物理学研究从宇宙到粒子的所有物质的形式和规律,是当今最复杂的自然学科。
物理学家也被称为最伟大的科学家,那么人类历史上排名前五的物理学家是谁呢?
牛顿(1643年1月4日—1727年3月31日)无疑是最伟大的物理学家。 他出生于英国林肯郡,毕业于剑桥大学。 他是著名的物理学家、数学家、天文学家和自然哲学家。 他被称为“现代物理学之父”。
牛顿是如此伟大,以至于我们甚至不知道他悲惨的童年。
牛顿出生在一个小农家庭,但他的父亲在他出生前三个月就因病去世了。 小农场也因缺乏人手而颗粒无收,家里变得十分贫困。
喝牛奶吗? 那更是奢侈了。 牛顿一家已经赤身裸体。 三年后,牛顿的母亲再也买不起任何食物来养活她的孩子,她只好嫁给了一位60岁的鳏夫。 然而,八年后,鳏夫也去世了。
放学后,牛顿无法像其他孩子一样玩耍,因为他必须放牛来赚取学费。 这样的生活让牛顿的梦想停留在当一名车夫。
幸运的是,家里还有一些书籍,包括圣经、神学、诗歌、数学、历史、法律、力学等等,这些可能是家里最好的宝贝了。 牛顿一有时间就读书,受益匪浅。
到了中学,牛顿开始展现他的才华。 在学校制作风筝时,学生们立即剪纸并制作支架,但牛顿计算了尺寸,然后制作了风筝。 试飞时,牛顿的风筝飞得太高,震惊了所有人。
牛顿凭借超人的天赋考入了英国最负盛名的大学剑桥大学。 大学里的纨绔子弟们爱喝酒、打牌,而牛顿却只是个穷学生,不得不给老师做实验助理,以赚取生活费。
牛顿因此结识了剑桥大学著名教授亨利·摩尔,并继承了他的衣钵。 牛顿直接站在了巨人的肩膀上。
亨利摩尔发现了牛顿的不同之处。 课堂上,其他同学还在学习书本上的知识,而牛顿却已经阅读了比课堂上更高级的研究报告。 牛顿本人也写道:当我走进课堂教学时,我发现我对内容的理解深度超过了我的老师。
摩尔大喜,直接给牛顿开了一个小炉子。 他让牛顿免费查阅他收藏的 1800 本书,还送给他两本书:开普勒的《光学》和桑德森的《逻辑》。
1665年,英国爆发黑死病,剑桥大学关闭。 牛顿没有课,也没有地方可去,但他却开始了他最高层次的“思考”。
于是,微积分、万有引力和运动三大定律诞生了。
牛顿发明了微积分,直接开辟了高等数学。 从此,数学家和物理学家开始“分道扬镳”。 后来的高斯和欧拉也受益于牛顿的发明。
不过,历史上,牛顿和莱布尼茨之间一直存在微积分之争,但最终微积分还是判给了牛顿。
然而,伟大的数学家约翰·伯努利表达了对莱布尼茨的支持,于是他向牛顿发起了挑战,并将《解决最速下降问题》寄给了牛顿。
这个困扰数学家近200年的问题,被牛顿一夜之间解决了。
连莱布尼茨都说:“从创世到牛顿一生的时代,牛顿的工作占了全部数学的一半以上。”
万有引力和三大运动定律
牛顿解释了万有引力,即:任意两个粒子通过其中心连线方向的力相互吸引。 引力的大小与它们的质量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比。
提出了三大运动定律:
1、孤立粒子在不受外力作用的情况下保持静止或匀速直线运动。
2、物体的加速度与该点所受的外力成正比,与质量成反比。 加速度的方向与外力的方向相同。
3、两个相互作用的质点之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
要知道自然界有四种力,分别是:万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。 牛顿解释了其中两个(引力和强相互作用)。 可以说,牛顿解释了大部分宏观现象。
牛顿力学是现代工程和机械的基础,是高层建筑、跨海大桥、飞机、火车、火箭、潜艇等的基础理论。你看到的一切,包括你看不到的部分,都可以解释由牛顿力学。
亚里士多德延续了两千多年的错误的“力”观被牛顿驳斥和纠正。 人们第一次对太阳、地球、月球的运动规律有了准确的认识。
上学的时候,我只是背牛顿定律伟大物理学家,不断回答问题。 长大后,我重读牛顿,发现他的伟大不能用几个公式或概念来定义。
爱因斯坦评价牛顿:在人类历史上,只有一个人能够将物理实验、数学理论、机械发明结合到科学和艺术中——那就是牛顿。
爱因斯坦
爱因斯坦排名第二当之无愧。
爱因斯坦是美国犹太人,世界著名物理学家,现代物理学的先驱和奠基人,相对论、“质能关系”和激光的提出者。 1999年12月26日,被美国《时代》杂志评选为“世纪伟人”。
爱因斯坦22岁时,他毕业后留校的申请被拒绝了。 郁闷的爱因斯坦想:“我已经长大了,但我还是什么都不做。” 只能增加家人的负担。 ”
但爱因斯坦并没有绝望,而是花了很多时间读书。 一个智商165的人认真学习是多么可怕的事情啊。
24岁时,爱因斯坦结婚并很快有了两个儿子。 天才确实不一样,但是家里穷却还要爱上别人。
当爱因斯坦提出与妻子离婚时,她被拒绝,因为爱因斯坦无法支付子女抚养费。 爱因斯坦的话再次打动了人们。 他说:“如果你同意离婚,我获得诺贝尔奖后我就把奖金给你。”
如果现在有人说出这句话,所有人都会觉得他疯了。 但如果爱因斯坦这么说,那就只能归咎于诺贝尔奖评审员的糟糕工作了。
1905年,爱因斯坦在物理学领域爆炸了宇宙。
提出狭义相对论
1、相对性原理:物理定律对于所有惯性系统都是相同的,不存在特殊的惯性系统。
2、光速恒定原理:真空中的光速与参考系无关。
提出广义相对论
爱因斯坦发表狭义相对论后,并没有陶醉于自己的成就。 他立即开始思考广义相对论,最终单独提出了广义相对论,即:物理定律在所有坐标系中都是相同的。
广义相对论只有一个前提,比狭义相对论更进了一步。 它的诞生至今仍令人难以理解。
质能方程
爱因斯坦发表了《物体的惯性与其所含能量有关吗?》 ”,本文包含质能方程公式E=mc2。
质能方程的指导意义确实可以称得上很大。 它解决的不仅仅是后来恒星发光的能量来源,也不是原子弹、氢弹的爆炸原理,而是宇宙诞生的物质来源!
光电理论
爱因斯坦发表了论文《关于光的产生和转变的尝试性观点》,对光电效应给出了另一种解释。
他认为每个光量子所拥有的能量等于频率乘以普朗克常数。 如果光子的频率大于某个极限频率,则光子有足够的能量使电子逸出,从而引起光电效应。
爱因斯坦的讨论解释了为什么光电子的能量只与频率有关而与辐照度无关。
此外,爱因斯坦还发表了《分子大小的新测定》和《热分子动力学理论所需的悬浮在静止液体中的小粒子的运动》
可以说,爱因斯坦在一年内发表了五项诺贝尔物理学奖理论。 有趣的是,诺贝尔奖授予了爱因斯坦最晦涩难懂的光电理论。
然而,备受期待的狭义相对论和广义相对论却始终没有得到诺贝尔奖评选委员会成员的认可,因为评委们无法理解相对论。
有人曾说,爱因斯坦一生的成就足以获得7个诺贝尔奖:光电效应、狭义相对论、广义相对论、光量子、自发发射和受激发射、德布罗意波和玻色-爱因斯坦凝聚。
伽利略
伽利略·伽利雷是现代物理学之父。 他创造了现代物理学。
伽利略确实出身于一个贫穷的家庭(没落的贵族)。 他的父亲是一位音乐家,精通希腊语和拉丁语,还懂数学。 伽利略从小就对数学和物理表现出浓厚的兴趣和非凡的天赋。
他孜孜不倦地学习物理和数学。 尽管因为家庭经济困难而放弃了学业,但他并没有放弃对数学和物理的研究。
通过不断的学习和研究,伽利略发现了速度和加速度、重力和自由落体以及惯性的原理。 他在天文学方面也有着深厚的造诣,被誉为“观测天文学之父”。
两颗铁球同时落地
1589年的一天,年仅25岁的伽利略与他的辩论对手来到比萨斜塔。
伽利略爬到塔顶,同时扔下了一个100磅重的铁球和一个1磅重的铁球。 在众人的注视下,两颗铁球竟然几乎平行地落到了地上。
面对这残酷的实验,围观的所有人都傻眼了,不知所措。 伽利略用事实证明,不同重量的物体从同一高度落下,加速度相同,它们会同时落地。
这推翻了亚里士多德的错误结论。 这就是伽利略证明的、现在为人们所知的自由落体定律。
他在力学研究中建立了力、重心、速度、加速度、惯性参照物等物理概念,以及摆锤定律、惯性定律、落体运动定律、物体独立原理等。运动、运动的综合、分解定律、运动的相对性。 性原理奠定了经典力学运动学和动力学的基础。
天文学
伽利略偶然得知一则消息:“两个镜片叠加在一起,可以看到远处看不见的物体。” 于是他利用这个原理建造了第一台望远镜。
之后我们不断改进技术,逐渐将望远镜的放大倍数从三五倍提高到三十三倍。 改造后的望远镜指向天空,开启了天文学的新篇章。
他发现月球表面凹凸不平,直接推翻了亚里士多德天体完美无缺的理论。
伽利略通过望远镜发现太阳表面有黑子并呈周期性变化,金星也有周期性变化。
1610年1月7日,伽利略开始观测木星。 他通过望远镜观察了木星的四颗卫星,并进一步计算了它们的轨道周期。
伽利略的《星空信使》一书有力地支持了哥白尼的日心说。
1617年,伽利略·伽利雷用望远镜观测到了大熊座中辐射状的双星,这些星体远远超出了肉眼的观测范围。
总的来说,伽利略是第一个使用望远镜观察土星环、太阳黑子、月球山脊以及金星和水星相位的人。
伽利略建立了力、重心、速度、加速度、惯性参照物等物理概念,提出了运动、惯性、自由落体原理,奠定了经典力学的运动学和动力学基础。
伽利略的晚年是悲惨的。 他的著作《对话》支持日心说,这让罗马教会极为不满。 它不仅禁止出版《对话》,还成立了一个特别委员会来审查《对话》的内容,并监禁了伽利略。 。
监禁的生活使伽利略的健康状况每况愈下。 首先,他因照顾女儿而去世。 随后伽利略双目失明并于 1642 年去世。
麦克斯韦,英国物理学家、数学家。 所建立的电磁场理论统一了电、磁、光。 这是19世纪物理学发展最辉煌的成就,也是科学史上最伟大的综合成果之一。
目前我们最先进的通信、5G、卫星、WiFi6等都是基于电磁理论的。
麦克斯韦出生于苏格兰爱丁堡。 他的父亲是一名辩护律师,从小家庭就富裕。 麦克斯韦8岁时,母亲因病去世,导致他变得沉默寡言。
幸运的是,父亲和姑妈对他非常关心,对沉默寡言的麦克斯韦产生了积极的影响。
15岁时,麦克斯韦在《爱丁堡皇家学会学报》上发表了第一篇论文《椭圆线》,在当地引起不小的轰动。
16岁时,麦克斯韦考入爱丁堡大学,开始专攻数学物理,并接受了实验物理和逻辑方面的严格训练。
1850年,麦克斯韦转学到剑桥大学。 由于学习成绩优异,他加入了剑桥大学的秘密精英社团——剑桥使徒会。
1855年,麦克斯韦接触到法拉第的《电的实验研究》一书。 他被书中的各种电磁感应实验所吸引,正式开始研究电磁学。
当然,麦克斯韦的电磁理论也是站在巨人的肩膀上。
首先,1820年,丹麦科学家奥斯特发现了磁针偏转现象,提出电流具有磁效应。 随后提出了著名的毕奥-萨伐尔定律。
后来安培发现了计算磁效应的简单方法,即安培电路定理,还提出了安培法则(右手螺旋法则)。
后来,经过反复实验伟大物理学家,法拉第提出了电磁感应定律,并引入了电场和磁场的概念,打破了牛顿力学中“远距离作用”的传统概念。
最后,麦克斯韦出现并用数学公式证明了法拉第电磁感应定律。
但麦克斯韦太过低调,没有任何闲言碎语,过着平凡的生活。 与安培和赫兹将名字改为物理单位不同,这极大地影响了他的知名度。
甚至有人认为,不就是解出几个方程组就可以了吗?
麦克斯韦方程组是由微积分方程组成的,对于专业人士来说并不难,但是普通人一看就傻眼了。
这四个公式分别解释了电场的性质、磁场的性质、变化磁场激发出电场的规律、变化电场激发出磁场的规律:
变化的电场和变化的磁场不是彼此隔离的。 它们总是紧密相连、相互激发,形成统一的电磁场整体。
虽然麦克斯韦通过完善的数学公式奠定了电磁理论的基础,但由于理论过于复杂、公式过于抽象,在当时并没有得到公众的广泛认可。
在他去世几十年后,人们才发现了他的伟大。 爱因斯坦坦言:麦克斯韦的电磁理论是继牛顿以来物理学中最深刻、最富有成果的著作。
牛顿统一了天上和地上的运动定律,麦克斯韦统一了光、电、磁的运动定律,是人类历史上运动的“第二次”统一。
人们说,麦克斯韦的《论电与磁》可以与牛顿的《自然哲学数学原理》、达尔文的《物种起源》相媲美。
杨振宁,1922年出生于安徽省合肥市,是当今最伟大的物理学家。 他是中国科学院院士、美国国家科学院外籍院士、英国皇家学会外籍院士、俄罗斯科学院院士。 他于1957年获得诺贝尔物理学奖。
杨振宁最著名的研究成果是“宇称不守恒”,是指弱相互作用中物质互为镜像的不对称运动。
这意味着什么? 也就是说,宇宙中的物理定律并不完全对称。 这实际上否定了牛顿和爱因斯坦的一些理论。
我们从牛顿、爱因斯坦等物理学家那里得知,物理定律是对称的,但现在杨辰宁定律说“错误”,弱相互作用力存在不对称性。
这个重大发现绝对是颠覆性的吧?
杨振宁凭借“宇称不守恒”成为第一个获得诺贝尔物理学奖的华人。 但他并没有停下脚步,先后提出了“杨-米尔斯规范场论”和“杨-方程”。
此后,包括美籍华人丁肇中在内的七位诺贝尔奖获得者因发现杨振宁预言的粒子而获奖。
三人因研究“杨氏方程”而获得菲尔兹奖。 要知道菲尔兹奖被誉为“数学界的诺贝尔奖”。
可以说,杨振宁几乎垄断了物理学理论,由他的理论得出的成果几乎囊括了六十年来诺贝尔物理学奖的理论物理和粒子物理部分。
也就是说,六十年来,世界物理学的奠基人是杨振宁,无数科学家站在杨振宁的肩膀上,获得了诺贝尔奖。
杨振宁在粒子物理、统计力学、凝聚态物理等方面做出了巨大贡献,但也被回国退休、祖孙相爱等负面新闻所笼罩。
很多网友对杨振宁对物理学的贡献视而不见,却沉迷于所谓的“负面新闻”。 这其实是一件很悲哀的事情。 因为连美国人都对杨振宁给予高度评价。
美国物理学界认为杨是继爱因斯坦和费米之后第三位物理学全才;
杨振宁被誉为二战后最伟大的天才。 他身后有:盖尔曼、费曼、图灵、冯·诺依曼、哥德尔等;
杨振宁位列物理学“五强”:伽利略、牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦、杨振宁。
自然界的四种力中,牛顿解释了万有引力,麦克斯韦解释了电磁力,杨振宁解释了弱相互作用力。 当然,它们也共同说明了强大的互动力。
因此,杨振宁的贡献可以排进前5。
写到最后
如果你沉迷于杨先生的花絮,坚持认为霍金是一位伟大的物理学家,那么你确实需要研究一下基础理论。
如果真的投票的话,杨振宁物理能进入前5吗? 我想是的,你呢?
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