物理大师的追寻:追随物理学家足迹.探寻大师成功心路

王炎森编著的《物理大师的追寻(追随物理学家足迹探寻大师成功心路)/科学素养系列/复旦光华青少年文库》突出介绍了中学生非常熟悉、钦佩、敬重的5位重量物理学大师的成长和成才的心路历程。书中尽量采用大师们本人生动、朴实的语言来展现他们的心灵感悟，揭示他们成功的奥秘。

王炎森，1940年生，复旦大学现代物理研究所教授、博士生导师，复旦大学教学名师。1965年复旦大学物理二系研究生毕业后留校，长期耕耘在教学第一线。主编《原子核物理学》，合编《改变世界的物理学》、《物理与文化：物理思想与人文精神相融合》和《原子核物理》等多种教材。其中，《改变世界的物理学》获“上海市优秀科普作品奖”、“教育部优秀教材一等奖”；“原子核物理”和“面向21世纪的文科物理教学”分获1997年度和2001年度“重量教学成果三釜奖”：“物理与文化”课程被评选为“重量精品课程”和“重量精品资源共享课”；先后两次获上海市教委“育才奖”。现任教育部物理教育指导委员会文科物理课程协作组副组长。主要研究领域为原子分子物理，曾在美国范德比尔特大学做访问学者两年，在国内外重要期刊发表论文70多篇，曾获二机部科技进步三等奖、国家教委科技进步三等奖。在大学任教期间多次参加中学物理教师培训工作，经常为上海市重点中学做科普报告，指导优秀中学生做课题研究，被聘为学生课题研究活动导师。

第1章 近代物理学之父伽利略
1.1 伽利略的青少年时代
一、父亲对少年伽利略的影响
二、放弃医学，喜欢数理和动手实验
三、追求真理，敢于挑战亚里士多德
1.2 在帕多瓦大学前期（1592-1604年）的开创性工作
一、开创实验与数学相结合的科学研究方法，自由落体定律
二、威力无比的理想实验，惯性定律
三、重要力学规律，相对性原理
1.3 捍卫真理，宣传日心说，挑战权威和教会
一、第一个用望远镜打开通向天文学大门的人
二、用观测的事实支持日心说，挑战亚里士多德
三、坚持捍卫真理，发表惊世巨著《对话》
1.4 信念坚定，战斗不息
一、受迫害、不放弃信念
二、伽利略的亲情和友情
三、真理是永远不可战胜的
参考资料
第2章 为寻求真理而忘我奋斗的牛顿
2.1 探索大自然奥秘的兴趣，走上科学之路
一、大自然是一本打开的书
二、兴趣广泛，爱读书、爱记笔记
三、辍学期间，不忘读书和思考
2.2 大学四年和最富创造力的庄园避瘟时期
一、《三一学院笔记》
二、遇伯乐巴罗教授
三、创造力的涌现
2.3 重返剑桥和两本巨著的出版
一、巴罗推荐，牛顿继任“卢卡斯数学讲座”教授
二、注重实际，反射式望远镜的发明
三、哈雷帮助出版巨著《原理》
四、毅力坚强，又一巨著《光学》出版
2.4 牛顿成功的秘诀
一、勤奋刻苦，博学多才
二、不停思考，专注研究
三、站在巨人肩上，看得更远
四、正确的科学方法是通向成功之路
2.5 力学与现代航天技术
一、航天器飞行的理论基础和三个宇宙速度
二、失重现象
三、航天技术简介
参考资料
第3章 平凡而伟大的法拉第
3.1 不向贫穷低头的科学迷
一、一个读书迷
二、阁楼实验室
三、聆听科学演讲
3.2 执著追求，进入科学殿堂
一、抓住机遇，开始科学生涯新征途
二、欧洲旅途成为优选的大学
三、实验室中的工作狂
3.3 伟大的发现和科学想象力
一、奥斯特的“磁生电”与法拉第的“电磁转动”
二、伟大的发现――电磁感应
三、杰出的科学想象力――“场”概念的提出
3.4 伟大的人格力量
一、热心公众事业的伟人
二、生命不息，研究不止
三、做一个“平凡的法拉第”
3.5 电磁波在现代技术中的应用
一、通信技术的革命
二、遥感技术的应用
三、材料和人体中微量元素的分析技术
参考资料
第4章 不向命运低头的居里夫人
4.1 青少年时期的爱国心和求学梦
一、良好的家庭教育
二、强烈的爱国心
三、坚定的求学梦
4.2 艰苦生活、奋发学习的巴黎求学时期
一、异常艰苦的大学生活
二、永不满足的学习动力
三、有共同理想的终身伴侣
4.3 罕见困难，顽强拼搏，从事放射性研究
一、第一个简陋实验室和钍、钋的发现
二、木棚实验室和纯镭的提炼
三、飞来横祸，继续拼搏
4.4 为全人类奉献一生的高尚道德和情操
一、开赴前线的居里夫人
二、华沙镭研究院的建立
三、研究成果贡献给全人类
4.5 放射性的广泛应用
一、放射性药物的应用二、不流血的γ刀手术
三、辐射加工
四、中子活化分析法用于破解历史谜团
参考资料
第5章 献身科学与社会的爱因斯坦
5.1 好奇心、爱读书、爱思考（童年和少年时期）
一、神圣的好奇心
二、书本打开科学之窗
三、理想实验带来科学灵感
5.2 敢于挑战、勇于探索、创造奇迹（大学和专利局工作时期）
一、广博的科学知识和深邃的哲学思考
二、科学研究道路上的知音和“奥林比亚科学院”
三、创造科学目前奇迹的1905年
5.3 时空观的革命和创造奇迹的源泉
一、狭义相对论的创建
二、相对论速度相加定律和质能关系式
三、创造奇迹的源泉
5.4 献身社会的战士
一、高尚的人生追求和信念
二、强烈的社会正义感和责任感
三、坚持不懈、奋斗终身
5.5 核能应用
一、E=mc2与核能的获得
二、核电站
三、可控聚变反应
参考资料

    在做私人教师的4年中，伽利略通过奋发学习、刻苦钻研，已在数理方面做出了不少有价值的科研成果，引起了学术界的关注。出色的数理方面的才能，使这位年仅25岁的年轻人在比萨大学获得了一个数学教授的职位。虽然年薪不高，但是给他的科学研究提供了较好的条件，因此伽利略还是很高兴。
     三、追求真理。敢于挑战亚里士多德
     “对运动无知就是对自然界无知”。亚里士多德曾这样说过，可是根据他的运动理论，他认为在落体运动中，物体的下落速度与其重量成正比，所以重的物体先于轻的物体落到地面。这种看法在经验中确实可找到证据，如一根羽毛或一张纸片显然比一块石头要后落到地面。但是也不难找到反例，两个大小相差很多的铁球从相同高度下落时，应该就难以区分哪一个先落下。所以早在大学念书期间，伽利略就对亚里士多德的这一观点深表怀疑。
     晚年陪伴在伽利略身边的一位年轻的助手维维亚尼(见本书§1.4，三)后来根据伽利略的谈话所写的传记中写到了这样两个故事。第一个是“伽利略吊灯”的故事：当伽利略还是一个学医的学生时，在1583年的一天，他去比萨大教堂做弥撒时，一盏悬挂着的吊灯，在空中有节奏地来回摆动，引起了他的注意。在风的吹动下，吊灯摆动的幅度时而大些、时而小些，但他发现来回摆动一次的时间竟然几乎相等，与摆幅大小无关。当时还没有钟表之类的计时工具，他是用自己的脉搏来计时的。直到今天，比萨的导游还会把那盏“伽利略吊灯”指给游客看。但是一些传记作家认为这可能是传说，其中一个理由是因为那盏灯是1587年制造的。但是不管怎样，伽利略进行过多年的单摆实验，发现了单摆摆动的等时性，即在摆动不大时(摆幅大约小于30。)，来回摆动一次的时间与摆幅大小和摆的重量无关，仅仅决定于摆长。在晚年时，他打算利用摆锤的摆动设计制造一台机械钟，并由他儿子画出了草图，可惜没能付诸实施。
     第二个是“比萨斜塔实验”的故事。据维维亚尼所写，伽利略是带着很重的炮弹和很轻的火枪弹通过八层螺旋式楼梯，登上了比萨斜塔顶层，然后当着下面一群教授和学生的面让它们向下坠落，以此来证明它们将同时着地。事实上经一些科学史家考证表明，不仅比萨大学没有关于此实验的记载，而且伽利略本人也没有关于这次实验的任何记载，可能仅是晚年伽利略才向这个青年助手口头提到的故事。因此一些传记作家都把这个故事称为“传说”。
     事实上，确实早在比萨大学时，伽利略已从怀疑发展到开始参加到批评亚里士多德观念的批评者的行列。他首先抓住的正是对自由落体运动的研究。当时伽利略确实已直观意识到亚里士多德关于落体速度与重量成正比的观点是错误的。他认为：若按亚里士多德的观点“100磅的球从100个臂长的高处落下来，它击中地面时，从同样高处落下的1磅重的球才落下1个臂长”，这简直不可能，它们是同时落地的。后来在他所写的巨著《对话》(见本书§1.3，三)一书中，更是以风趣的语言规劝亚里士多德的信徒说：“一个100磅重的球和一个1磅重的球，同时从100码高度落下来时，大球落地，小球只落下1码远。现在请你(如果你能够的话)在脑子里试行想象一下当大球落地时小球离塔顶还不到1码的情况。更有意思的是，他还用逻辑推理法，直接指出了亚里士多德观点的内在矛盾。伽利略设想如果把一块重物和一块轻物捆在一起，让它们自由下落，则按亚里士多德的观点，由于重物下落快，轻物下落慢，所以两物捆在一起后的速度应比重物慢，但要比轻物快，介于两者之间。
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