Ⅰ 中國有什麼發明
石申 天文學 戰國時期 第一部天文巨著「天文」 石申--戰國時期的天文學家,石申第一部天文巨著「天文」。西漢後,人們尊稱「天文」一書為「石氏星經」。書中標有 121 顆恆星的位置,書中還記有水、木、金、火、土五大行星的運行及交食等情況。石申編制了最早的星表。並稱之「少陽」已認識到能自身發光。
劉焯 天文學 隋代 《皇極歷》 劉焯--隋代天文學家。創制了《皇極歷》,他首先考慮到了日、月視運動的不均勻性,創立了等間距二次差內插法。計算日月視運動的速度。同時他把差歲改為 75 年差一度。
一行 天文學 唐代 《大衍歷》 一行--唐代天文學家。他編制出一部新的歷法《大衍歷》,它包括十篇歷議,是古代非常先進的歷法。早在公元前 13 世紀,中國人以太陽和月亮運動為依據,創立了一種陰陽歷法。
楊忠輔 文學家 南宋時期 《統天歷》 楊忠輔--中國南宋時期天文學家。他創制了《統天歷》,他確定回歸年長度為 365.2425 日。並發現回歸年長度有消長現象。
洛下閎 天文學 漢代 赤道式儀器 洛下閎--中國漢代天文學家。改創了赤道式儀器,定下了赤道式渾儀的基本結構。
蘇頌 天文學 宋代 天象儀 蘇頌--中國宋代天文學家。和韓公廉合作製成了天象儀及水運儀象台,是中國古代第一架天象儀。有 8 人高,每層有門,一到時間門開,木人出來報時。(後面有漏壺和機械繫統)。
莘七娘 10 世紀 孔明燈,走馬燈 莘七娘——在10世紀時發明了松脂燈(孔明燈)作為打仗時的信號燈,這是中國人最早利用熱氣球。同時發明了走馬燈,這是航空燃氣渦輪的始祖。
裴秀224~271 創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」 裴秀——在中國最早創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」。並繪制了《禹貢地域圖》。
馬鈞 機械設計 三國時代 龍骨水車(又叫翻車) 馬鈞——魏國人,傑出機械設計和創造家。三國時代創制了龍骨水車(又叫翻車),他能連續提水,灌溉用的水機具——桔槔。結構非常巧妙,有天下之名巧之稱
李春 橋梁設計 605~617 趙州橋 李春—— 605~617 年,首創了在主拱圖上設小腹拱的敞肩式拱橋。有名的趙州橋就是他設計的。
丁緩 發明家 漢代 被中香爐、常滿燈、旋轉風扇 丁緩——漢代,在 180 年生於長安。發明的物品有被中香爐、常滿燈、旋轉風扇,有長安巧工之稱。
沈括 科學家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年,宋朝科學家,石油命名最早由他提出。
蔡倫62~121 紙 蔡倫—— 62~121 年,蔡倫採用樹皮、麻頭、破布、舊魚網為原料造紙成功。 105 年將此發明報皇帝。於 114 年被皇帝封為龍亭侯。當時人稱紙為蔡侯紙。 12 世紀,造紙術間接傳到歐洲。 13 世紀,蒙古人用蔡侯紙在波斯發行第一批紙幣。 14 世紀,朝鮮、越南、日本也開始使用紙幣。紙牌然後經由阿拉伯國家再傳到歐洲。
畢升1041~1048 活字印刷術 畢升—— 1041~1048 年,中國北宋人。發明了活字印刷術。
杜詩91~不祥 水力鼓風機 杜詩—— 91 年,河南人。首創了水力鼓風設備水排。即利用水力推動風扇鼓風。是世界上最早的水力鼓風機,比歐洲早了 1100 年。
浦元 三國時期 淬火技術 浦元—— 300 年,三國時期。首創淬火技術,使鋼刀堅而有彈性。
孫子 三國時期 孫子算經 孫子—— 300 年,乘余定理的起源一題為「物不知數」,寫了「孫子算經」一書系統論述了籌算記數制。
秦九韶 數學 1202~1247 創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術 秦九韶—— 1202~1247 年,中國數學家。寫有《數書九章》,創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術。
李治 數學 測園海鏡 李治——中國數學家,著有「測園海鏡」是中國第一本系統改述「天元術」的巨書。
沈括 宋朝 沈括發現用細線系在磁針的中央(指南針),並將其懸掛起來。經過觀察、發現,寫進了他的著作《夢溪筆談》中。以後人們把用磁鐵製作的針成為指南針,還有指南桌。 13世紀到東方玩的義大利人馬可、波羅見到了指南針,並把它傳到了歐洲。
墨子 公元前 400 年 提出光是直線傳播的論點 墨子——公元前 400 年,墨子一書論述了杠桿平衡,提出光是直線傳播的論點。
Ⅱ 我國從古至今有哪些科學家(個發明了什麼)
石申
戰國時期的天文學家,石申第一部天文巨著「天文」。西漢後,人們尊稱「天文」一書為「石氏星經」。書中標有
121
顆恆星的位置,書中還記有水、木、金、火、土五大行星的運行及交食等情況。石申編制了最早的星表,並稱之「少陽」已認識到能自身發光。
劉焯
隋代天文學家。創制了《皇極歷》,他首先考慮到了日、月視運動的不均勻性,創立了等間距二次差內插法。計算日月視運動的速度。
一行
唐代天文學家。他編制出一部新的歷法《大衍歷》,它包括十篇歷議,是古代非常先進的歷法。早在公元前
13
世紀,中國人以太陽和月亮運動為依據,創立了一種陰陽歷法。
楊忠輔
中國南宋時期天文學家。他創制了《統天歷》,他確定回歸年長度為
365.2425
日。並發現回歸年長度有消長現象。
洛下閎
中國漢代天文學家。改創了赤道式儀器,定下了赤道式渾儀的基本結構。
蘇頌
中國宋代天文學家。和韓公廉合作製成了天象儀及水運儀象台,是中國古代第一架天象儀。有
8
人高,每層有門,一到時間門開,木人出來報時。莘七娘
在10世紀時發明了松脂燈(孔明燈)作為打仗時的信號燈,這是中國人最早利用熱氣球。同時發明了走馬燈,這是航空燃氣渦輪的始祖。
裴秀
224~271在中國最早創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」。並繪制了《禹貢地域圖》。
馬鈞
三國時期魏國人,傑出機械設計和創造家。創制了龍骨水車(又叫翻車),他能連續提水,灌溉用的水機具——桔槔。結構非常巧妙,有天下之名巧之稱
李春
橋梁設計
617
年,首創了在主拱圖上設小腹拱的敞肩式拱橋。著
名的趙州橋就是他設計的。
丁緩
漢代,在
180
年生於長安。發明的物品有被中香爐、常滿燈、旋轉風扇,有長安巧工之稱。
沈括
1031~1095
年,宋朝科學家,石油命名最早由他提出。
蔡倫
62~121
年,蔡倫採用樹皮、麻頭、破布、舊魚網為原料造紙成功。
105
年將此發明報皇帝。於
114
年被皇帝封為龍亭侯。當時人稱紙為蔡侯紙。
12
世紀,造紙術間接傳到歐洲。
13
世紀,蒙古人用蔡侯紙在波斯發行第一批紙幣。
14
世紀,朝鮮、越南、日本也開始使用紙幣。紙牌然後經由阿拉伯國家再傳到歐洲。
畢升
1041~1048
年,中國北宋人。發明了活字印刷術。
杜詩
河南人。首創了水力鼓風設備水排。即利用水力推動風扇鼓風。是世界上最早的水力鼓風機,比歐洲早了
1100
年。
浦元
公元
300
年,三國時期。首創淬火技術,使鋼刀堅而有彈性。
孫子
公元
300
年,乘余定理的起源一題為「物不知數」,寫了「孫子算經」一書系統論述了籌算記數制。
秦九韶
1202~1247
年,中國數學家。寫有《數書九章》,創立解一次同餘式的「大
衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術。
李治
中國數學家,著有「測園海鏡」是中國第一本系統改述「天元術」的巨書。
沈括
宋朝
沈括發現用細線系在磁針的中央,並將其懸掛起來,有指示方向的作用。經過觀察、發現,寫進了他的著作《夢溪筆談》中。以後人們把用磁鐵製作的針成為指南針,還有指南桌。
13世紀到東方玩的義大利人馬可、波羅見到了指南針,並把它傳到了歐洲。
墨子
公元前
400
年,墨子一書論述了杠桿平衡,提出光是直線傳播的論點。是重要精神因素。」
Ⅲ 黃金比例是誰發明的
由於來公元前6世紀古希臘的畢源達哥拉斯學派研究過正五邊形和正十邊形的作圖,因此現代數學家們推斷當時畢達哥拉斯學派已經觸及甚至掌握了黃金分割。 公元前4世紀,古希臘數學家歐多克索斯第一個系統研究了這一問題,並建立起比例理論。 公元前300年前後歐幾里得撰寫《幾何原本》時吸收了歐多克索斯的研究成果,進一步系統論述了黃金分割,成為最早的有關黃金分割的論著。 中世紀後,黃金分割被披上神秘的外衣,義大利數家帕喬利稱中末比為神聖比例,並專門為此著書立說。德國天文學家開普勒稱黃金分割為神聖分割。 到19世紀黃金分割這一名稱才逐漸通行。黃金分割數有許多有趣的性質,人類對它的實際應用也很廣泛。最著名的例子是優選學中的黃金分割法或0.618法,是由美國數學家基弗於1953年首先提出的,70年代在中國
Ⅳ 申請發明專利字高在0.35厘米至0.45厘米之間,行距在0.25厘米至0.35厘米怎麼調整
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Ⅳ 古代發明
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杜詩
中文名稱: 杜詩
又名: 字君公
性別: 男
所屬年代: 漢代
生卒年: ?—前38
生平簡介
杜詩,(?-38)東漢機械工程家。字君公。河南汲縣(今河南)人。光武帝時,為侍御史。建武七年(公元31年),任南陽太守時,創造水排(水力鼓風機),以水力傳動機械,使皮製的鼓風囊連續開合,將空氣送入冶鐵爐,鑄造農具,用力少而見效多。他還主持修治陂池,廣開田池,使郡內富庶起來。有「杜母」之稱。南陽人稱贊說:「前有召父(召信臣),後有杜母」。
杜詩 字公君。河內汲縣(今屬河南)人。生年不詳;東漢建武十四年(公元
38年)卒於南陽郡(今河南南陽)。機械、農田水利。
杜詩青年時期就才能出眾,在河內郡(今河南武陟西南)任吏員時,人們贊揚
他處事公平。光武帝初年,為侍御史。當時將軍蕭廣放縱士兵,在洛陽民間為非
作歹,老百姓惶恐不安。杜詩通告蕭廣約束部下,蕭廣不予理睬。杜詩下令按法
誅蕭廣,並將經過情形向上匯報,得到表揚。光武帝見他能幹,又派他去河東郡
(今山西夏縣西北)誅剿降漢復又叛變的楊異等人。杜詩到了大陽(今山西平陸西
南,屬河東郡),聽說楊異率部下企圖北渡,立即派人設法焚燒掉他們的渡船;
另又派人收服河東郡的地方軍,並進行突然襲擊,終於殲滅楊異等人。杜詩被遷
為成皋(今河南滎陽■水鎮)令,任職3年,政績裴然。再遷為沛郡(今安徽濉溪縣
西北)都尉,轉汝南(今河南平輿縣北)都尉,「所在稱治」。建武七年(公元31
年),杜詩遷升為南陽郡太守。在南陽郡任職7年,「政治清平,以誅暴立威,善
於計略,省愛民役」,「政化大行」。在此期間,他還做了兩件在科學技術史上
有意義的事:一是興修水利;一是製做水排。建武十四年病死,身後「貧困無田
宅,喪無所歸」。最後由朝廷賜賻才得以喪葬。
秦漢時期,長江長江流域的灌溉以漢水支流唐白河地區的發展最為顯著,而唐白
河的灌溉又以今河南的南陽、鄧縣、唐河、新野一帶較為發達。唐白河地區為浸
蝕、沖積平原沖積平原,年降雨量約900毫米左右,氣候溫和,適於作物生長。這里開發
較早,到西漢中期經濟已相當發達。農田水利在西漢後期有突飛猛進的發展。元
帝時(公元前48—前33年),南陽太守召信臣對此地的水利和農業生產有特殊貢獻,
因而受到當地百姓的擁戴,被譽為「召父」。東漢時期,南陽水利事業進一步興
盛,杜詩在這方面也作出了很大成績,促進了當地農業生產的發展。史載,杜詩
「修治陂池,廣拓土田,郡內比室殷足」。
所謂「水排」,就是利用水力推引韝鞴鼓風的器具,用於冶金。生鐵的早期
發明,是中國對世界冶金技術的傑出貢獻。要獲得液態生鐵,需有較高的爐溫。
有風就有鐵,鼓風技術對於生鐵冶鑄的發展有著極重要的意義。《禮記》禮記說:
「良冶之子,必學為裘。」從商周以來,都用皮囊鼓風,子繼父業,年輕工匠必
須學會縫制皮囊的技巧。說明早期冶鑄匠師高度重視鼓風器具的製做。鼓風裝置
由人力驅動(人排)發展到用畜力和水力驅動(馬排、水排),是東漢冶鐵技術的重
大創新。由於杜詩的倡導,水排至遲在公元1世紀上半葉於南陽地區已較多地使
用。《後漢書·杜詩傳》說杜詩「造作水排,鑄為農器,用力少,見功多,百姓
便之」。水排的功效不僅比人排,就是比馬排也高得多,《三國志·魏志·韓暨
傳》寫道:「舊時冶作馬排,每一熟石,用馬百匹。更作人排,又費功力。暨乃
以長流為水排,計其利益,三倍於前。」鑒於杜詩的功績,南陽老百姓把他比之
召信臣,說:「前有召父,後有杜母。」元代《王禎農書》詳細記述了立輪式和
卧輪式水排的形制,並繪有圖形。
文獻
原始文獻
[1](劉宋)范曄撰,(唐)李賢等註:後漢書·杜詩傳,中華書局, 1965。
研究文獻
[2]《中國水利史稿》編寫組:中國水利史稿·上冊,水利電力出版社,
1979。[3]華覺民等編譯:世界冶金發展史,科學技術文獻出版社,1985。
(科學出版社《中國古代科學家傳記》)
附
中國古代發明家
姓名 領域 年代 發明作品 簡介
石申 天文學 戰國時期 第一部天文巨著「天文」 石申--戰國時期的天文學家,石申第一部天文巨著「天文」。西漢後,人們尊稱「天文」一書為「石氏星經」。書中標有 121 顆恆星的位置,書中還記有水、木、金、火、土五大行星的運行及交食等情況。石申編制了最早的星表。並稱之「少陽」已認識到能自身發光。
劉焯 天文學 隋代 《皇極歷》 劉焯--隋代天文學家。創制了《皇極歷》,他首先考慮到了日、月視運動的不均勻性,創立了等間距二次差內插法。計算日月視運動的速度。同時他把差歲改為 75 年差一度。
一行 天文學 唐代 《大衍歷》 一行--唐代天文學家。他編制出一部新的歷法《大衍歷》,它包括十篇歷議,是古代非常先進的歷法。早在公元前 13 世紀,中國人以太陽和月亮運動為依據,創立了一種陰陽歷法。
楊忠輔 文學家 南宋時期 《統天歷》 楊忠輔--中國南宋時期天文學家。他創制了《統天歷》,他確定回歸年長度為 365.2425 日。並發現回歸年長度有消長現象。
洛下閎 天文學 漢代 赤道式儀器 洛下閎--中國漢代天文學家。改創了赤道式儀器,定下了赤道式渾儀的基本結構。
蘇頌 天文學 宋代 天象儀 蘇頌--中國宋代天文學家。和韓公廉合作製成了天象儀及水運儀象台,是中國古代第一架天象儀。有 8 人高,每層有門,一到時間門開,木人出來報時。(後面有漏壺和機械繫統)。
莘七娘 10 世紀 孔明燈,走馬燈 莘七娘——在10世紀時發明了松脂燈(孔明燈)作為打仗時的信號燈,這是中國人最早利用熱氣球。同時發明了走馬燈,這是航空燃氣渦輪的始祖。
裴秀 224~271 創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」 裴秀——在中國最早創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」。並繪制了《禹貢地域圖》。
馬鈞 機械設計 三國時代 龍骨水車(又叫翻車) 馬鈞——魏國人,傑出機械設計和創造家。三國時代創制了龍骨水車(又叫翻車),他能連續提水,灌溉用的水機具——桔槔。結構非常巧妙,有天下之名巧之稱
李春 橋梁設計 605~617 趙州橋 李春—— 605~617 年,首創了在主拱圖上設小腹拱的敞肩式拱橋。有名的趙州橋就是他設計的。
丁緩 發明家 漢代 被中香爐、常滿燈、旋轉風扇 丁緩——漢代,在 180 年生於長安。發明的物品有被中香爐、常滿燈、旋轉風扇,有長安巧工之稱。
沈括 科學家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年,宋朝科學家,石油命名最早由他提出。
蔡倫 62~121 紙 蔡倫—— 62~121 年,蔡倫採用樹皮、麻頭、破布、舊魚網為原料造紙成功。 105 年將此發明報皇帝。於 114 年被皇帝封為龍亭侯。當時人稱紙為蔡侯紙。 12 世紀,造紙術間接傳到歐洲。 13 世紀,蒙古人用蔡侯紙在波斯發行第一批紙幣。 14 世紀,朝鮮、越南、日本也開始使用紙幣。紙牌然後經由阿拉伯國家再傳到歐洲。
畢升 1041~1048 活字印刷術 畢升—— 1041~1048 年,中國北宋人。發明了活字印刷術。
杜詩 91~不祥 水力鼓風機 杜詩—— 91 年,河南人。首創了水力鼓風設備水排。即利用水力推動風扇鼓風。是世界上最早的水力鼓風機,比歐洲早了 1100 年。
浦元 三國時期 淬火技術 浦元—— 300 年,三國時期。首創淬火技術,使鋼刀堅而有彈性。
孫子 三國時期 孫子算經 孫子—— 300 年,乘余定理的起源一題為「物不知數」,寫了「孫子算經」一書系統論述了籌算記數制。
秦九韶 數學 1202~1247 創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術 秦九韶—— 1202~1247 年,中國數學家。寫有《數書九章》,創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術。
李治 數學 測園海鏡 李治——中國數學家,著有「測園海鏡」是中國第一本系統改述「天元術」的巨書。
沈括 宋朝 沈括發現用細線系在磁針的中央(指南針),並將其懸掛起來。經過觀察、發現,寫進了他的著作《夢溪筆談》中。以後人們把用磁鐵製作的針成為指南針,還有指南桌。 13世紀到東方玩的義大利人馬可、波羅見到了指南針,並把它傳到了歐洲。
墨子 公元前 400 年 提出光是直線傳播的論點 墨子——公元前 400 年,墨子一書論述了杠桿平衡,提出光是直線傳播的論點。
參考資料:http://211.95.73.80:8080/fmczy-more-zhongwai3.htm
Ⅵ 中國有哪些發明
你是說古代還是現代的?
古代有
1 石申 天文學 戰國時期 第一部天文巨著「天文」 石申--戰國時期的天文學家,石申第一部天文巨著「天文」。西漢後,人們尊稱「天文」一書為「石氏星經」。書中標有 121 顆恆星的位置,書中還記有水、木、金、火、土五大行星的運行及交食等情況。石申編制了最早的星表。並稱之「少陽」已認識到能自身發光。
2 劉焯 天文學 隋代 《皇極歷》劉焯--隋代天文學家。創制了《皇極歷》,他首先考慮到了日、月視運動的不均勻性,創立了等間距二次差內插法。計算日月視運動的速度。同時他把差歲改為 75 年差一度。
3 一行 天文學 唐代 《大衍歷》一行--唐代天文學家。他編制出一部新的歷法《大衍歷》,它包括十篇歷議,是古代非常先進的歷法。早在公元前 13 世紀,中國人以太陽和月亮運動為依據,創立了一種陰陽歷法。
4 楊忠輔 文學家 南宋時期 《統天歷》楊忠輔--中國南宋時期天文學家。他創制了《統天歷》,他確定回歸年長度為 365.2425 日。並發現回歸年長度有消長現象。
5 洛下閎 天文學 漢代 赤道式儀器洛下閎--中國漢代天文學家。改創了赤道式儀器,定下了赤道式渾儀的基本結構。
6 蘇頌 天文學 宋代 天象儀蘇頌--中國宋代天文學家。和韓公廉合作製成了天象儀及水運儀象台,是中國古代第一架天象儀。有 8 人高,每層有門,一到時間門開,木人出來報時。(後面有漏壺和機械繫統)。
7 莘七娘 10 世紀 孔明燈,走馬燈莘七娘——在10世紀時發明了松脂燈(孔明燈)作為打仗時的信號燈,這是中國人最早利用熱氣球。同時發明了走馬燈,這是航空燃氣渦輪的始祖。
8 裴秀 224~271 創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」 裴秀——在中國最早創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」。並繪制了《禹貢地域圖》。
9 馬鈞 機械設計 三國時代 龍骨水車(又叫翻車)馬鈞——魏國人,傑出機械設計和創造家。三國時代創制了龍骨水車(又叫翻車),他能連續提水,灌溉用的水機具——桔槔。結構非常巧妙,有天下之名巧之稱
10 李春 橋梁設計 605~617 趙州橋 李春—— 605~617 年,首創了在主拱圖上設小腹拱的敞肩式拱橋。有名的趙州橋就是他設計的。
11 丁緩 發明家 漢代 被中香爐、常滿燈、旋轉風扇 丁緩——漢代,在 180 年生於長安。發明的物品有被中香爐、常滿燈、旋轉風扇,有長安巧工之稱。
12 沈括 科學家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年,宋朝科學家,石油命名最早由他提出。
13 蔡倫 62~121 紙 蔡倫—— 62~121 年,蔡倫採用樹皮、麻頭、破布、舊魚網為原料造紙成功。 105 年將此發明報皇帝。於 114 年被皇帝封為龍亭侯。當時人稱紙為蔡侯紙。 12 世紀,造紙術間接傳到歐洲。 13 世紀,蒙古人用蔡侯紙在波斯發行第一批紙幣。 14 世紀,朝鮮、越南、日本也開始使用紙幣。紙牌然後經由阿拉伯國家再傳到歐洲。
14 畢升 1041~1048 活字印刷術 畢升—— 1041~1048 年,中國北宋人。發明了活字印刷術。
15 杜詩 91~不祥 水力鼓風機 杜詩—— 91 年,河南人。首創了水力鼓風設備水排。即利用水力推動風扇鼓風。是世界上最早的水力鼓風機,比歐洲早了 1100 年。
16 浦元 三國時期 淬火技術 浦元—— 300 年,三國時期。首創淬火技術,使鋼刀堅而有彈性。
17孫子 三國時期 孫子算經 孫子—— 300 年,乘余定理的起源一題為「物不知數」,寫了「孫子算經」一書系統論述了籌算記數制。
18 秦九韶 數學 1202~1247 創立解一次同餘式的「大衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術 秦九韶—— 1202~1247 年,中國數學家。寫有《數書九章》,創立解一次同餘式的「大衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術。
19李治 數學 測園海鏡李治——中國數學家,著有「測園海鏡」是中國第一本系統改述「天元術」的巨書。
20 沈括 宋朝沈括發現用細線系在磁針的中央(指南針),並將其懸掛起來。經過觀察、發現,寫進了他的著作《夢溪筆談》中。以後人們把用磁鐵製作的針成為指南針,還有指南桌。 13世紀到東方玩的義大利人馬可、波羅見到了指南針,並把它傳到了歐洲。
21 墨子 公元前 400 年 提出光是直線傳播的論點 墨子——公元前 400 年,墨子一書論述了杠桿平衡,提出光是直線傳播的論點。
22 張衡(78-139),東漢建初三年(公元78年)生;永和四年(公元139年)卒。張衡是東漢中期渾天說的代表人物之一;他指出月球本身並不發光,月光其實是日光的反射;他還正確地解釋了月食的成因,並且認識到宇宙的無限性和行星運動的快慢與距離地球遠近的關系。
張衡[1]觀測記錄了兩千五百顆恆星,創制了世界上第一架能比較准確地表演天象的漏水轉渾天儀,第一架測試地震的儀器——候風地動儀,還製造出了指南車、自動記里鼓車、飛行數里的木鳥等等。
張衡共著有科學、哲學、和文學著作三十二篇,其中天文著作有《靈憲》和《靈憲圖》等。
23 祖沖之(ZǔChōngzhī ,公元429年—公元500年)是我國傑出的數學家,科學家。其主要貢獻在數學、天文歷法和機械三方面。在數學方面,他寫了《綴術》一書,被收入著名的《算經十書》中,作為唐代國子監算學課本,可惜後來失傳了。《隋書·律歷志》留下一小段關於圓周率(π)的記載,祖沖之算出π的真值在3.1415926(朒數)和3.1415927(盈數)之間,相當於精確到小數第7位,成為當時世界上最先進的成就。這一紀錄直到15世紀才由阿拉伯數學家卡西打破。祖沖之還給出π的兩個分數形式:22/7(約率)和355/113(密率),其中密率精確到小數第7位,在西方直到16世紀才由荷蘭數學家奧托重新發現。祖沖之還和兒子祖暅一起圓滿地利用「牟合方蓋」解決了球體積的計算問題,得到正確的球體積公式。在天文歷法方面,祖沖之創制了《大明歷》,最早將歲差引進歷法;採用了391年加144個閏月的新閏周;首次精密測出交點月日數(27.21223),回歸年日數(365.2428)等數據,還發明了用圭表測量冬至前後若干天的正午太陽影長以定冬至時刻的方法。在機械學方面,他設計製造過水碓磨、銅制機件傳動的指南車、千里船、定時器等等。此外,他在音律、文學、考據方面也有造詣,他精通音律,擅長下棋,還寫有小說《述異記》。是歷史上少有的博學多才的人物。
為紀念這位偉大的古代科學家,人們將月球背面的一座環形山命名為「祖沖之環形山」,將小行星1888命名為「祖沖之小行星」。
現代的就太多了。。。。。。。。
Ⅶ 中國古代十大發明
1、指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。前身是司南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉動的磁針。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。
磁針的北極指向地理的北極,利用這一性能可以辨別方向。常用於航海、大地測量、旅行及軍事等方面。指南針的N指北方,E指東方,W指西方,S指南方。
2、造紙術是中國四大發明之一,紙是中國古代勞動人民長期經驗的積累和智慧的結晶,它是人類文明史上的一項傑出的發明創造。
中國是世界上最早養蠶織絲的國家。中國古代勞動人民以上等蠶繭抽絲織綢,剩下的惡繭、病繭等則用漂絮法製取絲綿。漂絮完畢,篾席上會遺留一些殘絮。當漂絮的次數多了,篾席上的殘絮便積成一層纖維薄片,經晾乾之後剝離下來,可用於書寫。
這種漂絮的副產物數量不多,在古書上稱它為赫蹏或方絮。這表明了中國古代造紙術的起源同絲絮有著淵源關系。
3、火葯是中國四大發明之一。是在適當的外界能量作用下,自身能進行迅速而有規律的燃燒,同時生成大量高溫燃氣的物質。在軍事上主要用作槍彈、炮彈的發射葯和火箭、導彈的推進劑及其他驅動裝置的能源,是彈葯的重要組成部分。
人類文明史上的一項傑出的成就。火葯是以其殺傷力和震懾力,帶給人類消停戰事、安全防衛的作用,成為了人類文明重要發明之一。
4、印刷術是中國古代勞動人民的四大發明之一。雕版印刷術發明於唐朝,並在唐朝中後期普遍使用。 宋仁宗時畢升發明了活字印刷術。宋朝雖然出現活字印刷術,但並未普遍使用,而仍然是普遍使用雕版印刷術。
印刷術是人類近代文明的先導,為知識的廣泛傳播、交流創造了條件。印刷術先後傳到朝鮮、日本、中亞,西亞和歐洲地區。
5、張衡天文學 東漢時期 漏水轉渾天儀、候風地動儀張衡--是中國東漢時期的天文學家。對在宇宙結構的認識上,張衡是渾天說的代表人物之一。他認為:天像個雞蛋殼,地像雞蛋黃,天大地小,他認為天殼之外還有無限的宇宙。
張衡設計和製造了漏水轉渾天儀、候風地動儀,並對日月星辰做了許多觀測和分析。他測量出了太陽和月亮的角直徑是周尺的1/736,即29'24「。他統計出在中國的中原地區能看到的恆星約有2500顆。國際天文學會為了紀念張衡對天文學的突出貢獻,將月球上的一個環形山命名為「張衡環形山」。
Ⅷ 我國古代科技發明大事年表(詳細)
中國古代發明家
姓名 領域 年代 發明作品 簡介
石申 天文學 戰國時期 第一部天文巨著「天文」 石申--戰國時期的天文學家,石申第一部天文巨著「天文」。西漢後,人們尊稱「天文」一書為「石氏星經」。書中標有 121 顆恆星的位置,書中還記有水、木、金、火、土五大行星的運行及交食等情況。石申編制了最早的星表。並稱之「少陽」已認識到能自身發光。
劉焯 天文學 隋代 《皇極歷》 劉焯--隋代天文學家。創制了《皇極歷》,他首先考慮到了日、月視運動的不均勻性,創立了等間距二次差內插法。計算日月視運動的速度。同時他把差歲改為 75 年差一度。
一行 天文學 唐代 《大衍歷》 一行--唐代天文學家。他編制出一部新的歷法《大衍歷》,它包括十篇歷議,是古代非常先進的歷法。早在公元前 13 世紀,中國人以太陽和月亮運動為依據,創立了一種陰陽歷法。
楊忠輔 文學家 南宋時期 《統天歷》 楊忠輔--中國南宋時期天文學家。他創制了《統天歷》,他確定回歸年長度為 365.2425 日。並發現回歸年長度有消長現象。
洛下閎 天文學 漢代 赤道式儀器 洛下閎--中國漢代天文學家。改創了赤道式儀器,定下了赤道式渾儀的基本結構。
蘇頌 天文學 宋代 天象儀 蘇頌--中國宋代天文學家。和韓公廉合作製成了天象儀及水運儀象台,是中國古代第一架天象儀。有 8 人高,每層有門,一到時間門開,木人出來報時。(後面有漏壺和機械繫統)。
莘七娘 10 世紀 孔明燈,走馬燈 莘七娘——在10世紀時發明了松脂燈(孔明燈)作為打仗時的信號燈,這是中國人最早利用熱氣球。同時發明了走馬燈,這是航空燃氣渦輪的始祖。
裴秀 224~271 創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」 裴秀——在中國最早創立了繪制平面地圖的理論「制圖六體」。並繪制了《禹貢地域圖》。
馬鈞 機械設計 三國時代 龍骨水車(又叫翻車) 馬鈞——魏國人,傑出機械設計和創造家。三國時代創制了龍骨水車(又叫翻車),他能連續提水,灌溉用的水機具——桔槔。結構非常巧妙,有天下之名巧之稱
李春 橋梁設計 605~617 趙州橋 李春—— 605~617 年,首創了在主拱圖上設小腹拱的敞肩式拱橋。有名的趙州橋就是他設計的。
丁緩 發明家 漢代 被中香爐、常滿燈、旋轉風扇 丁緩——漢代,在 180 年生於長安。發明的物品有被中香爐、常滿燈、旋轉風扇,有長安巧工之稱。
沈括 科學家 宋朝 石油命名最早由他提出 沈括—— 1031~1095 年,宋朝科學家,石油命名最早由他提出。
蔡倫 62~121 紙 蔡倫—— 62~121 年,蔡倫採用樹皮、麻頭、破布、舊魚網為原料造紙成功。 105 年將此發明報皇帝。於 114 年被皇帝封為龍亭侯。當時人稱紙為蔡侯紙。 12 世紀,造紙術間接傳到歐洲。 13 世紀,蒙古人用蔡侯紙在波斯發行第一批紙幣。 14 世紀,朝鮮、越南、日本也開始使用紙幣。紙牌然後經由阿拉伯國家再傳到歐洲。
畢升 1041~1048 活字印刷術 畢升—— 1041~1048 年,中國北宋人。發明了活字印刷術。
杜詩 91~不祥 水力鼓風機 杜詩—— 91 年,河南人。首創了水力鼓風設備水排。即利用水力推動風扇鼓風。是世界上最早的水力鼓風機,比歐洲早了 1100 年。
浦元 三國時期 淬火技術 浦元—— 300 年,三國時期。首創淬火技術,使鋼刀堅而有彈性。
孫子 三國時期 孫子算經 孫子—— 300 年,乘余定理的起源一題為「物不知數」,寫了「孫子算經」一書系統論述了籌算記數制。
秦九韶 數學 1202~1247 創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術 秦九韶—— 1202~1247 年,中國數學家。寫有《數書九章》,創立解一次同餘式的「大 衍求一術」和求高次方程數值解的正負開方術。
李治 數學 測園海鏡 李治——中國數學家,著有「測園海鏡」是中國第一本系統改述「天元術」的巨書。
沈括 宋朝 沈括發現用細線系在磁針的中央(指南針),並將其懸掛起來。經過觀察、發現,寫進了他的著作《夢溪筆談》中。以後人們把用磁鐵製作的針成為指南針,還有指南桌。 13世紀到東方玩的義大利人馬可、波羅見到了指南針,並把它傳到了歐洲。
墨子 公元前 400 年 提出光是直線傳播的論點 墨子——公元前 400 年,墨子一書論述了杠桿平衡,提出光是直線傳播的論點。
參考資料:http://211.95.73.80:8080/fmczy-more-zhongwai3.htm
Ⅸ 愛因斯坦發明有什麼
重要貢獻相對論 狹義相對論的創立: 早在16歲時,愛因斯坦就從書本上了解到光是以很快速度前進的電磁波,他產生了一個想法,如果一個人以光的速度運動,他將看到一幅什麼樣的世界景象呢?他將看不到前進的光,只能看到在空間里振盪著卻停滯不前的電磁場。這種事可能發生嗎? 與此相聯系,他非常想探討與光波有關的所謂以太的問題。以太這個名詞源於希臘,用以代表組成天上物體的基本元素。17世紀,笛卡爾首次將它引入科學,作為傳播光的媒質。其後,惠更斯進一步發展了以太學說,認為荷載光波的媒介物是以太,它應該充滿包括真空在內的全部空間,並能滲透到通常的物質中。與惠更斯的看法不同,牛頓提出了光的微粒說。牛頓認為,發光體發射出的是以直線運動的微粒粒子流,粒子流沖擊視網膜就引起視覺。18世紀牛頓的微粒說佔了上風,然而到了19世紀,卻是波動說佔了絕對優勢,以太的學說也因此大大發展。當時的看法是,波的傳播要依賴於媒質,因為光可以在真空中傳播,傳播光波的媒質是充滿整個空間的以太,也叫光以太。與此同時,電磁學得到了蓬勃發展,經過麥克斯韋、赫茲等人的努力,形成了成熟的電磁現象的動力學理論——電動力學,並從理論與實踐上將光和電磁現象統一起來,認為光就是一定頻率范圍內的電磁波,從而將光的波動理論與電磁理論統一起來。以太不僅是光波的載體,也成了電磁場的載體。直到19世紀末,人們企圖尋找以太,然而從未在實驗中發現以太。 但是,電動力學遇到了一個重大的問題,就是與牛頓力學所遵從的相對性原理不一致。關於相對性原理的思想,早在伽利略和牛頓時期就已經有了。電磁學的發展最初也是納入牛頓力學的框架,但在解釋運動物體的電磁過程時卻遇到了困難。按照麥克斯韋理論,真空中電磁波的速度,也就是光的速度是一個恆量,然而按照牛頓力學的速度加法原理,不同慣性系的光速不同,這就出現了一個問題:適用於力學的相對性原理是否適用於電磁學?例如,有兩輛汽車,一輛向你駛近,一輛駛離。你看到前一輛車的燈光向你靠近,後一輛車的燈光遠離。按照麥克斯韋的理論,這兩種光的速度相同,汽車的速度在其中不起作用。但根據伽利略理論,這兩項的測量結果不同。向你駛來的車將發出的光加速,即前車的光速=光速+車速;而駛離車的光速較慢,因為後車的光速=光速-車速。麥克斯韋與伽利略關於速度的說法明顯相悖。我們如何解決這一分歧呢? 19世紀理論物理學達到了巔峰狀態,但其中也隱含著巨大的危機。海王星的發現顯示出牛頓力學無比強大的理論威力,電磁學與力學的統一使物理學顯示出一種形式上的完整,並被譽為「一座庄嚴雄偉的建築體系和動人心弦的美麗的廟堂」。在人們的心目中,古典物理學已經達到了近乎完美的程度。德國著名的物理學家普朗克年輕時曾向他的老師表示要獻身於理論物理學,老師勸他說:「年輕人,物理學是一門已經完成了的科學,不會再有多大的發展了,將一生獻給這門學科,太可惜了。」 愛因斯坦似乎就是那個將構建嶄新的物理學大廈的人。在伯爾尼專利局的日子裡,愛因斯坦廣泛關注物理學界的前沿動態,在許多問題上深入思考,並形成了自己獨特的見解。在十年的探索過程中,愛因斯坦認真研究了麥克斯韋電磁理論,特別是經過赫茲和洛倫茲發展和闡述的電動力學。愛因斯坦堅信電磁理論是完全正確的,但是有一個問題使他不安,這就是絕對參照系以太的存在。他閱讀了許多著作發現,所有人試圖證明以太存在的試驗都是失敗的。經過研究愛因斯坦發現,除了作為絕對參照系和電磁場的荷載物外,以太在洛倫茲理論中已經沒有實際意義。於是他想到:以太絕對參照系是必要的嗎?電磁場一定要有荷載物嗎? 愛因斯坦喜歡閱讀哲學著作,並從哲學中吸收思想營養,他相信世界的統一性和邏輯的一致性。相對性原理已經在力學中被廣泛證明,但在電動力學中卻無法成立,對於物理學這兩個理論體系在邏輯上的不一致,愛因斯坦提出了懷疑。他認為,相對論原理應該普遍成立,因此電磁理論對於各個慣性系應該具有同樣的形式,但在這里出現了光速的問題。光速是不變的量還是可變的量,成為相對性原理是否普遍成立的首要問題。當時的物理學家一般都相信以太,也就是相信存在著絕對參照系,這是受到牛頓的絕對空間概念的影響。19世紀末,馬赫在所著的《發展中的力學》中,批判了牛頓的絕對時空觀,這給愛因斯坦留下了深刻的印象。 1905年5月的一天,愛因斯坦與一個朋友貝索討論這個已探索了十年的問題,貝索按照馬赫主義的觀點闡述了自己的看法,兩人討論了很久。突然,愛因斯坦領悟到了什麼,回到家經過反復思考,終於想明白了問題。第二天,他又來到貝索家,說:謝謝你,我的問題解決了。原來愛因斯坦想清楚了一件事:時間沒有絕對的定義,時間與光信號的速度有一種不可分割的聯系。他找到了開鎖的鑰匙,經過五個星期的努力工作,愛因斯坦把狹義相對論呈現在人們面前。 1905年6月30日,德國《物理學年鑒》接受了愛因斯坦的論文《論動體的電動力學》,在同年9月的該刊上發表。這篇論文是關於狹義相對論的第一篇文章,它包含了狹義相對論的基本思想和基本內容。狹義相對論所根據的是兩條原理:相對性原理和光速不變原理。愛因斯坦解決問題的出發點,是他堅信相對性原理。伽利略最早闡明過相對性原理的思想,但他沒有對時間和空間給出過明確的定義。牛頓建立力學體系時也講了相對性思想,但又定義了絕對空間、絕對時間和絕對運動,在這個問題上他是矛盾的。而愛因斯坦大大發展了相對性原理,在他看來,根本不存在絕對靜止的空間,同樣不存在絕對同一的時間,所有時間和空間都是和運動的物體聯系在一起的。對於任何一個參照系和坐標系,都只有屬於這個參照系和坐標系的空間和時間。對於一切慣性系,運用該參照系的空間和時間所表達的物理規律,它們的形式都是相同的,這就是相對性原理,嚴格地說是狹義的相對性原理。在這篇文章中,愛因斯坦沒有多討論將光速不變作為基本原理的根據,他提出光速不變是一個大膽的假設,是從電磁理論和相對性原理的要求而提出來的。這篇文章是愛因斯坦多年來思考以太與電動力學問題的結果,他從同時的相對性這一點作為突破口,建立了全新的時間和空間理論,並在新的時空理論基礎上給動體的電動力學以完整的形式,以太不再是必要的,以太漂流是不存在的。 什麼是同時性的相對性?不同地方的兩個事件我們何以知道它是同時發生的呢?一般來說,我們會通過信號來確認。為了得知異地事件的同時性我們就得知道信號的傳遞速度,但如何測出這一速度呢?我們必須測出兩地的空間距離以及信號傳遞所需的時間,空間距離的測量很簡單,麻煩在於測量時間,我們必須假定兩地各有一隻已經對好了的鍾,從兩個鍾的讀數可以知道信號傳播的時間。但我們如何知道異地的鍾對好了呢?答案是還需要一種信號。這個信號能否將鍾對好?如果按照先前的思路,它又需要一種新信號,這樣無窮後退,異地的同時性實際上無法確認。不過有一點是明確的,同時性必與一種信號相聯系,否則我們說這兩件事同時發生是無意義的。 光信號可能是用來對時鍾最合適的信號,但光速非無限大,這樣就產生一個新奇的結論,對於靜止的觀察者同時的兩件事,對於運動的觀察者就不是同時的。我們設想一個高速運行的列車,它的速度接近光速。列車通過站台時,甲站在站台上,有兩道閃電在甲眼前閃過,一道在火車前端,一道在後端,並在火車兩端及平台的相應部位留下痕跡,通過測量,甲與列車兩端的間距相等,得出的結論是,甲是同時看到兩道閃電的。因此對甲來說,收到的兩個光信號在同一時間間隔內傳播同樣的距離,並同時到達他所在位置,這兩起事件必然在同一時間發生,它們是同時的。但對於在列車內部正中央的乙,情況則不同,因為乙與高速運行的列車一同運動,因此他會先截取向著他傳播的前端信號,然後收到從後端傳來的光信號。對乙來說,這兩起事件是不同時的。也就是說,同時性不是絕對的,而取決於觀察者的運動狀態。這一結論否定了牛頓力學中引以為基礎的絕對時間和絕對空間框架。 相對論認為,光速在所有慣性參考系中不變,它是物體運動的最大速度。由於相對論效應,運動物體的長度會變短,運動物體的時間膨脹。但由於日常生活中所遇到的問題,運動速度都是很低的(與光速相比),看不出相對論效應。 愛因斯坦在時空觀的徹底變革的基礎上建立了相對論力學,指出質量隨著速度的增加而增加,當速度接近光速時,質量趨於無窮大。他並且給出了著名的質能關系式:E=mc^2,質能關系式對後來發展的原子能事業起到了指導作用。 廣義相對論的建立: 1905年,愛因斯坦發表了關於狹義相對論的第一篇文章後,並沒有立即引起很大的反響。但是德國物理學的權威人士普朗克注意到了他的文章,認為愛因斯坦的工作可以與哥白尼相媲美,正是由於普朗克的推動,相對論很快成為人們研究和討論的課題,愛因斯坦也受到了學術界的注意。 1907年,愛因斯坦聽從友人的建議,提交了那篇著名的論文申請聯邦工業大學的編外講師職位,但得到的答復是論文無法理解。雖然在德國物理學界愛因斯坦已經很有名氣,但在瑞士,他卻得不到一個大學的教職,許多有名望的人開始為他鳴不平,1908年,愛因斯坦終於得到了編外講師的職位,並在第二年當上了副教授。1912年,愛因斯坦當上了教授,1913年,應普朗克之邀擔任新成立的威廉皇帝物理研究所所長和柏林大學教授。 在此期間,愛因斯坦在考慮將已經建立的相對論推廣,對於他來說,有兩個問題使他不安。第一個是引力問題,狹義相對論對於力學、熱力學和電動力學的物理規律是正確的,但是它不能解釋引力問題。牛頓的引力理論是超距的,兩個物體之間的引力作用在瞬間傳遞,即以無窮大的速度傳遞,這與相對論依據的場的觀點和極限的光速沖突。第二個是非慣性系問題,狹義相對論與以前的物理學規律一樣,都只適用於慣性系。但事實上卻很難找到真正的慣性系。從邏輯上說,一切自然規律不應該局限於慣性系,必須考慮非慣性系。狹義相對論很難解釋所謂的雙生子佯謬,該佯謬說的是,有一對孿生兄弟,哥在宇宙飛船上以接近光速的速度做宇宙航行,根據相對論效應,高速運動的時鍾變慢,等哥哥回來,弟弟已經變得很老了,因為地球上已經經歷了幾十年。而按照相對性原理,飛船相對於地球高速運動,地球相對於飛船也高速運動,弟弟看哥哥變年輕了,哥哥看弟弟也應該年輕了。這個問題簡直沒法回答。實際上,狹義相對論只處理勻速直線運動,而哥哥要回來必須經過一個變速運動過程,這是相對論無法處理的。正在人們忙於理解相對狹義相對論時,愛因斯坦正在接受完成廣義相對論。 1907年,愛因斯坦撰寫了關於狹義相對論的長篇文章《關於相對性原理和由此得出的結論》,在這篇文章中愛因斯坦第一次提到了等效原理,此後,愛因斯坦關於等效原理的思想又不斷發展。他以慣性質量和引力質量成正比的自然規律作為等效原理的根據,提出在無限小的體積中均勻的引力場完全可以代替加速運動的參照系。愛因斯坦並且提出了封閉箱的說法:在一封閉箱中的觀察者,不管用什麼方法也無法確定他究竟是靜止於一個引力場中,還是處在沒有引力場卻在作加速運動的空間中,這是解釋等效原理最常用的說法,而慣性質量與引力質量相等是等效原理一個自然的推論。 1915年11月,愛因斯坦先後向普魯士科學院提交了四篇論文,在這四篇論文中,他提出了新的看法,證明了水星近日點的進動,並給出了正確的引力場方程。至此,廣義相對論的基本問題都解決了,廣義相對論誕生了。1916年,愛因斯坦完成了長篇論文《廣義相對論的基礎》,在這篇文章中,愛因斯坦首先將以前適用於慣性系的相對論稱為狹義相對論,將只對於慣性系物理規律同樣成立的原理稱為狹義相對性原理,並進一步表述了廣義相對性原理:物理學的定律必須對於無論哪種方式運動著的參照系都成立。 愛因斯坦的廣義相對論認為,由於有物質的存在,空間和時間會發生彎曲,而引力場實際上是一個彎曲的時空。愛因斯坦用太陽引力使空間彎曲的理論,很好地解釋了水星近日點進動中一直無法解釋的43秒。廣義相對論的第二大預言是引力紅移,即在強引力場中光譜向紅端移動,20年代,天文學家在天文觀測中證實了這一點。廣義相對論的第三大預言是引力場使光線偏轉,。最靠近地球的大引力場是太陽引力場,愛因斯坦預言,遙遠的星光如果掠過太陽表面將會發生一點七秒的偏轉。1919年,在英國天文學家愛丁頓的鼓動下,英國派出了兩支遠征隊分赴兩地觀察日全食,經過認真的研究得出最後的結論是:星光在太陽附近的確發生了一點七秒的偏轉。英國皇家學會和皇家天文學會正式宣讀了觀測報告,確認廣義相對論的結論是正確的。會上,著名物理學家、皇家學會會長湯姆孫說:「這是自從牛頓時代以來所取得的關於萬有引力理論的最重大的成果」,「愛因斯坦的相對論是人類思想最偉大的成果之一」。愛因斯坦成了新聞人物,他在1916年寫了一本通俗介紹相對論的書《狹義與廣義相對論淺說》,到1922年已經再版了40次,還被譯成了十幾種文字,廣為流傳。 相對論的意義: 狹義相對論和廣義相對論建立以來,已經過去了很長時間,它經受住了實踐和歷史的考驗,是人們普遍承認的真理。相對論對於現代物理學的發展和現代人類思想的發展都有巨大的影響。 相對論從邏輯思想上統一了經典物理學,使經典物理學成為一個完美的科學體系。狹義相對論在狹義相對性原理的基礎上統一了牛頓力學和麥克斯韋電動力學兩個體系,指出它們都服從狹義相對性原理,都是對洛倫茲變換協變的,牛頓力學只不過是物體在低速運動下很好的近似規律。廣義相對論又在廣義協變的基礎上,通過等效原理,建立了局域慣性長與普遍參照系數之間的關系,得到了所有物理規律的廣義協變形式,並建立了廣義協變的引力理論,而牛頓引力理論只是它的一級近似。這就從根本上解決了以前物理學只限於慣性系數的問題,從邏輯上得到了合理的安排。相對論嚴格地考察了時間、空間、物質和運動這些物理學的基本概念,給出了科學而系統的時空觀和物質觀,從而使物理學在邏輯上成為完美的科學體系。 狹義相對論給出了物體在高速運動下的運動規律,並提示了質量與能量相當,給出了質能關系式。這兩項成果對低速運動的宏觀物體並不明顯,但在研究微觀粒子時卻顯示了極端的重要性。因為微觀粒子的運動速度一般都比較快,有的接近甚至達到光速,所以粒子的物理學離不開相對論。質能關系式不僅為量子理論的建立和發展創造了必要的條件,而且為原子核物理學的發展和應用提供了根據。 對於愛因斯坦引入的這些全新的概念,當時地球上大部分物理學家,其中包括相對論變換關系的奠基人洛侖茲,都覺得難以接受。甚至有人說「當時全世界只有兩個半人懂相對論」。舊的思想方法的障礙,使這一新的物理理論直到一代人之後才為廣大物理學家所熟悉,就連瑞典皇家科學院,1922年把諾貝爾物理學獎授予愛因斯坦時,也只是說「由於他對理論物理學的貢獻,更由於他發現了光電效應的定律。」對愛因斯坦的諾貝爾物理學獎頒獎辭中竟然對於愛因斯坦的相對論隻字未提。 E=mc^2 物質不滅定律,說的是物質的質量不滅;能量守恆定律,說的是物質的能量守恆。(信息守恆定律) 雖然這兩條偉大的定律相繼被人們發現了,但是人們以為這是兩個風馬牛不相關的定律,各自說明了不同的自然規律。甚至有人以為,物質不滅定律是一條化學定律,能量守恆定律是一條物理定律,它們分屬於不同的科學范疇。 愛因斯坦認為,物質的質量是慣性的量度,能量是運動的量度;能量與質量並不是彼此孤立的,而是互相聯系的,不可分割的。物體質量的改變,會使能量發生相應的改變;而物體能量的改變,也會使質量發生相應的改變。 在狹義相對論中,愛因斯坦提出了著名的質能公式:E=mc^2 (這里的E代表物體的能量,m代表物體的質量,c代表光的速度,即3×10^8m/s)。 愛因斯坦的理論,最初受到許多人的反對,就連當時一些著名物理學家也對這位年青人的論文表示懷疑。然而,隨著科學的發展,大量的科學實驗證明愛因斯坦的理論是正確的,愛因斯坦才一躍而成為世界著名的科學家,成為20世紀世界最偉大的科學家。 愛因斯坦的質能關系公式,正確地解釋了各種原子核反應:就拿 氦 4 來說,它的原子核是由2個質子和2個中子組成的。照理,氦4原子核的質量就等於2個質子和2個中子質量之和。實際上,這樣的算術並不成立,氦核的質量比2個質子、2個中子質量之和少了0.0302原子質量單位[57]!這是為什麼呢?因為當2個氘[]核(每個氘核都含有1個質子、1個中子)聚合成1個氦4原子核時,釋放出大量的原子能。生成1克氦4原子時,大約放出2.7×10^12焦耳的原子能。正因為這樣,氦4原子核的質量減少了。 這個例子生動地說明:在2個氘原子核聚合成1個氦4原子核時,似乎質量並不守恆,也就是氦4原子核的質量並不等於2個氘核質量之和。然而,用質能關系公式計算,氦4原子核失去的質量,恰巧等於因反應時釋放出原子能而減少的質量! 這樣一來,愛因斯坦就從更新的高度,闡明了物質不滅定律和能量守恆定律的實質,指出了兩條定律之間的密切關系,使人類對大自然的認識又深了一步。 光電效應 光照射到某些物質上,引起物質的電性質發生變化。這類光致電變的現象被人們統稱為光電效應(Photoelectric effect)。 光電效應分為光電子發射、光電導效應和光生伏特效應。前一種現象發生在物體表面,又稱外光電效應。後兩種現象發生在物體內部,稱為內光電效應。 赫茲於1887年發現光電效應,愛因斯坦第一個成功的解釋了光電效應。金屬表面在光輻照作用下發射電子的效應,發射出來的電子叫做光電子。光波長小於某一臨界值時方能發射電子,即極限波長,對應的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決於金屬材料,而發射電子的能量取決於光的波長而與光強度無關,這一點無法用光的波動性解釋。還有一點與光的波動性相矛盾,即光電效應的瞬時性,按波動性理論,如果入射光較弱,照射的時間要長一些,金屬中的電子才能積累住足夠的能量,飛出金屬表面。可事實是,只要光的頻率高於金屬的極限頻率,光的亮度無論強弱,光子的產生都幾乎是瞬時的,不超過十的負九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長有關的嚴格規定的能量單位(即光子或光量子)所組成。 光電效應里,電子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直於金屬表面射出,與光照方向無關 ,光是電磁波,但是光是高頻震盪的正交電磁場,振幅很小,不會對電子射出方向產生影響。 1905年,愛因斯坦提出光子假設,成功解釋了光電效應,因此獲得1921年諾貝爾物理獎。 「上帝不擲骰子」 愛因斯坦曾經是量子力學的催生者之一,但是他不滿意量子力學的後續發展,愛因斯坦始終認為「量子力學(以玻恩為首的哥本哈根詮釋:「基本上,量子系統的描述是機率的。一個事件的機率是波函數的絕對值平方。」)不完整」,但苦於沒有好的解說樣板,也就有了著名的「上帝不擲骰子」的否定式吶喊!其實,愛因斯坦的直覺是對的,決定論的量子詮釋才是「量子論詮釋」的本真、根源。愛因斯坦到過世前都沒有接受量子力學是一個完備的理論。愛因斯坦還有另一個名言:「月亮是否只在你看著他的時候才存在?」 宇宙常數 愛因斯坦在提出相對論的時候,曾將宇宙常數(為了解釋物質密度不為零的靜態宇宙的存在﹐他在引力場方程中引進一個與度規張量成比例的項﹐用符號Λ 表示。該比例常數很小﹐在銀河系尺度范圍可忽略不計。只在宇宙尺度下﹐Λ 才可能有意義﹐所以叫作宇宙常數。即所謂的反引力的固定數值)代入他的方程。他認為,有一種反引力,能與引力平衡,促使宇宙有限而靜態。當哈勃得意洋洋的在天文望遠鏡展示給愛因斯坦看時,愛因斯坦慚愧極了,他說:「這是我一生所犯下的最大錯誤。」宇宙是膨脹著的!哈勃等認為,反引力是不存在的,由於星系間的引力,促使膨脹速度越來越慢。 那麼,愛因斯坦就完全錯了嗎?不。星系間有一種扭旋的力,促使宇宙不斷膨脹,即暗能量。70億年前,它們「戰勝」了暗物質,成為宇宙的主宰。最新研究表明,按質量成份(只算實質量,不算虛物質)計算,暗物質和暗能量約占宇宙96%。看來,宇宙將不斷加速膨脹,直至解體死亡。(目前也有其它說法,爭議不休)。宇宙常數雖存在,但反引力的值遠超過引力。也難怪這位倔強的物理學家與波爾在量子力學的爭論:「上帝是不擲骰子的!」(不要指揮上帝如何決定宇宙的命運) 林德饒有風趣的說:「現在,我終於明白,為什麼他(愛因斯坦)這么喜歡這個理論,多年後依然研究宇宙常數,宇宙常數依然是當今物理學最大的疑問之一。」