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分享 19世纪法国的科学: gordon 2017-4-15 15:37; 18世纪从几何学分离出来的解析方法，使物理量的数学表述十分灵活。数学符号摆脱了它们的几何基础并被直接用来描述物理量，这是一个使复杂的物理概念易于数学描述的过程。欧洲大陆的数学家，包括约翰伯努利和他的儿子丹尼尔伯努利，达朗贝，欧拉，等人都对流体的力学问题和弹性介质的力学问题做了很好的数学分析工作。根据“理性力学”的传统做法，力学的数学定律必须根据质量、长度和时间的经验概念来建立，并且应当避免使用不可观测的、假设性的解释。物理现象的数学处理在力学研究中达到了登峰造极的地步。虽然牛顿关于光的“辐射”理论（认为普通的物质粒子和光微粒之间的相互作用使普通粒子受到力的作用）和欧拉的光学理论（认为光是流体中的脉动传播）都是建立在数学论证的基础之上的；但是人们常常把光比拟为“火”，并且用不可称量流体“以太”来描述。这种“流体”被设想为由互相排斥（用‘弹性’表示这一性质）的粒子所组成，而且是“稀薄透明”的（它可以穿透普通物质粒子间的空隙），并且这种以太粒子还受普通物质粒子的吸引。当这一理论用于电学、热学和化学时，用粒子间的力和以太流体的假设可以得到解释。牛顿所提出的以太和粒子间的作用力对这些理论发展轮廓产生了重要的作用，牛顿在《光学》的各种版本的附录中特别提到那种推测的‘问题’（Queries）。在对牛顿工作的评论中，人们特别关注牛顿的短程吸引力的概念，这种模型确定了化学理论的基础：由此又可以构想一门涉及化学作用力的定量物理学，多种多样的化学元素就是由力相连着的终极原子的各种不同的结构。到了18世纪中期，法国的化学家为了解决化学反应的关键问题—— 探索化学力（‘亲和力’）——的论证过程中，在他们的著作中稳固地建立了这一理论，虽然人们想了许多办法试图使化学力的这一理论达到定量的水平，但是理论的主要方面仍然停留在定性的水平上。到了18世纪末，科学家都采用了不可称量流体去解释电磁光热的现象。 18世纪时，人们对热、磁、电等现象的研究还是定性的。但到了18世纪末期，人们逐步采用定量的数学方法去研究这些现象，而且这种数学方法还由于科学仪器精密的提高和物理学专业化程度的提高而得到了进一步的发展。约瑟夫布莱克，拉瓦锡和拉普拉斯等人对热学的研究工作，迈耶、拉姆伯特和库伦对静电学的研究工作，都利用了精细的实验测量和定量的水平来衡量理论好坏的判据。静电学的定量化，建立了静电学的定律，这是精确实验检测和定量化研究方法的结晶，也是从方法论角度寻求建立数学定律的一个范例。粒子间相互作用力理论和不可称量流体的理论，经过拉普拉斯和他的学派研究之后，在19世纪的最初20年里达到了它的最美妙的顶峰。拉普拉斯证明：光的折射、固体附着力，毛细管的作用，化学反应等等都是同物质粒子所施加的吸引力密不可分的；拉普拉斯坚持认为：对粒子间短程力规律的深入研究可使地球物理的研究工作，像牛顿的万有引力定律在研究天体物理时那样，达到高度完美的水平。（他的理论和实际观测差距还是很大）泊松把这种办法的原理说得十分清楚：这是一种“物理力学”的理论，它可以取代18世纪数学家在研究力学问题时培育起来的“分析力学”。泊松强调指出：当研究灵活的弹簧、弹性的表面和流体的压强时，可以采用分子力的理论来解释这样的力学问题。拉普拉斯学派强调的统一性，使力学和热学、光学、电学等现象间互相沟通。拉普拉斯重视以精细的实验测量工作作为他的数学物理理论的重要补充，他认为实验方法和数学理论并重。（对物理量进行精确的数值测量） ***************************************************************** 随着1815年拿破仑政权的垮台，拉普拉斯开始失宠，影响力很快减小。拉普拉斯的理论受到道尔顿的化学原子论的责难，热素说也开始受到冲击。把热素作为普遍存在的不可称量流体的学说受到批判，并且用光的波动说取代了光的微粒说。粒子光学曾经是拉普拉斯物理理论的核心。总而言之，拉普拉斯的物理学承受了种种打击。注: 泊松亮斑，泊松真是悲催。 “虎落平阳被犬欺” 数学搞了一大堆，人家只做了一个实验。 ***************************************************************** 法国对蒸汽动力的重要性认识迟钝，但对双缸高压引擎却相当重视。正如卡诺指出的那样，这些研究工作对燃料经济学的重要进步帮助很大。（因为法国优质煤短缺，因此这一点特别重要） ***************************************************************** 基本上，就是化学、能量的观点，分子（暂时还不知道原子这个东西，等到爱因斯坦了。）热素、以太（光学）灵活的弹簧、弹性的表面和流体的压强时，可以采用分子力的理论来解释其实冯卡门干过这个东西，流体力学、火车蒸汽发动机，电力发动机，就是没搞过内燃机。基本上就是东北 “伪满洲国” 的水平。 ***************************************************************** 牛顿推测认为，在原子之间的微观尺度上作用的力和在恒星与行星之间在宇观尺度上相互作用的力，具有相同的本质。爱因斯坦在1901年和1902年发表的两篇早期论文中，正是继承了牛顿的这一思想，探寻引力和分子间力的共同起源。注：其实也不是牛顿认为，法国人这么认为的。（中国人科学素养差嘛） ***************************************************************** 君期我作玛志尼,我祝君为倭斯袜。以前我上学的时候，就搞不明白，有了 “原子” 了，为什么会引入分子这个概念呢原子的概念是后来的早年就是分子的概念。万有引力和短程吸引力热素、以太，当然这种概念都不用了。 ***************************************************************** 还有对法国的误解，一直以为法国是以理论，而不是以实验科学见长的实际上，统一度量衡，精确测量，就是从法国出来的像惰性气体的发现纯靠实验做的，超出了实验误差，就会有新发现。现在看，英法德，不论从理论还是实验，都很强。（英国数学稍微差一点，还行吧）参考阅读：爱因斯坦《物理学的进化》《19世纪物理学概念的发展》作为化学家的爱因斯坦 http://www.aswetalk.net/bbs/home.php?mod=spaceuid=663do=blogid=64903 实验也不是那么容易 http://www.aswetalk.net/bbs/home.php?mod=spaceuid=663do=blogid=68023 斯坦福大学公开课：量子力学; 193 次阅读|0 个评论

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