第11講古典科學(xué)與培根科學(xué)的統(tǒng)一上講回顧科學(xué)家社會(huì)角色的確立科學(xué)研究事業(yè)的組織化科學(xué)強(qiáng)國(guó)的興衰本講目錄培根科學(xué)與古典科學(xué)的統(tǒng)一天體力學(xué)的歷史遺留問(wèn)題電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)到電磁理論的建立電磁波的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光的波動(dòng)說(shuō)的復(fù)興光學(xué)與電磁學(xué)的統(tǒng)一熱之唯動(dòng)說(shuō)的建立能量守恒定律與能量耗散定律的建立培根科學(xué)與古典科學(xué)的統(tǒng)一培根科學(xué)的數(shù)學(xué)化庫(kù)侖定律（電靜力學(xué)）安培定律（電動(dòng)力學(xué)）傅里葉定律（熱學(xué)）歐姆定律（電學(xué)）焦耳定律（電學(xué)與熱學(xué)）麥克斯韋方程經(jīng)典科學(xué)與培根科學(xué)向著力學(xué)世界觀統(tǒng)一場(chǎng)－以太振動(dòng)模型基礎(chǔ)之上的電磁學(xué)、光學(xué)、力學(xué)的統(tǒng)一能量概念之上的力、熱、光、電、磁的統(tǒng)一恒星周年視差的發(fā)現(xiàn)英國(guó)天文學(xué)家布拉德雷于1725年發(fā)現(xiàn)光行差，相當(dāng)于從10公里外看一根米尺1834年，德裔俄國(guó)天文學(xué)家斯特魯維觀測(cè)到織女星（天琴座阿爾法星）有0.25角秒的周年視差（相當(dāng)于在20公里外看一枚硬幣）德國(guó)天文學(xué)家白塞爾發(fā)現(xiàn)，天鵝座61號(hào)星有0.35角秒英國(guó)的亨德森發(fā)現(xiàn)，半人馬座阿爾法星有0.91角秒，人稱比鄰星宇宙有多大設(shè)日地距離為1米太陽(yáng)則為直徑1厘米的小玻璃球幾大行星就成肉眼看不見的微粒冥王星在40米遠(yuǎn)處比鄰星在270公里遠(yuǎn)處海王星的發(fā)現(xiàn)天王星的誤差白塞爾主張另一個(gè)行星的攝動(dòng)英國(guó)亞當(dāng)斯（1819－1892）1845年計(jì)算出一個(gè)新行星的軌道，倫敦皇家天文學(xué)家艾里拒絕接受法國(guó)的勒維烈（1811－1877）與巴黎天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)阿拉哥。1846年，勒維烈算出了對(duì)天王星形成攝動(dòng)的新行星的軌道。柏林天文臺(tái)對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證。電流的磁效應(yīng)18世紀(jì)結(jié)束時(shí)，庫(kù)侖定律，電學(xué)的最高成就1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特（1777－1851）發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)。德國(guó)自然哲學(xué)的影響。同年，法國(guó)物理學(xué)家安培（1775－1836）提出安培定律（載流導(dǎo)線之間的相互作用力定律），奠定了電動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)。電流的方向歐姆（1789－1854），1826年發(fā)表歐姆定律（電流與電勢(shì)差成正比與電阻成反比），匠人出身，1849年任慕尼黑大學(xué)教授。磁的電效應(yīng)？法拉第、亨利法拉第（1）英國(guó)物理學(xué)家麥克·法拉第（1791－1867），貧苦出身，幼年失學(xué)，在印刷廠當(dāng)童工時(shí)學(xué)習(xí)零星的科學(xué)知識(shí)1812年，聆聽戴維的講演，得到戴維的賞識(shí)，到了實(shí)驗(yàn)室當(dāng)一名刷瓶子工人。次年成為戴維的助手。游歷歐洲。在電化學(xué)方面顯示出卓越的實(shí)驗(yàn)才能，1824年選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。遭到戴維的妒忌，但法拉第一直心存感激。法拉第（2）：電磁感應(yīng)電流有磁效應(yīng)，磁有沒(méi)有電流效應(yīng)呢？1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的磁鐵會(huì)導(dǎo)致電流，而靜止的磁鐵卻沒(méi)有電流效應(yīng)。這個(gè)電流稱為感生電流。模型發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)。數(shù)學(xué)能力的欠缺被天才的物理洞察力所彌補(bǔ)建立“場(chǎng)”的概念（用來(lái)傳遞電磁作用的連續(xù)介質(zhì)）、“力線”概念（場(chǎng)的直觀圖象）。破除了牛頓的超距作用概念。建立電磁感應(yīng)定律：只要導(dǎo)線垂直地切割磁力線，導(dǎo)線中就有電流產(chǎn)生，電流的大小與所切割的磁力線數(shù)成正比。法拉第（3）：電磁波1832年的一封信中實(shí)際上提出了電磁波的概念：“我認(rèn)為，磁力從磁極出發(fā)的傳播類似于起波紋的水面的振動(dòng)或者空氣粒子的聲振動(dòng)。也就是說(shuō)，我打算把振動(dòng)理論應(yīng)用于磁現(xiàn)象，就像對(duì)聲音所作的那樣，而且這也是光現(xiàn)象最可能的解釋?！?845年發(fā)現(xiàn)磁的旋光效應(yīng)（法拉第效應(yīng)）1846年提出光的本性是電力線和磁力線的振動(dòng)法拉第（4）一生對(duì)科學(xué)一往情深，對(duì)金錢和地位不屑一顧。熱愛(ài)科普事業(yè)，1860年，69歲的法拉弟以《蠟燭的化學(xué)故事》為題做了六次“圣誕科學(xué)講座”英俄交戰(zhàn)時(shí)期，拒絕了政府研制毒氣的要求從1820－1862，每天堅(jiān)持做實(shí)驗(yàn)日記，1932年出版，共七大卷3236頁(yè)麥克斯韋法拉第的天才思想需要一個(gè)數(shù)學(xué)上的綜合英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋（1831－1879），出身愛(ài)丁堡的名門望族，數(shù)學(xué)天才，1871年回到劍橋任實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授，創(chuàng)辦了卡文迪許實(shí)驗(yàn)室1857年提出土星光環(huán)的顆粒構(gòu)成理論1855年“論法拉第的力線”1862年“論物理學(xué)的力線”1864年“電磁場(chǎng)的動(dòng)力理論”，給出了麥克斯韋方程，提出了電磁波的概念，提出了光的電磁理論1873年《電磁通論》，一個(gè)世紀(jì)來(lái)電磁學(xué)的集大成。赫茲1886年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲（1857－1894）在放電實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)近處的線圈也發(fā)出火花，證實(shí)了電磁波的存在37歲英年早逝意大利青年物理學(xué)家馬可尼（1874－1937）于1894年實(shí)現(xiàn)無(wú)線電通訊光之波動(dòng)說(shuō)的復(fù)興牛頓的微粒說(shuō)：光的直線傳播現(xiàn)象，介質(zhì)問(wèn)題惠更斯的波動(dòng)說(shuō)：光的反射和折射，但誤認(rèn)為光是縱波，結(jié)果在解釋干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象時(shí)遇到困難。英國(guó)醫(yī)生托馬斯楊（1773－1829）提出：第一，強(qiáng)光與弱光速度相同，用微粒說(shuō)不好解釋；第二，光線穿過(guò)不同介質(zhì)時(shí)，部分反射，部分折射，不好解釋。1807年《自然哲學(xué)講義》系統(tǒng)提出波動(dòng)光學(xué)的基本原理。1817年，楊發(fā)現(xiàn)光不是縱波而是橫波，解釋了偏振現(xiàn)象法國(guó)菲涅爾于1819年獨(dú)立的提出光的波動(dòng)理論光之波動(dòng)說(shuō)的復(fù)興1849年，法國(guó)物理學(xué)家菲索利用轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪方法測(cè)定光速1850年，傅科用旋轉(zhuǎn)鏡方法測(cè)定光速更加準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)密介質(zhì)中光速較小，從而對(duì)光的微粒說(shuō)和波動(dòng)說(shuō)給了一個(gè)判決性實(shí)驗(yàn)。傅科擺展示地球的自轉(zhuǎn)光譜分析1814年，德國(guó)物理學(xué)家夫瑯和費(fèi)（1787－1826）發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光譜有許多暗線（夫瑯和費(fèi)線），進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，月光和行星的反射光的光譜均與太陽(yáng)光相同。1859年，德國(guó)物理學(xué)家基爾霍夫（1824－1887）發(fā)現(xiàn)，每一種單純的物質(zhì)均有一種特征光譜，太陽(yáng)光譜中的暗線對(duì)應(yīng)的就是不同的物質(zhì)。光譜分析與天體物理學(xué)的誕生熱之唯動(dòng)說(shuō)熱質(zhì)說(shuō)成功的解釋了熱量守恒定律，但熱質(zhì)有沒(méi)有質(zhì)量？美國(guó)人本杰明·湯姆遜（倫福德伯爵）因反對(duì)獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)，流落到英國(guó)、德國(guó)，在巴伐利亞獲封，在慕尼黑兵工廠發(fā)現(xiàn)加工炮彈會(huì)生成大量的熱，這個(gè)現(xiàn)象用熱質(zhì)說(shuō)不好解釋。1799年，倫福德回到英國(guó)創(chuàng)辦皇家學(xué)院。戴維的磨擦冰實(shí)驗(yàn)熱力學(xué)第一定律德國(guó)醫(yī)生邁爾（1814－1878），從思考動(dòng)物熱問(wèn)題出發(fā)，演繹推理出能量守恒的思想，過(guò)于抽象和思辯，不被人理解，晚年精神失常。英國(guó)物理學(xué)家焦耳（1818－1889）家境富有，啤酒廠廠主，有自己的實(shí)驗(yàn)室，是位業(yè)余科學(xué)家。1840年，測(cè)定電流的熱效應(yīng)，得出焦?fàn)柖桑òl(fā)熱與電阻成正比，與電流的平方成正比）熱功當(dāng)量（每千卡熱量＝460千克米）1847年，德國(guó)物理學(xué)家赫爾姆霍茨發(fā)表“論力的守恒”，系統(tǒng)地表述了能量守恒原理。熱力學(xué)第二定律英國(guó)物理學(xué)家威廉·湯姆森（開爾文勛爵1824－1907）少年奇才，1846年研究地球年齡問(wèn)題。熱總是不可避免的要從高溫流向低溫?zé)岫桑簭膯我粺嵩次崃渴怪耆優(yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其它影響是不可能的。德國(guó)物理學(xué)家克勞修斯（1822－1888）給出的表述：熱量不可能自動(dòng)地從較冷的物體轉(zhuǎn)移到較熱的物體。熵增定律：一個(gè)系統(tǒng)熱含量與其絕對(duì)溫度之比在系統(tǒng)孤立時(shí)總是增大宇宙熱寂說(shuō)分子運(yùn)動(dòng)論氣體定律與分子層次的微觀解釋。分子的動(dòng)能對(duì)稱氣體的溫度玻爾茲曼（1844－1906），熱力學(xué)第二定律的分子層次的微觀解釋化學(xué)原子論定比定律：化合物中的構(gòu)成元素的重量之比一定是整數(shù)之比英國(guó)道爾頓（1766－1844）在1808年出版的《化學(xué)哲學(xué)新體系》中提出：化學(xué)元素由原子組成原子不可改變化合物由分子組成，分子由原子化合而成同一元素的原子相同，不同元