傅立叶成果

1. 牛顿 拉格朗日 哈密顿 傅立叶四位理论物理学家的主要贡献是什么

牛顿主要有三大成就:
1 微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题，才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的，牛顿称之为"流数术"。它所处理的一些具体问题，如切线问题、求积问题、瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等，在牛顿前已经得到人们的研究了。但牛顿超越了前人，他站在了更高的角度，对以往分散的努力加以综合，将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统一为两类普通的算法——微分和积分，并确立了这两类运算的互逆关系，从而完成了微积分发明中最关键的一步，为近代科学发展提供了最有效的工具，开辟了数学上的一个新纪元。
2 对光学的三大贡献.发现了白光是由各种不同颜色的光组成的，这是第一大贡献。牛顿为了验证这个发现，设法把几种不同的单色光合成白光，并且计算出不同颜色光的折射率，精确地说明了色散现象。揭开了物质的颜色之谜，原来物质的色彩是不同颜色的光在物体上有不同的反射率和折射率造成的,这是第二大贡献.公元1668年，他制成了第一架反射望远镜样机，这是第三大贡献。
3 伟大的成就～万有引力定律.万有引力定律是牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中首先提出的。牛顿利用万有引力定律不仅说明了行星运动规律，而且还指出木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律。他认为月球除了受到地球的引力外，还受到太阳的引力，从而解释了月球运动中早已发现的二均差、出差等。另外，他还解释了慧星的运动轨道和地球上的潮汐现象。根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。万有引力定律出现后，才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上，从而创立了天体力学。

拉格朗日
拉格朗日科学研究所涉及的领域极其广泛。他在数学上最突出的贡献是使数学分析与几何与力学脱离开来，使数学的独立性更为清楚，从此数学不再仅仅是其他学科的工具。
拉格朗日总结了18世纪的数学成果，同时又为19世纪的数学研究开辟了道路，堪称法国最杰出的数学大师。同时，他的关于月球运动(三体问题)、行星运动、轨道计算、两个不动中心问题、流体力学等方面的成果，在使天文学力学化、力学分析化上，也起到了历史性的作用，促进了力学和天体力学的进一步发展，成为这些领域的开创性或奠基性研究。
在柏林工作的前十年，拉格朗日把大量时间花在代数方程和超越方程的解法上，作出了有价值的贡献，推动了代数学的发展。他提交给柏林科学院两篇著名的论文：《关于解数值方程》和《关于方程的代数解法的研究》 。把前人解三、四次代数方程的各种解法，总结为一套标准方法，即把方程化为低一次的方程(称辅助方程或预解式)以求解。
他试图寻找五次方程的预解函数，希望这个函数是低于五次的方程的解，但未获得成功。然而，他的思想已蕴含着置换群概念，对后来阿贝尔和伽罗华起到启发性作用，最终解决了高于四次的一般方程为何不能用代数方法求解的问题。因而也可以说拉格朗日是群论的先驱。
在数论方面，拉格朗日也显示出非凡的才能。他对费马提出的许多问题作出了解答。如，一个正整数是不多于4个平方数的和的问题等等，他还证明了圆周率的无理性。这些研究成果丰富了数论的内容。
在《解析函数论》以及他早在1772年的一篇论文中，在为微积分奠定理论基础方面作了独特的尝试，他企图把微分运算归结为代数运算，从而抛弃自牛顿以来一直令人困惑的无穷小量，并想由此出发建立全部分析学。但是由于他没有考虑到无穷级数的收敛性问题，他自以为摆脱了极限概念，其实只是回避了极限概念，并没有能达到他想使微积分代数化、严密化的目的。不过，他用幂级数表示函数的处理方法对分析学的发展产生了影响，成为实变函数论的起点。
拉格朗日也是分析力学的创立者。拉格朗日在其名著《分析力学》中，在总结历史上各种力学基本原理的基础上，发展达朗贝尔、欧拉等人研究成果，引入了势和等势面的概念，进一步把数学分析应用于质点和刚体力学，提出了运用于静力学和动力学的普遍方程，引进广义坐标的概念，建立了拉格朗日方程，把力学体系的运动方程从以力为基本概念的牛顿形式，改变为以能量为基本概念的分析力学形式，奠定了分析力学的基础，为把力学理论推广应用到物理学其他领域开辟了道路。
他还给出刚体在重力作用下，绕旋转对称轴上的定点转动(拉格朗日陀螺)的欧拉动力学方程的解，对三体问题的求解方法有重要贡献，解决了限制性三体运动的定型问题。拉格朗日对流体运动的理论也有重要贡献，提出了描述流体运动的拉格朗日方法。
拉格朗日的研究工作中，约有一半同天体力学有关。他用自己在分析力学中的原理和公式，建立起各类天体的运动方程。在天体运动方程的解法中，拉格朗日发现了三体问题运动方程的五个特解，即拉格朗日平动解。此外，他还研究了彗星和小行星的摄动问题，提出了彗星起源假说等。
近百余年来，数学领域的许多新成就都可以直接或间接地溯源于拉格朗日的工作。所以他在数学史上被认为是对分析数学的发展产生全面影响的数学家之一。被誉为“欧洲最大的数学家”。

哈密顿
他的研究工作涉及不少领域，成果最大的是光学、力学和四元数．他研究的光学是几何光学，具有数学性质；力学则是列出动力学方程及求解；因此哈密顿主要是数学家．但在科学史中影响最大的却是他对力学的贡献．哈密顿量是现代物理最重要的量，当我们得到哈密顿量，就意味着得到了全部。

傅立叶
最早使用定积分符号，改进符号法则及根数判别方法。主要 贡献是在研究热的传播时创立了一套数学理论。1807年向巴黎科学院呈交《热的传播》论文， 推导出著名的热传导方程 ，并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示，从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。
1822 年在代表作《热的分析理论》中解 决了热在非均匀加热的 固体中分布传播问题，成为分析学在物理中应用的最早例证之一，对19 世纪数学和理论物理学的发展产生深远影响。傅立叶级数（即三角级数）、傅立叶分析等理论 均由此创始。其他贡献有：最早使用定积分符号，改进了代数方 程符号法则的证法和实根个数 的判别法等。
图为数学家傅立叶。

2. 什么是傅立叶级数，它的表达式是怎样

傅立叶级数总结
傅立叶(Fourier, Jean Baptiste Joseph, 1768-1830)
法国数学家,物理学家.1768年3月21日生于欧塞尔, 1830年5月16日卒于巴黎.9岁父母双亡,被当地教堂收养 .12岁由一主教送入地方军事学校读书.17岁(1785)回乡教数学,1794到巴黎,成为高等师范学校的首批学员, 次年到巴黎综合工科学校执教.1798年随拿破仑远征埃及时任军中文书和埃及研究院秘书,1801年回国后任伊泽尔 省地方长官.1817年当选为科学院院士,1822年任该院终身秘书,后又任法兰西学院终身秘书和理工科大学校务委 员会主席.主要贡献是在研究热的传播时创立了一套数学理论.1807年向巴黎科学院呈交《热的传播》论文,推导 出著名的热传导方程,并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示 ,从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数.1822 年在代表作《热的分析理论》中解决了热在非均匀加热的 固体中分布传播问题,成为分析学在物理中应用的最早例证之一,对19世纪数学和理论物理学的发展产生深远影响 .傅立叶级数(即三角级数),傅立叶分析等理论均由此创始.其它贡献有:最早使用定积分符号,改进了代数方 程符号法则的证法和实根个数的判别法等.
欧拉的故事
1707年4月15日,莱昂哈德·欧拉诞生在瑞士巴塞尔城的近郊.父亲是位基督教的教长,喜爱数学,是欧拉的启蒙老师.
欧拉幼年聪明好学他父亲希望他"子承父业",但欧拉却不热衷于宗教.1720年,13岁的欧拉进入了巴塞尔大学,学习神学,医学,东方语言.由于他非常勤奋,显露出很高的才能,受到该大学著名数学家约翰·伯努利教授的赏识.伯努利教授决定单独教他数学,这样一来,欧拉同约翰·伯努利的两个儿子尼古拉·伯努利和丹尼尔·伯努利结成了好朋友.这里要特别说明的是,伯努利家族是个数学家庭,祖孙四代共出了十位数学家.
欧拉16岁大学毕业,获得硕士学位.在伯努利家庭的影响下,欧拉决心以数学为终生的事业.他18岁开始发表论文,十九岁发表了关于船桅的论文,荣获巴黎科学院奖金.以后,他几乎连年获奖,奖金成了他的的固定收入.欧拉大学毕业后,经丹尼尔·伯努利的推荐,应沙皇叶卡特琳娜一世女王之约,来到俄国的首都彼得堡.在他十六岁时担任了彼得堡科学院的数学教授.
在沙皇时代,生活条件较差,加上欧拉夜以继日的工作,研究,终于在1735年,得了眼病,导致右眼失明.
1741年,欧拉因普鲁士国王的邀请到柏林科学院供职兼任物理数学所所长.1759年,欧拉成为柏林科学院的领导人.1741～1766年这四分之一世纪间,欧拉精神虽不是十分愉快,但他正值壮年黄金时代,为柏林与圣彼保这两个科学院提交了几百篇论文.特别是,他成功地将数学应用于各种实际科学与技术领域,为普鲁士王国解决了大量社会实际问题.
欧拉59岁时,因沙皇女王叶卡特琳娜二世诚恳地聘请,欧拉重回彼得堡.在一次研究计算慧星轨道的新方法时,旧病复发,导致仅有的左眼失明.
灾难接踵而至,1771年彼得堡一场大火,次欧拉的藏书及大量研究成果都化为灰烬.接二连的打击,并没有使欧拉丧失斗志,他发誓要把损失夺回来.眼睛看不见,他就口述,由他儿子记录,继续写作.欧拉凭着他惊人的记忆力和心算能力,一直没有间断研究,时间长达十七年之久.
欧拉对数学的贡献是巨大的.1748年在瑞士洛桑出版了《无穷小分析引论》,这是第一部沟通微积分与初等数学的分析学著作.1755年发表了《微分学原理》,1768年～1774年发表了《积分学原理》,这对牛顿和莱布尼茨的微积分与傅立叶级数理论的发展起了巨大的推动作用.1774年发表了《寻求具有某种极大或极小性质的曲线的技巧》一书,使变分法作为一个新的数学分支诞生了.欧拉还是复变函数论的先驱者.他在数论研究上也卓有功绩的.如著名的哥德巴赫猜想,就是他在1742年与哥德巴赫的通讯中,引深生发提出来的.1770年失明后欧拉,口述写了《代数学完整引论》,成为欧洲几代人的教科书.欧拉在概率论,微分几何,代数拓扑学等方面都有重大贡献,欧拉在初等数学的算术,代数,几何,三角学上的创见与成就更是比比皆是,不胜枚举.根据已经出版的欧拉书信与手稿集来看,其中数学所占的比例为40%,位居首位.从这些手稿中可以发现,欧拉成就最鲜明的特点是:他把数学研究之手伸入自然与社会的深层.他不仅是杰出的数学家,而且是理论联系实际的巨匠.他着眼实践,在社会与科学需要的推动下从事数学研究,反过来,又用数学理论促进各门自然科学的发展.
还有一点值得一提的是,欧拉对数学符号的创立及推广的贡献.比如用 e 表示自然对数的底,用 i 表示,用 f(x) 作为函数的符号,π虽不是欧拉首先提出的,但是在欧拉倡导下推广普及的.同时,欧拉非常重视人才,奖掖后生.法国著名的数学家拉格朗日就是在欧拉的提拔之下,一举成名.
瑞士的埃米尔·费尔曼是这样评价欧拉的:欧拉不仅是历史上最有成就的数学家,而且也是历来最博学的人之一……其声望而言,堪与伽利略,牛顿和爱因斯坦齐名.
傅立叶级数最初应用在天文学中,这是由于太阳系的行星运动是周期性,欧拉于1729年解行星问题时就得出了这方面的一些结果,到1829年狄里赫莱第一次论证了傅立叶级数收敛的充分条件.
一,问题的提出
非正弦周期函数:矩形波
不同频率正弦波逐个叠加

二,三角级数及三角函数系的正交性
正弦函数是一种常见的而简单的函数,例如描述简谐振动的函数
y=Asin(t+)就是一个以为周期的正弦函数.其中y表示动点的位置,t表示时间,A为振幅,为角频率,为初相.
在实际问题中,除了正弦函数外,还回遇到非正弦函数,它们反映了叫复杂的周期运动.例如电子技术中常用的周期为的矩形波.
具体的说将周期为T的周期函数用一系列以T为周期的正弦函数组成的级数来表示,记为
(1)
其中都是常数.
将周期函数按上述方式展开,它的物理意义是很明显的,这就是把一个比较复杂的周期运动看成许多不同运动 的叠加,为了 以后讨论方便起见,我们将正弦函数按三角公式变形得

并令则(1)式右端的级数就可以写成
(2)
一般的,型如(2)的式的级数叫三角级数,其中都是常数.
如同讨论幂级数是一样,我们必须讨论三角级数(2)的收敛问题,以及给定周期为2的周期函数如何把 它展开成三角级数(2)为此,我们首先介绍三角函数系的正交性.
所谓三角函数系
(3)
在区间上正交,就是指在三角函数系(3)中任何不同的两个函数的乘积在区间上的积分等于零,即

以上等式,都可以通过计算定积分来验证,现将第四式验证如下
利用三角学中积化合差的公式
当kn时,有

其余不证.
在三角函数系(3)中,两个相同函数的乘积在区间上的积分不等于零,即
三,函数展开成傅立叶级数
1.若以为周期的函数可展为三角函数,即
, (4)
我们假设上式可以逐项积分.
先求,对上式从到逐项积分:
根据三角函数(3)的正交性,等式右除第一项,其余都为零,所以
于是得
其次求用乘(4)式两端,再从到逐项积分,我们得到
根据三角函数系(3)的正交性等式右端除k=n的一项处,其余各项均为零,所以
于是得
如果(5)式的积分都存在,这时它们的系数叫函数的傅立叶系数,将这些系数代入(4)式右,所得的三角级数叫做傅立叶级数.
2.(Diriclilet收敛定理) 设是周期为的周期函数,如果它满足:
⑴ 在一个周期内连续或只有有限个第一类间断点
⑵ 在一个周期内至多只有有限个极值点,
则的傅立叶级数收敛,且当是的连续点时,级数收敛于;当是的间断点时,级数收敛于
Diriclilet收敛定理的证明:
贝塞尔不等式
设函数在区间上是连续的或至多有有限个第一类间断点.而
是任意一个"n次"三角多项式,式中是常数.现在要来确定这些常数,使得平方平均偏差
为最小.为此目的,我们先计算这个偏差的显表达式,因为
容易得到
其中是函数f(x)的傅立叶系数.而积分
其中右端第二个积分中的被积函数是下面这些形式的函数的线性组合
由于三角函数的正交性,它们在区间上的积分都为零,故得
于是就有
若在等式的右端同时加减如下的和
则它又可以写成
由此可见,当最后和式的各项为零时,即当
时,为最小
由于,于是推知
这就是著名的贝塞尔不等式
由于收敛级数的通项当n无限增大时趋近于零即
以为周期的函数的Fourier级数的部分和
将Euler-Fourier公式
带入上式
当时,由三角函数的积化和差公式,有
而当时,若将右端理解位的极限,则等式依然成立.因此,上式对任意都是正确的.
这样,就把部分和转化为积分形式,这个积分称为Dirichlet积分,是研究Fourier级数敛散性的重要工具.
将积分区间分成和,稍加整理,就得到了Dirichlet积分的惯用形式
.
由前面的三角函数关系式,有
,
因此,对任意给定的函数,有
,
这样,若记
则的Fourier级数是否收敛于某个就等价于极限
是否存在且等于零.
推论1(局部性原理) 可积且绝对可积函数f(x)的Fourier级数在x处是否收敛只与f(x)在区间上的性质有关,这里是一个任意小的正常数.
证 由于对任意的,在可积且绝对可积,由Riemann引理,
因此,若将的积分区间分成和两部分,则由积分和极限的性质,当时的敛散性显然只与
有关,而这个积分只涉及f(x)在区间上的性质.
推论2 设函数在区间可积,则成立
由以上推论告诉我们,如果能找到适当的,使得对于充分小的定数,有
,
则f(x)Fourier级数必定收敛于这个
在绝对可积,就可以由Riemann引理导出上面的结果.
例1 已知,求
⑴ 设的周期为,将展开为傅立叶级数;
⑵ 证明
解
⑴
从而有
⑵ 令,有
令,有
注:利用周期函数的定积分性质,有
3,正弦级数和余弦级数
当为奇函数时,是奇函数,是偶函数,故
(5)
即知奇函数的傅立叶级数是含有正弦项的正弦级数
(6)
当为偶函数时,是偶函数是奇函数故
(7)
即知偶函数的 傅立叶级数是只含有常数项和余弦项的余弦级数
(8)
例2 将函数分别展开成正弦级数和余弦级数.
解 先求正弦级数.为此对函数进行奇延拓.按公式(5)有
将求得的代入(6)得
在端点及处级数的和显然为零,它不代表原来函数的值
再求余弦级数.为此对进行偶延拓.按公式(7)有
将所求得的代入余弦级数(8)得
4.若的周期为,则有
,
其中
(只需作变量代换,由2可得)
5.当为奇函数时,,其中
当为偶函数时,,其中
6.当定义在上时
要先对进行奇偶延拓,再周期延拓可将展开成正弦级数或余弦级数.
小结:
函数展为傅立叶级数的问题本来是由分解周期函数为谐波引出的,对非周期函数,甚至只是定义在上的函数,当它在上满足狄氏条件时,它的傅立叶级数在上收敛,而且由于其各项都有周期,故在上都收敛,其和函数是上的以为周期的函数.在之外与一般是不同的.但是,如果把定义在上的函数按周期延拓到数轴所有点上去,得到一个以为周期的新的函数,并且仍用表示这个新的函数,那么在整个数轴上就应有展开式:
,
若是的连续点,上式左边即是.
傅立叶级数,作为一种函数的解析表达式,消除了初等函数和用几个式子联合分段表达的函数之间的界限——他们都融合成为一类无穷多项表达式了.这里,第一次用一个正交函数系中的函数作为函数项级数的项去表达一个函数,把函数在一个完备的正交函数系中进行分解是近代数学中一项很有意义的发展.

3. 有一个数学家叫还有一个空想社会主义学者也叫付利叶，请介绍其各自生平。

傅立叶 F．-M．-C．（Francois-Marie-CharlesFourie，1772—1837）法国哲学家、经济学家、空想社会主义者。1772年4月7日生于贝桑松一个富商家庭。自学成才。1793年参加里昂联邦派起义，一度被捕。1809年后在里昂、巴黎等地任职员。

傅立叶认为人类社会应符合一般规律，社会全部进程有上升和下降的波动，每个历史阶段又有其上升和下降时期。没有纯粹的社会，每个社会都存在旧制度的残余和新制度的萌芽。社会从低级向高级发展，不能长期停滞在一个历史阶段。他把当时的资本主义制度看作是历史发展中的一个阶段，必定为更高一级的社会制度所代替。傅立叶按照生产的性质把人类社会划分为原始时期、蒙昧时期、宗法制度、野蛮度制、文明制度、保障制度、协作制度和和谐制度。

傅立叶对资本主义制度进行了无情的批判，揭露资产阶级平等、自由和博爱的虚伪性，指出资本主义工厂是“温和的监狱”，雇佣劳动是奴隶制的复活，经济危机是生产过剩引起的“多血症的危机”，贫困由富裕产生。

傅立叶设想的理想社会是“和谐社会”，社会基层单位是自给自足、独立的“法郎吉”。法郎吉是傅立叶设想的一种生产消费协作团体。法郎吉投股集资，劳动者和资产者都可入股，人人参加劳动。以劳动、资本、才能（包括知识）三者为标准，按一定比例进行分配。他认为法郎吉比资本主义制度更能合理分配财富，并可以为任何政治制度包括君主制度所采纳。傅立叶的学说当时在批判资本主义制度，启发工人觉悟方面曾起过进步作用，但他幻想用宣传、说服和示范的办法实现他的理想社会。他在法国，特别是在美国建立了协作移民区进行试验，结果以失败告终。1837年10月10日在巴黎去世。主要著作有《四种运动论》（1808）、《宇宙统一论》（1822）、《新的工业世界》（1829）、《伪实业》（1835—1836）。他还创办《法郎吉》周刊和《工业改革》期刊等。

傅立叶：傅立叶 ( Jean Baptiste Joseph Fourier ) 法国数学家、物理学家。 1768 年 3 月 12 日出生于法国奥塞尔， 1830 年 5 月 16 日卒于巴黎。傅立叶出身平民，父亲是位裁缝。 9 岁时父母双亡，被当地教堂收养， 12 岁由教会送入地方军事学校就读，表现出对数学的特殊爱好。 17 岁回乡教数学， 1794 年到巴黎，成为高等师范学校的首批教员。 1798 年随拿破仑远征埃及时任军中文书和埃及研究院秘书， 1801 年回国后任伊泽尔省地方长官。 1817 年当选为科学院院士， 1822 年任该院终身秘书。

傅立叶的科学成就主要在于他对热传导问题的研究，他建立了热传播时的一套数学理论。在这方面的所有工作差不多都写进了他的著作《热的解析理论》之中，这是一部划时代的经典性著作，解决了热在非均匀加热的固体中分布传播问题，是分析学在物理学中应用的最早例证之一，对 19 世纪数学和物理学的发展产生了深远影响。书中 推导出著名的热传导方程，并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示，从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。 它是记载着傅立叶级数和傅立叶积分的诞生经过的重要历史文献。书中给出了以他的名字命名的傅立叶级数、傅立叶积分和傅立叶变换等。

傅立叶一生为人正直，他曾对许多年轻的数学家和科学家给与无私的支持和真挚的鼓励，从而得到他们的忠诚爱戴，并成为他们的至交好友。傅立叶坚信数学是解决实际问题的最卓越的工具，认为“对自然界的深刻研究是数学发现的最富饶的源泉”。傅立叶的研究成果又是表现数学的美的典型，恩格斯把傅立叶的数学成就与他所推崇的哲学家黑格尔的辩证法相提并论，他写道：傅立叶是一首数学的诗，黑格尔是一首辩证法的诗。

4. 傅立叶认为宇宙物质的运动有哪四种形式

傅立叶所说的上帝，并非指超自然的神灵，而是说在推动和改变物质版的时候也要按数学规律行事权；而命运则是上帝为宇宙运动所制定的数学规律在现在、过去和将来的成果。宇宙物质的运动有四种形式：社会运动、动物运动、有机运动和物质运动。其中社会运动是最主要的，其他三种运动不过是社会运动的模型，是社会运动的象形文字。在他所设想的社会运动的第一种图式中，社会的历程——大约８万年之久——可以分成四个阶段，再细分为32个时期。总之，他的分法很多，但中心思想是认为社会从低级阶段向高级阶段发展，不断上升，不会停留在不变的状态中。他讥笑有的思想家对文明制度的偶像崇拜。他问道，如果说在文明社会之前有过蒙昧、宗法、野蛮三个时期，难道这第四个时期就是最后一个时期吗？他主张怀疑文明制度的完善性和永久性，认为文明社会只是历史长河中的一段。他还说，在文明阶段，贫困是由过剩本身产生的。

5. 中国的探月工程叫什么名字取得了那些成果

目录
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中国探月工程

科普中国 | 本词条由“科普中国”科学网络词条编写与应用工作项目审核
审阅专家刘世开
2004年，中国正式开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”。嫦娥工程分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。2007年10月24日18时05分，“嫦娥一号”成功发射升空，在圆满完成各项使命后，于2009年按预定计划受控撞月。2010年10月1日18时57分57秒“嫦娥二号”顺利发射[1]，也已圆满并超额完成各项既定任务。2012年9月19日，月球探测工程首席科学家欧阳自远表示，探月工程已经完成嫦娥三号卫星和玉兔号月球车的月面勘测任务。嫦娥四号是嫦娥三号的备份星。嫦娥五号主要科学目标包括对着陆区的现场调查和分析，以及月球样品返回地球以后的分析与研究。中国人的探月工程，为人类和平使用月球做出了新的贡献。[2]

2020年10月底，按照计划中国将发射嫦娥五号探测器，通过铲取、钻取两种方式，采集月球样品并带回地球。[3]

中文名
中国月球探测工程
外文名
Chang e project
别名
嫦娥工程
起始时间
2004年3月1日
阶段区分
3个阶段
快速
导航
嫦娥一号

嫦娥二号

嫦娥三号

嫦娥四号

嫦娥五号

探月寓意
工程介绍
工程概况
发射人造地球卫星、载人航天和深空探测是人类航天活动的三大领域。重返月球，开发月球资源，建立月球基地已成为世界航天活动的必然趋势和竞争热点。开展月球探测工作是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措。实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。月球已成为未来航天大国争夺战略资源的焦点。月球具有可供人类开发和利用的各种独特资源，月球上特有的矿产和能源，是对地球资源的重要补充和储备，将对人类社会的可持续发展产生深远影响。中国探月是我国自主对月球的探索和观察，又叫做嫦娥工程。国务院正式批准绕月探测工程立项后，绕月探测工程领导小组将工程命名为“嫦娥工程”、将第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”。“嫦娥一号”卫星由中国空间技术研究院承担研制，主要用于获取月球表面三维影像、分析月球表面有关物质元素的分布特点、探测月壤厚度、探测地月空间环境等。[4] 嫦娥四号是嫦娥三号的备份星。而根据中国探月工程“绕”、“落”、“回”三步走战略。并计划在月球建立研究基地。[5]
共2张
合并图册
工程目标
1、获取月球表面三维影像。划分月球表面的基本地貌构造单元，初步编制月球地质与构造纲要图，为后续优选软着陆提供参考依据。
2、分析月球表面有用元素含量和物质类型的分布特点。对月球表面有用元素进行探测，初步编制各元素的月面分布图。
3、探测月壤特性。探测并评估月球表面月壤层的厚度、月壤中氦-3的资源量。
4、探测地月空间环境。记录原始太阳风数据，研究太阳活动对地月空间环境的影响。
国防科学技术工业委员会副主任、国家航天局局长、绕月探测工程总指挥栾恩杰介绍，由月球探测卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用等五大系统组成的绕月探测工程系统届时将实现以下五项工程目标：
⊙ 研制和发射我国第一个月球探测卫星；

工程图
⊙ 初步掌握绕月探测基本技术；
⊙ 首次开展月球科学探测；
⊙ 初步构建月球探测航天工程系统；
⊙ 为月球探测后续工程积累经验。[4]
月球探测三期工程主要包括以下5个科学目标：
1. 探测区月貌与月质背景的调查与研究
利用着陆器机器人携带的原位探测分析仪器，获取探测区形貌信息，实测月表选定区域的矿物化学成分和物理特性，分析探测区月质构造背景，为样品研究提供系统的区域背景资料，并建立起实验室数据与月表就位探测数据之间的联系，深化和扩展月球探测数据的研究。探测区月貌与月质背景的调查与研究任务主要内容包括：
1）探测区的月表形貌探测与月质构造分析；
2）探测区的月壤特性、结构与厚度以及月球岩石层浅部（1～3 km ）的结构探测；
3）探测区矿物/化学组成的就位分析。
2. 月壤和月岩样品的采集并返回地面
月球表面覆盖了一层月壤。月壤包含了各种月球岩石和矿物碎屑，并记录了月表遭受撞击和太阳活动历史；月球岩石和矿物是研究月球资源、物质组成与形成演化的主要信息来源。采集月壤剖面样品和月球岩石样品，对月表资源调查、月球物质组成、月球物理研究和月球表面过程及太阳活动历史等方面都具有重要意义。月壤岩芯明岩样品的采集并返回地面的任务主要内容包括：
1）在区域形貌和月质学调查的基础上，利用着陆器上的钻孔采样装置钻取月壤岩芯；
2）利用着陆器上的机械臂采集月岩/月壤样品；
3）在现场成分分析的基础上，采样装置选择采集月球样品；
4) 着陆器和月球车都进行选择性采样，月球车可在更多区域选择采集多类型样品，最后送回返回舱。
3. 月壤与月岩样品的实验室系统研究与某些重要资源利用前景的评估
月壤与月岩样品的实验室系统研究与某些重要资源利用前景的评估任务主要内容包括：
1）对返回地球的月球样品，组织全国各相关领域的实验室进行系统研究，如物质成分（岩石、矿物、化学组成、微量元素、同位素与年龄测定）、物理性质（力学、电学、光学、声学、磁学等）、材料科学、核科学等相关学科的实验室分析研究；

我国首颗月球探测器嫦娥1号月球卫星
2）月球蕴含丰富的能源和矿产资源，进行重要资源利用前景的的评估，是人类利用月球资源的前导性工作，可以为月球资源的开发利用以及人类未来月球基地建设进行必要的准备；根据月球蕴含资源的特征，测定月球样品中He-3、H 、钛铁矿等重要资源的含量，研究其赋存形式；
3）开展He-3等太阳风粒子的吸附机理和钛铁矿富集成矿的成因机理研究；
4）开展He-3 、H 等气体资源提取的实验室模拟研究。
4. 月壤和月壳的形成与演化研究
月壤的形成是月球表面最重要的过程之一，是研究大时间尺度太阳活动的窗口。月球演化在31 亿年前基本停止，因此月表岩石和矿物的形成与演化可反映月壳早期发展历史；月球表面撞击坑的大小、分布、密度与年龄记录了小天体撞击月球的完整历史，是对比研究地球早期演化和灾变事件的最佳信息载体。

各阶段示意图
5. 月基空间环境和空间天气探测
太阳活动是诱发空间环境与空间天气变化的主要因素，对人类的航天等活动有重大影响。在月球探测三期工程中空间环境与空间天气探测包括以下内容：
1）空间环境探测器
记录宇宙线、太阳高能粒子和低能粒子的通量和能谱，分析与研究太阳活动和地月空间环境的变化；探测太阳风的成分与通量，为月壤成熟度和氦－3 资源量的估算提供依据。
2）甚低频射电观测
在月面安置由两个天线单元组成的甚低频干涉观测阵，长期进行太阳和行星际空间的成图和时变研究，建立世界上第一个能够观测甚低频电磁辐射的长久设施。
工程方案
中国航天科技工作者早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究，1996年完成了探月卫星的技术方案研究，1998年完成了卫星关键技术研究，以后又开展了深化论证工作。经过10年的酝酿，最终确定中国整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。
第一步为“绕”，即发射我国第一颗月球探测卫星，突破至地外天体的飞行技术，实现月球探测卫星绕月飞行，通过遥感探测，获取月球表面三维影像，探测月球表面有用元素含量和物质类型，探测月壤特性，并在月球探测卫星奔月飞行过程中探测地月空间环境。第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”已于2007年10月24日发射。
第二步为“落”，时间定为2013年下半年。即发射月球软着陆器，突破地外天体的着陆技术，并携带月球巡视勘察器，进行月球软着陆和自动巡视勘测，探测着陆区的地形地貌、地质构造、岩石的化学与矿物成分和月表的环境，进行月岩的现场探测和采样分析，进行日-地-月空间环境监测与月基天文观测。具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分，测定着陆点的热流和周围环境，进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析，为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。
第三步为“回”，时间在在2014至2020年之间。即发射月球软着陆器，突破自地外天体返回地球的技术，进行月球样品自动取样并返回地球，在地球上对取样进行分析研究，深化对地月系统的起源和演化的认识。目标是月面巡视勘察与采样返回。[4]
工程计划
绕月探测工程是我国月球探测的第一期工程，即研制和发射第一颗月球探测卫星。该星将环绕月球运行，并将获得的探测数据资料传回地面。该工程由探月卫星、运载火箭、发射场、测控和地面应用五大系统组成。现已确定探月卫星主要利用“东方红三号”卫星平台，运载火箭采用“长征三号甲”火箭，发射场选用西昌卫星发射中心，探测系统利用现有航天测控网，地面应用系统由中国科学院负责开发。

庆功大会
具体计划是，“长征三号甲”火箭从西昌发射中心起飞，将“嫦娥一号”卫星送入地球同步转移轨道后实现星箭分离，卫星最后进入环绕月球南、北极的圆形轨道运行，并对月球进行探测，轨道距离月面的高度为200公里。
设计寿命为1年的“嫦娥一号”卫星，携带立体相机、成像光谱仪、激光高度计、微波辐射计、太阳宇宙射线检测器和低能离子探测器等多种科学仪器，对月球进行探测。它在环月飞行执行任务期间，主要获取月面的三维影像，分析月面有用元素含量和物质类型的分布特点，探测月球土壤厚度，检测地月空间环境。其中前3项是国外没有进行过的项目，第4项是我国首次获取8万公里以外的空间环境参数。此外，美国曾对月球上的5种资源进行探测，我国将探测14种，其中重要的目标是月球上的氦—3资源。氦—3是一种安全高效而又清洁无污染的重要燃料，据统计，月球上的氦—3可以满足人类1万年以上的供电需求。月球土壤中的氦—3含量可达500万吨。
嫦娥工程是一个完全自主创新的工程，也是我国实施的第一次探月活动。工程自2004年1月立项，2007年10月24日在西昌卫星发射中心成功发射升空。月球探测是一项非常复杂并具高风险的工程，到目前为止，人类共发射月球探测器122次，成功59次，成功率为48%。中国长征三号甲运载火箭的成功率为100%。[4]
参与人员
中国探月工程首席工程师欧阳自远；
月球探测工程中心副主任郝希凡；

工程总指挥
中国绕月探测工程测控通信指挥部部长朱民才；
卫星系统总指挥、总设计师叶培建，副总设计师孙泽洲、孙辉先；
长征三号甲运载火箭副总指挥金志强；
长征三号甲运载火箭总体主任设计师 陈闽慷；
长征三号甲运载火箭总体副主任设计师 刘建忠；
地面应用系统总设计师李春；
绕月探测工程地面应用系统总设计师 副总指挥 李春来；
绕月探测工程地面应用系统 副总设计师 张洪波；
“嫦娥一号”卫星副总设计师 有效载荷总设计师 孙辉先；
“嫦娥一号”卫星有效载荷总指挥 吴季；
巡视器总体主管设计师温博（女）；
测控数传分系统主管设计师张婷（女）；
天线分系统主管设计师战榆莉（女）；
供陪电分系统主管设计师陈燕（女）；
中国绕月探测工程测控系统副总设计师董光亮等。
嫦娥一号
嫦娥一号的运载火箭长征3A火箭共执行过14次发射任务，成功率为百分之百！
中国计划在2007年发射第一颗月球探测卫星，这是中国深空探测的第一步。中国月球探测项目的科学目标为：获取月球表面三维立体影像；分析月球表面有用元素及物质类型的含量和分布；测量月壤厚度和评估氦-3资源量；以及地-月空间环境探测。

研制中的嫦娥1号月球探测器
有效载荷
为完成上述科学目标，探月一号卫星将安装五种科学探测有效载荷设备。包括CCD立体相机和干涉成像光谱仪；激光高度计；微波探测仪；γ/X射线谱仪和空间环境探测系统。为了采集、存储、处理、和传输有效载荷的科学数据，还专门设计了一套有效载荷数据管理系统。
CCD立体相机和激光高度计共同完成第一个科学目标，即获取月球表面三维立体影像；干涉成像光谱仪和γ/X射线谱仪完成第二个科学目标，即分析月球表面有用元素及物质类型的含量和分布；微波探测仪完成第三个科学目标，即测量月壤厚度和评估氦-3资源量；空间环境探测完成第四个科学目标，即地-月空间环境探测。
设备简介
立体相机和干涉成像光谱仪
立体相机由光学系统、支撑光学系统的结构件、CCD平面阵列以及相应的信号处理子系统组成。卫星飞行时，三个平行的CCD线阵可以获取月球表面同一目标星下点、前视、后视三幅二维原始数据图像，经三维重构后，再现月表三维立体影像。
干涉成像光谱仪用以获取月球表面多光谱图像。它包括三个主要的光学子系统：Sagnac干涉计、傅立叶变换透镜和柱形透镜。
激光高度计系统
激光高度计系统用于测量卫星到月表星下点间的距离，激光高度计系统由激光发射器及接收器两大部分组成，其中的激光发射器用于发射激光脉冲到月球表面，接收器用于接收被后向散射的激光脉冲，激光脉冲的往返时间给出了卫星到月表的距离信息。

我国绕月探测工程地面应用系统运行控制大厅
γ/X射线谱仪
γ/X射线谱仪用以测量月球表面元素的种类和丰度。
月球表面物质的原子或原子核受到宇宙线粒子的轰击而激发，会产生特征的X射线和γ射线；一些天然放射性元素可以自己发射核γ射线，不同的元素可释放不同能量的特征γ谱线。通过γ射线谱仪测量这些特征γ谱线的能量和通量，科学家可以推导出月表元素的种类和丰富程度

6. 夏尔·傅立叶的人物经历

他曾因破产而陷于困境。他先后在里昂和巴黎做商店雇员和推销员以及交易所经纪人谋生内。这对他了解到商人的诡诈容和投机，认识资本主义的生产无政府状态、体会到城乡的对立和劳动者的无权大有进步。
他通过刻苦自学，积累了丰富的自然科学与社会科学知识，他先后发表揭露与抨击资本主义制度的作品，主要有《四种运动论》 、《文明制度的批判》和《新的工业世界和社会事业》等。
他主张以他设计的“和谐制度”来代替资本主义制度。这个“和谐制度”是由一个个有组织的合作社组成，它叫“法朗吉”，在这个组织里，人人平等，共同劳动，共同享受劳动成果，接受免费教育。
但实际上在1837年傅立叶逝世前，连一个“法朗吉”也未建立，后来他的门徒创办《法伦斯泰尔》杂志、《法朗吉》报，并在美国建立40个“法朗吉”，均告失败。 傅立叶的空想社会主义学说和圣西门、欧文的空想社会主义学说一起，为马克思的科学共产主义学说的诞生，提供了宝贵的思想资料，成为马克思主义的三个来源之一。

7. 21岁的数学天才伽罗瓦究竟有多牛

他从小天赋异禀，在数学方面就吵，常人不能所匹敌了

8. 傅立叶的思想社会制度有哪些

傅立叶是圣西门同时代的人。他出身于富商家庭，后来也长期经商。他对法国革命持敌对的态度，认为雅各宾党人是一些强盗，由此得出否定阶级斗争和暴力革命的思想。他不满当时社会的现实：一方面是高利贷者、投机商的横征暴敛；一方面是穷苦百姓的深重的苦难。于是他博研群书，希望寻求一个理想社会的答案。他的学说是在1798到1802年期间形成的。他这样说明道：“我也跟牛顿一样，被一个苹果指出了思想的方向，这个苹果真不愧为名产，使得我这个旅行者在巴黎弗里叶餐厅进餐花了十四苏。当时我刚从外省来，在外省，像这样的苹果，即使再大一点和质量再好一点，有只卖半个里拉尔，也就是十四苏可以买一百多个。我很诧异，同一地区和同一气候地带的产品，在价格上竟如此悬殊。于是我开始怀疑工业体制中存有基本缺陷，并从此着手探索。经过四个年头，我发现了工业组织的谢利叶，最后又发现了牛顿所疏漏的世界运动规律。”从此，他一方面从事繁重的商业工作；一方面潜心著书立说，几乎达到疯狂的地步。恩格斯曾说：“在傅立叶的著作中，几乎每一页都放射出对备受称赞的文明造成的灾难所作的讽刺和批判的火花。”

傅立叶以他非凡的才能研究了人类社会的发展，为我们描写了社会发展的阶段和图式。在他看来，“大自然是由三个永恒的、自生的，不可毁灭的原则组成的：①上帝或神意即积极的作为动力的原则。②物质消极被动的原则。③正义或数学即调节运动的原则。”他所说的上帝，并非指超自然的神灵，而是说在推动和改变物质的时候也要按数学规律行事；而命运则是上帝为宇宙运动所制定的数学规律在现在、过去和将来的成果。宇宙物质的运动有四种形式：社会运动、动物运动、有机运动和物质运动。其中社会运动是最主要的，其他三种运动不过是社会运动的模型，是社会运动的象形文字。在他所设想的社会运动的第一种图式中，社会的历程——大约８万年之久——可以分成四个阶段，再细分为32个时期。总之，他的分法很多，但中心思想是认为社会从低级阶段向高级阶段发展，不断上升，不会停留在不变的状态中。他讥笑有的思想家对文明制度的偶像崇拜。他问道，如果说在文明社会之前有过蒙昧、宗法、野蛮三个时期，难道这第四个时期就是最后一个时期吗?他主张怀疑文明制度的完善性和永久性，认为文明社会只是历史长河中的一段。他还说，在文明阶段，贫困是由过剩本身产生的。

傅立叶严厉斥责了文明制度下的种种罪恶，充分揭露了资本主义社会的种种弊端。他看到了资本主义社会中的阶级对立，指出生产的发展只能是富人愈富，穷人愈穷。他称资本主义工厂是“温和的苦役场所”，资本主义制度是“复活的奴隶制”，商业中充满了撒谎和欺骗。社会道德败坏，道德只不过是富人压制穷人的情欲的工具，而富人则为所欲为，从来不遵守任何道德。他认为资产阶级宪法虽然规定人民享有各种权利，但对穷人来说等于零，因为穷人根本没有办法来实现这些权利。他认为在人的天赋权利中，劳动权是首要的，当劳动人民失去劳动权的时候，他们便无以为生。

傅立叶的理想社会制度是“和谐制度”，认为它可以使人摆脱一切苦难，满足一切天然的情欲。做到这一步，要具有两个条件：①“创造大规模的生产、高度的科学和优美的艺术”；②发明一种“与分散经营相反的协作结构”。他认为第一个条件已由文明制度给我们创造出来了，而第二个条件还需要我们去创造。在傅立叶所设想的“和谐制度”里，基本单位是“法郎吉”。法郎吉既是生产单位，又是生活单位，其最佳人数是1620人，根据劳动性质和种类的不同，分成若干个生产队，大家公共住在一所被称为法伦斯泰尔的大厦中：大厦中有邮局、食堂、图书馆等生活设施；成员可以根据自己的爱好来选择劳动内容；多样化的劳动方式符合自然的多样化的情欲；在劳动中，竞赛将取代竞争，劳动将成为乐事。恩格斯非常赞赏傅立叶这一思想，认为他确立了劳动和享受的同一性。

傅立叶关于妇女解放的思想是相当进步的。他认为，妇女问题的性质是随着社会制度的变化而变化的。在蒙昧时期，妇女处于从属地位，在宗法时期沦为半奴隶状态，在野蛮时期完全处于被奴役地位。在文明制度下，婚姻制度使妇女受压迫受苦难，其压迫的程度不亚于人类其他关系的压迫程度。他主张，妇女就是妇女，妇女要从家务劳动中解放出来，使婚姻的结合和离异都有自由；还主张让妇女担任各种要职，行使实权。恩格斯认为，傅立叶第一个表明了这样的思想：妇女解放的程度是衡量普遍解放的天然标准。

所以，傅立叶的思想在思想史上应有一定地位，他对资本主义制度的批判和对未来社会的描绘都为科学社会主义的建立准备了丰富的思想材料。但是，由于他坚决反对用革命的手段来改造社会，不相信无产阶级能够自己解放自己，因此他的学说在历史上真正起作用的时间是很短促的，自十九世纪四十年代科学社会主义诞生之后，空想社会主义也就退居后台。