導(dǎo)論一、什么是數(shù)學(xué)學(xué)?數(shù)學(xué)學(xué)主要研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本、最普遍的運(yùn)動(dòng)方式(機(jī)械運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、微觀粒子運(yùn)動(dòng)等)及其互相轉(zhuǎn)化的規(guī)律的科學(xué)。注:1、源于西班牙文——自然2、“物”指物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì);“理”指物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和變化規(guī)律。1、物質(zhì)世界:早已觀測(cè)到的宇宙1053kg太陽(yáng)2×1030kg月球×1024kg×101kg質(zhì)子×10-27kg質(zhì)子×10-27kg電子×10-31kg基本粒子:輕子、夸克、光子、等注:構(gòu)成了物質(zhì)世界間斷性和連續(xù)性的統(tǒng)一。2、四種基本的互相作用:萬有引力、電磁互相作用、強(qiáng)互相作用、弱互相作用3、運(yùn)動(dòng)是永恒的——復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)是由最基本的運(yùn)動(dòng)方式構(gòu)成的。4、時(shí)間和空間(1)時(shí)間和空間是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的舞臺(tái),同時(shí)也是數(shù)學(xué)學(xué)的研究對(duì)象。(2)對(duì)時(shí)空的認(rèn)識(shí)是從量度開始的物理學(xué)的定義是什么,歷經(jīng)了牛頓的精典時(shí)空觀和愛因斯坦的相對(duì)論時(shí)空觀的轉(zhuǎn)變。空間:微觀粒子的尺度10-15m~宇宙的尺度1026~27m(哈勃直徑約200億光年)時(shí)間:微觀粒子的壽命10-24s~宇宙的年紀(jì)1018s(約200億年)極限空間的寬度:普朗克寬度10-35m極限時(shí)間的寬度:普朗克時(shí)間10-43s5、物理學(xué)的一個(gè)永恒話題是找尋各類:序,對(duì)稱性與對(duì)稱破缺守恒律或不變性。
6、物理與其它科學(xué)的關(guān)系數(shù)學(xué)學(xué)最基本、最古老、發(fā)展最快、提供最多、最基本的科學(xué)研究手段的科學(xué)。最基本表現(xiàn)在:(1)天文學(xué)、地學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)都包含著化學(xué)過程或現(xiàn)象。(2)任何理論都不能與數(shù)學(xué)學(xué)的定理相排斥。7、物理學(xué)的發(fā)展:精典化學(xué)與近代數(shù)學(xué)學(xué)(1)關(guān)系與區(qū)別(2)精典數(shù)學(xué)學(xué)非常是熱學(xué)依舊是整個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)的基石:熱學(xué)中所用的概念、量和方式在數(shù)學(xué)學(xué)的其它分支或其它學(xué)科中經(jīng)常被直接運(yùn)用或作為參數(shù)物理學(xué)的定義是什么,這主要是由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)是最基本的運(yùn)動(dòng),另外也是因?yàn)闅v史和認(rèn)識(shí)的誘因。數(shù)學(xué)學(xué)中最重大的基本理論有:a、牛頓熱學(xué)或精典熱學(xué):研究物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng);b、熱力學(xué):研究體溫、熱、能量守恒以及熵原理等等;c、電磁學(xué):研究電、磁以及電磁幅射等等;d、相對(duì)論:研究高速運(yùn)動(dòng)、引力、時(shí)間和空間等等;e、量子熱學(xué):研究微觀世界。目前,數(shù)學(xué)學(xué)已然產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)化學(xué)、理論化學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)三足鼎立的科學(xué)。二、物理學(xué)的發(fā)展與對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步所起的作用十七、十八世紀(jì):牛頓熱學(xué)構(gòu)建第一次工業(yè)革命熱力學(xué)發(fā)展十九世紀(jì):法拉第——麥克斯
