第一篇:《物理學簡史》讀書心得
《物理學簡史》讀書心得
《物理學簡史》中提到了很多偉大的物理學家,其中有四位物理大師的話給我留下了深刻的印象。我想四位物理學大師的四位話應當作為改進基礎物理教學的最基本、最重要的理念:
1、愛因斯坦:“興趣是最好的老師”
中學物理教學中一個重要的任務就是使學生能得到這個最好的老師--激發和培養學生學習物理的興趣:從四個方面努力:(1)激發學生的好奇心和求知欲,如把五彩繽紛、美妙神奇的物理世界展現在學生面前。(2)實現基礎與前沿、經典與現代、理論與應用的有機結合。(3)講出物理規律之美,并聯系歷史、聯系人文、貼近生活。(4)把計算引入物理課程的學習,用計算機模擬、計算、顯示、研究物理過程。
本人覺得激發學習好奇心與求知欲、講出物理規律之美、應用多媒體教學是中學教師就具備的基本技能,本人在今后的教學中要努力從這幾個方面進行改進。
2、楊振寧:“現象是物理學的根源”
基礎物理的大部分內容應采用從現象--本質;從感性--理性的方法進行教學,把觀察現象作為物理教學的重要環節,突出圖片、視頻、演示實驗在物理教學中起到的觀察現象、啟迪思維、顯示原理、驗證理論的重要作用。
3、海森伯:科學扎根于討論 物理教學要向學生反復強調討論的重要性,鼓勵并組織學生開展討論,形成“勤于思考、樂于討論”的氛圍。
本人在日常教學中缺少這方面的嘗試,沒有深入強調“討論”的重要性,怕耽誤教學進度。今后教學中要從方面進行改進。
4、李政道:物理學的精髓在于創新
物理學中最重要的東西不是某個原理、某條定律,而是它所包含的創新精神。所以為了物理教學中培養學生的“創新”精神,要特別注意:(1)要培養學生的創新意識和勇氣。(2)要培養學生創新的想象力并掌握創新的方法。(3)實施一些有利于培養學生創新精神的行之有效的教學方法。
在平時教學中,我們應多采用探究式教學,盡量讓學生自己通過努力得知物理規律,讓學生掌握一定的探究方法,如創新實驗的設計,實驗條件的設定,實驗數據的處理。
第二篇:物理學發展簡史
物理學發展簡史
摘要:物理學的發展大致經歷了三個時期:古代物理學時期、近代物理學時期(又稱經典物理學時期)和現代物理學時期。物理學實質性的大發展,絕大部分是在歐洲完成,因此物理學的發展史,也可以看作是歐洲物理學的發展史。
關鍵詞:物理學;發展簡史;經典力學;電磁學;相對論;量子力學;人類未來發展 0 引言
物理學的發展經歷了漫長的歷史時期,本文將其劃分為三個階段:古代、近代和現代,并逐一進行簡要介紹其主要成就及特點,使物理學的發展歷程顯得清晰而明了。古代物理學時期
古代物理學時期大約是從公元前8世紀至公元15世紀,是物理學的萌芽時期。
物理學的發展是人類發展的必然結果,也是任何文明從低級走向高級的必經之路。人類自從具有意識與思維以來,便從未停止過對于外部世界的思考,即這個世界為什么這樣存在,它的本質是什么,這大概是古代物理學啟蒙的根本原因。因此,最初的物理學是融合在哲學之中的,人們所思考的,更多的是關于哲學方面的問題,而并非具體物質的定量研究。這一時期的物理學有如下特征:在研究方法上主要是表面的觀察、直覺的猜測和形式邏輯的演繹;在知識水平上基本上是現象的描述、經驗的膚淺的總結和思辨性的猜測;在內容上主要有物質本原的探索、天體的運動、靜力學和光學等有關知識,其中靜力學發展較為完善;在發展速度上比較緩慢。在長達近八個世紀的時間里,物理學沒有什么大的進展。
古代物理學發展緩慢的另一個原因,是歐洲黑暗的教皇統治,教會控制著人們的行為,禁錮人們的思想,不允許極端思想的出現,從而威脅其統治權。因此,在歐洲最黑暗的教皇統治時期,物理學幾乎處于停滯不前的狀態。
直到文藝復興時期,這種狀態才得以改變。文藝復興時期人文主義思想廣泛傳播,與當時的科學革命一起沖破了經院哲學的束縛。使唯物主義和辯證法思想重新活躍起來。科學復興導致科學逐漸從哲學中分裂出來,這一時期,力學、數學、天文學、化學得到了迅速發展。2近代物理學時期
近代物理學時期又稱經典物理學時期,這一時期是從16世紀至19世紀,是經典物理學的誕生、發展和完善時期。
近代物理學是從天文學的突破開始的。早在公元前4世紀,古希臘哲學家亞里士多德就已提出了“地心說”,即認為地球位于宇宙的中心。公元140年,古希臘天文學家托勒密發表了他的13卷巨著《天文學大成》,在總結前人工作的基礎上系統地確立了地心說。根據這一學說,地為球形,且居于宇宙中心,靜止不動,其他天體都繞著地球轉動。這一學說從表觀上解釋了日月星辰每天東升西落、周而復始的現象,又符合上帝創造人類、地球必然在宇宙中居有至高無上地位的宗教教義,因而流傳時間長達1300余年。公元15世紀,哥白尼經過多年關于天文學的研究,創立了科學的日心說,寫出“自然科學的獨立宣言”——《天體運行論》,對地心說發出了強有力的挑戰。16世紀初,開普勒通過從第谷處獲得的大量精確的天文學數據進行分析,先后提出了行星運動三定律。開普勒的理論為牛頓經典力學的建立提供了重要基礎。從開普勒起,天文學真正成為一門精確科學,成為近代科學的開路先鋒。
近代物理學之父伽利略,用自制的望遠鏡觀測天文現象,使日心說的觀念深入人心。他提出落體定律和慣性運動概念,并用理想實驗和斜面實驗駁斥了亞里士多德的“重物下落快”的錯誤觀點,發現自由落體定律。他提出慣性原理,駁斥了亞里士多德外力是維持物體運動的說法,為慣性定律的建立奠定了基礎。伽利略的發現以及他所用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標志著物理學真正的開端。
16世紀,牛頓總結前人的研究成果,系統的提出了力學三大運動定律,完成了經典力學的大一統。16世紀后期創立萬有引力定律,樹立起了物理學發展史上一座偉大的里程碑。之后兩個世紀,是電學的大發展時期,法拉第用實驗的方法,完成了電與磁的相互轉化,并創造性地提出了場的概念。19世紀,麥克斯韋在法拉第研究的基礎上,憑借其高超的數學功底,創立了了電磁場方程組,在數學形式上完成了電與磁的完美統一,完成了電磁學的大一統。與此同時,熱力學與光學也得到迅速發展,經典物理學逐漸趨于完善。3 現代物理學時期
現代物理學時期,即從19世紀末至今,是現代物理學的誕生和取得革命性發展時期。
19世紀末,當力學、熱力學、統計物理學和電動力學等取得一系列成就后,許多物理學家都認為物理學的大廈已經建成,后輩們只要做一些零碎的修補工作就行了。然而,兩朵烏云的出現,打破了物理學平靜而晴朗的天空。第一朵烏云是邁克爾孫-莫雷實驗:在實驗中沒測到預期的“以太風”,即不存在一個絕對參考系,也就是說光速與光源運動無關,光速各向同性。第二朵烏云是黑體輻射實驗:用經典理論無法解釋實驗結果。這兩朵在平靜天空出現的烏云最終導致了物理學的天翻地覆的變革。
20世紀初,愛因斯坦大膽地拋棄了傳統觀念,創造性地提出了狹義相對論,永久性地解決了光速不變的難題。狹義相對論將物質、時間和空間緊密的聯系在一起,揭示了三者之間的內在聯系,提出了運動物質長度收縮,時間膨脹的觀點,徹底顛覆了牛頓的絕對時空觀,完成了人類歷史上一次偉大的時空革命。十年之后,愛因斯坦提出等效原理和廣義協變原理的假設,并在此基礎上創立了廣義相對論,揭示了萬有引力的本質,即物質的存在導致時空彎曲。相對論的創立,為現代宇宙學的研究提供了強有力的武器。
物理學的第二朵烏云——黑體輻射難題,則是在普朗克,愛因斯坦,玻爾等一大批物理學家的努力下,最終導致了量子力學的產生與興起。普朗克引入了“能量子”的假設,標志著量子物理學的誕生,具有劃時代的意義。愛因斯坦,對于新生“量子嬰兒”,表現出熱情支持的態度。并于1905年提出了“光量子”假設,把量子看成是輻射粒子,賦予量子的實在性,并成功地解釋了光電效應實驗,捍衛和發展了量子論。隨后玻爾在普朗克和愛因斯坦 “量子化”概念和盧瑟福了“原子核核式結構”模型的影響下提出了氫原子的玻爾模型。德布羅意把光的“波粒二象性”推廣到了所有物質粒子,從而朝創造描寫微觀粒子運動的新的力學——量子力學邁進了革命性的一步。他認為輻射與粒子應是對稱的、平等的,輻射有波粒二象性,粒子同樣應有波粒二象性,即對微粒也賦予它們波動性。薛定諤則用波動方程完美解釋了物質與波的內在聯系,量子力學逐漸趨于完善。
量子力學與相對論力學的產生成為現代物理學發展的主要標志,其研究對象由低速到高速,由宏觀到微觀,深入到廣垠的宇宙深處和物質結構的內部,對宏觀世界的結構、運動規律和微觀物質的運動規律的認識,產生了重大的變革。其發展導致了整個物理學的巨大變革,奠定了現代物理學的基礎。隨后的幾十年即從1927年至今,是現代物理學的飛速發展階段,這一期間產生了量子場論、原子核物理學、粒子物理學、半導體物理學、現代宇宙學、現代物理技術等分支學科,物理學日漸趨于成熟。4 結論
物理學的發展史,也是人類從愚昧走向成熟,從低級走向高級的歷史。物理學的每一次大發展,都使人類的思想境界上升到了一個新的高度。相對于整個宇宙范圍來說,當今人類的文明尚處于一個較低的層次,并處于正在向第一文明等級發展的歷程中。在這個發展的歷程中,科學無疑是第一推動力,而在科學的眾多分支中,物理學無疑是這一推動力的最先進的代表。
第三篇:海洋物理學發展簡史
海洋物理學發展簡史 物理
001班
邢玉春
海洋物理學是以物理學的理論、技術和方法,研究海洋中的物理現象及其變化規律,并研究海洋水體與大氣圈、巖圈和生物圈的相互作用的科學。它是海洋科學的一個重要分支,與大氣科學、海洋化學、海洋地質學、海洋生物學有密切的關系,在海洋運輸、資源開發、環境保護、軍事活動、海岸設施和海底工程等方面有重要的應用。
海洋物理學作為海洋科學的一個獨立分支學科,始于19世紀末葉,但其下屬一些分支的發展歷史,卻可追溯到自然地理學和海洋學的萌芽時代。海洋物理學發展史,可概括為三個階段:海洋考察;早期的理論研究和觀測儀器的研制;現代海洋學。
早在公元前三世紀,希臘學者畢塞亞斯在北海考察中,就初步進行了潮汐和地磁偏角的觀測,但是專門的海洋考察則始自19世紀。其中較著名的有“閃電”號(1868)、“豪豬”號(1869~1870)等的海洋考察。特別是英國“挑戰者”號(1872~1876)具有劃時代意義的環球海洋考察。
19世紀末至20世紀初,德國“羚羊”號對世界大洋的考察,法國“勞動者”號和“法寶”號對北大西洋的考察,美國“企業”號的環球考察,都涉及到海洋物理學的內容。這些考察,從實踐上為海洋物理學的早期發展奠定了基礎。
以后陸續出現許多專門的海洋考察活動,內容更加廣泛和深入,例如德國“流星”號的南大西洋考察,美國“卡內基”號的地磁觀測,瑞典“信天翁”號對三大洋赤道無風帶的深海考察等,都從不同的方面促進了海洋物理學的發展。
從17世紀到19世紀末葉,一些杰出的物理學家和數學家曾對海洋中的某些物理現象進行過研究,為海洋物理學中一些分支的形成和發展奠定了理論基礎。
在潮汐理論方面。1687年,英國牛頓根據他發現的萬有引力定律,用引潮力解釋了潮汐的成因;1740年,瑞士伯努利建立了平衡潮學說;1775年,法國拉普拉斯建立了潮汐動力學理淪,給出了考慮地轉偏向力影響的潮汐動力學方程組,及在特定條件下的特解;1845年,英國艾里提出了潮汐的長渠波動理論,并對其進行了較深入的研究;1872~1879年,英國湯姆遜(開爾文)設計了潮汐分析和預報的機械裝置;1878~1891年,英國達爾文研究了地球潮汐,并提出了海洋潮汐分析和預報的調和分析方法。
在波浪理論方面。1802年,捷克格爾斯特納發表了深水表面波的理論;1839年,英國格林建立了小振幅波理論,并導出了以波長表示的相速公式;1847年,英國斯托克斯建立了有限振幅波理論和小振幅內波理論,后來在1876年又提出了與波動能量傳播有關的群速公式。
1857年,英國湯姆遜(開爾文)首先導出了深海海水的絕熱溫度梯度公式;1898年,挪威皮耶克尼斯推廣了理想斜壓流體的環流定理,發表了適用于旋轉地球上的環流定理。
在海洋聲學研究方面。1825年,瑞士科拉東和法國斯圖謨在日內瓦測量了聲在水中的傳播速度;1912年,美國費森登設計并制造了一種新型的動圈換能器,從而制成第一臺水下發信和回聲探測設備。此后,又開始了聲在海洋中的傳播規律的研究。
在海洋電磁理論方面。1831年,英國法拉第發現了電磁感應現象,并于1832年指出,在地磁場中流動的海水,就像在磁場中運動的金屬導體一樣,也會產生感應電動勢;1851年,英國渥拉斯頓在橫過英吉利海峽的海底電纜上,檢測到與潮汐周期相同的電位變化,證實了法拉第的預言。
19世紀末葉到20世紀初,隨著海洋調查的進一步發展,海洋物理學的研究進入了一個新的發展階段。這一階段的主要標志是,應用流體動力學的方法來研究海洋環流。例如,1902年,挪威桑德斯特勒姆和海蘭·漢森基于旋轉地球上的環流定理,發展了在現代海洋環流研究和海洋調查中廣泛應用的“動力計算”方法。1901年和1905年,瑞典埃克曼對美國莫里在1855年指出的海面風和表層海流之間的關系,作出了理論的解釋,從而建立了風漂流理論。
自此以后,海洋物理學的研究即以海洋環流理論研究為重點,密切結合水文物理和化學要素的觀測實驗,不斷地向前發展。
20世紀60年代以來,隨著科學技術的迅速發展,海洋物理要素的調查監測技術和研究設備日益完善,各種海洋過程的理論模式和海洋信息處理系統相繼建立,以浮標陣為主體的海上現場對測試驗,及包括航天遙感技術在內的新技術,得到廣泛應用,都有力地促進了現代海洋物理學的研究,沿著理論和觀測實驗緊密結合的途徑向前發展。海洋物理學基本內容
海洋物理學的主要研究海水各類運動和海洋與大氣及巖圈的相互作用的規律,為海況和天氣的監測及預報提供依據;研究海洋中的聲、光、電現象和過程,以掌握其變化和機制;研究海洋探測的各種物理學方法,從而實現有計劃地在海上進行現場的專題觀測和實驗。通過這三方面的研究,形成了海洋物理學中一系列的分支學科,其中主要的有物理海洋學、海洋氣象學、海洋聲學、海洋光學、海洋電磁學和河口海岸帶動力學等等。
物理海洋學是現代海洋物理學中最早發展起來的一個分支學科,其研究內容最為廣泛。物理海洋學主要研究發生在海洋中的流體動力學和熱力學過程,其中包括海洋中的熱量平衡和水量平衡,海水的溫度、鹽度和密度等海洋水文狀態參數的分布和變化,海洋中各種類型和各種時空尺度的海水運動(如海流、海浪、潮汐、內波、風暴潮、海水層結的細微結構和湍流等)及其相互作用的規律等等。
海洋氣象學是物理海洋學和氣象學密切結合的一個邊緣學科,它主要研究發生在誨洋和大氣邊界層中的熱量、動量和物質交換過程,海洋與大氣的大。中尺度相互作用和中、長期的海況及氣候變遷規律,海上天氣過程和現象,特別是危險性天氣過程的預報。
海洋聲學是研究聲波在海洋水層、沉積層和海底巖層中的傳播規律,及在海洋探測和海洋開發中的應用的學科,其主要研究內容包括海洋中聲的傳播和聲速分布、聲吸收和聲散射、海洋中的自然噪聲、海洋水層中的聲學探測。海底聲學特性和海底聲學勘探等等。
海洋電磁學主要研究海洋的電磁特性,海洋中的天然電磁場和電磁波的運動形態及傳播規律,電磁波在海洋探測和通信及海洋開發中的應用。
海洋光學的研究內容,在基礎研究方面主要是海洋輻射傳遞過程的研究,以及海面光輻射、水中能見度、海水光學傳遞函數、激光與海水相互作用等研究;在應用研究方面主要是遙感、激光、水中照相工程等海洋探測方法和技術的研究
河口海岸帶動力學主要研究河口地帶和海岸地帶中海水的各種運動規律,河口海岸帶地形地貌的變化及產生這些變化的動力因素。這些研究對海岸防護、港口建筑等都有密切的關系。
此外,隨著現代海洋資源開發和近岸海區海洋學研究的進一步發展,在海洋物理學的研究領域中,正在形成一些帶有區域性的派生學科,如陸架物理海洋學等等。
海洋物理學的發展,在很大程度上取決于觀測技術和觀測方法。現代海洋物理學的觀測技術,將朝著自動化、遙感化的方向發展。人們將廣泛利用人造衛星進行全球性海洋物理方面的觀測,并建立國際間的計算機網絡,以儲存、交換和處理海洋觀測數據。這些將促進海洋物理學的進一步發展。
海洋開發將是未來海洋科學的發展方向。在海洋農牧化、捕撈、海洋石油勘探、海洋能源利用等開發活動中,將不斷對海洋物理學提出更高的要求。
物理海洋學是運用物理學的觀點和方法研究海洋中的力場、熱鹽結構、以及相關的各種機械運動的時空變化,并研究海洋中的物質交換、動量交換、能量的交換和轉換的學科,是海洋物理學的一個分支學科。
物理海洋學所研究的對象,是人類和生物賴以生存和生活的海洋中的物理環境。這種環境中的物理過程,與地球上的氣候和天氣的形成和變化、海洋生物的生存和生活、海洋中物質和熱量的輸送、海岸和海底的侵蝕和變化,以及海洋的交通運輸和軍事活動等,都有密切的關系。
在物理海洋學的理論研究中,主要是運用流體動力學和熱力學的原理,對一些理想化的或經過簡化的問題,通過解析求解,進行模式化的研究;對于比較復雜的問題,則借助于電子計算機進行數值模擬求解。在解析的和數值的求解手段以外,還可通過模型試驗進行研究。由于海洋中的物理現象和過程,具有隨機性,故常應用概率統計和隨機過程的理論,對現場觀測的數據進行分析和處理。
物理海洋學所研究的問題,可概括為海洋熱鹽結構、海水宏觀運動、海-氣相互作用、海洋湍流四個主要方面。
海水熱鹽結構是研究海洋水體的熱平衡和物質平衡、溫度、鹽度、壓力、密度等的時空變化、鉛直斷面上的溫度和密度分布、海洋中的海水混合、擴散和層結、鋒面和躍層的形成、溫度-鹽度曲線和水團的生成、水團的邊界(鋒面)和混合、暖水和冷水間成篦齒狀的水平交錯排列、海冰的成因和消長,海水的絕熱壓縮、絕熱膨脹和位溫,海洋中等熵面的形成及其分布等。
海水宏觀運動是研究重力場中海水的非周期性和周期性運動,一般又分為海洋環流、海洋波動和海洋潮汐三種,這是物理海洋學的主要研究對象。
海洋環流是研究風引起的海流和密度分布不均勻所產生的密度流、大洋環流中流旋的生成和分布、大洋環流西向強化、海流的彎曲和變異、近赤道地區的流系結構、南極繞極流,大洋熱鹽環流,深海環流和與主躍層的關系,海水的輻散和輻合運動與升降流及朗繆爾環流等的關系,中尺度渦及其能量轉換,冰漂流等特殊的流動現象,海洋對風應力等的反應,以及近岸海區的環流等等;
海洋波動是研究海浪的生成和消長,風浪中的能量,風速、風區、風時與海浪要素之間的關系,海浪譜及其源函數的結構,波-波非線性相互作用中的能量轉移,海浪的折射、繞射和反射,海洋近岸波及其相應的沿岸流和高岸流,海洋中的羅斯比波、陸架攔獲波和邊緣波、海洋內波、海嘯等等。
海洋潮汐是研究引潮力、引潮勢和分潮之間的關系,潮汐靜力學理論和潮汐動力學理論,潮波方程及其數值解,潮汐分析和推算原理,海平面及其變化,風暴潮,港灣潮汐余流,淺海潮波和海底摩擦對潮流的影響,河口區的潮汐混合,以及潮汐表的制作,各種特殊海域的潮汐,潮流、潮汐和風暴潮的預報等。
海-氣相互運動是研究海-氣界面分子過程的動量、熱量、水汽和其他物質的輸送,近海面湍流邊界層中的湍流能量方程,湍流的鉛直結構,湍流邊界層中各種參量的確定及邊界層模式,大氣與海洋間的動量和能量的傳遞,及其與風海流和風浪生成的關系,大尺度和中尺度的運動,及其相互作用與天氣預報及海況預報的關系,海洋對大氣的反饋作用對全球大氣環流及氣候變化的影響等。
海洋湍流是研究在海洋的上混合層、內層和近底邊界層中的湍流發生機制,風生漂流和內波場等流速鉛直梯度與湍流發生的關系,海洋湍流的譜結構,湍流能量的轉換和守恒,海洋湍流的局地相似性,在低緯度和中緯度海域形成溫躍層時的表層水和下層水間的混合交換作用,以及由于雙擴散等作用所導致的水溫階梯式分布和鹽指現象等海洋細微結構。
物理海洋學與海洋科學中的許多分支學科有著密切的關系,例如:在研究海洋中的熱鹽結構、海流形成和熱鹽環流機制時,重要的是要了解海水的溫度和鹽度的分布和變化,從而了解海水密度的分布和變化,這就需要精確測定海水鹽度;要確定海洋中的地轉流無運動面的位置時,有時還須參照海洋中溶解氧的分布和含氧量最小的位置。
某些海洋生物,如海水中的浮游生物,或被海流攜至遠方,或棲息在某種海流之中,它們有時可用作確定海流分布及其位置的指標,因此物理海洋學的研究,也與生物海洋學發生聯系。海岸的形狀和海底的地形,會改變和影響海流的方向和速度,起著摩擦阻遏作用,還可導致海流不穩定,正因為如此,陸架波和邊緣波也發生在近岸海域。然而海底摩擦的強弱和湍流邊界層的形成,都取決于海底沉積物的性質和分布。
海底沉積物可以隨海流遷移,故可以利用海洋沉積物的種類和來源,確定海流的來去動向。這些又都是物理海洋學和地質海洋學之間的聯系。另外,海水的許多運動,都是由風驅動的,而且海洋對大氣有著重要的影響,這就使物理海洋學和海洋氣象學之間有密切的關系。
海洋光學
海洋光學是光學與海洋學之間的邊緣科學。它主要研究海洋的光學性質、光輻射與海洋水體的相互作用、光在海洋中的傳播規律,以及和海洋激光探測、光學海洋遙感、海洋中光的信息傳遞等應用技術有關的基礎研究。海洋光學的發展簡史
早在19世紀初,就有人用透明度盤目測自然光在海中的鉛直衰減。不過直到19世紀末,海洋學家才開始注意研究海洋的光學性質,并結合海洋初級生產力的研究,用光電方法測量海洋的輻照度。到了20世紀30年代,瑞典等國的科學家設計制造了測定海水的線性衰減系數、體積散射系數和光輻射場分布的海洋光學儀器,進行了一系列現場測量。
從第二次世界大戰后到20世紀60年代中期,是海洋光學的形成時期,人們研制了各種測定海洋水體光學性質的海洋光學儀器,對各大洋光學性質進行了現場測量和調查。
1947~1948年,瑞典科學家在環球深海調查中,首次將海洋光學調查列入海洋調查計劃,測量了海水中光的輻照度、衰減和散射等;1950~1952年,丹麥人在環球深海調查中,致力研究了重要海區的初級生產力和光輻照之間的關系;1957~1958年,在國際地球物理年的調查中,測量了北大西洋的水文要素和光學參數,并研究其相互的關系;美國普賴森多費爾提出了比較系統的海洋光學理論,發展了海洋輻射傳遞理論;一些學者對水中能見度理論、海洋光學測量模型、光輻射場與海水固有光學性質之間的關系,進行了比較系統的研究。
20世紀60年代中期以后,是海洋光學的發展階段。隨著近代光學、激光、計算機科學、光學遙感和海洋科學的發展,開拓了海洋光學研究的新領域。特別是結合信息傳遞的要求,理論上用蒙特-卡羅法定量地計算各種復雜模型的海洋輻射傳遞過程,使海洋輻射傳遞基礎研究日趨完善,并較好地解決了激光在水中的傳輸、海面向上光輻射與海水固有光學性質之間的關系等問題。
目前,海洋光學已發展成為一門內容豐富、有相當應用價值的光學分支學科,使海洋光學從傳統的唯象研究轉入物理的和技術的研究。海洋光學的研究內容
海洋光學主要研究海洋水體對光輻射的散射、吸收、光譜等性質及光輻射在海洋中的傳播規律。海水對光具有強散射和強吸收,其散射系數比大氣約高4~6個數量級。其散射函數前向性很強,海水的光譜透射分布主要決定于吸收。
海中光傳播規律主要決定于多次散射,研究海中光傳播規律的海洋輻射傳遞理論是海洋光學的核心問題。已知海洋水體的散射函數和吸收系數,對海洋輻射傳遞方程求解,即可得到日光、人工光源和激光在海水中的傳播規律。反之,由輻射場確定海水基本性質,是遙測海洋技術的基本方法。
海洋光學的應用基礎研究主要包括水中對比度及圖像傳輸研究,海洋水體光學傳遞函數研究,激光與海洋水體相互作用研究和探測海洋的光學遙感模式研究等。
激光與海洋水體的相互作用主要是研究海水激光熒光光譜、受激喇曼散射。海洋激光雷達所激起的海水激光熒光光譜是探測海水化學組分的基本遙測方法。海水受激喇曼散射隨溫度增高而紅移,這種物理現象是激光雷達遙測海洋表層溫度剖面的有效方法,精度可達±0.5攝氏度。
利用多光譜遙感資料,根據海水中葉綠素強吸收光譜和透射光譜的比值,探測海洋葉綠素含量的方法稱為光譜比值法。根據海水光譜透射特性及淺水海底反射光反映在多光譜遙感信息的差異,可大面積獲取淺水水深的資料。河口泥沙分布、海區峰面運動、水團分布等都可由多光譜遙感信息經過數據處理獲取。
對海洋光學的開發研究也稱為海洋光學工程。60年代以來比較活躍的領域有:水下攝影系統,包括潛水員操縱的水下攝像系統、水下照相系統以及深潛球裝備的水下觀察系統;海洋探測激光雷達系統,包括激光測深儀、激光熒光光譜儀、激光喇曼光譜儀等;海洋光學儀器,包括水中照度計、水中準直光透射率計、水中光散射儀、水中分光光度計等。
海洋光學與物理海洋學的研究密切相關。通過測定海水的光學性質,為研究海流、上升流、海洋峰、水團等海洋細微結構提供了一種有效的手段;隨機海面的光學研究,為遙測海浪方向譜建立了物理模型,并為現場測定海浪要素提供了快速而又有效的手段。
海洋生物初級生產力的研究和調查,與海中輻照度的分布、海水輻射能密度分布海中輻射能的貯存等有直接的關系。例如,探測海洋的光學遙感傳感器的波段、視場角和動態范圍等參數,都要根據海面光譜輻射的數據來確定。
海洋光學的發展與近代光學的發展密切相關,光電子學方法是海洋光學測量的主要手段。激光技術的發展,例如可調諧激光、水中新型藍-綠激光、高時間分辨率激光技術等,已成為海水激光光譜研究的重要手段,是發展海洋探測激光雷達的技術基礎。近代光學信息處理和信息傳遞理論,為海洋中光信息傳遞的研究及隨機量的統計分析研究奠定了基礎。
在現代海洋光學的基礎理論和實驗技術方面的研究中,還有不少課題有待于深入研究。例如,鑒于單色光輻射傳遞模型已不能滿足多光譜水色遙感的要求,必須進一步研究海洋輻射傳遞的逆問題,尤其是淺海和表層光譜輻射傳遞、非均勻水體光譜輻射傳遞、海-氣系統光譜輻射傳遞逆問題的物理模型和計算方法;激光在水中單程的平衡態的傳輸過程的研究,已不能滿足激光雷達探測海洋的要求,必須深入研究窄光束反向多次散射的輻射傳遞,和非平衡態輻射傳遞模型及其計算方法。
再如,傳統的船測方法已不能滿足近代海洋光學發展的要求,必須發展海洋光學參數的遙測方法,研究新的海洋光學測量模型,以發展新的測量技術和測量儀器。同時,應著重加強應用研究,在海洋光學中不斷引入近代光學方法和激光新技術,繼續開拓海洋光學在海洋開發、海洋要素的探測及海洋技術中的應用。
海洋光學的基礎研究和應用研究不斷沿用現代光學方法,應用范圍日益擴大。海洋光學是許多學科的交叉點,其發展將與現代光學、海洋學、空間遙感技術、信息科學等密切相關。海洋光學所取得的成就及其發展,使它已成為一門新的光學分支學科。
海洋聲學
海洋聲學是研究聲波在海洋中傳播的規律,和利用聲波探測海洋的科學,是海洋學和聲學的邊緣學科。
1826年,瑞士物理學家科拉東和法國數學家斯圖謨在日內瓦湖測量聲在水中傳播的速度,開始了現代水聲學的研究。1911年,有人用炸藥筒作聲源,進行了最初的水下回聲測探實驗,并記錄到海底的回聲。1912年,美國科學家費森登設計并制造的一種新型動圈換能器,是第一臺水下發信和回聲測探設備。
第一次世界大戰中,由于潛艇在水下作戰的需要而研制出聲吶,從而發展了聲波在海洋中傳播的理論。在不同海區、不同季節和晝夜使用聲吶時,發現聲吶的作用距離與海洋水文要素、波浪、海流、內波、海底地質地貌、海洋環境噪聲和海中浮游生物等有密切關系。
因此,20世紀50年代以后,逐漸形成了研究聲波在海洋中傳播的規律,和利用聲波探測研究海洋的新的學科分支--海洋聲學。
此后,聲波被廣泛應用于探測海底沉積物和地層結構,海底的地形地貌,海水的流動,海水的溫度和流速的不均勻性,海水中各種物體如魚群、深海散射層、冰山和沉船,海面的波浪和水下的內波等,并可用于臺風和海嘯等自然災害的預報。此外,它還用于水下導航、定位、信號傳遞和遙控等技術中。
聲波能在海洋中遠距離傳播,但在傳播的過程中,海水的溫度分布和鹽度分布、海面和海底的狀況、海水的運動,海中包含的各種不均勻體如氣泡和生物等,都能產生很大的影響。
海水由于受太陽輻射加熱和風力攪拌等的影響,其溫度的垂直分布一般呈分層結構,加上壓力的影響,使海洋中的聲速呈垂直分布。從聲速最低的地方發射的聲波,由于上下層的聲速不同而發生折射,反映聲波傳播途徑的聲線,總是彎向聲速最低的地方。大部分聲波在海水中經過這樣的往復彎曲折射,而不與海面和海底接觸,故能量損失很小,這種現象稱為聲道現象,聲速最低的地方稱為聲道軸。
低頻聲波在聲道中能傳播到很遠的地方,例如一千克TNT炸藥的爆炸聲,能在聲道中傳播一萬公里以上,故可以利用聲道的這種特性,傳送失事的飛機和船只的呼救信號,監測水下的地震、火山爆發和海嘯等。
風浪的攪拌,使表層海水形成等溫層。其中的靜壓力,使聲速隨深度的增加而略有增加。等溫層內自聲源出發的聲線總是彎曲向上,經海面反射而向前傳播,也可以傳播到較遠的地方,稱為表面聲道。
在無風浪攪拌的條件下,表層海水經日光照曬,往往出現上層的溫度和聲速都比下層高的情況,使聲速呈負梯度的垂直分布。在這種情況下,聲波傳播的曲線,總是彎曲向下,在聲能達不到的地方產生聲影區。另外,如果海比較淺,則聲線會碰到海底。由于海底的反射損失大,聲能衰減很大,因此不能傳播得很遠。
海底對聲波傳播的影響很大,所以聲在淺海中的傳播特征主要依賴于海底的反射本領。海底對聲波的反射損失,與海底物質的密度、聲速和聲波的入射角有關。一般說來,海底的密度愈大,聲速愈高,反射損失愈小;聲波頻率愈高,海底的反射損失愈大。
聲波在海水中傳播時,由于介質的熱傳導和粘滯性,使部分聲能被吸收而轉化為熱能。在聲波作用下,水分子的結構有從比較松散變得比較緊密的弛豫過程,使海水對聲的吸收量增加。對頻率更低的聲波而言,其聲能的衰減是由于湍流引起的聲散射所造成的,海中的氣泡、海洋生物和懸浮體,都會散射和反射聲波。
散射或反射系數與物體的大小、介質和結構有關,不同的物體有不同的散射頻率響應。海中存在由生物體構成的、能強烈散射聲波的深海散射層,它們遍布各大洋,往往分成幾層,其深度隨晝夜和季節不同而變化,這反映了生物的趨光性。海底底質的不均勻和不平整,也會增加聲波的散射。
聲波受波動海面的反射,或者穿過溫度呈微觀不均勻的水團時,其信號強度和相位都會發生起伏。海洋內波對聲的傳播影響很大,會引起聲波大幅度的緩慢起伏。由于海面波浪、渦流、海洋生物發聲,水下火山爆發或地震,海水分子的熱運動和航船來往等原因,使海洋中存在噪聲,它是聲吶的一種強干擾。
利用海洋水文要素對聲傳播的影響,可以反推海洋的特性,這是海洋聲學的重要課題。海水中的溫度、鹽度、壓力和流速,都影響著海水中的聲速。聲波在海流中傳播時,順流則聲速增加,逆流則反之。利用這種現象,在兩定點之間相對發出聲信號,測量聲波到達的時間差,就可以求得海水的流速。在若干點之間進行這種測量,可以監視海洋中的中尺度渦等現象,這是聲學遙測的重要方法,稱為海洋聲學層析術。
水中的懸浮體,隨著水流而運動,故應用聲學技術觀察這種散射體的運動,就可以了解海水的運動情況。利用這種方法,還可以觀察內波的規律,了解沉積物的搬運情況,也可以測量海水的流速。此外,利用聲波起伏規律來研究內波譜的方法,已很受重視;利用深海散射層的散射頻率響應,可以進行深海生物的區系劃分,其結果和一般的區系劃分一致;利用魚類對聲波的散射和反射,可以探測魚群和了解魚類資源的分布。
由波浪產生的500~5000赫的噪聲,與海面的風級和海況有關。利用此頻率的噪聲,可以監測海面的風級和海況。利用海嘯產生的水下噪聲,可以預報海嘯。海洋生物發出的聲音,與其種類和生活狀態有關。監聽這種聲音的特征以區分生物的種類,可以掌握其生活規律,為研究漁業資源提供信息。此外,有可能利用聲信號控制海洋生物的活動,以滿足人類的需要。
在海洋開發中,聲技術是勘探海底唯一有效的手段,廣泛應用的地震勘探儀便是聲技術應用的一例。海底的界面不平整,底質內部的顆粒大小不一,以及分層和水千方向的不均勻性,都影響著聲波的散射和反射。使用高頻窄水平波束的測掃聲吶,可以得出海底凸出部分對聲波的強烈散射和凹下部分的聲陰影區所構成的地貌聲圖。
海底沉積物一般都是分層的。因各層的聲學特性不同,故可以利用聲學方法測定海底沉積物的分層情況和各層中的聲速。常用的方法有折射法和反射法,對于較淺的沉積層,也可以用淺地層剖面儀進行測量。
利用聲學遙感技術對海底的底質進行分類的工作,已得到迅速發展。它與最新的微電子學、微計算機和換能技術結合,廣泛用于水文、地質、地貌和生物等領域的測量,并用于水下定位、導航、通信、遙控、遙測等各方面,在海洋調查和海洋開發中起著重要的作用。
聲學技術的廣泛應用,需要更深入地研究聲波在海中的傳播規律,研究溫度、鹽度、風浪、海流、內波、海底類型和海中懸浮物等因素對聲波傳播的影響,以便更好地獲取和識別聲信號。聲波在深海中的傳播規律,已有系統的理論,但在淺海中傳播時,由于海底和水文條件的多變性,理論計算很困難,應用了電子計算技術之后,一些相當復雜的淺海傳播問題,已得到初步解決。
海洋聲學的實驗規模較大,除依靠調查船外,已大量采用浮標和固定岸站來完成,有些實驗因耗資過大,往往需要幾個國家聯合進行。當前利用電子計算機,把從發射到接收聲波的過程中的波形的變化,反推聲在海中傳播的規律,進而判斷海洋媒質的狀態,將是海洋聲學研究的一個新方向。此外,現代的微電子學、微計算機、信號處理技術和換能技術等的發展,都對海洋聲學的發展有重要的影響。
海洋氣象學
海洋氣象學是研究海上大氣的物理信息,以及海洋與大氣相互作用規律的學科。海洋氣象學既涉及大氣又涉及海洋,因此它是大氣科學和海洋科學共同研究的領域。
由于地球表面的絕大部分為海洋所覆蓋,而海水又具有和陸地迥然不同的物理、化學性質,這就決定了海洋在海洋氣象學研究中的重要地位。
海洋氣象學與人類的生活和生產息息相關,它的早期發展淵源于航海事業的需要。遠在公元前4~5世紀,希臘人就已利用地中海特有的季風,往返于愛琴海和埃及之間。后來,不僅利用季風張帆航海,而且把季風和陸上的天氣變化聯系起來。
15世紀末,哥倫布幾次橫渡大西洋時,注意到大西洋上信風和海流的存在;17世紀中葉,瑞士基歇爾繪制全球海流圖,指出了大洋環流和信風的關系;英國丹皮爾觀察太平洋臺風,提出了臺風是有靜穩中心的旋轉性風暴等見解。此后,他們整理了全球航海記錄,編寫出了有關海洋氣象的專書。
到了18世紀,英國哈得來提出南北兩半球的信風理論;19世紀初,英國海軍中將蒲福根據他長期航海的經驗,總結出蒲氏風級表;隨后美國莫里根據航海日志繪制了風和海流圖,并寫出《海洋自然地理學》一書,專論海洋氣象問題,為海洋氣象學勾劃了初步輪廓。
從19世紀中葉至20世紀中葉的約一百年的工作,奠定了海洋氣象學的基礎。1853年在布魯塞爾召開的國際氣象會議決定,航行于海上的船只必須定時進行氣象觀測并作出報告,從此海洋氣象資料有了保障。隨后,英國“挑戰者”號考察船對大西洋和太平洋作了全面的海洋水文氣象調查;德國漢堡的海洋氣象臺,建立并發布了北海沿岸的暴風警報;20世紀初,挪威氣象學家皮耶克尼斯等人提出氣旋生成的極鋒學說,形成氣象學界獨樹一幟的學派;美國氣象局編印的全球海洋氣候圖集,為研究海洋氣候提供了便利。
第二次世界大戰以后,海洋氣象觀測技術和手段的不斷進步,特別是衛星遙感技術和大型電子計算機問世并廣為應用,開創了海洋氣象學發展的新紀元。聯合國還專為海洋氣象設立了政府間的協商機構和國際氣象中心,世界氣象組織也設立了海洋氣象委員會。這些組織措施,有效地保證了國際間的大力協作,促使海洋氣象學得到迅速的發展。
海洋觀測分常規觀測和非常規觀測兩種。前者按國際統一規定的時間和內容進行觀測并發布天氣報告,后者包括海洋調查、海上觀測實驗和其他非特約船只的觀測。常規觀測中以商船氣象觀測數量最多,已積累了近百年的記錄,但這種觀測在時間上是不連續的,在空間上是分布不均勻的。第二次世界大戰以后,在北大西洋和北太平洋先后設立了十多個定點天氣船,加上日益增多的自動浮標氣象站,可以獲得較高質量的連續觀測資料,但還不能滿足分析和預報的需要。
20世紀60年代以來,隨著氣象和海洋衛星的發射并投入業務使用,人們可以在外層空間的不同高度上對大氣和海洋進行大范圍的、均勻的實時觀測,直接或間接地獲得海洋上空各層的大氣溫度、濕度、風速云霧、降水、海面慍度、海面風速、海浪、海流、水位和海冰等各種要素的觀測值,能夠對海上龍卷、熱帶風暴、溫帶氣旋等災害性天氣進行嚴密的監測,為海洋氣象的研究和業務工作提供了良好的條件。
海洋氣象的觀測和試驗包括海洋氣象觀測方法的研究、海洋氣象觀測儀器和裝置的研制、局部或大范圍海域海洋氣象的調查研究。
在海洋氣象學中所研究的海-氣相互作用,主要是海洋和大氣之間各種物理量,包括熱量、動量(或動能)、水分、氣體和電荷等的輸送和交換的過程,及其時空變異,海-氣邊界層的觀測和理論,及大尺度海氣相互作用。
在大尺度海-氣相互作用的范疇內,重點研究大氣環流和海洋環流的生成及其對應關系,大洋西邊界流動(灣流和黑潮)對于其鄰近海區的天氣,天氣系統和氣候的影響,熱帶海洋對局部乃至全球大氣環球和氣候的影響,大氣中二氧化碳含量的增加和海洋對此過程的作用,及其對氣候變遷的影響等。在上述領域內,已揭示了海洋和大氣的某些現象之間的聯系,取得了一批研究成果,這對于長期天氣預報和氣候預測有重要的價值。
20世紀60年代以來,海洋氣象探測技術有了很大進步,進行了海上定點和非定點觀測,開展了大規模的誨洋氣象現場實驗。雖然如此,仍然不能滿足需要。例如:對大尺度海-氣相互作用的研究,多半停留在揭露基本現象的階段,缺乏完善的理論分析。
今后海洋氣象學的發展,一方面要繼續改進探測系統,通過現場調查和實驗,提高觀測的精度,根據獲得的信息資料,繼續揭露海-氣間尚未被發現的一些現象,進而從理論上闡明觀象的本質,將結果應用到實際的海上天氣和海況的分析及其預報。
另一方面,要在從理論上基本弄清海洋和大氣相互作用的物理過程的基礎上,建立合適的海洋-大氣的流體動力學模式,闡明海洋在大氣環流的形成、演變和氣候變遷過程中所起的重要作用,大氣對海洋環流和海浪的形成和演變及其他諸海洋要素的影響。
參考文獻《網絡》
第四篇:《人類簡史》讀書心得
《人類簡史》讀書心得
一、認知革命
就在六百萬年前,這個時候我們人類和黑猩猩有著共同的祖先,人類和其他動物并沒有什么區別,但是,就是在這六百萬年前的某一天,一個母猩猩生下兩個女兒,一個是接下來所有黑猩猩的祖先,那么另一只就是接下來我們所以人類的祖先,所以人類開始出現在歷史上,開始進行演化,最早的人類是在二百五十萬年前,從東非開始演化的,這個時候我們的租先就開始有了自己的名字,叫做南方古猿。南方古猿經過各種遷徙,其中因為每個地方的氣候、環境都不一樣,所以他們去到不同的地方,就開始慢慢演化出幾個不同的人種,其中就包括:尼安德特人、直立人、梭羅人、丹尼索瓦人。現在我們全球人類的祖先叫做什么人呢?叫做智人,就是充滿智慧的人。那又為什么一部分還是黑猩猩,而一部分卻成了智人呢?用游戲的方式來講就是黑猩猩將自己所以的天賦點都用在了力量方面,而智人就都用在了智力上。慢慢的智人學會了生火烹飪,開始四處游走,也隨之誕生了自己的語言,從而產生了各種各樣虛擬的故事,這些故事讓智人開始了合作,從而發展成現在的一個全新的人類文明。
二、農業革命
早在一百萬年前智人們居然開始想著操控各種植物的生命了,好為我所用,所以慢慢從日升到日落智人就開始忙著播種澆水牧羊等等,要的就是得到各種各樣的谷物和肉類,那么這場關于人類生活方式的革命就叫做:農業革命。
三、科學革命
人類開始慢慢進入一個全新文明,在這個文明里,有了網絡,有了幫助智人工作的科技,也是人類有了更多的娛樂方式,這些大大提升了我們人類的一個能力或是生活質量。
四、快樂
快樂的四層。第一層更有錢更健康。更好的家庭關系婚姻關系可能會比金錢和健康更重要一些。快樂第二層,快樂由預期決定。第三層。快樂是人體內的生理反應,激素的水平改變。外在條件會刺激到生理機制但不會改變生理機制,有高潮就會有消退,所以不會永遠出于快樂狀態。人類越來越強大,并不代表著人類會越來越快樂。更加快樂幸福需要的并不僅僅是外在條件。第四層,生命的探討。生命的意義。養孩子不快樂的時間多,但養孩子還是很多父母快樂的源泉。養孩子的過程給了父母愛和培育養育生命的過程,人生意義。最后,佛教中的快樂的關鍵是追求自我,真正的了解自己。佛教的苦(不快樂)不是來源于快樂或者主觀感受本身,而對快樂的追求的感受只能的到暫時性的快樂,追求的過程大多數是痛苦的。但是只要你放棄追求快樂本身,那你可能就愉快的很多。當然現實生活中很難做到。不必追求越不過的高山,學會和自己和解。
第五篇:《萬物簡史》讀書心得
《萬物簡史》讀書心得
《萬物簡史》讀書心得1
最近,我讀了一本叫《萬物簡史》的書。它使我了解了我以前不知道的知識。
托馬斯·愛迪生在1849發明了電燈電報等,為人類的文明和進步做出了巨大的貢獻;阿爾瓦丁·費希爾在19發明了第一臺電動洗衣機,解放了人們的雙手,洗衣服變的輕松了。但是并沒有獲得消費者的認可,直到第一次世界大戰結束后,才開始得到人們的重視;托馬斯亞當斯在1869和自己的兒子一起開始了口香糖的早期歷史,讓我們的口氣變得清新;腓尼基人是歷史上一個古老民族,又稱閃族人。是他們最先發現了玻璃,玻璃能制成飾品,建筑用的材料。
我要好好學習,將來也做發明家,為人類的文明和進步做出更多的貢獻。
《萬物簡史》讀書心得2
最近,我讀了有關萬物發展史的既通俗易懂又引人入勝的書——《萬物簡史》,作者是比爾。布萊森(一位美國著名旅游文學家)。雖然呢,這本書我還沒有讀完,但是呢,它已經深深的把我吸引住了。寥闊的空宇、新時代的黎明、處境危險的行星、人類進化史……一個個標題都是那么的吸引人……
科學家們的奇聞異事:達爾文居然為蚯蚓彈起了鋼琴;牛頓將一根大針眼縫針插進眼窩,為的只是看看會有什么事情發生;富蘭克林不顧生命危險在大雷雨里放風箏;卡文迪許在自己身上做電擊強度實驗,竟然到了失去知覺的地步;卡爾。威爾海姆。舍勒習慣親自“品嘗”一下發現的化學元素,最后死于“汞中毒”;愛因斯坦在還是一個專利局三級審查員時,發表了幾篇足以改變歷史的論文,但是卻沒有一個物理學家去重視他,原因是因為他們不重視專利局職員發表的東西。于是阿爾伯特。愛因斯坦就遭到后來在申請大學講師、中學教員時的拒絕!
神奇的原子:原子非常非常非常的小,它是沒有生命的,但,它又是組成世間萬物的物質(包括人、動物、植物、石頭、土、化學元素……)從某種意義上說,整個時空中,所有的東西都是死的。
原子是不會消失的,只要它出現過,就不會消失。當你死亡之后,你身上的原子有趣組成另外的事物。可能是一棵草的、一塊石頭、一只貓、或是一個人的一部分……所以說,你的身上可能有一些莎士比亞的原子、愛因斯坦的原子,或是一只貓的原子……從某種意義上說,整個時空中,所有的東西都是長久的、不死的、永恒的……
太有趣了!太奇妙了!你還想知道更多的嗎?那就去看這本書吧!記住——《萬物簡史》。
《萬物簡史》讀書心得3
我們從何而來?我們是靠什么組成的?生命是怎么形成的?……如果你想盡可能清楚地了解這些問題,就買一本《萬物簡史》回家看看吧(廣告,無處不在)。
《萬物簡史》這本書,主要分成宇宙的形成、地球的大小、處境危險的行星、生命本身等幾個模塊。我最感興趣的是關于宇宙的部分。這部分主要講了宇宙是由一個大爆炸而形成的。大爆炸之前,宇宙是一個奇點(奇怪的點),外面沒有空間。然后,在很短的時間內,宇宙擴張了很大。我們很幸運,這個宇宙的任意一個數據只要改變一點點,也許就是另一個樣子。科學家們認為,也許存在許多個宇宙,一個宇宙有一套數據。生命選擇了這個宇宙,因為這個宇宙適合生命。更匪夷所思的是,空間是彎曲的。就是說,你從宇宙中的任意一點出發,向一個方向直走,你會回到原點。我很難想象這是為什么,就像古人不知道為什么繞地球一圈會回到原點一樣。科學實在是太奇妙了。
雖然有的人覺得這本書難讀(這個人其實就是我老媽,她每次看不到2頁,保證就睡著了),可是我讀過后發現,這本書的文字通俗易懂。作者布萊恩本來就為了讓大眾了解科學,所以專業術語、復雜符號等用的很少。大多數復雜的地方只要細細咀嚼也能明白。當然,鑒于本人智商有限,在讀關于原子什么的時還是頭昏腦脹。還有,我認為此書相對比較客觀并且理性。在寫達爾文這樣的大神級科學家時,錯誤的地方照樣毫不留情地指出,甚至直接批評了四乙公司對鉛危害的不重視。這樣,讀者不會被誤導,可以在布萊德的幫助下正確對待科學,了解科學。同時,此書涵蓋的內容極為廣泛,大到宇宙,小到細菌,只要我有不明白之處,幾乎都能在這本書中找到正確無誤又容易理解的答案。
這是我讀過的最好的科普類書籍之一。如果各位小科學迷們遇到了令自己百思不得其解的難題,就可以用《萬物簡史》來參考一下哦!
《萬物簡史》讀書心得4
近些天里,我讀完了一本名為《萬物簡史》的書。作家自稱為萬物寫史,為宇宙立傳。
作家用清晰明了、幽默風趣的筆法將宇宙大爆炸到人類文明發展進程中所發生的繁多妙趣橫生的故事一一收入筆下。這是一本可以從任何一頁任何一行任何一個字開始把你吸引的書,看著一本書就像是在聆聽一個個妙趣橫生的故事。去與達爾文、愛因斯坦、牛頓這樣的巨匠一起遨游科學的海洋,探索宇宙和世界的奧秘。
那些沉迷于科學的科學家們做過的事情,幾乎是人類做不到的:達爾文居然為蚯蚓彈起了鋼琴;牛頓將一根大針眼縫針插進眼窩,為的只是看看會有什么事情發生;富蘭克林不顧生命危險在大雷雨里放風箏;卡文迪許在自己身上做電擊強度實驗,竟然到了失去知覺的地步;發現第一批陸地動物魚甲龍化石的瑞典古生物學家賈維克居然數錯了手指、腳趾的數量,還把化石藏了48年不讓別人看這些人中,最讓我驚訝的就是卡文迪許的那件事了,他不惜自己的投入到科學當中,還有牛頓、富蘭克林他們,都是用自己來做實驗,這點讓我非常敬佩。
其實我喜歡這本書的理由很簡單。它能告訴我關于地球多大多重多老,它并不像其他的科普書那樣死板,他十分有趣,吸引著你繼續讀下去。
最后我要說,《萬物簡史》是,我讀過的最打動人的一本科普書。
《萬物簡史》讀書心得5
《萬物簡史》這本書告訴我們:1774年,內維爾·馬斯基林決定利用艾薩克·牛頓關于以引力來測定地球質量,而且更多地利用三角測量法,這需要爬很多的山,馬斯基林和數學家查爾斯·赫頓一起爬上了蘇格蘭的斯希哈林山。赫頓在作計算的同時發明了高線,他宣布,地球的重量是將近5000萬億噸。1793年約翰·米歇爾留下一種儀器的圖樣,這臺儀器將精確地測定地球的質量。17,享利·卡文迪許用米歇爾的儀器得出地球的質量為60萬億億噸,他的結果跟目前最準確的估計數僅相差1%左右,真是了不起!
這本書還告訴我們地球的年齡。其實,地球是在不斷隆起的,赫頓還推測,是地球內部的地熱創造了新的巖石和新的大陸,頂起了山脈。赫頓的現論中特別指出,形成地球的過程需要很我時間。還要再過1左右的時間,科學界才能著手解決地球年齡的問題,赫頓很有才能,率領大家開創一門地質學。
這本書告訴了我們很多少知識,不僅我有講的這些,還有生命、宇宙、行星等等,希望小伙伴有時間的話可以去看看這本書!
《萬物簡史》讀書心得6
在一張成比例的太陽系圖上,如果地球的直徑縮小到一粒豆子大小,土星會在300米以外,冥王星會在2·5公里之外(約為一個細菌大小)。按照這個比例,比鄰星在1萬6千公里之外。
亞歷山大·蒲鉑說:“大自然和大自然的法則藏匿于黑夜之中;上帝說,讓牛頓處世吧!于是世界一片光明。”英國天文學家哈雷說:“沒有任何凡人比牛頓本人更接近神。”牛頓在他的《原理》中提出了三大定律,是人類歷史上第一個真正有普遍意義的自然定律。可見牛頓之偉大。
瑞典化學家卡爾·金勒是一個地位底下的藥劑師,他在沒有什么先進儀器的情況下發現了8種元素——氯、氟、錳、鋇、鉬、鎢、氮和氧——但是什么功勞也沒有得到。每一次要么他的發現不受人注意,要么在別人做出同樣的發現后才加以發表。他在1772年發現了氧,但由于種種心酸復雜的原因無法及時發表,于是功勞最終給了約瑟夫·普里斯特利,他在1774年發現了氧。更冤枉的是幾乎所有的教科書都把氯的發現歸功于漢弗萊·戴維,但是他確實發現了,只不過比金勒完了36年!——看來只會埋頭工作還不行,還一定要讓大家都知道你在工作才行!
19一個年輕的瑞士專利局三級技術審查員(他申請提升為二級,但遭到了拒絕)在德國物理學雜志《物理學年鑒》發表勒一系列論文。他沒有大學職位,沒有自己的實驗室,通常跑的只是伯爾尼國家專利局的.小小圖書館。這個人就是啊爾伯特·愛因斯坦。在那個重要的一年,他發表的五篇論文中的三篇,用C·P·斯諾的話說,“稱得上是物理學史上最偉大的作品”——其中一篇用普朗克剛剛提出的量子理論審視光電效應,一篇論述懸浮小粒子的狀況(即布朗運動),一篇概述了狹義相對論。關于愛因斯坦,C·P·斯諾寫道,愛因斯坦好像“全憑思索,獨自一人,沒有聽取別人的意見就得出了結論。”“(狹義相對論)要是愛因斯坦沒有想到,很可能5年之內別人也能想到,但是廣義相對論完全是另外一回事,沒有他,我們今天有可能還在等待那個理論。”
關于地球大氣,對流層在赤道大約有16公里厚,在溫帶還不足10-11公里厚。80%的大氣質量所有的水分還有所有的氣候變化都在這一層。平流層在對流層之上,那里溫度會下降到零下57度,如果在沒有密封的條件下快速上升到那里,你會得嚴重得腦水腫和肺水腫,體液也會增加到危險程度。離開平流層后由于臭氧層得作用溫度很快升到大約4攝氏度。到了中間層又驟降到零下90度,然后到了顧名思義的熱層又一下子升高到1500度以上,但那里的空氣很稀薄即使分子動能如此之高,也幾乎沒有互相接觸的機會。宇宙飛船在返回地球的時候如果角度太大——大約6度以上——或者速度太快,它就會撞擊大量分子產生極易引起燃燒的拉力(哥倫比亞號航天飛機就說明了這一點),如果進入大氣層的角度太小,它很可能會被彈回空間,就像掠過水面的卵石一樣。
關于地球和人類的歷史,約翰·麥克菲在《海洋和山脈》中說,“把兩條手臂伸直,然后想象那個寬度代表整個地球的歷史。那么一只手的指尖到另一只手的手腕之間的距離代表寒武紀以前的年代。全部復雜生命都在一只手里,你只要拿起一把指甲挫就可以輕易挫掉整個人類歷史。”
《萬物簡史》讀書心得7
放下手中厚重的書籍,卻久久不能忘懷,是科學的神奇?還是對自身的探索?在這本被美國著名媒體紐約時報稱為“為萬物寫史,為宇宙立傳”的書中,作者以一種區別于普通科普圖書的通俗易懂和引人入勝方式讓我們折服。
《萬物簡史》是一有關于現代科學發展史的書,其作者是美國比爾·布萊森。比爾·布萊森是世界知名旅游文學家,1951年出生于美國艾奧瓦州,作品主要包括旅游類隨筆、幽默獨特的科普作品。比如《萬物簡史》、《母語》等等,橫跨多種領域,乏味的知識在他信手拈來。布萊森曾在英國居住之久,在20年中他無時無地不在學習英國的人文風貌,從而使在《萬物簡史》中英國式的幽默和美國式的搞笑同時出現,佩服的是不僅兩者之間沒有任何沖突還很好地融合了起來。在書中不僅涉及了宇宙,天文,物理,化學,科技,生物,古生物,航空,甚至是生命。在書中的有一節介紹了細菌世界,當你安然入睡時,你會不會感到一絲不適?其實在你的床上還住著超過200萬的螨蟲,它們以吞吃你的頭皮屑為食,聽起來很恐怖吧!
讀完這本書你會發現人類多么渺小,大自然的神奇。可總是有人不服從大自然的安排,試圖逆轉大自然,可結果呢?不用說大家應該都知道了吧,與大自然對抗的結果自然是滅亡。
作者曾經不止一次說過地球是幸運的,因為我們生活在太陽比較穩定的時代,當它從星云開始形成,一直到紅巨星、白矮星,最后的滅亡,這一過程大約要經過100億年,我們正好生活在壯年的紅巨星這一段時期,它不像新星那樣有活力;同時又不太老,有大量的物質可以讓它以每秒鐘大約400萬噸的速度自由持續的揮霍,用來維持地球上所有生物的生長和生存。但最重要的不止如此,我們的地球恰好有水的存在,這是我們生命的最基本的前提條件。
總而言之這本書囊括了眾多領域,可以使我們的知識累積有一個質的飛躍。當我真正放下這本書時我發現世界不再沉悶了,因為我通過《萬物簡史》這扇窗戶了解了這個世界還有很多的精彩帶我們去發現!正因為有無數個祖先對生命的熱愛和執著,對生活的小心和認真,才換來了一個可以坐在這里打字的我,以及此時也許正笑著看這篇文章的你。
《萬物簡史》讀書心得8
《萬物簡史》是一本引人入勝的書,作者比爾布萊森把19~21世紀的科學發展進程記錄了下來,讓人們明白科學家以前的猜想和創造,更加深入的把大自然的幾番不同的模樣描述了一遍。全書分為六部分:寥廓的宇宙、地球的大小、一個新時代的黎明、處境危險的行星、生命本身、通向我們的路。正像《出版商周刊》說,閱讀布萊森的作品,就像是在聆聽一個個妙趣橫生的故事。他的故事像磁鐵一樣吸引著我,讓我了解了愛因斯坦、牛頓、弗里茨茲威基等科學家。知道原子、鉛、細菌的組成、形成部分。可以說是這本書讓我受益匪淺。
這本書的有些內容讓我非常地震驚,原來自己有那么多知識不知道。宇宙一開始只有人的手掌大小,后來,經過不斷爆炸而引發了巨大的膨脹而變成了原來的幾千萬億倍。科學家提出,宇宙也應該有好幾個,我們所住的只是其中一個,世界應該更大;以前大家一致認為鉛不據有毒性,生理學家找了幾個志愿者來做人體試驗,幾個月后來醫院復查,身體并沒有發現異常,那時他們根本不知道,鉛在人的血液和骨頭里!一旦把許多鉛都吸到體內去了,就很難將毒取出來。每天,我坐在床上看報紙,報紙里的鉛到了床上,夜晚還要睡覺,鉛不是到人身上了?所以以后再也不能在床上看報紙,;人去世后,人體內有一部分的原子會跑出來,到另外人的體內,有可能你身上還有牛頓的原子呢!
我喜歡《萬物簡史》的理由很簡單,它的奧秘和知識包羅萬象,就像飲不完的水,讓我不顧一切地去飲用它,使人回味無窮。
《萬物簡史》讀書心得9
媽媽給我買了一本厚厚的科普書《萬物簡史》,我非常喜歡。這個寒假,我開始讀這本書,這本書的作者是比爾布萊森,他是美國著名的旅游文學作家。
讀了這本書,我明白了宇宙中上所有事物不是一下子就變出來的,而是經過了漫長的進化而來的。就像我們的地球產生于幾百億年,剛開始是沒有生命的,經過了好幾百億年,才有了水和生物,之后又有了陸地,又過了幾十億年才有我們人類。
我最感興趣的是地球的歷史。很久以前,地球沒有水,只有滾燙的巖漿。過了好幾億年后就有了水,這段歷史被稱為寒武紀。寒武紀的生物各種各樣,有珊瑚、有貝殼、還有水草。又過了好幾億年,產生了陸地,陸地上有了許多植物,其中最常見的就是現在被稱為活化石的銀杏樹了。在這時又出現了爬性動物,之后恐龍時代來襲,這時也出現了較小的哺乳動物,這段歷史叫三疊紀侏羅紀白堊紀。之后一顆小行星使恐龍滅絕了,出現了大型哺乳動物,然后終于出現了人類。
這本書里還講述了很多科學的奇跡和成就,還有很多科學家的有趣故事,讓我了解了大千世界的無窮奧秘。