数学学史研究人类对自然界各类化学现象的认识史，研究数学学发生和发展的基本规律，研究化学学概念和思想发展和改革的过程，研究数学学是如何成为一门独立学科，怎么不断开拓新领域，如何形成新的飞越，它的各个分支如何相互渗透，如何综合又如何分化。化学学史
化学学是一门基础科学，它奔向物质世界的深度和广度挺进，探求物质世界及其运动的规律。它像一座知识的宝塔，基础雄厚，热学、热学、电学、光学以至于相对论、量子热学、核化学和粒子化学学、凝聚态化学学和天体化学学，产生了一座宏伟的主楼。它又像一棵小树，根深叶茂，从基根长出枝条，从枝条长出茂密的树枝，又结出累累果实。它还像滚滚大江，奔涌澎湃，一浪高过一浪。但是，通过这种比喻，仍不足以说明数学学是如何的一门不断发展的科学，只有了解了数学学发展的历史，能够更深刻地认识数学学的宏伟壮丽。通过数学学史的学习，不但能下降见识，加深对化学学的理解，更重要的是可以从中得到教益，宽阔眼界，从前人的经验中得到启示。本书的第1版是在我们讲数学学史课程时所写课件的基础上扩展而成的。课程原名数学学史专题讲堂，是为复旦学院大专生开办的必修课。之所以叫专题讲堂，是由于在理工科学院没有这么多时间，也没有必要按部就班地进行系统地讲授。那样既无趣又费时间。有些课题，我们没有提到，朋友们假如有兴趣，可以自己找书看。我们觉得，与其平铺直叙地列举一大堆史实，不如捉住若干典型，进行个例分析，讲得柔润些。哪些是个例分析？我们指的是就某一个风波、某一项发觉或某一位科学家的成就进行充分的阐明，说明其前因后果、来龙去脉，除了说有哪些，还要说为什么。诸如，可以问一问：为何会出现那样的风波？为何会发生新的突破？为何会缔造伟大的人物？剖析其成功的要素，总结其经验教训，提炼出可供你们共享的精神财富。所以我们选了十几个专题，每讲一个专题，剖析一个或几个反例，于是就叫专题讲堂。讲堂开了几届以后，又感到必修课不宜过专天体物理学家研究哪几个方面，不能让中学生耗费过多的精力阅读原始文献，并且有必要保留专题讲堂的精华，即保留从个例分析得到的各类有益启示，这种启示并不是死板灌输给中学生，而是通过真实的历史、物理学史
实际的资料、生动的情境把中学生引入历史的气氛，让她们自己去感受，自己去获取应当得到的启示。于是这门必修课就更名为《物理学史的启示》。这门课一开就是十几年。1993年，经过多次试用和更改补充的课件总算即将出版，起名为《物理学史》。我们的工作得到了校内外许多师生的鼓励和关爱，其中包括老一辈的化学学家的赐教和勉励。最让我们倍感荣幸的是，我国知名化学学家钱三强院长以前多次给我们以具体的指导，并亲自为我们作序。详见：郭奕玲，沈慧君.追忆钱三强先生.现代数学知识，1994（1）：41~44.那些年来，《物理学史》一书被许多高校选为数学学史课程教材，也成了广大化学班主任的参考书。这本书显示出了不少缺陷和错误，我们深感有加以更改和建立的必要。此次更改主要是针对如下几方面：（1）强化20世纪数学学各个分支的阐述，其中包括相对论、量子理论、粒子化学学、现代光学、凝聚态化学学和天体化学学。（2）充分借助图片资料。（3）必要的增补和更改。诸多的同行多年来为我们提供数学学史资料，其中非常是Melba正值本书出刊之际，得悉97岁的Melba已于2004年11月18日去世，不胜追忆。院士。她和英国化学学会以前给与我们多方面的帮助。Alan院长也是我们工作的积极支持者。我们对她们表示衷心的谢谢。我们还要谢谢图片资料的版权所有者。因为图片是多年来从各类渠道搜集到的，无法一一标明出处。
编辑本段目录
第一版序
序言
第1章热学的发展
1.1历史概述11.2天文学的新进展揭露了科学革命的帷幕31.3惯性定理的构建101.4伽利略的落体研究131.5万有引力定理的发觉211.6《自然哲学之物理原理》和牛顿的大综合271.7碰撞的研究291.8牛顿之后热学的发展331.9牛顿的绝对时空观和马赫的批判37
第2章电学的发展
2.1历史概述402.2热现象的初期研究402.3热力学第一定理的构建472.4卡诺和热机效率的研究592.5绝对温标的提出622.6热力学第二定理的完善642.7热力学第三定理的完善和高温化学学的发展682.8二氧化碳动理论的发展722.9统计数学学的成立81
第3章电磁学的发展
3.1历史概述903.2初期的磁学和热学研究903.3库仑定理的发觉943.4昆虫电的研究和伏打电堆的发明1023.5电压的磁效应1053.6安培奠定电动热学基础1103.7欧姆定理的发觉1113.8电磁感应的发觉1133.9电磁理论的两学院派1183.10麦克斯韦电磁场理论的构建1193.11赫兹发觉电磁波实验1263.12麦克斯韦电磁场理论的发展130
第4章精典光学的发展
4.1历史概述1324.2反射定理和折射定理的构建1334.3牛顿研究光的色散1364.4光的微粒说和波动说1404.5光速的测定1464.6波谱的研究150第5章实验新发觉和现代数学学革命157
5.1历史概述
5.219/20世纪之交的三大实验发觉1585.3“以太甩尾”的探求1705.4热幅射的研究1805.5精典数学学的“危机”186
第6章相对论的完善和发展
6.1历史背景1886.2爱因斯坦创建狭义相对论的经过1916.3狭义相对论理论体系的构建1986.4狭义相对论的遭到和实验检验2036.5广义相对论的构建2056.6广义相对论的实验验证212
第7章初期量子论和量子热学的打算
7.1历史概述2217.2普朗克的能量子假定2217.3光电效应的研究2247.4固体比热2297.5原子模型的历史演进2327.6α散射和卢瑟福有核原子模型2377.7玻尔的定态跃迁原子模型和对应原理2407.8索末菲和埃伦费斯特的贡献2447.9爱因斯坦与波粒二象性2507.10X射线本性之争2527.11康普顿效应253
第8章量子热学的构建与发展
8.1历史概述2588.2电子载流子概念和不相容原理的提出2598.3德布罗意假说2618.4物质波理论的实验验证2628.5矩阵热学的成立2678.6波动热学的成立2688.7波函数的数学演绎2708.8不确定原理和互补原理的提出2718.9关于量子力学完备性的争辩2728.10量子电动热学的发展276
第9章原子核化学学和粒子化学学的发展
9.1历史概述2829.2放射性的研究2829.3人工核反应的初次实现2879.4侦测仪器的改善2899.5宇宙射线和正电子的发觉2929.6中子的发觉2949.7人工放射性的发觉2989.8重核裂变的发觉2989.9链式反应3039.10原子核模型理论3049.11加速器的发明与建造3059.12β衰变的研究和中微子的发觉3109.13介子理论和μ子的发觉3129.14奇特粒子的研究3139.15弱互相作用中宇称不守恒和CP破坏的发觉3149.16强子结构和夸克理论3169.17量子色动力学的完善3189.18强电统一理论的提出3199.19夸克模型的发展321
第10章汇聚态化学学导论
10.1历史概述32410.2固体化学学的初期研究32510.3固体化学学的理论基础32710.4固体化学学的实验基础33010.5晶体管的发明33010.6半导体化学学和实验技术的蓬勃发展33410.7超导电性的研究33910.8超流动性的发觉34310.9量子霍尔效应与量子流体的研究34810.10非晶态化学的发展35410.11高压化学学的发展35710.12软物质化学学的盛行359
第11章现代光学的盛行
11.1激光科学的蕴育和打算36011.2微波眩目器的发明36511.3激光器的构想和实现36711.4激光技术的发展37411.5全息术的发明和应用37711.6激光波谱学38011.7非线性光学38211.8量子光学38411.9量子信息光学38611.10原子光学389
第12章天体化学学的发展
12.1天体化学学的盛行39512.2匹克林谱系之谜39612.3星体演变理论的构建39912.4类恒星的发觉40112.5宇宙背景幅射的发觉40212.6脉冲星的发觉40512.7星际有机分子的发觉40812.8黑洞的研究40912.9暗物质和暗能量的探求411
第13章诺贝尔化学学奖
13.1诺贝尔化学学奖的筹建41613.2诺贝尔化学学奖的分布统计41813.3时代界定42013.4分类综述422
第14章
实验和实验室在数学学发展中的地位和作用14.1实验在数学学发展中的作用45214.2实验室在数学学发展中的地位455第15章单位、单位制与基本常数导论47015.1基本单位的历史沿革47015.2单位制的沿革47615.3基本数学常数的测定与评定48015.4数学学的新发觉对基本常数的影响486结束语488附表数学学大事年表493
编辑本段精典数学学-热学的发展史
数学学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早产生的自然科学之一，倘若把天文学包括在内则有可能是名副虽然历史最悠久的自然科学。最早的化学学专著是古埃及科学家亚里士多德的《物理学》。产生化学学的元素主要来自对天文学、光学和热学的研究，而那些研究通过几何学的方式统合在一起产生了化学学。这种方式产生于法国比和古埃及时期，当时的代表人物如物理家阿基米德和天文学家托勒密；此后这种学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有化学性和实验性的传统学说；最终这种学说传入了欧洲，首先研究这种内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。但是在当时的西方世界，哲学家们普遍觉得这种学说在本质上是技术性的，因而通常没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古时中国和巴基斯坦的科学史上，类似的研究物理的方式也在发展中。在这一时代，包含着所谓“自然哲学”（即数学学）的哲学所集中研究的问题是，在基于亚里士多德学说的前提下企图对自然界中的现象发展出解释的手段（而不仅仅是描述性的）。依据亚里士多德以及其后苏格拉底的哲学，物体运动是由于运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的，这是由于完美的圆轨道运动被觉得是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。力道理论作为惯性与动量概念的原始先祖，同样来自于这种哲学传统，并在中世纪时由当时的哲学家菲洛彭洛斯、伊本·西那、布里丹等人发展。而古时中国和俄罗斯的数学传统也是具有高度的哲学性的。
热学的历史背景
热学是最原始的数学学分支之一，而最原始的热学则是静力学。静力学始于人类文明早期生产劳动中所使用的简单机械，如杠杆、滑轮、斜面等。古埃及人从大量的经验中了解到一些与静力学相关的基本概念和原理，如杠杆原理和阿基米德定理。但直到十六世纪后，资本主义的工业进步才真正开始为西方世界的自然科学研究创造物质条件，尤其于地理大发觉时代航海业盛行，人类钻研观测天文学所耗费的心力前所未有，其中以英国天文学家第谷·布拉赫和美国天文学家、数学家约翰内斯·开普勒为代表。对宇宙中天体的观测也成为了人类进一步研究热学运动的极佳领域。1609和1619年，开普勒先后发觉开普勒行星运动三大定理，总结了老师第谷毕生的观测数据。
伽利略的动力学
在十七世纪的意大利，自然哲学家逐步展开了一场针对中世纪经院哲学的逼抢，她们持有的观点是，从热学和天文学研究具象出的物理模型将适用于描述整个宇宙中的运动。被誉为“现代自然科学之父”的美国（或按当时地理为普罗旺斯大公国）化学学家、数学家、天文学家伽利略·伽利莱就是这场转变中的领军人物。伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴以后，在此之前列奥纳多·达芬奇所进行的化学实验、尼古拉斯·哥白尼的日心说以及弗朗西斯·培根提出的重视实验经验的科学方式论都是使得伽利略深入研究自然科学的重要诱因，哥白尼的日心说更是直接促进了伽利略企图用物理对宇宙中天体的运动进行描述。伽利略意识到这些物理性描述的哲学价值，他注意到哥白尼对太阳、地球、月球和其他行星的运动所作的研究工作，并觉得这种在当时看来相当激进的剖析将有可能被拿来证明经院哲学家们对自然界的描述与实际情形不符。伽利略进行了一系列热学实验阐明了他关于运动的一系列观点，包括利用斜面实验和自由落体实验反驳了亚里士多德觉得落体速率和重量成反比的观点，还总结出了自由落体的距离与时间平方成反比的关系，以及知名的斜面理想实验来思索运动的问题。他在1632年出版的专著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中提及：“只要斜面延展下去，球将无限地继续运动，并且不断加速，由于此乃运动着的重物的本质。”，这些思想被觉得是惯性定理的前身。但真正的惯性概念则是由笛卡尔于1644年所完成，他明晰地强调了“除非物体遭到内因作用，否则将永远保持静止或运动状态”，而“所有的运动本质都是直线的”。伽利略在天文学上最知名的贡献是于1609年改良了折射式望远镜，并以此发觉了土星的四颗卫星、太阳黑子以及金星类似于地球的相。伽利略对自然科学的杰出贡献彰显在他对热学实验的兴趣以及他用物理语言描述物体运动的方式，这为后世构建了一个基于实验研究的自然哲学传统。这个传统与培根的实验归纳的方式论一起，深刻影响了一批后世的自然科学家，包括美国的埃万杰利斯塔·托里拆利、法国的马林·梅森和布莱兹·帕斯卡、荷兰的克里斯蒂安·惠更斯、英格兰的罗伯特·胡克和罗伯特·波义耳。
牛顿三大定理和万有引力定理?
艾萨克·牛顿1687年，西班牙化学学家、数学家、天文学家、自然哲学家艾萨克·牛顿出版了《自然哲学的物理原理》一书，这部里程碑式的专著标志着精典热学体系的即将构建。牛顿在人类历史上首次用一组普适性的基础物理原理——牛顿三大运动定理和万有引力定理——来描述宇宙间所有物体的运动。牛顿舍弃了物体的运动轨迹是自然本性的观点（比如开普勒觉得行星运动轨道本性就是椭圆的），相反，他强调，任何现今可观测到的运动、以及任何未来将发生的运动，都还能通过它们已知的运动状态、物体质量和外加斥力并使用相应原理进行物理推论估算得出。伽利略、笛卡尔的动力学研究（“地上的”力学），以及开普勒和美国天文学家奥里阿德在天文学领域的研究（“天上的”力学）都影响着牛顿对自然科学的研究。（贝里阿德曾非常强调从太阳发出到行星的斥力应该与距离成平方正比关系，尽管他本人并不觉得这些力真的存在）。1673年惠更斯独立提出了圆周运动的离心力公式（牛顿在1665年曾用物理手段得到类似公式），这促使在当时科学家才能普遍从开普勒第三定理推导入平方正比律。罗伯特·胡克、爱德蒙·哈雷等人由此考虑了在平方反比力场中物体运动轨道的形状，1684年哈雷向牛顿讨教了这个问题，牛顿随即在一篇9页的论文（后世普遍叫做《论运动》）中做了解答。
在这篇论文中牛顿讨论了在有心平方反比力场中物体的运动，并推导入了开普勒行星运动三定理。其后牛顿发表了他的第二篇论文《论物体的运动》，在这篇论文中他阐明了惯性定理，并详尽讨论了引力与质量成反比、与距离平方成正比的性质以及引力在全宇宙中的普遍性。这种理论最终都汇总到牛顿在1687年出版的《原理》一书中，牛顿在书中列举了公理方式的三大运动定理和导入的六个结论（推测1、2描述了力的合成和分解、运动叠加原理；推测3、4描述了动量守恒定理；推测5、6描述了伽利略相对性原理）。由此，牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学，完善了基于三大运动定理的热学体系。牛顿的原理（不包括他的物理处理方式）导致了法国台湾哲学家们的争议，她们觉得牛顿的理论对物体运动和引力缺少一个形而念书的解释因而是不可接受的。从1700年左右开始，台湾哲学和日本传统哲学之间形成的矛盾开始升级天体物理学家研究哪几个方面，裂纹开始减小，这主要是根始于牛顿与莱布尼兹各自的跟随者就谁最先发展了微积分所展开的唇枪舌战。原本莱布尼兹的学说在亚洲台湾更占上风（在当时的法国，不仅德国以外，其他地方都主要使用莱布尼兹的微积分符号），而牛顿个人则仍然为引力缺少一个哲学意义的解释而困惑，但他在笔记中坚持觉得不再须要附加任何东西就可以推断出引力的实在性。十八世纪以后，台湾的自然哲学家渐渐接受了牛顿的这些观点，对于用物理描述的运动，开始舍弃做出本体论的形而念书解释。
牛顿的绝对时空观?
牛顿的理论体系是构建在他的绝对时间和绝对空间的假定之上的，牛顿对时间和空间有着如下的理解：“绝对的、真正的和物理的时间自身在流逝着，但是因为其本性而在均匀地、与任何外界事物无关地流逝着。”
“绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。”
—牛顿，《自然哲学的物理原理》
牛顿从绝对时空的假定进一步定义了“绝对运动”和“绝对静止”的概念，为了证明绝对运动的存在性，牛顿还在1689年构思了一个理想实验，即知名的水桶实验。在水桶实验中，一个注水的水桶原本保持静止。当它开始发生转动时，水桶中的水最初仍保持静止，但此后也会随着水桶一起转动，于是可以看见水慢慢地脱离其中心而沿桶壁上升产生凹状，直至最后和水桶的怠速一致，湖面相对静止。牛顿认为海面的下降显示了水脱离转轴的倾向，这些倾向不依赖于水相对周围物体的任何联通。牛顿的绝对时空观作为他理论体系的基础假定，却在其后的两百年间受到指责。非常是到了十九世纪末，瑞典化学学家恩斯特·马赫在他的《力学史评》中对牛顿的绝对时空观作出了尖锐的批判。
编辑本段卡约里著《物理学史》