物理学简史

物理学的研究范围大到宇宙，小到基本粒子等一切物质。这样一门包罗万象的学科，绝不是一朝—夕建立的，物理学在伽利略、牛顿前的时代已经有了很长—段历史，那么牛顿等物理学家是如何站在“巨人”的肩膀上开创物理学的新纪元的？ 本书讲述了物理学的发展史，从巴比伦人和埃及人的物理发现讲起，一直到20世纪。详细讲述了物理学在各个时期的发展和成就，包括力学、光学、热学、电学和磁学、声学等物理学分支，以及各个时期的知名物理学家和物理实验室的进化。能使读者全面、系统地了解物理学的发展历史。

卡约里，美国知名数学家和科学史家。他是科学发展协会、科学史学会会员，还是国际科学史学会会员。主要著作有《数学简史》《初等数学史及教学启示》《物理学简史》《数学符号史》。

巴比伦人和埃及人
希腊人
力学
光学
电学和磁学
气象学
声学
原子理论
希腊物理学研究失败的原因
罗马人
阿拉伯人
中世纪的欧洲
和航海罗盘
流体静力学
光学
文艺复兴
哥白尼体系
力学
光学
电学和磁学
气象学
科学研究的归纳法
17世纪
力学
光学
热学
电学和磁学
声学
18世纪
力学
光学
热学
电学和磁学
声学
19世纪
物质结构
光学
热学
电学和磁学
声学
20世纪
放射现象
热学
光学
力学
物质结构
电子的命名
电学和磁学
声学
回顾
物理实验室的进化
编后记
一、卡约里的《物理学简史》
二、中国古代物理学史概述

     巴比伦人和埃及人 早期的苏美尔人和巴比伦人在时间和角度方面，为后人贡献了十分重要的测量单位。巴比伦人最开始将7天定为一周，将白昼和黑夜各定为12小时。巴比伦人在书写整数和分数的过程中较为普遍地使用了60进制；此外，他们也通过60进制将1小时分为60分钟，将1分钟分为60秒钟。他们还将圆周分为360°，并将1°分为60弧分，1弧分分为60弧秒。如今，即使做最普通工作的人也通过小时数来计算工作时长，这跟大约5000年前的巴比伦人的计算方式是一样的。而今，最知名的工程师和拥有盛名的天文学家也是通过度、弧分和弧秒来测算角度的，这与幼发拉底和底格里斯文明时代的那些天文学家所采纳的测算方式大概一致。正是因为有了这些精心选定的测量单位，古巴比伦才得以累积了相当多准确性惊人的天文记录，其中最重要的成就之一是发现了被称为岁差的黄道二分点的缓慢运动（大约每世纪运动1.2°）。这一现象的发现者为古巴比伦天文学家希德纳斯，他曾在公元前343年于幼发拉底河岸边的西普拉的一所天文学校中任教。此前人们一向认为这一现象的发现者为古希腊天文学家希帕克斯（Hipparehus），但是希德纳斯对这一发现的时间要早于希帕克斯。 原始日冕和水钟的发明也是为了计算时间之用。为了找到正午时分太阳的高度角，他们使用基本只由一根长度已知的竖立杆构成的日冕，通过竖立杆的日影长度和方向这些必要的数据就可以计算出太阳的高度角。 杠杆秤被用于称量药物和贵重物品的重量。古埃及纸莎草“埃伯斯”（Ebers）上记录的药方表明，杠杆秤可以准确测量小到0.71克的重量。 希腊人 在数学、哲学、文学和艺术方面，希腊人展现出了无与伦比的创造力和天分，但在自然科学方面所取得的成就就微乎其微了。如果说他们不具备观察自然现象的能力或者说能力十分有限，不免有失偏颇，但事实确实如此。他们对科学实验的艺术是懵懂无知的，而且提出的许多物理猜想都含糊不清、无关紧要甚至毫无意义。与作出的大量关于自然界的理论推断相比，希腊人所进行的与之相关的实验少得可怜。他们很少甚至没有尝试过通过实验证据来验证他们提出的猜想。亚里士多德曾证明过世界是完美的，由此，我们可以十分清晰地看出这种模棱两可的哲学思维。亚里士多德指出：“组成世界的物质是固体，因此它是三维的，所以三就是最完美的数字，也是所有数字中的第一个。因为我们一般不会把一当作一个数字来看；在说二的时候，我们一般会说双。这样来看，在所有的数字中，三就是打头的。此外，三这个数字有开始、中间和结尾。” 力学 亚里士多德关于力的理论以及落体定律 亚里士多德在自己所著的书中谈论了力学相关的主题，这位伟大的逍遥学派学者已经弄清楚了在矩形这种特殊情况下力的平行四边形的概念。他在尝试提出杠杆理论时指出，距离支点更远的力能够更容易地移动重物，因为距离越远意味着其画出的圆越大。他将杠杆端点重物的运动划分为切线分量和法向分量，即与自然运动相符的运动称之为切线运动，与自然运动相逆的称为法向运动。现在的读者一眼就可以看出，用与自然运动相逆来对一种自然现象进行描述是不恰当的，而且可能造成歧义。 亚里士多德关于物体下落的观点也与事实相去甚远。尽管如此，我们仍需关注这些观点，因为在中世纪和文艺复兴时期，亚里士多德的权威可谓如日中天，对当时欧洲的科学思想产生了极其重要的作用。他认为：“如果两个物体体积相同，那么质量较大的那个下落速度会更快。”在另外一处地方，他又讲到物体下落速度的快慢与其质量呈绝对的正相关关系。这样的论断现在看来实在是荒谬到了极点。 有一位现代作家，试图为作为物理学家的亚里士多德正名：“如果他能够使用任何现代的观测工具，如望远镜、显微镜，或者温度计或气压计，那么他一定能够极为迅速地利用起这些有利条件。”但是观察物体下落速度这种情况，实验对于亚里士多德而言并不是不可想象的事情。如果某人在雅典的学校沿小路散步，某刻捡起两块不同重量的石头，并且同时让它们下落的话，他就会十分轻易地发现，即使其中一块石头是另外一块的10倍重，它的下落速度也不会是另一块的10倍。最近有人主张，人们事实上误解了亚里士多德，亚里士多德内心真正想表达的是，介质的“减速度”与重力的加速度接近一致时，物体的速度是穿过有阻力的介质（空气）时的“终极速度”，如“一枚硬币在空中下落的速度绝对不会超过30英尺／秒”。类似的“终极速度”运动还有很多，如“雨滴或者冰雹在空中垂直落下，或者烟囱中上升的烟雾颗粒”。大小相同的球状物体在有阻力的介质中做自由落体时，它们的终极速度是与它们的重量成比例的，牛顿在圣保罗大教堂中所做的实验证明了这一现象。此外，牛顿在自己的《原理》第二部第40个命题中对这一现象作出了解释。至于伽利略等人是否真的误解了亚里士多德的观点，我们只能通过参考亚里士多德的著作才能理清楚。亚里士多德曾在谈论物