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Kepler),在,1571,年,12,月,27,日生于威尔，是位于德国渥太华一个城镇,1591,年，开普勒从大学毕业后转入神学院，准备当牧师。,1594,年，将从神学院毕业时，经人介绍到奥地利葛瑞兹地方教数学及天文学,14/44,开普勒三大行星运动定律,椭圆轨道定律：行（卫）星运转轨道为椭圆，而被绕行之天体之质量中心位在椭圆之某一焦点上。而圆可视作椭圆一个特例,等面积定律：相等时间内，行（卫）星扫过相等面积，所以行（卫）星距离被绕行之天体较近时，其速率较快。而这个定律其实就是牛顿提出之角动量守恒定律,调和定律：绕行相同天体任两颗行（卫）星，其公转周期,(T),平方与其轨道之半长轴（,r,）之立方成正比。而这个定律能够由牛顿之万有引力定律所推导出来,15/44,伽利略之贡献,伽利略创造并改良望远镜，使之观察天体愈加方便。而他因为支持哥白尼太阳中心之论点，而遭教会迫害，其一生最终,9,年均在牢中度过,伽利略,(Galileo Galilei),在,1564,年出生于意大利比萨,他在比萨大教堂发觉单摆长度改变，摆动周期就不一样；不过摆锤重量、摆幅大小和摆动周期无关，这就是,摆锤等时性原理,。这发觉在当初是一项创举，那时伽利略还不满,20,岁，是一位医学院学生,落体试验证实古希腊最著名哲学家,亚里士多德学说是错误，当初伽利略为,26,岁,16/44,伽利略观察,伽利略用望远镜看见金星也跟月亮一样有盈亏，证实了哥白尼看法是正确,显然金星是绕着太阳转，而不是绕着地球转,看见太阳表面有黑点，而且这些黑点不停在移动、在改变，渐渐又消失了。这发觉击碎了天体是完美臆测，而且证实太阳本身在旋转,1622,年伽利略好朋友,乌鲁班八世即位，成为罗马新教皇。伽利略心想机会来了，于是他开始撰写,关于托勒密和哥白尼宇宙论对话,，这本书在,1632,年出版，表面上是以对话形式，来讲解两种宇宙论观点，实际上则是宣扬哥白尼地动说,17/44,伽利略受到迫害,这书完成明年，伽利略就被押到罗马宗教法庭总部，并被指控为“反对教皇、宣传异端”罪名，可怜伽利略在布鲁诺被烧死阴影、和不堪身心折磨情况下，终于口头上认可自己学说错误，并接收无限期在家监禁处罚，直到教会满意为止,尽管遭到软禁，伽利略研究精神依然旺盛，他在家开始撰写,新科学对话,这本书，书中将自己年轻时研究详细写下，成为后世研究科学宝典，这时他已经是,74,岁老人了，双眼也完全失明。,1642,年伽利略离开人世。不过同一年，牛顿在英国诞生，牛顿说他是站在巨人肩膀上，才有如此伟大成就。而伽利略就是这巨人其中之一,18/44,牛顿与运动定律,小时候牛顿充满好奇心，并展现数学与机械能力，显然他不是想成为农夫。在,1661,年他就进入剑桥三一学院。,在,1664,年那一年他就被选为三一学院学者，使他在取得学士学位后一年就能够自由从事自己喜欢研究工作，不过当年大瘟疫阻止了他机会，该大学竟然于,1665,年关闭。,1667,年牛顿回到三一学院被选为剑桥大学院士，在,1669,年，他天才被必定，而任职数学教授，他创造首座反射望远镜而轰动当初社会，并于,1672,年他被推选入皇家社团。,19/44,牛顿运动定律,牛顿于,1684,年出版了他,De motus Corporum,，随即多年后完成了更复杂著作,Philosophiae natural is principia mathematica,。建立了三个运动定律及宇宙引力定律，分别是惯性定律：运动体除非受外力影响保持其等速；静止体也保持静止除非受到外力。加速定律：力量等于质量乘以加速度。反作用力定律：作用力等于反作用力，或每一个力都会引发其反作用力。牛顿最得意著作,Principia,于,1687,年出版,。,牛顿逝世时，留下了一大堆未出版文章，包含数万字相关神秘炼金术研究，他深入研究了多年，他炼金术与他物理学不甚符合，所以困扰很多学者。,如达尔文引述：,“,牛顿揭露了自然现象发生与结果，而且完全解开了自然界潜在定律”。,20/44,工业革命时期科技发展,瓦特创造蒸气机后，造就了工业革命。亦即是资本主义工业化早期历程，即资本主义生产完成了从工厂手工业向机器大工业过渡阶段。是以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工厂手工生产一场生产与科技革命。,普通认为，蒸汽机、焦炭、铁和钢是促成工业革命技术加速发展四项主要原因。此时期西方科技快速进步，也使得欧洲国家侵略及殖民其它国家。,21/44,瓦特与蒸汽机,瓦特,(James Watt),在,1736,年,1,月,19,日生于苏格兰一个工人家庭，从小饱受贫穷和疾病折磨，十几岁即到来伦敦当学徒，学习机械制造。,1756,年，瓦特回到苏格兰格拉斯哥，在格拉斯哥大学谋得了一个机修工职位。在大学里，他认识了著名物理学家布莱克，从他那里学到了许多热学知识。与此同时，他在思索怎样改进纽可门蒸汽机。,22/44,蒸汽机改良-冷凝器创造,1763,年，他受命修理格拉斯哥大学一台纽可门蒸汽机，得以仔细研究纽可门,(Newcomen),机结构。,1765,年，瓦特终于想出了在汽缸之后再加一个冷凝器主意。冷凝器与汽缸之间用一个可调整阀门相连，高温蒸汽注入汽缸时阀门关上，作功后打开阀门，蒸汽则马上被引入冷凝器冷却，此冷凝器已事先用一台抽气机抽成真空，之后在冷凝器和汽缸内均形成真空。活塞在大气压力下作功，然后关上阀门，重新将冷凝器抽成真空，重复前一过程。,23/44,蒸汽机改良-离心调整器创造,到1790年，瓦特机几乎全部取代了传统纽可门机，瓦特开始作为蒸汽机创造人而受到尊崇。瓦特机广泛利用使工业革命进入新高潮，古老人力、畜力和水力被蒸汽动力所代替，工厂无须再建在水流湍急地方。纺织业、采矿业和冶金业在瓦特机带动下快速发展，而为了制造瓦特机又使机械制造业繁荣起来,18，瓦特被选人皇家学会，他曾就职格拉斯哥大学授予他声誉博士学位,24/44,达尔文与进化论,达尔文(Charles Robert Darwin)出生于18，达尔文在 1825年进入爱丁堡大学之初想学医，之后几年他加入普林尼博物学会并受到著名医生及动物学家罗柏特格兰特影响。,当达尔文父亲得知他将暂停医科学业时，提议他去当牧师，而达尔文也听从提议在1827年进入剑桥大学基督学院就读。他以后说，在那里是浪费时间，不过，他跟着植物学家约翰史蒂芬韩斯洛求学，搜集甲虫类之昆虫，而且在1831年毕业。,25/44,达尔文与小猎犬号,小猎犬号,(Beagle),年轻船长罗柏特费兹罗伊征求一位年轻、含有良好教养并能承受寂寞与沉闷旅程同伴。这趟旅行目标在测量智利和秘鲁海岸，以及探访南太平洋诸岛与西印度群岛。,猎犬号在,1836.10.2,返回英格兰。,1837,年，在对旅程仍记忆犹新之时，达尔文开始由大量纪录中描述出理论性部分，并在,1838,年，当他读到马尔萨斯学说时，开始有了他对天择说，也就是生物为了活命而只留下有益生存特色想法。,26/44,26,达尔文著作,他以后出版了三部相关他观察珊瑚礁、火山岛及其它地质现象作品，这些作品更确立了达尔文专业声望。接下来几年，达尔文陆续出版了他,物种起源,、,适者生存,。出版,物种起源,之后，达尔文就跟着出版了数本和天择相关书，包含,1871,年,进化论,，,1872,年出版,人类、动物情感表示,，以及,1880,年,植物变动力量,。,达尔文死于,1882.4.19,，享年,73,岁。他遗骸葬于牛顿、法拉第等英国伟人长眠西敏思教堂。,27/44,门德尔遗传定律,1856,年门德尔开始用菜豆做一连串时验。约两年期间内，他培植豆子以产生有七种特征纯种，这些特征是选取看得见性质，如大小、颜色、形状、及结构等，归纳出,独立分离定律,、,独立支配定律,及,显性定律,等三大遗传定律。,1865,年门德尔把他试验结果送至布诺自然历史学会，并于第二年出版，这篇论文没引发注意。门德尔于,1884.1.6,过世。,门德尔用来进行豌豆试验空地，就在修道院后面,28/44,28,19，在门德尔死后，他论文被3位植物学家荷兰德弗里斯、德国柯伦斯及奥地利丘歇马克重新发觉。这件事之后，创造基因名称剑桥科学家贝替森，把门德尔定律引用到他遗传研究方面，贝替森舍弃达尔文逐步形成品种学说，而门德尔试验可用来解释他突变设计。,1930年代，新一代基因科学家研究，相关门德尔贡献困扰得以深入厘清。结果门德尔理论被认为解释了特征遗传基本过程，它现成为自然选择理论一部份，并因染色体遗传发觉而更受到支持。,29/44,近当代科技发展,当代科技发展在二十世纪以后即突飞猛进，两次世界大战军事科技需求，再加上近代计算机科技辅助，科技发展已到达日新月异、突飞猛进程度。奥地利兰斯坦纳发觉人类,A,、,B,、,O,血型，建立了血液分类学基础。英国萨顿确立了门德尔法则细胞学基础。波兰居里夫人发觉放射性物质。爱因斯坦提出相对论造成以后核能科技发展。威格纳提出地壳板块移动理论说明地质及生物分布关联。且在当代，科技研究已经是群体工作，大规模人力及物力投入及分工得精细，使得科技发展愈加紧速。,30/44,玛丽居里和放射性物质,玛丽居里,(Marie Curie),于,1867,年,11,月,7,日生于华沙玛亚。玛丽居里教育过程可说是一个用意志力克服各种困难故事，当初波兰不是独立国家而是帝俄一省，帝俄要压制波兰文化。玛丽居里就是在这种环境中成长，在念高校时也受到压制，即使她学业成绩相当优异，但仍不允许受更高教育，结果在,1883,年高校毕业后她参加了一个含有反抗性密秘女性流动大学。,1891,年她搬到法国并在巴黎大学修学位，,1893,年她是索邦大学第一个女性拿到物理学位并以出色成就毕业，一年后她又取得数学学位。,31/44,她计划测量铀物性及各种不一样含铀之矿物，一个在德国杰契斯札地域已开采一世纪铀矿样本，经证实意外比贝尔革勒铀活性更强，当居里发觉钍元素也具放射性，愈加深其神秘性，,1898,年,4,月居里首次提出她研究汇报，接着,7,月发表另一篇论文，居里夫妇汇报新发觉元素，他们提议称之为钋，贝尔革勒放射线由一些物质产生，显然含有深一层意义，是一个广泛自然界现象之一，居里夫妇称之为放射性。,玛丽,摄于,1878,年,32/44,因为他们研究，居里夫妇和贝尔革勒共同分享19诺贝尔奖，这也归功于皮尔主动替他太太游说，原来他单独被考虑得此奖，夫妇两人一夜之间成为名人，不过3年之后，19，皮尔于巴黎一次意外事件中死亡，在一个下雨午后，他被一只烈马踢倒在地，头被马车左后轮碾过，头颅当场破裂，遭此重击，玛丽还是继任皮尔在索邦大学教职，成为该大学第一位女性教授。,33/44,在居里夫妇进行他们研究时，尚不知放射线危险性，所以他们并未小心处理他们发觉新元素，皮尔曾把含有镭之溶液试管放在口袋，接触部份受到灼伤，他注意到复原得很慢，玛丽把放射性物质放在床边发亮光，两人得到症状即今日所知辐射症，玛丽晚年受到健康问题困扰，但她将之保密，她试验室记事本，到今天仍含有高度放射性。,1934,年,7,月,4,日玛丽居里死于和放射线中毒相关白血球症，她被葬于使西斯,(Sceaux),墓地，和皮尔同一墓穴。,1896,年,居里夫妇,于试验室,34/44,爱因斯坦与相对论,埃布尔爱因斯坦(Albert Einstein)生于1879年3月14日德国乌姆，是哈尔门爱因斯坦及保琳柯基之子，出生后明年全家搬至慕尼黑，幼时爱因斯坦缄默寡言，被认为是不寻常而并不天才，他不喜欢德国严厉教条也不热衷拉丁文与希腊文。他从数学开始进入科学领域主要是受其叔父工程师杰考柏爱因斯坦激发。十二岁时爱因斯坦就自学几何学，他少年时不寻常梦想就决心要揭露宇宙奥妙之迷。,35/44,19爱因斯坦在瑞士专利企业当一名初级专利员，工作中他细审清理各种申请专利经验，激发他对太空及时间之想法。这对时间之想法这段时间他即使与物理学界孤立，却也使他发觉物理界当代思想发展一段主要时期。爱因斯坦在19于物理期刊中发表三篇主要文章。,爱因斯坦提出光是能够用蒲朗克常数(h)计算出来一串能量分子来表示（photon一词以后被定为光子）。内试验确定可见光及光子存在，由此论文使他得到19诺贝尔奖。,36/44,相对理论之所以成功之主要理由是因19发表量子理论学。特殊相对理论能够被使用于预测次原子一些作用，而牛顿物理法则却无法做到。量子理论创始人之一马克斯蒲朗克(Max Planck)很快认同相对论。爱因斯坦解释相对论中个体质量可由它测出所含之能量，他随即发表更详细讲解，而提出有名之方程式E=mc2，能量等于质量乘光速平方。,当他19文章传开在物理界被认知后，于19转入祖力克大学教学。19转任教柏林大学。从那以后，爱因斯坦有更多时间效力于研究。,37/44,1933,年爱因斯坦书籍被德国纳粹烧掉，他财产也被没收。爱因斯坦当初在美国任教，未再回去德国。他接收普林斯顿高等研究院之终生职位。他曾受希特勒主义影响激发而放弃和平主义信念，于,1939,年他勉强参加签署寄一封信给罗斯福总统提议发展原子弹。他并不深入参加原子弹发展工作，部分理由是因他被认为同情左派而被怀疑有安全问题所致。战争后，爱因斯坦成为一位主张解除原子武器抗议者。他并未被公认为美国爱国者，他反对国会审问,1950,年代所谓,非美国人运动,。于,1952,年他拒绝受邀当以色列总统一个形式之职位。,38/44,约翰巴登与超导现象,约翰巴登(John Bardeen)在19出生于威斯康星州麦迪逊。1923 年，15岁时便进入威斯康辛大学就读。在那里他受保罗狄拉克影响，他变得对数学物理学感到兴趣。在1928年他拿到了工程学士学位，更在1929年得到他硕士学位。他在1936年数学物理学拿到了数学物理学博士学位。,巴登在1945年回到贝尔试验室做固态物理研究。1948年，巴登和布莱登使用锗结晶创造了能扩大音频信号点接触 装置。集成电路和硅芯片发展，及它们对工业技术重大影响都是基于这个工作。所以，在1956年巴登、夏克里和布莱登共同取得诺贝尔奖。,39/44,超导理论,荷兰物理学家欧尼斯于19发觉在很低温度下水银突然失去对电流阻力时，当初欧尼斯并不了解这是超导现象。然而，40年没有进步了。巴登同事赫林写道：透过约翰充满热情刻意追求努力解释超导电性秘密。,BCS理论于1950年开始进展，当巴登研究以不一样温度制造一些超导性元素同位素，或者不一样形式者。巴登认为借着它们运动是电子与原子格子中振动唯一相互作用。巴登与一位巴登称之为从东方来机械士纽约科学家寇柏和硕士休里夫继续研究早期出版不完全理论。在1957年他们共同发表解释超导电性普通理论。,40/44,因为,BCS,理论，在,1972,年使巴登，寇柏和休里夫取得诺贝尔物理奖，巴登成为第一位在相同领域得到两次诺贝尔奖科学家。因为必需在低温状态下方能产生超导电性故不具马上之适用性。不过，发觉高温超导材料成为一个实用目标。,约翰巴登从,1959,年一直到他,1975,年退休为止，都在伊利诺大学高级研究所任教。他儿子威廉以后成为基本粒子理论家。,超导体,磁出现象,41/44,詹姆士华生与脱氧核醣核酸结构,詹姆士华生,(James Watson),于,1928,年出生于芝加哥。华生于,1943,年进入芝加哥大学主修动物学，在,1947,年取得学士学位。当他在高年级时，他开始对遗传学感到兴趣，且喜欢弗朗西斯克里克，他被薛丁格于,1945,年所著之,何谓生命,?,一书深深打动。华生以后说：,“,我变得很想去发觉基因秘密”,华生于,1950,年在印地安纳州取得他博士头衔，华生到哥本哈根在国际研究会议做他博士后研究。,42/44,在,1951,年意大利那普勒斯一个会议，他参加维尔金斯,(,已经转向生物学核物理学家,),以,X,光结晶学研究,DNA,复杂分子结构一场演讲，华生立刻对此感到兴奋。,当初已经有好几个小组在做,DNA,研究工作，一是英国维尔金斯和生物物理学家弗兰克林，他们已经拍下非常清楚,X,射线干涉图；一是美国著名化学家鲍林。这二个小组实际上已经搞清楚了,DNA,螺旋结构。华生和克里克抓紧时间研究已经取得数据，于,1951,年底提出了第一个模型。,43/44,1953,年,4,月，他们终于将新,DNA,结构模型在,自然,杂志上公诸于世。这是一个成功,DNA,分子结构模型，它由二条右旋但反向炼绕同一个轴盘而成，向一个螺旋形梯子，生命遗传密码就刻在梯子横档上。,DNA,双螺旋结构模型提出是生物学史上划时代事件，它宣告了分子生物学诞生，生物学已经进入了分子水平。以此为开端，生物学各个领域均发生了巨大改变。华生、克里克和维尔金斯所以取得,1962,年诺贝尔医学与生理学奖。,44/44,