真理是怎样发现的

物质能够无限分割吗

目前最小的物质单位是什么(物质能够无限分割吗)(1)

倒不是闲得无聊,但如果把一个物体分为 2、4、8、16、32、64……这样不断地分割下去,结果会怎样呢?当然,在现实中由于刃具性能有限,不久就会再也分不下去了。但是,如果在头脑中有一把理想的刃具,用它一直分割下去,情况到底会怎什么样呢?是否可以无限制地分割下去呢,还是有再也不能分割下去的最小单位呢?前一种叫无限分割论,后一种叫原子论。

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在古希腊,这两种观点之间曾进行过激烈的论战。无限分割论,有日常的经验为依据,容易站住脚。因为,只要回答可以无限分割下去就行了。然而,要是分割有限度,那么,最小的单位是多小,又是什么样子,是什么样的运动方式?这些疑问必须予以回答。然而,这样一来,就得考虑各种各样的条件,并对各种现象进行广泛、深入而具体的解释。

(公元前470~400年)。他认为,原子极小而硬,无色、无味、无臭,大小、形状和重量因物质的不同而异。宇宙是一个巨大的真空,无数的原子在其中不断地作不规则的运动。这些原子组合、分离便产生所有物体,并使之变化和流动。

可以说,这种原子论构成了希腊自然哲学的最后的顶峰。原子论是研究起源的,即向水 (泰勒斯)、空气(阿拉克西米尼)、火(赫拉克利特)、土四种元素(恩培多克勒)寻求物质的基础的。

但是,希腊哲学的主流支持无限分割论,对原子论发起了总攻。特别是想通过否定真空的存在,集中力量摧毁原子论的基础。“自然不欢迎真空”是他们的口号。亚里士多德坚持认为:“在真空中所有的物体应该以同样的速度运动,然而这是不可能的。因此,真空并不存在。”原子论虽然得到了伊壁鸠鲁派等少数派的支持,但由于有亚里士多德这位权威,其后,在欧洲一直受到忽视。

但是,到16世纪,由于托里拆利、巴斯卡、格里克等人的努力,证实了真空的存在,原子论重新抬头。到牛顿时代,大多数物理学者都相信了原子论。到19世纪初,道尔顿进而将它引入化学领域,建立了今天的牢固阵地。

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光是粒子还是波

系统提出欧几里得几何学的欧几里得还就光学问题写了一本出色的书。

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他说,物体所以能看见,是因为眼睛发出的光射到物体上的结果。但后来证明,情况却相反,人们逐渐认识到,光线是独立于眼而单独存在的东西,由于光线进入眼睛刺激视网膜,才看见了东西。

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那么,光是什么呢?在弄清光的直射、反射和折射等现象,以及光速有限的事实后,才知道光是在空间运动的一种什么东西。这里出现了微粒子论和波动论两种说法。这两种说法对立,长期争论不休,各有胜负。

波动论的先驱者是英国的罗伯特·胡克(1635~1703年),

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但最先将它系统化的是荷兰的惠更斯(1629~1695年)。惠更斯认为,光是充满宇宙的光介质的波动,关于光波的传动方法,叫做所谓的惠更斯原理。他虽然运用这个理论很好地说明了光的折射和波动,但没能充分地说明光的直射。此外,也没能充分地说明1669年发现的冰州石的双折射,这是因为他把光看成是纵波 (介质的振动方向同波的前进方向一致)的缘故。

对此,伊萨克·牛顿(1642~1727年)

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采取了粒子论的立场。其主要原因是因为他认为波动论不能很好地说明光的直射。粒子论也能够充分说明反射和折射的规律,但得出的结论与波动论恰恰相反,波动论认为光的速度在折射率高的介质中会变快。不过,一部分现象单靠粒子论是不能圆满解释的,于是在无可奈何的情况下,他假定存在着一种周期性的性质。

在物理学上,牛顿是绝对的权威,因此,在他死后大约100年,粒子论甚嚣尘上,而波动论则被人们遗忘了。

波动论的复活是由于英国的托马斯·扬(1773~1829年)和法国的奥古斯丁·菲涅尔(1788~1827年)努力的结果。两人同惠更斯相反,认为光是横波 (介质的振动方向同光波的前进方向成直角),用这种理论完全可以说明光的干涉、反射和偏转等现象,而且,由于光波的波长极短,也可以说明直射性。粒子论对解释上述各种现象无能为力。1850年,傅科证明:光在水中的速度比在空气中要慢。这成了一个致命伤。

但是,到20世纪,相继发现的光电效应和康普顿效应等不把光看成粒子就不能解释现象。

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今天,由于有了量子力学,根据实验的不同,光有时显示出波动的性质,有时又显示出粒子的性质,这两种解释方法都有道理,不分上下。

谁先发现微积分

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围绕着是谁发现了微积分的争论,出现了科学史上从未有过的激烈而又长期的争论。但是,挑起争端,甚至发展成说是剽窃的,不是当事者,而是有关的人。

首先,请看看有关事实吧!据伊萨克·牛顿(1642~1727年)自己说,微积分是偶然在1666年发现的。那年他为躲避伦敦广为流行的鼠疫而回到故乡。但是,正式发表整个微积分体系是在70年之后,即在他去世后的1736年。他的主要著作《自然哲学的数学原理》(1686年出版)中也没有谈及微积分。但是,他在1669年前后,曾向两三个知己透露过微积分的梗概。

莱布尼茨

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(1646~1716年)同牛顿之间的通信始于1676年。在牛顿的最初来信中,有“6acc……4s9tl2vx”这样一些不知什么意思的符号。这是当时流行的文字游戏(字谜),如果把它们很好地排列起来,在拉丁语里就成了:“在列出包括任何数的流量(变数)的方程式时,需要找出其流率(微分系数),以及相反的流率。”

第二年,1677年,莱布尼茨给牛顿写了回信。在这封回信中,莱布尼茨用dx、dy等符号明确地叙述了他思考出的微分方法。在这之前的字谜中是否透露过微积分的秘密呢?这成了以后争论的焦点。

1684年,莱布尼茨公布了自己的方法。当时,两人关系还好。争论始于1699年。对莱布尼茨怀有敌意的瑞士数学家德·迪耶在皇家学会上发表论文说,莱布尼茨的微积分是剽窃牛顿的成果。

莱布尼茨对此提出了抗议,但他过于轻率,于1705年发表了暗示牛顿才是剽窃他人成果的文章。这引起了奥克斯福德大学教授约翰·基尔的愤怒,他强烈地谴责说:莱布尼茨才是剽窃者。

莱布尼茨要求皇家学会取消基尔的发言。然而,当时的学会会长正是牛顿本人。牛顿虽然为此组织了调查委员会,但1715年公布的结论不出所料,说:“牛顿才是微积分的创始人。”在两人相继去世后,由于英国和德国的国民情绪高涨,争论仍然激烈地持续了很长一段时间。但是,今天,人们普遍认为,两人都各自发现了微积分:从发现来说,牛顿早些;从发表来说,莱布尼茨则先于牛顿。

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