物理三大發明

① 19世紀末，物理學的三大發現是什麼具體

19世紀末，物理學上出現了三大發現，即X射線、放射性和電子。

這些新發現猛烈地沖擊了道爾頓關於原子不可分割的觀念，從而打開了
原子和原子核內部結構的大門，揭露了微觀世界中更深層次的奧秘。
熱力學等物理學理論引入化學以後，利用化學平衡和反應速度的概
念，可以判斷化學反應中物質轉化的方向和條件，從而開始建立了物理
化學，把化學從理論上提高到了一個新的水平。
在量子力學建立的基礎上發展起來的化學鍵(分子中原子之間的結
合力)理論，使人類進一步了解了分子結構與性能的關系，大大地促進了
化學與材料科學的聯系，為發展材料科學提供了理論依據。
化學與社會的關系也日益密切。化學家們運用化學的觀點來觀察和
思考社會問題，用化學的知識來分析和解決社會問題，例如能源危機、
糧食問題、環境污染等。
化學與其他學科的相互交叉與滲透，產生了很多邊緣學科，如生物
化學、地球化學、宇宙化學、海洋化學、大氣化學等等，使得生物、電
子、航天、激光、地質、海洋等科學技術迅猛發展。
化學也為人類的衣、食、住、行提供了數不清的物質保證，在改善
人民生活，提高人類的健康水平方面作出了應有的貢獻。
現代化學的興起使化學從無機化學和有機化學的基礎上，發展成為
多分支學科的科學，開始建立了以無機化學、有機化學、分析化學、物
理化學和高分子化學為分支學科的化學學科。化學家這位「分子建築師」
將運用善變之手，為全人類創造今日之大廈、明日之環宇

② 二十世紀物理三大發現

二十世紀三大重要科學研究

黃定維口述 陳韻琳執筆

〖 之一：相對論—絕對與相對- 〗

相對概念，在我們的日常生活中例子是不勝枚舉。 譬如二火車同時在車站對面，其中一輛火車走了，另一輛火車上 的人，會誤判成是自己的火車開始移動。同樣的，汽車進洗車機器，明明是刷車布在移動，但車上的人會感覺是車子在移動。 而相對概念，也不是從愛因斯坦才開始談論的概念。早在伽利略 時代，就已有類似的討論了。

但是當愛因斯坦的相對論舉世知名以後，愛因斯坦卻開始後悔把他這套研究的內容統稱為「相對論」，為什麼呢？因為太多一知半解的人只談論「相對」，忽略掉「絕對」——愛因斯坦開始研究相對論，正是因為他相信科學定律是絕對的，也是因為對定律的絕對性篤信不移，科學家才有可能發展科學。

物理定律必須是絕對的，也就是說，不管在怎樣的情況下，研究 出來的結果都應當一樣。而定律本身，一定從大多數人可共同看見可觀察的事物著手，而後成為該如此就是如此的已是最後的基準，不能 再有任何條件，也不能被證明。假如連定律也是相對的，科學根本不 能發展下去。也就是說，「定律」反映出來一種信念——相信這世界 一定有某種秩序，是你我他都共同同意的。若是這種信念被懷疑、若 是定律被質問「為什麼」，則連科學家都無法給出答案了。而這樣的「世界應當存有某種秩序」的信念，對科學家是很重要的。

舉例來說，車上車下各站一個人，在車上的那個人丟球往空中拋，讓球自由落地，則在車上的人看到的是直線下落，可是在車下的人，看到的卻是拋物線。這正是相對。可是，兩人都會發現球是往下落地沒錯，因為地心引力定律是絕對的；而上去下來花的時間兩人都算出是一秒鍾，這部分也是絕對的。

既然科學研究中有絕對的部分被公認為定律，也就意味著，當某樣事物是相對的，它就不該出現在定律中。而我們從一個人在車上跑，車上和車下的人看到的速度不一樣，可判知「速度」，在物理世界中是相對的，既然是相對的，當然不該出現在定律中。

因此，牛頓公式 F=MA (力 = 質量 X 加速度)中並沒有「速度」這一項。加速度，其實是抽象的量，不是速度本身。若牛頓把速度放進來，這條公式一定就變成相對。

但是在 Maxwell 的電磁學公式中，卻出現「光速」！怎麼可能有速度呢？於是愛因斯坦認定：光速不是普通的「速度」，不是眾速度中的一個，它是絕對的速度！若是光速不絕對，以前的科學基礎就不穩固了。

於是愛因斯坦根據前述原則，繼續推導，就導出「時間是相對的」，「空間是相對的」「時空是可以轉換的」，這樣的概念出現後，人類的想像力馳騁下，人可以回到過去先走到未來、我們所見的形體也有可能改變....，從愛因斯坦以後，不止「時」「空」常常並述為「時空」，也導致我們如今會看到很多雖尚不能被實驗證明，卻絕對有科學理論基礎的時空片與科幻片。

除此以外，愛因斯坦有名的公式 E=MC^2，一樣如前述，是根據「定律絕對」「光速絕對」推導出來，這公式說明了質量與能量可以互換，它可以說是從古自今，影響人類最大的公式。

〖 之二：宇宙大爆炸—現世與永恆- 〗

很久以來，天上的星星就是科學家的關注，也是神話、文學的想像內容。

星星的死亡:

神話說，銀河是天神宙斯潑翻牛奶造成的，因此銀河就叫做 milky way。 科學家則說，宇宙應當是永恆不變的，科學家的野心，就是要找到最永恆不變的事物。因此，流星也成為科學家好奇的對象：它到底是不是星星？如果是，為何會掉下來呢？

1930 年，已經世界知名的愛因斯坦大老遠跑去與一個當時還是小人物的哈伯會面。為什麼呢？因為哈伯發現宇宙是在膨脹的，宇宙會有生老病死！

愛因斯坦在 1915 年推導廣義相對論時，發現用公式推導出的宇宙有兩解：一是宇宙會越來越大，一是宇宙會越來越小。 這公式出來，愛因斯坦非常困惑不解。在他的信念中，宇宙應當是絕對不變的。為了這個信念，他沒有堅持他所推導出來的公式，在公式中加上一個常數，好讓宇宙成為絕對不變的。 因此當哈伯的科學研究報告出來，世人都尚未明了個中意義時，愛因斯坦大老遠去會見他。

哈伯用杜普勒效應測星星位移，比較出速度，發現越遠的星星移動速度越快，而且每顆星在自己的位置上看，都會看見別的星星在移動，一如先在汽球上劃很多小點後開始吹大汽球的情況一般，這正是大爆炸理論發展的基礎：由一點爆開成大宇宙。

宇宙會變，星星會死。星星是怎麼死的呢？根據觀察，星星死的很輝煌很燦爛，它變的非常亮非常亮，然後死亡。至於像太陽般大小的星星，死前會發紅，然後成為石頭。

科學家知道宇宙是有起源的，當然，科學家也會想知道宇宙的未 來。是一直膨脹下去？還是膨脹到最後開始收縮？目前的推測是「介於其中」。

宇宙至今已經有一百億年的歷史了。有沒有辦法想像，現在我們看到的某些星星，其實是一百億年以前的事？如果你問，為何科學家窮盡力氣，要研究一百億光年遠的東西呢？答案或許是：正像遠古以前的神話....，人內心深處總有著渴望，想知道「我從哪裡來？要往哪裡去？ 」當你面對穹蒼展望星空，或者企圖理解大爆炸理論.... 有沒有喚起過內心深處類似的渴望呢？

〖 之三：量子論--主觀與客觀、原則與實用 〗

科學家對另一種研究也是充滿好奇有長遠歷史的：那就是研究「什麼是大自然中最基本的元素？」透過這個研究，來滿足人內心深層的渴望：想知道一切事物最基本的東西，好得知自己在宇宙中的位置。

最基本的東西，往往是最重要的東西，值得科學家不計成本的研究。

大自然中最基本的元素的概念是--它是絕不可能再分割的東西。有趣的是，為要尋找這基本元素所設計出來的機器，竟然可以大到有一個城市這么的大！這種研究，我們把它稱之為「量子論」。

愛因斯坦偉大的發明，不只是相對論，也是量子論。當愛因斯坦發現他推導的公式說明宇宙會變，愛因斯坦修改常數；至於量子論發展到後來，愛因斯坦竟然徹底拒絕接受，這導致晚年的愛因斯坦頑固很難跟後代科學家溝通。因為量子論徹底違反愛因斯坦對科學定律原則的概念、違反他所認知的世界了。

這從何說起呢？我們就從「電子」談起。

電子於 1897 年第一次被發現。如果要描述電子，可以說，它是沒有大小體積的點，但是有位置。這么小的東西，這一百年來，到目前為止，還是沒有任何儀器可以看得到它。可是看不到，卻透過實驗研究，掌握住電子的特性，這個實驗的結果，有三個地方是讓人駭異的。

第一、科學家發現，電子具有「波粒雙重特性」。在過去的物理特性中，波和粒子，是兩種完全不同的東西，具有完全不同的屬性；是波就不是粒子，是粒子就不是波。但是，現在科學家發現電子又是波又是粒子。

第二、科學家發現實驗者的觀點會影響實驗結果。過去不管實驗者是誰、持什麼觀點，都不會影響實驗數據，大家作出來都是一樣的；但是現在，實驗者的觀點會影響實驗結果。舉個詭異但卻很符合電子實驗的例子：當我看月亮，月亮存在；當我不看月亮，月亮就變成其它東西了；或者說，當我看你，你是男生，當我不看你，你就是女生。這不是很詭異嗎？

第三：截至目前，科學家只能掌握電子的特性，卻根本看不見電子，不知他到底長什麼樣子。但是光憑對電子特性的掌握，科技以前所未有的速度在增進人類生活的舒適與便利。 譬如計算機 IC、半導體、晶元...，現在計算機影響人類文明多麼深遠，影響個人生活多麼劇烈，這一切，竟然是只掌握規則，卻看不見、不明其物的情況下發展的。這正是為什麼現代人對科學原理的研究越來越不重視，只重視有實用價值的科技研究。反正，知不知道真相不重要，掌握特性能運用就好了。這幾點，都對過去科學研究某些確定不移的原則產生劇烈的挑戰。

而這些更帶出一些哲學上的問題：主客能否二分？如果主觀無法從客觀中拿掉，那麼，什麼是客觀？科學還有資格宣稱自身擁有絕對的客觀？這一切哲學問題，都讓科學走向「不可知論」。

愛因斯坦正是看到這勢必出現的局勢，因而放棄了量子論研究，也拒絕跟後代很多渴望得到他意見的科學家們溝通。愛因斯坦抗拒的世界，正是你我現在活著的世界，也就是全面對客觀的質疑；以及不再重視思考、尋找真理本身，只想立即實用的世界。

③ 物理史三大奇跡年是哪幾年

以下內容轉自知乎（原作者：張軍玲）：

1543年，哥白尼的《天體運行論內》和維薩留斯的容《人體構造》相繼出版，人類對宇宙和對自身的認識揭開了科學革命的序幕。1666年，從劍橋回到鄉間躲避鼠疫的牛頓發明流數術（微積分）、發現萬有引力定律和完成光色的分析。1905年，在伯爾尼瑞士專利局工作的愛因斯坦發表了五篇具有劃時代意義的論文，包括現代物理學中三項偉大的成就：分子運動論、狹義相對論和光量子假說。

所以物理史三大奇跡年是1543年，1666年以及1905年。

④ 19世紀和20世紀之交物理學的三大發現是什麼有什麼意義

1、細胞學說（1838-1839）

2、能量守恆定律（1842-1847）

3、生物進化論（1859）

19 進紀自然科學三大發現是指證明了自然界的各種物質運動形式，都可以在一定的條件下互相轉化的重大發現，同時證明了自然界中物質運動的統一性，為辯證唯物主義自然觀的創立奠定了基礎， 在19世紀中葉，自然科學有了突飛猛進的發展，特別是其中的三大發現具有決定的意義。

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1838-1839年關於細胞學說的建立,證明了除原生質外，一切有機體都是從細胞的繁殖和分化中產生、成長起來的，它們都遵循著共同的1842-1847年關於能量守恆與轉化定律的發現規律。

1859年達爾文生物進化論的創立，進一步證明了整個有機界，包括人類在內，都是某種機體由簡單到復雜、由低級到高級長期發展的結果。

這些重大發現深刻地揭示了自然界各個領域之間的聯系，沉重地打擊了形而上學自然觀。因此，恩格斯非常重視並高度評價了這些重要發現，認為「有了這三個大發現，自然界的主要過程就得到了說明，就歸結到自然的原因了。」

⑤ 牛頓的三大發明

偉大的成就～建立微積分
在牛頓的全部科學貢獻中，數學成就佔有突出的地位。他數學生涯中的第一項創造性成果就是發現了二項式定理。據牛頓本人回憶，他是在1664年和1665年間的冬天，在研讀沃利斯博士的《無窮算術》時，試圖修改他的求圓面積的級數時發現這一定理的。
笛卡爾的解析幾何把描述運動的函數關系和幾何曲線相對應。牛頓在老師巴羅的指導下，在鑽研笛卡爾的解析幾何的基礎上，找到了新的出路。可以把任意時刻的速度看是在微小的時間范圍里的速度的平均值，這就是一個微小的路程和時間間隔的比值，當這個微小的時間間隔縮小到無窮小的時候，就是這一點的准確值。這就是微分的概念。
求微分相當於求時間和路程關系得在某點的切線斜率。一個變速的運動物體在一定時間范圍里走過的路程，可以看作是在微小時間間隔里所走路程的和，這就是積分的概念。求積分相當於求時間和速度關系的曲線下面的面積。牛頓從這些基本概念出發，建立了微積分。
微積分的創立是牛頓最卓越的數學成就。牛頓為解決運動問題，才創立這種和物理概念直接聯系的數學理論的，牛頓稱之為"流數術"。它所處理的一些具體問題，如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數的極大和極小值問題等，在牛頓前已經得到人們的研究了。但牛頓超越了前人，他站在了更高的角度，對以往分散的努力加以綜合，將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統一為兩類普通的演算法——微分和積分，並確立了這兩類運算的互逆關系，從而完成了微積分發明中最關鍵的一步，為近代科學發展提供了最有效的工具，開辟了數學上的一個新紀元。
牛頓沒有及時發表微積分的研究成果，他研究微積分可能比萊布尼茨早一些，但是萊布尼茨所採取的表達形式更加合理，而且關於微積分的著作出版時間也比牛頓早。
在牛頓和萊布尼茨之間，為爭論誰是這門學科的創立者的時候，竟然引起了一場悍然大波，這種爭吵在各自的學生、支持者和數學家中持續了相當長的一段時間，造成了歐洲大陸的數學家和英國數學家的長期對立。英國數學在一個時期里閉關鎖國，囿於民族偏見，過於拘泥在牛頓的「流數術」中停步不前，因而數學發展整整落後了一百年。
應該說，一門科學的創立決不是某一個人的業績，它必定是經過多少人的努力後，在積累了大量成果的基礎上，最後由某個人或幾個人總結完成的。微積分也是這樣，是牛頓和萊布尼茨在前人的基礎上各自獨立的建立起來的。
1707年，牛頓的代數講義經整理後出版，定名為《普遍算術》。他主要討論了代數基礎及其(通過解方程)在解決各類問題中的應用。書中陳述了代數基本概念與基本運算，用大量實例說明了如何將各類問題化為代數方程，同時對方程的根及其性質進行了深入探討，引出了方程論方面的豐碩成果，如:他得出了方程的根與其判別式之間的關系，指出可以利用方程系數確定方程根之冪的和數，即「牛頓冪和公式」。
牛頓對解析幾何與綜合幾何都有貢獻。他在1736年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心，給出密切線圓(或稱曲線圓)概念，提出曲率公式及計算曲線的曲率方法。並將自己的許多研究成果總結成專論《三次曲線枚舉》，於1704年發表。此外，他的數學工作還涉及數值分析、概率論和初等數論等眾多領域。

偉大的成就～對光學的三大貢獻
牛頓望遠鏡
在牛頓以前，墨子、培根、達·芬奇等人都研究過光學現象。反射定律是人們很早就認識的光學定律之一。近代科學興起的時候，伽利略靠望遠鏡發現了「新宇宙」，震驚了世界。荷蘭數學家斯涅爾首先發現了光的折射定律。笛卡爾提出了光的微粒說……
牛頓以及跟他差不多同時代的胡克、惠更斯等人，也象伽利略、笛卡爾等前輩一樣，用極大的興趣和熱情對光學進行研究。1666年，牛頓在家休假期間，得到了三棱鏡，他用來進行了著名的色散試驗。一束太陽光通過三棱鏡後，分解成幾種顏色的光譜帶，牛頓再用一塊帶狹縫的擋板把其他顏色的光擋住，只讓一種顏色的光在通過第二個三棱鏡，結果出來的只是同樣顏色的光。這樣，他就發現了白光是由各種不同顏色的光組成的，這是第一大貢獻。
牛頓為了驗證這個發現，設法把幾種不同的單色光合成白光，並且計算出不同顏色光的折射率，精確地說明了色散現象。揭開了物質的顏色之謎，原來物質的色彩是不同顏色的光在物體上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年，牛頓把自己的研究成果發表在《皇家學會哲學雜志》上，這是他第一次公開發表的論文。
許多人研究光學是為了改進折射望遠鏡。牛頓由於發現了白光的組成，認為折射望遠鏡透鏡的色散現象是無法消除的(後來有人用具有不同折射率的玻璃組成的透鏡消除了色散現象)，就設計和製造了反射望遠鏡。
牛頓不但擅長數學計算，而且能夠自己動手製造各種試驗設備並且作精細實驗。為了製造望遠鏡，他自己設計了研磨拋光機，實驗各種研磨材料。公元1668年，他製成了第一架反射望遠鏡樣機，這是第二大貢獻。公元1671年，牛頓把經過改進得反射望遠鏡獻給了皇家學會，牛頓名聲大震，並被選為皇家學會會員。反射望遠鏡的發明奠定了現代大型光學天文望遠鏡的基礎。
同時，牛頓還進行了大量的觀察實驗和數學計算，比如研究惠更斯發現的冰川石的異常折射現象，胡克發現的肥皂泡的色彩現象，「牛頓環」的光學現象等等。
牛頓還提出了光的「微粒說」，認為光是由微粒形成的，並且走的是最快速的直線運動路徑。他的「微粒說」與後來惠更斯的「波動說」構成了關於光的兩大基本理論。此外，他還製作了牛頓色盤等多種光學儀器。

偉大的成就～構築力學大廈
牛頓是經典力學理論的集大成者。他系統的總結了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運動三定律。
在牛頓以前，天文學是最顯赫的學科。但是為什麼行星一定按照一定規律圍繞太陽運行？天文學家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發現說明，天上星體運動和地面上物體運動都受到同樣的規律——力學規律的支配。
早在牛頓發現萬有引力定律以前，已經有許多科學家嚴肅認真的考慮過這個問題。比如開普勒就認識到，要維持行星沿橢圓軌道運動必定有一種力在起作用，他認為這種力類似磁力，就像磁石吸鐵一樣。1659年，惠更斯從研究擺的運動中發現，保持物體沿圓周軌道運動需要一種向心力。胡克等人認為是引力，並且試圖推到引力和距離的關系。
1664年，胡克發現彗星靠近太陽時軌道彎曲是因為太陽引力作用的結果；1673年，惠更斯推導出向心力定律；1679年，胡克和哈雷從向心力定律和開普勒第三定律，推導出維持行星運動的萬有引力和距離的平方成反比。
牛頓自己回憶，1666年前後，他在老家居住的時候已經考慮過萬有引力的問題。最有名的一個說法是：在假期里，牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次，象以往屢次發生的那樣，一個蘋果從樹上掉了下來……
一個蘋果的偶然落地，卻是人類思想史的一個轉折點，它使那個坐在花園里的人的頭腦開了竅，引起他的沉思：究竟是什麼原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢？牛頓思索著。終於，他發現了對人類具有劃時代意義的萬有引力。
牛頓高明的地方就在於他解決了胡克等人沒有能夠解決的數學論證問題。1679年，胡克曾經寫信問牛頓，能不能根據向心力定律和引力同距離的平方成反比的定律，來證明行星沿橢圓軌道運動。牛頓沒有回答這個問題。1685年，哈雷登門拜訪牛頓時，牛頓已經發現了萬有引力定律：兩個物體之間有引力，引力和距離的平方成反比，和兩個物體質量的乘積成正比。
當時已經有了地球半徑、日地距離等精確的數據可以供計算使用。牛頓向哈雷證明地球的引力是使月亮圍繞地球運動的向心力，也證明了在太陽引力作用下，行星運動符合開普勒運動三定律。
在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學的數學原理》一書。皇家學會經費不足，出不了這本書，後來靠了哈雷的資助，這部科學史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。
牛頓在這部書中，從力學的基本概念(質量、動量、慣性、力)和基本定律(運動三定律)出發，運用他所發明的微積分這一銳利的數學工具，不但從數學上論證了萬有引力定律，而且把經典力學確立為完整而嚴密的體系，把天體力學和地面上的物體力學統一起來，實現了物理學史上第一次大的綜合。

⑥ 17世紀自然科學的三大發明是指什麼

17世紀自然科學的三大發明是指細胞學說、進化論、能量守衡和轉化定律。專

1. 細胞學屬說是關於細胞是動物和植物結構和生命活動的基本單位的學說。它是由德國生物學家馬蒂亞斯·雅各布·施萊登（Matthias Jakob Schleiden）和泰奧多爾·施旺（Theodor Schwann）提出的。

2. 生物進化論最早是由查爾斯·羅伯特·達爾文提出的，在其名著《物種起源》有詳細的論述。進化論有三大經典證據：比較解剖學、古生物學和胚胎發育重演律，皆是達爾文不懈努力的結晶。達爾文生前的生物變化思想發展和關於萬物互相轉化和演變的自然觀可以追溯到人類文明的早期。

3. 能量守恆定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學到地質、生物，大到宇宙天體。小到原子核內部，只要有能量轉化，就一定服從能量守恆的規律。從日常生活到科學研究、工程技術，這一規律都發揮著重要的作用。人類對各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的利用，都是通過能量轉化來實現的。能量守恆定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。