初中物理备课平台（中学物理的初步探索）

日出日落、辰宿列张、春华秋实、寒来暑往。自然界存在许多神奇有趣的现象，从古至今都吸引着人们去不断探索其中的奥秘。仰望星空，入眼的是浩瀚无际的苍穹宇宙，可是组成它们的却是肉眼难以观察的最为微小的基本粒子。为了认识物质的存在形式、基本性质以及运动和转化的规律，“洞天察地，万物之理”的一门学问—物理学被建立起来，时至今日已经成为一门分支众多、深刻影响当代科学技术发展乃至人类社会文明进步的基础学科。

图1. 日月星辰、春冬美景

谈到对物理的探索，人们往往会想到亚里士多德、伽利略、牛顿、爱因斯坦等这些杰出的物理学家，但我们中国古代也有一些非常优秀的物理学者。早在远古时期我们华夏的物理学知识就已经萌芽，比如燧人氏钻木取火，“刳木为舟、剡木为楫”，“断木为杵、掘地为臼”，“弦木为弧、剡木为矢”，这其中都蕴含着人们对于物理学知识的运用与探索。

夏、商、西周时期，交通运输工具的制造，用以计量时间的壶漏的发明，贸易交换中必备的权衡器，杠杆和桔槔在生产中的应用，烧陶和冶铜中控制火候的技术，铜镜和阳燧(凹面铜镜)的铸造，各种乐器的创制，这些技术的发展为物理学知识的积累创造了条件，也为其后总结物理学理论打下了坚实的基础。

图2. 钻木取火、壶漏、弓弦、天平

春秋战国时期，百家争鸣，墨子和他的弟子为代表的墨家在物理学方面的成就与贡献非常大，著有《墨经》一书，记载了有关力学、声学、光学等方面的知识。“力，刑（形）之所以奋也”便是墨子所提出的。春秋末年齐国人所著的《考工记》在记述各种手工技术的同时，还分别阐明了它们的科学道理，其中包括许多力学、声学和热学方面的物理知识，堪称为集我国古代物理学知识在工艺技术上应用的大成。

随着时代的发展，越来越多的物理学相关著作也涌现出来，比如东汉张衡(公元78～139年)的天文著作《灵宪》，刘安(公元前179—前122年)的《淮南万毕术》、《淮南子》，张华(公元232—300年)的《博物志》、中国东汉时期思想家王充的《论衡》、段成式(公元803—863年)的《酉阳杂俎》、沈括(公元1031—1095年)的《梦溪笔谈》、宋应星(公元1587—1666年)的《开天工物》等著作无不反映了我国古代人民的智慧在物理学上的伟大成就，为物理学的发展作出了巨大的贡献。

图3：墨子、天工开物

由此可见，我国物理学的发展可谓是历史悠久，源远流长。

世界物理学的发展又是怎样的呢？“给我一个支点，我就能撬起整个地球”，这句话出自古希腊物理学家阿基米德。早在两千多年前的古希腊时期，亚里士多德和阿基米德等学者已经开始探索物理学现象和规律，发现了杠杆原理、浮力定律等规律。16~17世纪，伽利略和牛顿等人在前人工作的基础上创立了系统性的力学理论，建立了实验观测与理论分析计算相结合的现代研究方式。哥白尼、第谷和开普勒等人通过详尽的观测与分析，发现地球和其他行星都绕太阳运动，并提出了开普勒三大定律，日心说取代了地心说，牛顿也由此发现了万有引力定律。19世纪初，英国科学家法拉第通过实验发现了电磁感应定律。物理学的特点在于观察现象，揭示本质，通过定量的实验和严谨的逻辑分析，不断揭示出自然界的客观规律和各种现象的内在联系。

牛顿三大定律和万有引力创建了经典物理学，19世纪末20世纪初以爱因斯坦和普朗克为代表的科学家建立了相对论和量子力学，开启了现代物理学时代。相对论的量子力学建立，打破了经典物理学的固有思想，完成了从经典物理学到现代物理学的转变，实现了由宏观到微观的重大变革，物理学的理论基础发生了质的飞跃。

图4. 物理学家

时间来到现代物理学，近一百年取得重要成就的物理学家的代表性人物有杨振宁和斯蒂芬霍金。杨振宁建立了杨米尔斯理论，构建了弱相互作用和电磁相互作用的统一理论。在这之后的众多科学家不断探索和开拓，实现了强弱相互作用和电磁相互作用的大一统。年仅21岁就患有肌肉萎缩性侧索硬化症的青年斯蒂芬霍金，与另一位物理学家罗杰·彭罗斯合作提出了霍金奇性定理。1974年，霍金发表了《黑洞在爆炸吗？》一文，这是引力物理在爱因斯坦后最伟大的论文。

江山代有才人出，各领风骚数百年。物理学如同一座永远也没有完工的大厦，虽然已经建设地很壮观了，但还需要我们去不断地添砖加瓦，建设和探索。

图5：我说地球是圆的他们不信还打我

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