永无止境的探索自然科学基本问题_自然科学总论

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序言

1995年5月6日中共中央、国务院作出《关于加速科学技术进步的决定》，提出“科教兴国”战略。在5月26日召开的全国科技大会上，江泽民同志指出：“实施科教兴国的战...

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烟消云散见新天

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“以太”风波

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两朵乌云

20世纪的第一个春天来临了，久负盛名的英国物理学界元老、被英国国王授予“开尔文勋爵”荣誉的威廉·汤姆孙发表了《新年献词》。他踌躇满志地宣告：“科学大厦已经基本建...

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两种观点

以牛顿力学为代表的经典物理学，讲究的是一个“力”字。所谓“力”，事实上是一个物体对另一个物体的作用，而且这种作用是相互的，即被作用物体同时对作用物体也有反作用。...

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身兼三职

这两种观点，谁是谁非，一直没有定论。到19世纪中叶，英国物理学家法拉第创立的电磁学理论，使以太交上了好运。因为在这种理论中，电磁力在空间的传播就得依靠以太。另一...

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以太，你在哪里

1884年，英国的开尔文勋爵、瑞利等著名物理学家应邀访问美国，向来自全美各地的科学家作学术报告。这两位权威认为，如果以太果真充满宇宙空间，那么，由于地球以每秒3...

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迈克耳孙-莫雷实验

迈克耳孙认为，如果确实存在着以太，而且它在宇宙空间中是静止不动的，那么，当地球在“以太海洋”中运动时，顺着地球运动方向的光束和逆着此方向的光束在以太中的传播情况...

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两难选择

迈克耳孙-莫雷实验使得19世纪末的物理学家感到极大的困惑，他们面临这样一个两难选择：要么地球不在运动，但这样一来就得放弃哥白尼的日心说，让上帝又回到主宰星球运动...

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“以太是多余的”

1905年，伯尔尼瑞士联邦专利局的一位名叫阿尔伯特·爱因斯坦的小职员，发表了一篇题为《论运动物体的电动力学》的论文。他在这篇论文中宣布：“以太是多余的。”石破天...

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新时空观

自古以来，空间概念来源于物体的广延性，时间概念则来自过程的持续性。牛顿把空间-时间看作为物理事件得以在其中发生和进行的框架或容器，它们是独立于物质以外的一种客观...

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奇妙的速度合成公式

在牛顿力学中，速度是没有极限的。它源于牛顿力学中的速度合成公式：v=v1+v2。在这里，对v1、v2和v是没有什么限制的。在我们熟知的运动现象中，这样的例子不胜...

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极限速度

怎样看待存在极限速度这件事？按照常理，空间可以无限扩展，时间可以无限延续，为什么速度就不能无限增大呢？首先，怎么去测量无限扩展的空间和无限延续的时间？世界上有...

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“时间是值得怀疑的”

我们经常在生活中用到“同时”这个概念。例如，“从北京开来的21次列车和从广州开来的52次列车，于中午12点同时抵达上海”，这是指两件事（“21次列车抵达上海”和...

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“同时”的相对性

假定在一个惯性系S中，有相隔一定距离的两点A和B，在AB的中点O处有一光源。在某一时刻，我们让光源发光，它发出的光同时向A、B两点传去。由于AO=BO，而且光速...

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尺缩短，钟变慢

据说少年时代的爱因斯坦一直在考虑的一个问题是：跟着光线跑人们会看到什么景象？直到几十年之后，人们才认识到这个问题的涵义有多么深刻：当你以接近光速的高速作匀速直线...

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汤普金斯先生的奇遇

著名物理学家伽莫夫曾写过一本脍炙人口的科普作品，叫做《物理世界奇遇记》。书中的主人公汤普金斯先生由于厌烦好莱坞那些粗制滥造的影片，偶尔去听了一次介绍相对论的演讲...

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“量子”横空出世

开尔文勋爵所指的一朵“乌云”——迈克耳孙-莫雷实验，导致了相对论的产生，而另一朵“乌云”——“黑体辐射”实验，是如何导致“量子论”和“量子力学”的诞生的呢？...

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紫外光灾难

我们知道，被加热的物体一般会发出红光，随着温度的上升，它所发出的光的颜色由红变黄，再变成蓝白色，这时它被加热到了所谓“炽热”的程度，并向四周辐射出大量热量。这种...

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普朗克公式

德国著名物理学家麦克斯·普朗克少年时就酷爱科学和艺术，中学毕业后对于人生道路的选择举棋不定，究竟是为科学奋斗终身呢，还是献身于音乐？普朗克几度徘徊，反复思考，最...

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“量子”诞生记

但普朗克公式的导出多少有点凑出来的味道，这当然是不能令人信服的。为了从基本原理出发推导出这个公式，普朗克曾把经典物理学的“十八般武器”都用上，结果是除了失败还是...

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爱因斯坦再建奇功

普朗克的辐射能量“量子”观点提出之后，在很长一段时间内不能为绝大多数物理学家所接受，他自己也花了10多年时间力图把量子硬纳入经典物理学的框架，可见传统的力量有多...

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20世纪的哥白尼

光电效应是德国物理学家列纳德在19世纪末发现的一种物理现象：当紫外光之类的光照射到锌板之类的金属板的表面上时，从金属里会有电子跑出来，这些电子显然是被光的力量从...

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洞幽入微寻根源

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探索原子世界

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“元素说”与“原子论”之争

世界万物是由什么组成的？中国古籍中记载着“五行说”，认为万物是由金、木、水、火、土这5种物质组成的。古希腊学者则认为，土、气、火、水这4种元素是万物组成的本源...

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“原子论”的复活

文艺复兴运动使人们又重新认识了古希腊文明，导致了原子论的复活。与此同时，古希腊的元素说随着时代的进步而遇到越来越大的困难。18世纪中叶，化学家们发现水可以分解...

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道尔顿的原子

随着发现的元素越来越多（迄今已有100多种），一个问题很自然地被提出来了：这么多元素是不是由更简单的东西所组成的？这就是近代原子论所要回答的问题。攻克这个难题的...

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汤姆孙的原子

19世纪末，随着真空技术的发展，一种叫“阴极射线管”的装置风行欧洲。这是一根两端封有电极的玻璃管，如果将管子内的空气逐渐抽去，将高压电加到两块电极上去，就会有...

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卢瑟福的原子

卢瑟福是来自距离英国万里之遥的新西兰的留学生，他进入剑桥大学卡文迪许实验室后跟随汤姆孙学习实验物理学。由于他勤奋好学，刻苦钻研，很快就做出了成绩。 1896年，...

《永无止境的探索 自然科学基本问题》简介

序言