欧几里得的学生的学生，古希腊数学家、物理学家，发现了杠杆原理、浮力定律，提出了重心的概念。  给我一个支点，我就可以把地球撬动。——阿基米德  浮力定律 ：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所到的重力。  阿基米德根据杠杆原理设计了抛石机、抓船机来应对罗马人的侵略。 10. 真正的物理学，开始于中世纪后期。 11. 伽利略使物理学成为一门实验的科学和测量的科学。 12. 按照儒略历（旧历），1642 年是伽利略逝世、牛顿出生的一年，牛顿出生在圣诞节的晚上。如果按照格里高利历（新 历），牛顿在1643 年出生。 13. 天主教是以拉丁语系的民族（法国、意大利、西班牙、葡萄牙以及拉丁美洲）为主的，他们最先改用新历。 基督教（新教）是以日尔曼民族 （英国、德国、荷兰、美国）为主的。 东方正教是以斯拉夫民族为主的。 14. 伽利略的成就 1) 重述惯性定律。  最早提出惯性定律的是古希腊的哲学家德谟克利特，他认为万物都是由原子构成的，虚空中运动的原子 由于没有阻力，将一直等速地运动下去。  惯性定律：任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使 它改变这种状态为止。  伽利略是通过斜面实验（理想实验）得出的。 2) 用科学的语言阐述了相对性原理。  地恒动而人不知，譬如闭舟而行，不知舟之运也。—— 《尚书·考灵曜》  卧看满天云不动，不知云与我俱东。——陈与义[宋]  伽利略在他的两本书（《关于托罗密和哥白尼两大世界体系的对话》《两门新科学》）中都对相对性原理进 行了阐述。 3) 自由落体运动。 伽利略认为斜面上的运动是冲淡了的自由落体运动（延缓了的自由落体运动）。 15. 牛顿是剑桥大学的学生。 16. 牛顿在主张光束微粒，而惠根斯（荷兰数学家、物理学家、天文学家）和胡克（英国科学家）。 17. 牛顿的著作：《光学》《自然哲学的数学原理》。 18. 托马斯·杨，发现了眼睛散光的原因，完成了光的双缝干涉实验，认识到光是横波，提出了颜色的三色理论。 19. 牛顿认为，存在一个均匀、绝对的时间，永恒、均匀地不断流逝着；还存在着一个绝对的空间，相对空间在绝对空 间中运动。惯性系是相对于绝对空间静止或匀速直线运动的。牛顿的力学三定律与万有引力定律在这些惯性参考系 中都是成立的。 20. 自然界和自然规律都隐藏在黑暗之中，上帝说 ：让牛顿出生去吧！于是，一切变得光明。——亚历山大·蒲伯[英] 21. 『以太理论』是亚里士多德提出的，早期的波动光学认为光是『以太』的弹性振动。 22. 麦克斯韦将『安培定律』『法拉第电磁感应定律』等总结在一起，推出了一个基本的方程。推演的过程是通过将电磁 波、电磁场看做介质的弹性振动，从弹性力学推出了麦克斯韦方程组。虽然推演过程错误，但是结论正确。 23. 热力学第一定律（迈尔[德] 、焦耳[英] 、赫姆霍兹[德]）：能量守恒定律。 热力学第二定律（萨迪·卡诺[法] 、鲁道夫·尤利乌斯·艾曼努尔·克劳修斯[德]）  卡诺通过热质说（后来证明是错误的）证明出了卡诺定理（正确）。  在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质无关，与可逆循环 的种类也无关。