物理學發展史

拉格朗日 Joseph Louis Lagrange

拉格朗日 Joseph Louis Lagrange
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

拉格朗日〈1736-1813〉是位著名數學家。他對數學、物理和天文等都有很大貢獻,物理方面,他提出靜力學和動力學的方程式,並出版了一部經典力學-《分析力學》,引入變分法,從勢能函而非力出發,建構所謂拉格朗日力學,成為往後算學物理的基礎。

拉格朗日出生於1736年1月25日生於義大利北部的都靈市,他的家庭在當時社會中有崇高的地位,他父親是撒丁王國的軍事顧問,在拉格朗日小時候,父親經 商失敗,損失萬貫家財,然而因此拉格朗日從小發憤向學,不過那時的他對於數學並不感興趣,17歲時他閱讀到一篇英國數學家哈雷的文章,因此而燃起他對數學 的熱誠,他便開始自學數學,18歲開始寫數學論文,19歲即擔任皇家砲兵學校的數學教授,同年他創立了變分法並寫信給歐拉,解決了當時困擾數學界的問題, 歐拉十分贊同他的見解,並認為拉格朗日是當時最有實力的數學家之一,從此開始他的數學研究之路。

歐拉 Leonhard Euler

歐拉 Leonhard Euler
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

歐拉〈1707-1783〉在數學上的地位是很崇高,而在物理的研究計算了物體的旋轉運動、旋轉的慣性輪特性、以及流體的流動,並校正月球、行星、慧星運動的資料,他也研究光學,並發展了光的波動論。

歐拉於1707年四月15日出生於瑞士的巴爾賽,歐拉是家裡長子,他的父親及外公都是牧師,他誕生後兩年全家搬到附近的鄉村里恩,他父親曾是傑克布.白努 利的學生,歐拉的父親希望他繼承他的衣缽,教導他神學和數學,後來歐拉搬回巴塞爾與他外祖母一起住,並在那開始了他的學業,但其實歐拉的數學幾乎都是由一 位大學生私下教他而學得的。歐拉在學業上勤奮向學,表現非常優異,歐拉為了不讓父親失望,13歲進入巴塞爾大學,學習神學、哲學和法律,而他的數學能力引 起約翰.白努利老師的注意,所以每週六下午老師親自教他數學,在那間大學裡他也與丹尼爾.白努利和尼古拉.白努利成為好朋友。

白努利 Daniel Bernoulli

白努利 Daniel Bernoulli
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

白努利〈1700-1782〉是著名的物理學家,他發現著名的流體動力學的「白努利定律」,意即流動的速度越快,壓力越小小到一些日常生活的機械動作,大到天上飛的飛機,都是利用這個原理。

白努利1700年生於荷蘭的格羅寧根,但白努利家族的故鄉在瑞士,他的生世很好,因其白努利家族從17、18世紀以來即人才輩出,三代中出現了8位數學家 及科學家,他的伯父傑克布及父親約翰都是數學家,他們繼續研究牛頓的微積分並使其發揚光大。白努利受到生長環境的影響,從小對微積分也有著濃厚的興趣,但 他父親希望他能從商,反對他想以研究數學為工作的心態,但他寧願選擇從醫,並且不忘鑽研數學,1716年白努利獲得哲學碩士學位,此時歐拉被白努利的另一 位伯父尼古拉推薦進入巴塞爾大學,並成為白努利父親的得意學生,1721年白努利拿到了巴塞爾大學醫學博士學位。

牛頓 (Isaac Newton)

牛頓 (Isaac Newton)
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

牛頓(1643-1727) 是人類史上最偉大的物理學家之一,他創立了微積分,發現白光被稜鏡散色的光譜,陳述著名的「力學三大運動定律」、及「萬有引力定律」。為了紀念他的偉大發現,力的單位就用「牛頓」來命名。

牛頓於1643年12月25日於英國林肯郡鄉下的一個小村落誕生,然而在他出生前父親就去世了,他是個早產兒所以身材比一般小孩嬌小虛弱,兩歲那年母親改 嫁給一位名為史密斯的牧師,母親將他託付給外祖母照顧。牛頓開始在鄉村學校學習,他只喜歡數學,所以小時候成績並不好,可是他很喜歡動手做實驗,對於自然 現象極感興趣!可是老師很瞧不起他,後來勤奮向學,終於在班上名列前矛。

15歲時繼父過世,母親要牛頓休學管理農事,牛頓卻熱衷於設計機械與研究數學,之 後在舅舅及國中校長鼓吹下,母親終於同意牛頓繼續他的學業。18歲那年他進入劍橋大學三一學院學習,在那裡他遇到了學業啟蒙導師-巴羅老師,教導地理、物 理、天文和數學等,他注意到牛頓的自然科學及數學方面的優異理解能力,1665年牛頓發現了二項試定理,那年他也得到學士學位。

虎克 (Robert Hooke)

虎克 Robert Hooke
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

虎克〈1635-1703〉科學史上稱他是「發明大王」,除了大家熟悉的虎克彈性定律外,他設計了第一台顯微鏡,並發明「細胞」一詞,他是第一個發現表面張力的人,第一個具有彈簧的手錶,第一台真空抽氣機,第一隻水銀溫度計,第一個天平,第一架半杯式風速計。

虎克於1635年7月18號在英國南部的一座小島-懷特島,那裡的環境非常天然且 原始,島上有一座監獄,那是關所有罪行重大的犯人,虎克的父親是當地一座小教堂的牧師,其生活非常地困苦。虎克從小對他的生活環境抱持著憤世嫉俗的心態, 認為上帝對待他的家庭如此不公平,他對於自己動手做機器和繪畫展現了濃厚的興趣及創造力,1648年虎克的父親去世,虎克的父親要他到倫敦去找當時的畫壇 怪傑-萊利爵士。爵士教導他如何修復陶器與名畫,他也看到中國科學家張衡的製造的渾天儀,更深一層了解機器的構造並習得一副巧妙的手藝!

惠更斯 (Christiaan Huygens)

惠更斯 (Christiaan Huygens)
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

克里斯頓.惠更斯〈1629-1695〉,荷蘭物理學家、天文學家、數學家,主要的功績是研究了「擺動的規律」,發明了擺鐘;光的波動理論的創立者;發現了土星光環的真實形狀,對動力學作出最早的貢獻,包括建立圓周運動的數學理論。

惠更斯於1629在荷蘭的海牙出生,他的家庭在當時社會中很有地位且富裕,他的父親是外交官兼詩人,又是歐洲文藝復興時期傑出人物之一,所以常常與學界名 流往來,如笛卡爾等。惠更斯從小即跟隨著父親學習,天資聰穎,父親也請了家庭老師教導他,培育許多才藝,他特別喜歡繪畫、詩歌及自己動手製作機械等,小時 候就展現了對數學的熱愛,13歲時受到名人笛卡爾直接教授,那年他自製了車床,展現其優異的能力。1645他進入萊頓大學,學習法律與數學,1647轉進 布雷達學院深造,20歲博士畢業後在歐洲旅遊,結識很多朋友,如牛頓等,增廣見聞。

伽利略 (Galileo Galilei)

伽利略 (Galileo Galilei)
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

伽利略 (1564-1642)義大利物理學家、數學家、天文學家及哲學家,科學革命中的重要人物。在比薩斜塔試驗了自由落體,不管物體重量的輕重,其落下的時間相同。

伽利略是科學革命的先鋒,並啟發了日後英國物理學家牛頓。在天文學方面,他將望遠鏡應用在觀察天象方面,透過望遠鏡,他發現了月球上的山脈、峽谷和隕石 坑、最大的四個木星衛星、金星的相變和太陽黑子,以及支持哥白尼的日心說。在物理學方面,他發現了主宰物件下墜及拋物線的定律。而在文化史上,伽利略亦成 為了與權威鬥爭,爭取探索真理自由的象徵。因此伽利略被譽為「現代觀測天文學之父」、「現代物理學之父」、「科學之父」及「現代科學之父」。

克卜勒 ( Johannes Kepler)

克卜勒 (Johannes Kepler)
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

克卜勒 (1571-1630) 德國日耳曼天文學家、數學家,提出行星運動三大定律,開創天文的新紀元。

克卜勒出生於1571年在德國西南部,他是一位早產兒,自小體弱多病,三歲時感染了天花,雙手和雙眼都受傷,但因他刻苦耐勞的個性,成績一直非常優異,13歲時以第一名的成績進入隆柏格中學,後來又以全校最好的成績進入杜賓根大學,學習神學,廣泛地接觸其他各類知識,在這期間對數學和天文學比較有興趣,他的老師梅絲特林支持哥白尼的「日心說」,深深地影響著克卜勒。

阿基米德 (Archimedes)

阿基米德 (Archimedes)
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

阿基米德(公元前287年—前212年),古希臘哲學家、數學家、物理學家、科學家。最著名的浮力原理『阿基米德原理』,研究計算幾何圖形,估計圓週率,另有數項著名的機械發明,如阿基米德式螺旋抽水機。

阿基米德在公元前287年出身於西西里島上的希臘城市敘拉古,父親是位天文學家和數學家,他從小受家庭影響,十分喜愛數學。大概在他九歲時,父親送他到 埃及的亞歷山大城唸書,當時西方世界的知識、文化中心,學者雲集,舉凡文學、數學、天文學、醫學的研究都很發達,阿基米德在這裡跟隨許多著名的數學家學 習,如幾何學大師—歐幾里得,因此奠定了他日後從事科學研究的基礎。

哥白尼 Nicolaus Copernicus

哥白尼 Nicolaus Copernicus
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

哥白尼〈1473-1543〉創立了以太陽為中心的《日心說》,否定以地球為 中心的《地心說》,他認為地球並非不動的,而是與其它行星一起繞著太陽運行的,其成就影響人類對於宇宙的認知向前邁進了一大步,我們知道地球繞著太陽公 轉,月球繞地球運轉等,都是哥白尼的影響,不僅如此,爾後伽利略及克卜勒等都深受其影響,並根據哥白尼的學說進而提出其他理論。

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