艾薩克·牛頓,著名的英國科學家。
(詳見艾薩克·牛頓)
艾薩克·牛頓爵士(Sir isaac newton,1643,65438+10月4日-65438+3月0727,31)是英國物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和煉金術士。在1687年發表的論文《自然哲學的數學原理》中,他描述了萬有引力和三大運動定律。這些描述奠定了後來三個世紀物理世界的科學觀,成為現代工程的基礎。他通過論證開普勒的行星運動定律和他的引力理論的壹致性,表明了地面物體和天體的運動都遵循同樣的自然規律;從而消除了關於太陽中心的最後壹點懷疑,推動了科學革命。
斯蒂芬·霍金生平簡介
斯蒂芬·霍金教授是當今世界最著名的物理學家,黑洞理論和宇宙大爆炸理論的創始人,著名的《時間簡史》的作者。他目前是劍橋大學數學中心的主席。這個位置是牛頓生前的位置。
斯蒂芬·霍金(1942-)
英國物理學家斯蒂芬·霍金(Stephen hawking)壹生都在研究黑洞壹般物理定理不再適用的時空域和宇宙起源的大爆炸原理。他關於黑洞可以發出輻射(現在稱為霍金輻射)的預測現在是壹個被接受的假設。他的研究工作在科學界的知名度遠不如他的暢銷書《時間簡史》。他的暢銷書已經賣出了2500萬冊,對量子物理和相對論做了大量介紹。
1942 65438+10月8日
出生於英國牛津。
1962
在牛津大學完成物理學學位課程後,他去了劍橋大學攻讀研究生。英國天文學家弗雷德·霍伊爾(1915-),霍金青年時代的英雄,是這裏的天文學教授。霍金被診斷患有運動神經元疾病。
1965
被授予博士學位。他的研究表明,用來解釋黑洞坍縮的數學方程也可以解釋宇宙從壹個點開始膨脹。
1970
霍金研究了黑洞的特征。他預言來自黑洞的輻射(現在稱為霍金輻射)和黑洞的表面積永遠不會減少。
1974
當選為皇家學會會員。他接著證明了黑洞是有溫度的,黑洞會發出熱輻射,氣化會導致質量損失。
1980
劍橋大學數學教授盧卡斯(艾薩克·牛頓曾擔任此職)。
亞裏士多德(公元前384-322),古希臘吉多拉特人,世界古代史上最偉大的哲學家、科學家、教育家之壹。
亞裏士多德是柏拉圖的學生,亞歷山大的老師。公元前335年,他在雅典建立了壹個叫呂克昂的學校,稱為逍遙派。馬克思曾稱亞裏士多德為古希臘哲學家中最博學的人物,恩格斯稱他為古代黑格爾。
亞裏士多德學柏拉圖,主張教育是國家的職能,學校應由國家管理。他首先提出了兒童身心發展階段的觀點;他贊成雅典健美與和諧發展的教育,主張把自然素質、習慣養成和理性發展作為道德教育的三大源泉,但他反對女子教育,主張“高雅”教育,使教育為休閑服務。
亞裏士多德壹生致力於學術研究,從事的學術研究涉及邏輯學、修辭學、物理學、生物學、教育學、心理學、政治學、經濟學、美學等。,並寫了大量的作品。他的作品是古代的百科全書,據說有400到1000本,主要有工具論、玄學、物理學、倫理學、政治學。他的思想對人類產生了深遠的影響。他創立了形式邏輯,豐富和發展了哲學的各個分支,為科學做出了巨大貢獻。
科學之美
科學是對發現自然界多樣性中的統壹性的追求,或者更嚴格地說,是對發現我們經驗多樣性中的統壹性的追求。然後,科學用統壹的自然規律和公式來解決各種復雜的具體問題。什麽是美?美是多樣中的統壹,統壹中的多樣。這樣看來,科美不就是順理成章的聯姻嗎?
20世紀法國神秘主義者和社會哲學家薇依曾寫道:“科學的真正主題是世界之美。”
皮爾遜說:“在我們的存在中,有壹種元素不能被形式推理過程所滿足;這是壹個想象的或美學的方面,詩人和哲學家求助於它。科學要科學,就不能忽視。"
萊布尼茨:“自然之美是如此偉大,凝視它是如此令人愉快,……無論誰品嘗它,都不得不將所有其他的快樂視為次要。”他指出,無論科學中的美在歷史進程中如何變化——上壹代人認為美的東西對下壹代人來說可能被視為價值不大、平庸——最美理論* * *的品質似乎總是容易理解、不言自明的。誰在自然界和理論中認識到“多樣性中的簡單”這樣的美,就意味著事物及其部分的和諧,簡而言之,就是美。人們應該尋求美的真理,在這樣做的時候,他們充當了上帝的鏡子,因為上帝和美創造了“整個世界上最好的東西”。
海森堡:“我們可以誠實地說,在精密科學中,美是靈感和清晰度的最重要來源,不亞於藝術。”
愛因斯坦還表明,在技巧達到高超的水平後,科學和藝術可以在美學、形象和形式上很好地結合起來。偉大的科學家往往也是偉大的藝術家。
哥白尼對日心說的數學結構進行了美學解釋和論證,從中看到了驚人的“對稱性”和“和諧聯系”
開普勒對宇宙的和諧非常著迷。他在第谷紛繁復雜的數據中用美感理清了行星運動的三大定律,他由衷地感到了不可思議的狂喜和美的快感。
伽利略對落體定律的揭示,是在事實的多樣性中尋求統壹的規律。
牛頓嚴格而簡單的力學體系統壹了天地萬物的運動。他提倡守恒原理,認為上帝最感興趣的是欣賞宇宙的美與和諧。
庫恩:在藝術和科學中,考慮符號表示的對稱、簡單和精致以及其他形式的數學美學是非常重要的。但是,在藝術中,審美本身就是創作的目的;在科學上,它充其量只是壹個工具,也就是幾個理論在其他方面相等時的選擇標準,或者只是壹個可以激發想象力試圖解決麻煩的技術疑點的指南。只有當它解決了疑問,只有當科學家的美學最終與自然的美學壹致時,美學才能在科學的發展中發揮良好的作用。在科學中,美學本身很少是目的,也從來不是首要的。
希爾:真正的科學家也是敏銳而敏感的藝術家。科學家也是詩人。他的眼睛能看到別人看不到的地方,他的耳朵能捕捉到別人聽不到的宇宙旋律,他的手指能觸摸到別人感受不到的世界脈搏。數學家西爾維斯特就是這樣壹個人:他對美的和諧有很高的欣賞力,他覺得這是壹切知識的基礎,是壹切快樂的源泉,它構成了各種行動的前提。費曼被物理學基本定律的對稱性和守恒這壹“最深刻、最奇妙的事實”迷住了,並感到“壹種難以形容的喜悅”。它們是物理學中極其美麗和意義深遠的東西,它們基於最小作用量原則的普遍性。
盧瑟福明確表示,科學也是藝術,偉大的科學理論本身就是偉大的藝術作品,他說:我堅持認為,應該把科學發現的過程看作是藝術活動的壹種形式。這在物理科學的理論方面得到了最好的體現。數學家根據壹些假設和壹些透徹理解的邏輯規則,壹步壹步地建造了壹座宏偉的建築,同時根據他的想象,清晰地揭示了建築各部分之間隱藏的關系。從某些方面來說,壹個成型良好的理論無疑是壹件藝術品,壹個絕妙的例子就是著名的麥克斯韋電動力學理論。愛因斯坦的相對論,不管其有效性如何,都不能不被視為壹件偉大的藝術品。
狄拉克對美更加虔誠,甚至把他對審美的信仰比作宗教:“薛定諤和我都有非常強烈的對數學之美的欣賞,這種欣賞支配著我們所有的工作。”對我們來說,這是壹種信仰的行為,也就是說,任何描述自然基本規律的方程,其中壹定有巨大的數學美。對我們來說,它就像壹種宗教。它是壹種非常有用的宗教,是也可以被認為是我們許多成功的基礎。"
在提到熱力學第二定律時,斯諾說:“這是壹條最深刻、最普遍的定律:它有自己憂郁的美,像所有重要的科學定律壹樣,使人尊敬。
卡爾丁指出,科學美是壹種和諧統壹中的變化,它描繪了科學美的特征,決定了科學美的變化。它不同於純數學的美。數學的統壹僅僅是由於邏輯的嚴密性:它是命題的統壹,不管它們與事實是否壹致,都是可靠地推導出來的。但是科學的統壹不僅僅是由於理論解釋的邏輯嚴密性;還包括與邏輯系統統壹的實驗觀察,從這個系統推導出來的東西與觀察壹致。科學美的作品是完整的、完整的作品,其中的事實是從理論上總結或舉例說明的。科學中的統壹不像數學中那樣完美,但就其進壹步的和諧類型而言,即壹組邏輯上相關的命題與壹組獨立的觀察材料之間的和諧,則更為豐富。
麥克斯韋:“我總是把數學視為獲得事物最佳形狀和維度的方法;這意味著不僅最實用、最經濟,而且最和諧、最美觀。"
羅素:數學,如果正確看待的話,具有至高無上的美——冰冷而簡單的美,就像雕塑的美壹樣。這種美並不是吸引我們天性的軟弱方面。這種美沒有繪畫或音樂的華麗裝飾。可以純粹到崇高,可以達到嚴格到只有最偉大的藝術才能表現的完美境界。壹種真正的精神愉悅,壹種精神上的興奮,壹種高人壹等的感覺——這些都是完美和美的標準,在詩歌和數學中都可以得到。
狄拉克提出:“物理定律應該具有數學美。”
愛因斯坦:“如果歐幾裏得(幾何學)沒能激起妳童年的熱情,那麽妳就不是壹個天生的科學思想家。”
哈奇森認為,隨著抽象程度的增加,科學家所感知的美的對象有三個層次。最底層的對象是那些構成科學主題的實體和現象,比如排列在夜空中具有高度多樣性和壹致性的星星。抽象層面的第二個對象是自然規律,在現象中無法直接看到,而在理論提出的模型或澄清中成為明顯的對象。第三是數學定理和科學理論本身。
迪翁對結構美的描述:無論秩序統治哪裏,都會隨之帶來美。理論不僅使它所描述的物理定律更容易掌握、更方便、更有用,而且更美觀。遵循著壹個偉大的物理理論,我們不禁陶醉於這樣的結構之美,敏銳地感覺到這樣壹個人心靈的創造才是真正的藝術品。
薩尼特提出了這樣壹個問題:美是統壹的、自洽的、驚奇的、敬畏的、驚奇的、完美的、對稱的,還是其中壹種或多種的組合?在古代美學大師柏拉圖看來,美無非是適度、相稱、和諧、有序。事實上,這些標準在某種程度上可以成為科學美的標準。
現代科學美學大師龐加萊說:數學家將偉大的意義與他們方法和結果的優雅聯系在壹起。這不是單純的淺嘗輒止。在解決方案和證明中,到底是什麽給了我們優雅的感覺?它是所有部分的和諧,它們的對稱和巧妙的平衡;總之,它是壹切引入秩序的東西,是壹切賦予統壹性的東西,是壹切能讓我們壹舉清晰地觀察和理解整體和細節的東西。然而,這正是產生顯著結果的原因;事實上,我們對這個集合觀察得越清楚、越清晰,就越能透徹地感知它與其他鄰近物體的相似性,從而有更多的機會去推測可能的概括。優雅可以在我們遇到平時不會意外湊在壹起的對象時產生意外的感覺;在這裏,它又是富有成果的,因為它向我們揭示了以前沒有認識到的親屬關系。即使僅僅是由於方法的簡單性和提出的問題的復雜性之間的強烈對比,它也是富有成效的;所以它提醒我們這種懸殊的原因,也常常提醒我們偶然性不是原因;必須在壹些發人深省的法律中找到。簡而言之,數學優雅感只是解決方案適應我們的精神需求而產生的滿足感。正是因為這種適應,這種解決方案才能成為我們的工具。因此,這種審美滿足與思維經濟密切相關。我再壹次想到了艾裏克提翁神廟中女性雕像柱的比喻。和對有用的渴望壹樣,對美的渴望也讓我們做出同樣的選擇。因此,按照馬赫的觀點,這種思維的經濟性和勞動性是科學的永恒趨勢,也是美和實用利益的源泉。我們崇拜的建築是建築師知道如何使手段與目的相稱的建築。在這樣的建築中,柱子似乎可以輕松地承受施加在它們身上的重量,而沒有任何艱難感,就像艾裏克提翁神廟優雅的女性肖像柱壹樣。世界的普遍和諧是壹切美的源泉,只有這種內在的和諧才是美的,才是值得我們努力追求的。
麥卡利斯特認為,理論的審美本質首先應該讓觀察者感覺到理論具有高度的契合性。他列舉了五種美學屬性:對稱的形式,模型的使用,可視化和抽象,形而上的忠誠和簡單的形式。
麥克莫裏斯將科學審美要素分為兩類:形式範疇和內涵範疇。形式元素被認為是建構理論中的壹種可獲得的工具。內涵要素被視為來源於我們對這些理論及其客觀特征的解釋,與意義相關。在科學理論中,贏得普遍認可的美學要素是:嚴謹、簡單、優雅、驚奇或驚訝以及宏偉。
頁(page的縮寫)j·戴維斯(J. Davis)和r·赫什(R. Hersh)給出了壹長串科學的審美標準:“張力和信念的交替,實現期望感知意外關系和統壹的驚喜,視覺的愉悅,簡單和復雜的並置,自由和強制,當然還有藝術中熟悉元素的和諧、平衡和對比”,此外,他們還討論了可分析性,在無序中尋找秩序,模式,可預測性和理解作為審美標準。
天文學家錢德拉塞卡通過壹系列詳細的例子指出,物理學的美學基礎和標準的關鍵方面是:對自然的描述必須是自然的;它不能是臨時性的;洞察力必須是富有想象力的,即超越手邊顯而易見的信息和想法;它壹定有奇妙或意想不到的成分;洞察力通常導致在明顯的復雜性中發現簡單;洞察力可以被其他花費時間和精力重新創造它的人所證實;當原理的壹般性擴展到以前分離的現象的極其廣泛的範圍時,當缺乏簡單性和可驗證性時,數學整體性、內在壹致性和協調性的整合可以作為壹種替代。
物理學家溫伯格認為自然法則簡單且不可避免。因為簡單,自然的基本規律是有限的。由於必然性,壹個法的性質必然與整體相關,並受其他法的性質制約。因此,他用這兩個標準來定義美:“結構完美的美,萬物完全適應的美,無中生有的可變性的美,邏輯嚴謹的美。”
1905年,愛因斯坦發表了6篇劃時代的論文,分別是:光的產生和轉化的初步看法,確定分子大小的新方法,熱分子運動理論所要求的靜止液體中懸浮粒子的運動,運動物體的電動力學,物體的慣性與它所包含的能量有關嗎?“對布朗運動的壹些考察”。因此,這壹年被稱為“愛因斯坦奇跡年”。因此,100年後的2005年被定為“世界物理年”。
波恩愛因斯坦故居1905。3月,德國物理年鑒發表了壹個關於光的產生和轉化的嘗試性觀點。他認為光是由分離的粒子組成的。愛因斯坦解釋說,光也是由小能量粒子(光量子)組成的,量子可以像單個粒子壹樣運動。“光量子”理論極大地推進了1900年普朗克創立的量子理論,揭示了微觀世界的基本特征:波粒二象性。
1905 5月11日,德國《物理學年鑒》發表了壹篇論文《熱分子運動理論所要求的靜止液體中懸浮粒子的運動》(Die von der Molekular Kinetischen Theorie der W?我希望妳能留下來.本文是對布朗運動平移擴散的開創性研究。
1905年6月30日,德國物理學年鑒出版《論運動物體的電動力學》(Elektrodynamik bewegter K?Rper)。首次提出狹義相對論的基本原理,並在論文中提出兩個基本公理:“光速不變”和“相對性原理”。
1905年9月27日《德國物理學年鑒》發表了《物體的慣性與它所包含的能量有關嗎?》(是die Tr?gheit eines K?能源公司是什麽樣的?ngig?),即“物體的質量可以衡量其能量”,然後E = mc?的公式。
[編輯]成名
愛因斯坦65438-0908年在伯爾尼大學兼職講師。1909離開專利局,成為蘇黎世大學理論物理學副教授。1911是布拉格德意誌大學的理論物理學教授,1912是他的母校蘇黎世聯邦理工學院的教授。1914年,應馬克斯·普朗克和瓦爾特·能斯特的邀請,回到德國,擔任威廉皇家物理研究所所長和柏林大學教授,直到1933年。1920應亨德裏克·洛倫茲和保羅·埃倫費斯特的邀請,他還擔任荷蘭萊頓大學的特聘教授。第壹次世界大戰爆發後,他投身於公開和地下反戰活動。
1919 165438+10月10《紐約時報》刊登了新觀測證實相對論的消息,形容這是愛因斯坦理論的壹大勝利。愛因斯坦在1915發表了他的廣義相對論。他關於光線穿過太陽引力場後會發生彎曲的預言,被英國天文學家亞瑟·斯坦利·愛丁頓在1919年的日全食觀測所證實。1916他預言的引力波也在1978得到了證實。愛因斯坦和相對論在西方已經家喻戶曉,但也招致了德國等國沙文主義者、軍國主義者和反猶主義者的惡毒攻擊。
1917年,愛因斯坦提出了受激輻射理論,成為激光的理論基礎。
愛因斯坦因對光電效應的研究,被授予1921諾貝爾物理學獎。科學瑞典學院的公告中沒有提到相對論,因為它仍然是有爭議的[1]。
1933 1 10月納粹黨奪取德國政權後,愛因斯坦是科學界首要的迫害對象。幸運的是,當時他正在美國講課,沒有被打死。3月返回歐洲後,他在比利時避難。9月9日,他發現自己被打算暗殺他的蓋世太保跟蹤。星夜渡海,5438年6月+10月,調任美國新成立的普林斯頓高等研究院(普林斯頓高等研究院和普林斯頓大學不是壹個機構)教授,直到5438年6月+0945年退休。1940取得美國國籍。
1937年,愛因斯坦拜訪了住在加利福尼亞的查理·卓別林。
1939年,他被告知發現了鈾核裂變及其連鎖反應。在匈牙利物理學家利奧·齊拉特的推動下,他寫信給羅斯福總統,建議研制原子彈,以阻止德國人率先行動。二戰結束前夕,美國在日本廣島和長崎上空投下原子彈。愛因斯坦對此強烈不滿。戰後,美國進行了不懈的鬥爭,發起了反對核戰爭和法西斯主義危險的和平運動。
[編輯]數學
大多數現代歷史學家認為,牛頓和萊布尼茨獨立發展了微積分,並為其創造了自己獨特的符號。據牛頓身邊的人說,牛頓比萊布尼茨早幾年就想出了他的方法,但他在1693之前幾乎沒有發表過什麽東西,直到1704才給出他的完整交代。同時,萊布尼茨在1684中發表了他的方法的完整敘述。另外,萊布尼茨的符號和“微分法”在歐洲大陸被完全采用,大約1820年後,英國終於采用了這種方法,而英國是唯壹壹個因為各種原因使用牛頓微積分體系的國家。萊布尼茨的筆記本記錄了他的思想從早期到成熟階段的發展過程,但在已知的記錄中只找到了牛頓的最終結果。牛頓聲稱他壹直不願意發表他的微積分,因為他害怕被嘲笑。