还原论与经典物理

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摘 要

本文主要介绍经典物理的发展，经典物理包括经典力学、经典热力学和经典电磁学，其中牛顿出版的《自然哲学的数学原理》标志着经典力学的形成。同时还介绍还原论以及还原论在经典物理发展中起到的作用：运用还原论的观点，将高级运动还原为低级运动，研究这些低级运动得出一般规律，再由这些规律去研究高级运动。

关键词: 经典物理、经典力学、还原论

Abstract: In this thesis we first introduced the development of classical physics, classical physics, including classical mechanics, classical thermodynamics and classical electromagnetism. The publish of Newton"s book "Mathematical Principles of Natural Philosophy" marks the foundation of the classical mechanics. Then we discussed reductionism and reductionism in the classic role of physical development. The point view of reductionist, a complexed movement could be reduced to a lower level sports movement. In lower level sports movement, we studied and arrived general rules, then we could study those senior movements.

Keywords: Classical physics、Classical mechanics、Reductionism

目 录

1. 经典物理的发展.............................................4

1.1 经典力学的发展.........................................4

1.2 经典热力学的发展.......................................5

1.3 经典电磁学的发展.......................................6

2. 还原论.....................................................6

2.1 还原论研究意义.........................................6

2.2 还原论的信念...........................................7

2.3 还原论的实质...........................................7

3. 还原论在经典物理中起到的作用...............................8

3.1 还原论在经典力学中起到的作用...........................8

3.2 还原论在经典热力学中起到的作用.........................8

3.3 还原论在经典电磁学中起到的作用.........................8

结论.........................................................10

参考文献.....................................................11

致谢.........................................................12

1. 经典物理的发展

从17世纪到19世纪，为了满足社会生产的需求，经典物理学取得了很大的进步，同时也取得了辉煌的成就。经典物理学包括经典力学、经典热力学和经典电磁学三大部分。而经典物理学的形成以牛顿三定律和万有引力的发现为代表的经典力学建立,在这一时期，人们对机械运动，有了一个更全面的了解，在经典的机械运动模型研究热运动热现象，电磁现象。经典物理学在这一时期有三次大的综合发展，每一次大的综合发展，都是人类认识物理世界的一大进步。可以说，每一步物理学的发展，将人类文明向前一步^[1]。

1.1 经典力学的发展

欧洲中世纪是教会统治时期，人们的思想受教会禁锢，以“地心说”为核心的天文学认为地球是宇宙的中心。文艺复兴以后，人们突破了教会的禁锢，科学观点第一次最重要的改变，是哥白尼完成的——即提出日心说。1543，哥白尼发表了“天体”的理论，并提出了日心说。哥白尼日心说的真正意义的理论是, 他指出了大地和人民不再生活在宇宙的中心。

在哥白尼之后,许多物理学家如伽利略等对传播和发展新的宇宙做出了坚持不懈的努力,真正对日心说重生转型的是年轻的德国物理学家开普勒。他从他的老师第谷30年精确的天文观测得到的数据中，导出行星运动的三大定律，成为经典力学的先导，被称为“天空的立法者”。

行星运动的三大定律分别是：

第一定律──行星绕太阳转动时，其运行轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，如图1-1所示。

图1-1行星绕太阳椭圆运动

第二定律──行星绕太阳转动时，如图1-2所示在相同时间间隔内，行星和太阳的连线扫描过的面积相等，即

(1.1.1)

图1-2开普勒第二定律

第三定律──行星绕太阳运动周期的平方与它的椭圆半长轴的立方成正比。

（1.1.2）

这三大定律又分别称为椭圆定律、面积定律和调和定律。这三条定律为万有引力定律的发现奠定了基础。

开普勒虽然早已经揭示了行星的运动规律，但是他并没有找出为什么行星会按照这些一定规律围绕着太阳运行。之后许多科学家针对这个问题进行了深刻而又系统的研究，惠更斯等人曾经都非常接近最终的答案，但直到牛顿才明确提出了万有引力。牛顿的万有引力定律是他在1665～1666年间开始考虑，后来在R.胡克1679年的建议启发下得出的。

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