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世界物理学史

世界物理学史（historyofphysics）是物理学在历史进程中的

发生、发展过程。近代意义的物理学诞生于欧洲15—17世纪。人们

一般将欧洲历史作为物理学史的社会背景。从远古到公元5世纪属

古代史时期；5—13世纪为中世纪时期；14—16世纪为文艺复兴运动

时期；16—17世纪为科学革命时期，以N.哥白尼、伽利略、牛顿为

代表的近代科学在此时期产生，从此之后，科学随各个世纪的更替而

发展。近半个世纪，人们按照物理学史特点，将其发展大致分期如下：

①从远古到中世纪属古代时期。②从文艺复兴到19世纪，是经典物

理学时期。牛顿力学在此时期发展到顶峰，其时空观、物质观和因

果关系影响了光、声、热、电磁的各学科，甚而影响到物理学以外的

自然科学和社会科学。③随着20世纪的到来，量子论和相对论相继

出现；新的时空观、概率论和不确定度关系等在宇观和微观领域取代

牛顿力学的相关概念，人们称此时期为近代物理学时期。

大约在公元前4000—前2000年间，在底格里斯河、幼发拉底河、

尼罗河、印度河和黄河各流域，逐渐形成了古代文明的中心。公元前

7世纪到前2世纪，古代科学在希腊和中国均获得较大的进展。鉴于

中国的历史进程与欧洲有别，有关物理学在中国古代的情形见中国物

理学史。

物理学来源于古希腊理性唯物思想。早期的哲学家提出了许多范

围广泛的问题，诸如宇宙秩序的来源、世界多样性和各类变种的起源、

如何说明物质和形式、运动和变化之间的关系等。尤其是，以留基波、

德谟克利特为代表，后又被伊壁鸠鲁和卢克莱修发展的原子论，以及

以爱利亚的芝诺为代表的斯多阿学派主张自然界连续性的观点，对自

然界的结构和运动、变化等作出各自的说明。原子论曾对从18世纪

起的化学和物理学起着相当大的影响。

古希腊和古罗马的物理学实际上最好的是静力学，其真正代表人

物是阿基米德。他建立了杠杆定律、浮体定律，发明了后来以他名字

命名的螺旋抽水机。更重要的是，他将欧几里得几何学和逻辑推理用

于解决物理问题，这为经典物理学的兴起在方法上提供了一个榜样。

至于亚里士多德的物理学，实质上大部分是由错误判断、逻辑集合而

成的几个概念。他将宇宙分成天上的和地上的两种截然不同的领域，

将运动分为“自然的”和“非自然的”两类，“非自然运动”需要恒常

的外因等。今天看来，奇怪的是，占有整个中世纪的形而上学不是阿

基米德的物理学，而是亚里士多德的物理学。这不仅与宗教的需要有

关，大概亦与亚里士多德论证问题的巧妙方式有关。此外，泰利斯观

察到琥珀吸引现象；毕达哥拉斯可能知道某些音程的数字比例；欧几

里得探讨了凹面镜的反射现象；托勒玫发现光线入射角和折射角成比

例，他构建的洋葱式宇宙模式（托勒玫体系）对中世纪影响颇大。

随着古希腊和古罗马文明的衰落，中世纪时期，慑于社会压力、

政治迫害和早期教会神父的反理智偏见，剩下少数的科学家和哲学家

流向东方。他们的大量科学经典传进阿拉伯国家，被译成阿拉伯文而

被保存下来。但在物理学方面，唯有光学在阿拉伯得以发展。这个时

期相当于中国的隋唐和宋初。阿尔·哈增发展了光反射和折射知识，

对眼睛的构造作出了解剖研究，创立了至今仍被沿用的一些术语，如

“角膜”、“玻璃液”等。12—13世纪，在欧洲建立了一些附属教堂的

学校，以1100年创建的巴黎大学为标志，其后，博洛尼亚大学、牛

津大学、剑桥大学相继建立。一些学者开始对希腊文化重新发生兴趣，

亦开始从阿拉伯文翻译原本是希腊的科学著作。这些学校虽讲授阿拉

伯文的亚里士多德著作，但亚里士多德讨论问题的逻辑方式却成为欧

洲传统，无形中一代代地培养了学生逻辑思维的习惯。13—14世纪期

间，一些学者在评注亚里士多德运动观中，提出并发展了“冲力说”。

这些人虽然在希腊科学的总框架内工作，但中世纪后期的科学家在物

理学一些问题上做得精细且有一定水平，并为16—17世纪的科学革

命奠定了基础。

16—17世纪，一场伟大的科学革命在欧洲兴起。它是文艺复兴的

产物。大批阿拉伯文的古希腊和罗马文献的翻译，激起了人文主义，

激起新兴市民去探讨现实世界和自然界的热情。此时，东西方都积累

了大量的由工艺传统而获得的科学知识；加之，诸如纺织、钟表、眼

镜和玻璃等生产技术的进步，为科学研究提供了新的实验手段。这

场革命首先起于天文学，继而是力学、光学。新科学观取代了统治科

学近2,000年之久的古