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» 物理 2013-10-20 物理漫談

物理漫談 江銘輝 五夢網

一、什麼是物理？

物理最先是研究你周圍所發生一切事物和事件，像閃電、霧、潮汐等你周遭所看到和所聽到的事物以及其他的許多東西。隨著物理學的發現，人類發明了數以千計足以影響到你曰常生活的機器如電器、電視、運輸工具、機械人，和電子產品都是。

物理也嘗試去解釋事物是如何作用或是事物為何會發生，〝如何〞的問題是較易回答的。物理定律能夠描述物體"如何"落下？光是"如何"傳遞？彩虹是"如何"發生的?或者電視是"如何"工作的？而回答"為何"這個問題是較困難的，例如"為何"有萬有引力？光"為何"沿直線傳遞"，磁石"為何"有吸引力?都是較難答覆，總之，我們說物理是研究自然界有關時間、空間、運動和能量的關係，其研究對象包括：物質、能量、力、聲、光、電、熱及原子。

二、物理學家與物理定律

從事物理研究的入，我們稱為物理學家，物理學家耗費很多時間去做實驗以便準確的測量和記錄實驗結果。有時實驗結果呈現一定的規則，如果發現這些規則，就可將之以文字或數學方式寫下，稱之為定律。

有些物理上的定律在數百年前即被發現，猶能通用於今日，例如阿基米德原理(西元前250年發現)和牛頓定律，西元(1686年)發現，但是物理上的古老定律有時為新的發現所改變。

物理定律告訴我們事物如何發生，並且用理論來解釋事物為何會有如此之行為。

三 物理學的歷史

1.希臘時代

最早的物理學家可能是古希臘人，其中最著名約是亞里斯多德，他誕生於西元前384年，他提出的定律是關於地球和行星如何移動，及所有物質的組成"元素"。另外阿基米德，他是最先解釋物體為什麼下沈或上浮的古希臘學者。

2.十七世紀

許多亞里士多德的觀念直到伽利略(1564~1642)時代仍為大眾相信，但被伽利略、牛頓推翻了，伽利略是第一位以謹慎實驗求證的物理學家，他研究物體的下落並求出了運動的新定律。

在所有的物理學家中，最負盛名的就是牛頓了，他生於1642年，他對光、重力及運動中的物體的一些發現，仍為今日物理界所採用。

3.電學時代

電學的"發現"，將物理學帶進了一個新時代，自伏特發明了電解電池(簡稱電池)後，使得科學家能做一連串的實驗，進而發現了新的物理定律。歐姆、安培和厄斯特是三位在電學上著名的科學家。但是最重要的發現是由法拉第在一八三一年所完成的，他是將電和磁建立關係的第一人，他的成就導致了今日普遍採用的馬達、電磁鐵和發電機的發明。電磁波的發現，使人類向前跨越一大步，馬克思威的電磁理論更直接將捉摸不定的光，證明是電磁波，並且說，所有電磁波每秒都可跑30萬公里，約地球的7圈半。

4.新物理時代

法拉第是第一個提出磁鐵四周具有"力場"觀念的人，稱為電場，引進場的關念，在二十世紀，力場的觀點是被用來解釋磁力和重力現象。愛因斯坦可能是這個世紀中最著名的物理學家，終其一生，他都嘗試著僅用一個理論將重力場和磁場連接在一起而加以解釋，但是他失敗了。但無論如何，打破古典物理關念的相對論和量子力學是20世紀初的偉大發現，愛因斯坦、普蘭克、薛丁格是相對論和量子力學的先驅。

5. 原子物理時代

二十世紀的物理大部份時間多是探討構成所有物質的基本組成粒子。原子物理的發軔，始於拉塞福在1911年探討原子的結構。原子物理和核物理目前是非常重要的研究領域，其發展導致費米在1942年發明核反應器，進而產生了原子彈，而在一九四五年首次被使用。費米也是核能電廠創立的始祖。