2024年5月13日发(作者：索尼微单相机镜头大全)

物理学发展与社会进步 ——物理学普及宣传 耿 娟 07 物理教育 2074010241 为

什么人类在几百万年的历史长河中，在文明社会数千年里程中只是缓慢地前进，到

最近几个世纪却发生如此翻天覆地的变化呢？ 回顾 300 多年来从牛顿力学开始到

现代物理学发展，结论是很清楚的：是物理学的发展使人类认识了自然界， 是物理

学为科学技术的发展提供了理论基础和思想源泉，是物理学奠定了现代人类文明发

展的基础，物理学研究提高了我们对自然界的基本认识，产生了对人类有深远意义

的知识。它所孕育出的新技术扎根于我们的文化中。因此，物理学的每一次发展革

命都会推动人类社会的巨大进步。 哥白尼的“日心说”发表之前，“地心说”在中世纪

的欧洲一直居于统治地位。自古以来，人类就对宇宙的结构不断地进行着思考，在

古代欧洲，亚里士多德和托勒密主张“地心说”，认为地球是静止不动的，其他的星

体都围着地球这一宇宙中心旋转。这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、

人间、地狱的说法刚好互相吻合，处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说，把“地

心说”和上帝创造世界融为一体，用来愚弄人们，维护自己的统治。因而“地心学”

说被教会奉为和《圣经》一样的经典，长期居于统治地位。 随着事物的不断发展，

天文观测的精确度渐渐提高，人们逐渐发现了地心学说的破绽。到文艺复兴运动时

期，人们发现托勒密所提出的均轮和本轮的数目竟多达八十个左右，这显然是不合

理、不科学的。人们期待着能有一种科学的天体系统取代地心说。在这种历史背景

下，哥白尼的地动学说应运而生了。 约在 1515 年前，哥白尼为阐述自己关于天体

运动学说的基本思想撰写了篇题为《浅说》的论文，哥白尼批判了托勒密的理论，

科学地阐明了天体运行的现象，推翻了长期以来居于统治地位的地心说，并从根本

上否定了基督教关于上帝创造一切的谬论，从而实现了天文学中的根本变革。他正

确地论述了地球绕其轴心运转、月亮绕地球运转、地球和其他所有行星都绕太阳运

转的事实。这是一个前所未闻的开创新纪元的学说，对于千百年来学界奉为定论的

托勒密地球中心说无疑是当头一棒。 日心涤氲匦乃到辛瞬锌岬慕狭浚钡?1687

年，牛顿的《自然哲学的数学原理》出版，才取得了历史性的胜利。《原理》建立

了经典力学的理论体系提出了运动三定律和万有引力定律，揭示了行星绕太阳运动

的根本原因，完成了物理学发展史上的第一次大综合。于是，传统的地上与天上世

界的分隔自然与超自然的划分都被抛弃或者动摇了。牛顿的《原理》不仅仅是在知

识体系上继承和发展了“巨人”们的成果，在研究方法上也是一样。因此，达朗贝尔

认为牛顿将数学、实验以及观察统一起来，创造了一门真正的新科学。牛顿的《原

理》被分认为科学史上最伟大的著作。 这场革命对人类的整个思想文化都产生了历

史性的影响。 第一次工业革命的标志是蒸汽机的使用。英国人瓦特在已有蒸汽机的

基础上，发明了高效能蒸汽机。19 世纪 40 年代，整个欧洲和美国都普遍使用了蒸

汽机。蒸汽机带动着纺织机、鼓风机、抽水机、磨粉机，造成了纺织、印染、冶金、

采矿的迅猛发展，创造了人们以前难以想象的技术奇迹。 蒸汽机的出现和广泛使用，

也推动了其他工业部门的机械化，引起了工程技术上的全面改革。在工业上，导致

了机器制造业、钢铁工业、运输工业的蓬勃兴起，初步形成了完整的工业技术体系；

在科学上，促进了热力学理论的建立。工业革命是一场以技术革命为中心内容的社

会变革，在这场变革中，科学技术尤其是物理扮演了举足轻重的角色，造成了社会

生产力的巨大进步，第一次凸显了科学技术的生产力功能。 从 18 世纪末到 19 世

纪，为提高蒸汽机和金属冶炼的热效率，为解决工业、交通和军事上的若干技术问

题，有力地推动了物理学的研究：1788 年，拉格朗日的《分析力学》出版，发展了

牛顿力学。特别是热力学和统计物理因此完成了形成发展成熟的全过程。1798 年，

仑福特提出热的运动说。1824 年，卡诺设计了理想热机并提出卡诺定理。1842-1847

年，迈耳、焦耳和赫姆霍兹等提出能量守恒定律。1848 年，W汤姆生创立热力学温

标，提出绝对零度是温度下限的论点。1850-1865 年，克劳修斯和 W汤姆生提出热

力学第二定律。对统计物理作出重大贡献的有麦克斯韦、吉布斯和玻尔兹曼等。 第

一次工业革命延伸了人的肢体功能。从此，人类进入机械化时代。它极大地提高了

劳动生产率，蒸汽机在 100 年使所创造的生产力，比过去一切时代创造的全部生产

力还要多，还要大。第一次工业革命深刻地改变了社会形态，也促进了科学物理学

的发展。 电力革命是继工业革命之后的第二次技术革命， 它给人类社会带来了巨

大的进步。 1820 年，奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭开了磁电统一的神秘面

纱。接下来，安培对此作了深入研究，提出了电流间相互作用的安培定律，为电动

力学的创立作了开创性的工作。电能生磁，磁能否生电物理学家对此进行了艰苦的

探索。经 10 年的努力，法拉第终于在 1831 年发现了电磁感应现象，找到了磁生

电的规律。 为了解释电磁现象，法拉第还提出了力线，即“场”的概念。从 1861 年

起，麦克斯韦对法拉第的“力线”进行数学比，于 1873 年建立了经典电磁理论——

麦克斯韦方程组。其中，麦克斯韦提出了“涡旋电场”和“位移电流”假说，预言了电

磁波的存在并从理论上证明了光是一种电磁波。10 年后，德国的赫兹用实验证明了

电磁波的存在， 还证明了电磁波具有反射、折射、干涉、衍射等现象，实现了物理

学的第三次大综合，即电、磁、光的综合第二次大综合是能量的转化和守恒定律。 电

磁学理论使人的肢体功能再次延伸，又一次推动了社会的进步。 19 世纪，伴随着

电磁学理论的进展，工程技术专家敏锐地意识到电力技术对人类生活的意义，纷纷

投身于电力开发、传输和利用方面的研究。 1834 年，第一台实用电动机诞生，电

动机进入了实用化阶段。与此同时，发电机也处在研制阶段。 早期的一台发电机基

本上只能供一家或几家照明用，后来，发电机的功率越来越大，供电范围越来越广，

企业家们便建起了发电站，于是产生了远距离输电的技术问题。1882 年法国的一位

电气技师建造了世界上第一条远距离直流输电实验线路。1890-1891 年，从法国劳

芬到德国法兰克福架起了世界上第一条三相交流输电线路。随着交流技术的不断发

展完善，交流输电为电力工业的发展开辟了广阔的前景。 电力革命再次大大促进了

社会生产力的发展，深刻改变了人类的生活，使产业结构发生了深刻变化。电力、

电子、化学、汽车、航空等一大批技术密集型产业兴起，使生产更加依赖科学技术

的进步，技术从机械化时代进入了电气化时代。 20 世纪以相对论和量子力学为基

础现代物理学的发展，使人们视野既深入到微观世界，又延伸到宇宙深处．1905 年，

爱因斯坦先后发表了 3 篇具有划时代意义的论文，为相对论、量子理论和布朗运动

理论的建立奠定了基础对现代物理学的发展产生了巨大的影响。 现代物理学的广泛

应用使人类文明进入一个日新月异迅猛发展的时代。由于生产技术的发展，精密、

大型仪器的创制以及物理学思想的变革，这一时期的物理学理论呈现出高速发展的

状况。研究对象由低速到高速，由宏观到微观，深入到广垠的宇宙深处和物质结构

的内部，对宏观世界的结构、运动规律和微观物质的运动规律的认识，产生了重大

的变革。相对论的量子力学的建立，克服了经典物理学的危机，完成了从经典物理

学到现代物理学的转变，使物理学的理论基础发生了质的飞跃，改变了人们的物理