编者的话


　　本书是为方便中学物理教师教学而编写的。书中汇集了教师在备课过 程中所需的有关资料。
　　根据中学物理教学大纲的要求，针对当前中学物理教学的实际，本书 着重介绍物理学家，中学物理教育理论与教学方法，新科学与新技术，中 学物理的概念、规律、实验和评估。
本手册共分四编。 第一编物理学发展札记。介绍物理学家及其在物理学发展过程中的作
用，供教师在教学过程中进行辩证唯物主义教育、爱国主义教育和科学研 究思维方法教育时参考。
　　第二编教育理论、教学方法。教育理论部分包括国外有影响的教育论 思想，心理学主要流派，教育心理学的基本理论与要点；教学方法部分介 绍国内当前中学物理教学实践中行之有效的一些方法，便于教师了解国 内、外的各种教学论、教学法，并根据自己的实际，选择、形成自己独特 的教学方法。
　　第三编现代物理学、新科学技术。以文字和彩色插页的形式介绍与中 学物理有关的新兴科学及其在生产、生活中的实际应用，便于教师了解最 新信息，接受最新知识。第四编中学物理教学。着重分析中学物理知识的 重点、难点和容易混淆的问题；介绍基本仪器的使用方法和指导测定性、 验证性和探索性等各类实验；阐述物理教学的各种评价，有利于教师开展 中学物理教学研究，提高教学质量。
参加本书编写的有：第一编张瑞琨，徐文柳；第二编乔际平；第三编钱振华，李 寿生，许兆新，张治国，葛长根，杨运列，周嘉源；第四编吴瑞芳， 徐又琦 ， 庄起黎，矫瑜，耿海成，徐淀芳。由于编者水平有限，加上编写时间仓促，缺点
错误在所难免，恳请广大读者批评指正。



编者的话


　　本书是为方便中学物理教师教学而编写的。书中汇集了教师在备课过 程中所需的有关资料。
　　根据中学物理教学大纲的要求，针对当前中学物理教学的实际，本书 着重介绍物理学家，中学物理教育理论与教学方法，新科学与新技术，中 学物理的概念、规律、实验和评估。
本手册共分四编。 第一编物理学发展札记。介绍物理学家及其在物理学发展过程中的作
用，供教师在教学过程中进行辩证唯物主义教育、爱国主义教育和科学研 究思维方法教育时参考。
　　第二编教育理论、教学方法。教育理论部分包括国外有影响的教育论 思想，心理学主要流派，教育心理学的基本理论与要点；教学方法部分介 绍国内当前中学物理教学实践中行之有效的一些方法，便于教师了解国 内、外的各种教学论、教学法，并根据自己的实际，选择、形成自己独特 的教学方法。
　　第三编现代物理学、新科学技术。以文字和彩色插页的形式介绍与中 学物理有关的新兴科学及其在生产、生活中的实际应用，便于教师了解最 新信息，接受最新知识。第四编中学物理教学。着重分析中学物理知识的 重点、难点和容易混淆的问题；介绍基本仪器的使用方法和指导测定性、 验证性和探索性等各类实验；阐述物理教学的各种评价，有利于教师开展 中学物理教学研究，提高教学质量。
参加本书编写的有：第一编张瑞琨，徐文柳；第二编乔际平；第三编 钱振华，李寿生，许兆新，张治国，葛长根，杨运列，周嘉源；第四编吴 瑞芳， 徐又琦 ，庄起黎，矫瑜，耿海成，徐淀芳。由于编者水平有限，
加上编写时间仓促，缺点错误在所难免，恳请广大读者批评指正。

目 录


物理学发展札记


（一）力学部分 ............................................. 1 我国古代力学知识 ....................................... 1 亚里士多德和他的运动原理 ............................... 3 阿基米德和浮力原理 ..................................... 3 奥托·格里克和马德堡半球实验 ........................... 4 托里拆利和大气压实验 ................................... 4 伽利略和运动理论 ....................................... 4 牛顿和《自然哲学的数学原理》 ........................... 6 牛顿力学的验证和传播 ................................... 8 笛卡儿与莱布尼茨的运动量度之争 ......................... 9 卡文迪许和引力恒量的测定 .............................. 11 海王星的发现和火神星之谜 .............................. 11 (二)热学部分 .............................................. 13 我国古代的热学知识 .................................... 13 德谟克利特和古代原子论 ................................ 15 阿佛伽德罗和阿佛伽德罗假说 ............................ 15 布朗和布朗运动 ........................................ 15 焦耳和热功当量的测定 .................................. 16 热质说与热之唯动说之争 ................................ 17 能量守恒与转化定律的建立 .............................. 18 开尔文和热力学温标 .................................... 19 瓦特和热机的发展 ...................................... 20 帕斯卡和帕斯卡定律 .................................... 20 玻意耳和马略特 ........................................ 21 查理和盖·吕萨克 ...................................... 21 伯努利和伯努利方程 .................................... 21 昂尼斯和低温 .......................................... 22
（三）电学和磁学部分 ...................................... 23 我国古代的电学和磁学知识 .............................. 23 吉尔伯特和《磁学》 .................................... 24 富兰克林和风筝实验 .................................... 25 诺雷脱和莱顿瓶 ........................................ 25 库仑和扭秤实验 ........................................ 25 从鱼生电到电流的发现 .................................. 26

欧姆和欧姆定律的建立 .................................. 27 奥斯特和电流磁效应发现的前前后后 ...................... 27 法拉第和电磁感应 ...................................... 29 楞次和楞次定律 ........................................ 30 狄拉克和磁单极子 ...................................... 30 麦克斯韦和电磁理论 .................................... 30 赫兹和电磁波的存在 .................................... 32 洛仑兹和洛仑兹力 ...................................... 32 亨利和自感现象 ........................................ 32
J．汤姆孙和电子的发现 ................................. 33 伦琴和 X 射线 .......................................... 33
（四）光学部分 ............................................ 35 我国古代的光学知识 .................................... 35 牛顿对光学的研究 ...................................... 36 光的本性之争 .......................................... 38 光的理论和望远镜的建造 ................................ 40
光的波动说的复兴——托马斯·杨和
菲涅耳 ................................................ 40
光速测定方法的发展——斐索和傅科 ...................... 43
普朗克和黑体辐射 ...................................... 44
爱因斯坦和光子说、相对论 .............................. 45
激光的发现 ............................................ 48
（五）原子物理学和原子核
物理学部分 ............................................ 48
世纪之交的物理学革命 .................................. 48
迈克耳逊和干涉实验 .................................... 49
贝克勒尔和放射性辐射 .................................. 50
居里夫妇和放射性元素的发现 ............................ 51
原子结构的探索 ........................................ 51
卢瑟福和原子有核模型的提出 ............................ 52
玻尔和原子模型 ........................................ 53
德布罗意和物质波思想 .................................. 53
查德威克和中子的发现 .................................. 54
基本粒子结构的复合粒子模型 ............................ 54
盖尔曼的夸克模型和中国的层子模型 ...................... 56


教育理论·教学方法

（一）教育理论知识简介 .................................... 59 一、国外有影响的教育论思想 .............................. 59 夸美纽斯的教育理论 .................................... 59 赫尔巴特的教育理论 .................................... 60 杜威的教育理论 ........................................ 61 凯洛夫的教学论思想 .................................... 62 巴班斯基的教学论思想 .................................. 63 赞可夫的教学思想 ...................................... 64 布鲁纳的课程结构论与发现教学法 ........................ 65 根舍因的“范例教学”理论 .............................. 66 二、心理学主要流派 ...................................... 67 构造主义心理学 ........................................ 67 行为主义心理学 ........................................ 68 新行为主义心理学 ...................................... 69 格式塔心理学 .......................................... 69 现代认知心理学 ........................................ 70 三、教育心理学的基本理论与要点 .......................... 71 教育心理学 ............................................ 71 教育与心理发展 ........................................ 71 学习的理论 ............................................ 72
四、学科教学法学科教学论与
学科教育学 ............................................ 72
物理教学法 ............................................ 72
物理教学论 ............................................ 72
物理教育学 ............................................ 72
五、教学测量与标准化考试 ................................ 73
成功的教学测量必须具备的条件 .......................... 73
标准化考试 ............................................ 75
（二）教学方法 ............................................ 77
讲授法 ................................................ 77
谈话法 ................................................ 78
讨论法 ................................................ 78
研究法 ................................................ 78
练习法 ................................................ 79
复习法 ................................................ 79
演示法 ................................................ 80
实验法 ................................................ 80
实验学导法 ............................................ 80

参观法 ................................................ 81 单元教学法 ............................................ 81 自学辅导教学法 ........................................ 81 启发式综合教学法 ...................................... 82 读读、议议、讲讲、练练教学法 .......................... 82 六课型单元教学法 ...................................... 83 有序启动式教学法 ...................................... 83 纲要信号图示教学法 .................................... 83 发现教学法 ............................................ 84 启发发现法 ............................................ 84 掌握学习教学法 ........................................ 85 四段论教学法 .......................................... 85 程序教学法 ............................................ 86 暗示教学法 ............................................ 86 问题教学法 ............................................ 87 个别教学法 ............................................ 87


现代物理学·新科学技术


（一）粒子物理 ............................................ 89 质子 .................................................. 89 中微子 ................................................ 90 夸克 .................................................. 91 宇宙线 ................................................ 93 探测器 ................................................ 94 粒子加速器 ............................................ 95 真空 .................................................. 97 四种相互作用 .......................................... 99 对称性和守恒律 ....................................... 100
θ-τ疑难 ............................................ 101 弱电统一模型 ......................................... 102
（二）相对论宇宙学 ....................................... 105 狭义相对论 ........................................... 105 时钟佯谬 ............................................. 106 高速运动物体的视觉形象 ............................... 107 广义相对论 ........................................... 108 黑洞 ................................................. 109 新星和超新星 ......................................... 111

脉冲星 ............................................... 112 膨胀的宇宙 ........................................... 114 大爆炸宇宙学 ......................................... 116 宇宙微波背景辐射 ..................................... 118 宇宙的未来 ........................................... 120
（三）电磁学光学 ......................................... 123 电磁能的守恒及输送 ................................... 123 导体与非导体 ......................................... 124 光子静质量的现代观点 ................................. 125 光子静质量的测量 ..................................... 125 电荷量子化和狄拉克的磁单极理论 ....................... 128 有关磁单极的现代观点 ................................. 128 寻找磁单极 ........................................... 129 信息光学 ............................................. 130 全息照相 ............................................. 130 激光的特性 ........................................... 132 全息显微技术 ......................................... 133 全息存贮 ............................................. 133 激光原理及激光的发展 ................................. 134
（四）凝聚态物理等离子体物理及
超导 ................................................. 136
能带结构理论 ......................................... 136
X 射线及其衍射 ........................................ 137
液晶及其应用 ......................................... 139
相变和临界现象 ....................................... 140
向绝对零度趋近 ....................................... 142
耗散结构理论 ......................................... 144
高压和超高压物理 ..................................... 145
量子霍耳效应 ......................................... 147
等离子体的温度 ....................................... 151
受控核聚变 ........................................... 152
超导电性 ............................................. 153
约瑟夫森效应的应用 ................................... 155
超导应用新技术 ....................................... 157
高温超导材料 ......................................... 159
超流动性 ............................................. 161
（五）空间物理 ........................................... 164
空间物理学 ........................................... 164

空间技术 ............................................. 165 火箭技术 ............................................. 166 新一代火箭 ........................................... 167 航天器 ............................................... 168 航天飞机 ............................................. 169 空间站 ............................................... 170
（六）声学和声技术 ....................................... 172 超声及超声效应 ....................................... 172 声成像 ............................................... 173 声全息技术 ........................................... 174 超声显微镜 ........................................... 175 光声显微镜 ........................................... 175 电声换能器 ........................................... 176 噪声 ................................................. 177 声纳技术 ............................................. 178 超声应用 ............................................. 179
（七）计算机技术和其他新技术 ............................. 181 人工智能 ............................................. 181 机器人 ............................................... 182 第五代计算机 ......................................... 183 计算机的未来 ......................................... 185 电视新技术及新进展 ................................... 187 新材料 ............................................... 188 新能源 ............................................... 190 遥感技术 ............................................. 192 微波技术 ............................................. 193 微波炉 ............................................... 194 红外技术 ............................................. 195 热成像 ............................................... 196 夜视仪 ............................................... 197 核磁共振技术 ......................................... 198 穆斯堡尔效应及其应用 ................................. 199


中学物理教学


（一）中学物理知识分析 ................................. 201" 一、初中部分 ........................................... 201 测量 ................................................. 201

　力 ................................................... 202 运动和力 ............................................. 202 密度 ................................................. 203 压强 ................................................. 2O4 浮力 ................................................. 204 简单机械 ............................................. 205 功和能 ............................................... 206 光的初步知识 ......................................... 206 热膨胀热传递 ......................................... 207 热量 ................................................. 208 物态变化 ............................................. 209 分子热运动热能 ....................................... 210 热机 ................................................. 210 简单的电现象 ......................................... 211 电流的定律 ........................................... 212 电功电功率 ........................................... 213 电磁现象 ............................................. 214 用电常识 ............................................. 215 二、高中部分 ........................................... 216 力物体的平衡 ......................................... 216 直线运动 ............................................. 218 运动和力 ............................................. 220 物体的相互作用 ....................................... 223 曲线运动万有引力 ..................................... 225 机械能 ............................................... 226 机械振动和机械波 ..................................... 229 分子运动论热和功 ..................................... 230 固体和液体的性质 ..................................... 231 电场 ................................................. 233 稳恒电流 ............................................. 235 磁场 ................................................. 239 电磁感应 ............................................. 239 交流电 ............................................... 241 电磁振荡和电磁波 ..................................... 242 电子技术初步知识 ..................................... 243 光的反射和折射 ....................................... 243 光的本性 ............................................. 245 原子和原子核 ......................................... 245
　
（二）中学物理实验教学指导 ............................... 248 一、中学物理实验教学的作用 ............................. 248 二、中学物理实验的分类 ................................. 248
1．演示实验 .......................................... 248
2．学生实验 .......................................... 248
3．课外小实验 ........................................ 249
三、中学物理学生实验指导 ............................... 250
1．基本练习性实验指导 ................................ 251
2．测定性实验指导 .................................... 254
3．验证性实验指导 .................................... 256
4．探索性实验指导 .................................... 258
5．设计性实验 ........................................ 259
（三）中学物理教学评价 ................................... 260
一、物理教学评价概述 ................................... 260
二、物理教学过程及其评价 ............................... 260
三、物理课堂教学评价 ................................... 262
四、物理教师教学能力评价 ............................... 264
五、教学成果评价 ....................................... 265
六、情感领域的评价 ..................................... 269
七、技能行为的评价 ..................................... 271

物理学发展札记




【我国古代力学知识】
对时间、空间的认识

（一）力学部分

　　《管子》的“宙合”篇中，指出：“宙合之意上通于天之上，下泉于 地之下，外出于四海之外，合络天地以为一裹。”明确表示天“上”、地 “下”和海“外”，还有广阔的世界、天地、万物，无不处于“宙合”之 中（“宙”即指时间，“合”即指空间）。
《墨经》中指出，“宇，弥异所也。”“久，弥异时也。”（久同“宙”）
《经说上》解释是：“宇，蒙东、南、西、北。”“久，合古、今、旦、 莫。”（莫就是“暮”。）
　　《墨经》中指出：“宇或（域）徙，说在长宇久。”《经说下》解释 是：“长：宇徙而有（又）处，宇：宇南北在旦有（又）在莫。宇徙久。” 表明事物的运动（徙）必定经历一定的空间和时间（宇和久），而时间的 流逝和空间的变迁是结合在一起的，故称“宇徙久”。
　　战国时期惠施（公元前约 370—前约 310）曾说：“至大无外，谓之大 一；至小无内，谓之小一。”“大一”正是无限宇宙的朴素观念。唐代柳 宗元（773—819）在《天对》中写道：“无中无旁，乌际乎天则？”意思 是说，天没有中心也没有边沿，哪儿是天的边际呢？战国庆子在《逍遥游》 中指出时间是无限的。东汉张衡（78—139）也曾明确指出：“宇之表无极， 宙之端无穷。”表示作为时间的起点和终点正如空间一样是没有穷尽的。
对运动的认识
　　《墨经》定义“动，或（域）徙也。”“止，或（域）久也。”表明 运动是位置的变化，静止是物体在一位置上处有一段时间。东汉《尚书纬·考 灵曜》中精彩记载着：“地恒动不止而人不知，譬如人在大舟中，闭牖而 坐，舟行而不觉也。”说明运动的相对性，这比伽利略的思想要早 1500 年左右。东汉王充（27—约 97）《论衡》中的《说日篇》指出：“天行已 疾，去人高远，视之若迟，盖望远物者，动若不动，行若不行。何以验之？ 乘船江海之中，顺风而驱，近岸则行疾，远岸则行迟，船行一实也，或疾 或迟，远近之视，使之然也。”表明物体真实运动与视运动的快慢有很大 的差别。并提出了类似于“速率”的概念，当时用“舒疾”表示。《论衡》 中的“状留篇”中记载了：“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？ 大石重而沙石轻也。”“是故车行于陆，船行于沟，其满而重者行迟，空 而轻者行疾。”“任重，其取进疾速，难矣！”表明物体运动快慢与物体 本身重量的关系。
　　《考工记》中记载了：“马力已竭，■（zhōu，指车辕）犹能一取焉。” 意思说，马拉车时，马已停下来，不再对车施拉力，但车辕还能继续前进
　　
一段路。表明当时对惯性已有认识。
对力的认识
　　墨家最早指出，“力，刑之所以奋也。”“刑”同形，表示物体；“奋” 在古籍中可表为由静到动、动之愈烈、由下上升等等，表示了力对物体运 动的影响。
　　王充在《论衡》中也记载了力的作用问题。经观察，他提出，外来的 力能使物体产生运动，但内力不能使物体运动，认为“力重不能自称”， 并举例说，古代传说中的大力士，手能断牛角，能拉直铜钩，力气很大， 但就不能把自己举起来离开地面（“使之自举，不能离地”），表明内力 与外力的差别。
对简单机械的认识
　　墨家通过简单机械的利用，对力的平衡问题作了较详尽的观察和分 析，借用桔槔和秤论述杠杆平衡的知识，提出了“重”（重物）、“权”
（秤锤或砝码）、“本”（杠杆支点靠“重”一边的杠长）、“标”（杠 杆支点靠“权”一边的杠长）四个概念，并用它来解释。在《经说》中写 道：“衡，加重于其一旁，必捶。权、重相若也相衡，则本短标长。两加 焉，重相若，则标必下。标得权也。”除此以外，墨家还研究杠杆平衡的 用途，如用杠杆制成鼓风箱等。
　　墨家还研究了斜面，并利用斜面来提重物。他们设计了一种装有滑轮 的前低后高的斜面车，称为“车梯”。这样随着车梯的前进，重物不断地 升高，节省了人力。
尖劈也是一种简单机械，我国周口店第 13 地点发现的石器，有 60°～
70°的刃角。到了春秋时期，由于冶铁手工业的发展，采用铁制的尖劈， 并在生产、生活中加以应用。
■
　　公元 132 年，张衡创制了候风地动仪（左图），它装有 8 个曲杠杆， 对地震有预测作用。公元 138 年 3 月 1 日，地动仪朝西边的那个铜球突然 下落到铜蛤蟆的嘴中，但当时洛阳城并没有地震的感觉。过了好几天，送 信人到当时洛阳城并没有地震的感觉。过了好几天，送信人到洛阳，报告 了甘肃发生了大地震，证明了地动仪的科学价值。类似的仪器，在欧洲到 公元 1703 年才试制成功。
其他力学知识
　　春秋时期以前，人们已认识了物体的重心及其应用。中华人民共和国 成立后，在西安半坡村出土的属于仰韶文化期的尖底提水陶壶结构就说明 了这一点。这种提水壶，底尖、腹大、口小，系绳的耳环设在壶腹靠下的 部位。当空壶悬挂时，壶身略有倾斜；当壶中注入约 60～70%的水时，水 壶的重心下降至耳环这一支点以下，壶就正立；继续注水，当水壶的重心 高至支点以上时，壶就自动倾倒。这样的安排，何等巧妙。到先秦时期，
　　
这种提水壶经过修饰，变成一种宫廷玩物——“欹器”，它也是一种利用 重心来调节平衡的器物。
　　春秋末年，人们利用水的浮力来测定箭杆材料和木制轮子的均匀性， 提出“平沈必均”的见解，表示浮沉程度一样（“平沈”），各处的质量 必然均匀（“必均”）。广为流传的曹冲称象的故事，也是一例。相传蒲 州附近，潼关以北黄河上曾架有一浮桥，用 8 只铁牛系住，这些铁牛各重 数万斤，立于两岸。1064 年因洪水暴涨，浮桥冲坏，铁牛也沉没在河中。 僧怀丙知道后，便用两只大船装满泥土，同时派人潜入水中用铁索把水底 的铁牛系在大船上，然后卸去大船中的泥土，结果“舟浮水出”。
对声学知识的认识
　　我们祖先对声学知识的认识，是从乐器制造开始的，在实践中初步掌 握了多种发音原理、多种材料发声与传声的性能、乐器形状对发声的关系 等等。如在春秋战国时期，已明确指出“薄厚之所震动，清浊之所由出”， 表明薄钟和厚钟的振动是钟声清浊的来源。同时还记载着不同形状的钟体 对声音的产生和传播会产生不同的影响。当时也知道了共振现象，如《庄 子》一书中就记载了调瑟时发生的共振现象。与此同时，也能想办法来消 除声音，如战国时期的空心砖就是一种隔音技术。东汉王充的《论衡》中 第一次讲到人声是因喉舌鼓动空气而发生的，箫笙之声也是空气振动的结 果。北宋的沈括（1031—1095）在《梦溪笔谈》一书中记载了关于乐律、 古琴的制作和传声、古乐钟的发声、共鸣现象等声学知识，并记载了声的 共振实验。我国古代还出现了不少具有声学特性的建筑，名扬天下，如明 代建成的北京天坛，其中的回音壁、三音石和圜丘就具有良好的声学特性 的建筑物。
【亚里士多德和他的运动原理】
　　亚里士多德（Aristotle，公元前 384—前 322）是古希腊时期在科学 界、哲学界影响最大的人物，是一位伟大的思想家，也是一位最博学的人 物。曾学过医，也当过教师，在雅典创办了自己的学院和学派。他也和当 时的哲学家们一样，力求提出一个完整的世界体系来解释各种自然现象。 同时他又是首先从经验出发来考察和研究具体问题的人。他对天文学、物 理学、生物学等方面都有研究，并提出了自己的见解。他也是形式逻辑的 创始人。
　　他著有《物理学》一书，这是一部关于自然哲学的著作。书中提出了 比较系统的运动理论，认为运动是事物从潜能变为现实，运动与物体不可 分，运动是永恒的，但是他又认为永恒的运动必定有永恒的原因，将“第 一推动者”作为整个宇宙永恒运动的根源。他反对原子论，不承认存在真 空，并提出了两条物体的运动原理。第一，他认为物体只有在一个外来的 推动者不断作用下，才能保持运动。如果推动者停止作用，那么物体就会 立刻停下来。这就是动者不断作用下，才能保持运动。如果推动者停止作
　　
用，那么物体就会立刻停下来。这就是我们后来所说的“力是产生运动的 原因”。第二，他认为轻、重两个物体同时降落的话，重的物体比轻的物 体下坠得快。这两个错误观点流传达 2000 年之久，后被伽利略纠正。
【阿基米德和浮力原理】
　　阿基米德（Archimedes，公元前 287—前 212）是古希腊数学家、物 理学家、发明家。他提出了比重的概念，发现了后来命名的阿基米德定律， 研究了杠杆原理，制造了很多机械。
　　关于阿基米德定律的发现，流传着一个有趣的故事。相传叙拉古国王 亥厄洛用黄金请工匠做了一顶非常精致、漂亮的王冠，但是他怀疑工匠用 银子偷换了部分黄金。于是要阿基米德在不损坏王冠的前提下，查验王冠 是否是纯金制成的。阿基米德整天捧着王冠苦苦思索，总是不得要领。但 是他并不气馁，继续研究。一次，阿基米德洗澡，他跨入盛满着水的浴桶， 随着身子浸入浴桶，一方面感到水对身子有一股向上的托力，另一方面一 部分水从桶边溢出。阿基米德发现这个现象，立刻领悟到可以用测定固体 在水中排水量的办法来测定该固体的比重。这时，阿基米德异常兴奋，忘 了自己是裸露着身子，从浴桶中一跃而起，奔了出去，狂呼“攸勒加，攸 勒加”（意思是我找到了）。阿基米德继续做实验，拿一块黄金和一块重 量与之相等的白银，由于比重不同，两者体积就不同。如把两者分别放入 盛满水的容器中，则银块排出的水比金块多得多。于是阿基米德来到王宫， 把王冠和同等重量的纯金块放进盛满水的容器里，分别测出它们排出的水 量，一比较，问题就解决了。根据各种历史记载，我们不必花精力去追究 工匠是否偷盗了黄金，但是从这个实验中却得出了一个重要的物理定律， 即阿基米德定律。阿基米德在《论浮体》中表述了这一定律的重要内容： 放在水中的物体所失去的重量，等于其排开的水的重量。
【奥托·格里克和马德堡半球实验】
　　奥托·格里克（Otto von Guericke，1602．11．20—1686．5．11） 是德国物理学家、工程师。他最享盛名的是发明了抽气机，并用抽气机获 得真空，做了著名的马德堡半球实验，证明了大气压的存在。
　　格里克首先用酒桶或啤酒桶装满水，并把桶上所有空隙堵塞，以阻止 桶外空气的流入。桶的下方装上一个金属管，利用水本身重量下沉，借以 抽去桶内的水，使桶内留下一个没有空气的空间。但是实验并未能成功。 第二次，用铜球代替酒桶或啤酒桶，除了底下装有一个抽水和抽气的抽机 以外，顶端还装有一个龙头。最初，抽机的活塞容易移动，但很快就越来 越难移动了。当大家认为球内空气快要抽空时，突然一声巨响，铜球瘪了 下去，经研究，认为是铜球不圆，致使较平坦的部分无力承受周围的压力。 当尽力把铜球做成十分圆的时候，试验成功了，获得了真空。当开启顶端 的龙头时，空气立即涌入铜球，其力大得几乎要把站在它前面的人拉进铜 球。在这样的基础上，于 1654 年做了马德堡半球实验。马德堡半球实验是
　　
用两个直径约 3/4 爱尔（旧时量市的尺度，各国算法不一，英国 1 爱尔等
于 45 英寸）的铜的半球，每个半球上装有铜环，使其紧压在一起，通过抽 机把其间的空气抽去。然后两边各用 8 匹马对拉，尽管马夫卖力地驱赶马 匹，但仍不能把铜球拉开。如果打开抽机的开关，只要轻轻一拉，铜球就 可以分成两半。这是历史上第一次演示表明我们周围存在着大气压。
【托里拆利和大气压实验】
　　托里拆利（Erangelista Torricelli，1608.10.15－1647．10.25）是 意大利物理学家。最出名的贡献是发明气压计，以他姓名命名的托里拆利 实验也是和气压计分不开的。
　　1644 年 6 月 11 日托里拆利在致罗马市李奇的信中，宣称发明了气压 计，并对自己所做的实验作了解释。信中写道：“我们是生活在由空气组 成的海洋底部。实验证明，空气确有重量。地面附近最稠密的空气的重量 大约等于水的重量的四百分之一。”并描述了测量大气压的实验装置和过 程，还用水代替水银做同样的实验，由于水银比水重，水柱就比水银柱高， 并测得水柱的高度。最后他用两根管子同时做实验，看到两根管子内水银 柱上升的高度相同。由此，托里拆利肯定了作用不是来自内部，而是外界 的大气所造成的。在这些实验的基础上，说明了大气压可以用水银柱的高 度来量度。托里拆利还利用大气压正确地解释了真空形成的原因。
【伽利略和运动理论】
　　伽利略（Galileo Galilei，1564.2.15—1642.1.8）是意大利物理学 家、天文学家。在物理学上，伽利略提出了运动相对性原理、加速度概念、 落体定律、动量概念、惯性原理、单摆的摆动周期与振幅无关等，与此同 时，在天文学上也有很多贡献。
　　1638 年，伽利略发表了《关于两门新科学的对话》一书，书中精彩描 述了在作匀速直线运动的船舱里作力学实验的情景，并得出了一个重要的 原理。伽利略描述说，在一只作匀速直线运动的密封的船舱里，一切力学 现象都和船在静止时一样：小瓶里的水照样一滴一滴地垂直掉下来；盆里 的鱼照样自由地游动；小虫子照样向各个方向自由地飞翔；人在船上用同 样的力气往各个方向跳，都会跳得同样远。总之，伽利略归纳地认为，我 们无法找到任何力学现象能够使我们判断船是在作匀速直线运动，还是静 止。换句话说，我们没有办法用任何力学实验，来判断和确定船的状态。 如果力学定律在某个参考系（也称惯性参考系）中是成立的，那么相对于 该参考系作匀速直线运动的参考系中，它也同样成立。也就是说，在描述 力学过程方面，各个惯性参考系都是等效的。这就是著名的伽利略相对性 原理。
　　伽利略在实验的基础上，把运动分成匀速运动和变速运动，从而引进 一个重要的概念——加速度。把速度和加速度分开，就可以澄清亚里士多 德运动观念中的模糊之处。伽利略首先定义了匀速运动，认为“我们称运
　　
动是均匀的，是指在任何相等的时间间隔内通过相等的距离。”这就表明 匀速运动的速度与时间无关，速度是一个常数。但是，变速运动的速度却 与时间有关。如何定义匀加速运动呢？伽利略曾提出用瞬时速度的概念来 描述变速运动，也曾考虑用物体经过的距离Δs 来定义速度的增量，经过 实验和思考，自己又加以否定，后来他正确地利用速度的增量Δv 与用去 的时间Δt 成正比的运动作为匀加速运动的定义，同时也提出了加速度的 概念。
　　自由落体定律的发现，是伽利略对力学发展的又一个重要的贡献。伽 利略在比萨期间（1589—1591）的工作，仅仅是他研究落体运动的开始。 在帕多瓦任教期间（1592—1610），他对落体运动有了比较深刻的认识。
1609 年前后，伽利略才在自己的笔记中得出“堕落速度与时间成正比”的 正确结论。所以一般认为伽利略是在 1609 年提出落体定律的。至于伽利略 是否做过比萨斜塔的落体实验，我们不去论证，但有一点必须说明，第一 个做落体实验的不是伽利略，而是出生于比利时的史特芬（S.Stevin，1548
—1620）。他和他的朋友格鲁特（de Groot，1554—1640）在荷兰的德尔 夫特曾做过落体实验。从 30 英尺高处，同时丢下 2 只铅球，其中一只的重 量是另一只的 10 倍，根据它们落在一块木板上的声音，来判断是否同时落 地。实验结果是同时落地。这一实验在 1586 年出版的史特芬撰写的《水重 原理》中介绍过。伽利略研究落体运动时，首先证明了斜面上滚下的球的 运动，与自由下落的球的运动绍过。伽利略研究落体运动时，首先证明了 斜面上滚下的球的运动，与自由下落的球的运动有相同的运动性质。他要 研究的落体问题，并不是研究为什么下落，而要研究怎样下落，所以必须 做定量的实验。于是伽利略做了一个著名的实验——斜面实验。斜面的木 板长 12 码（相当于 11 米），中间有一条笔直的沟槽，木板的斜度保持在
5 度左右。让一只小黄铜球从斜板上滚下，测量小球沿斜面滚下的距离与 它相应的时间。当时是用“水钟”来测量时间间隔的。实验结果，伽利略 发现在连续的各个时间间隔内，小球滚下的距离与奇数 1、3、5、7??成 正比。发现在各个连续时间内，小球滚下的总距离与 1、1+3、1+3+5、
1+3+5+7、??成正比，即与整数 1、2、3、4、??的平方成正比。伽利 略用不同重量的小球，在不同的倾斜度的条件下，重复很多次实验，都得 到了同样的结果，即小球所通过的路程与所经历的时间的平方成正比，即 s∝t2 或 s/t2=常数。利用外推法即可得出，当斜面的倾斜角为 90°时，这 一结论也应该成立。于是得出自由落体也是匀加速运动，由此建立了自由 落体定律。这样，便推翻了亚里士多德的关于重物比轻物先落地的错误观 念。
　　伽利略在斜面实验的基础上，又做了第二斜面的实验，即在斜面的对 面再放置一个斜面，下端相连。小球沿高度为 H 的斜面滚下，并沿第二斜 面滚上，如果摩擦小的话，小球基本上可以达到同样的高度 H。如果第二
　　
斜面的倾斜度减小，则小球不管实际路程的延长，还要滚到高度 H。随着 倾斜度不断减小，小球滚过的路程将越来越长。如果第二斜面是水平面， 那么小球将以不变的速度值沿平面永远运动下去。于是，他得出结论：“当 一个物体在一个水平面上运动，没有碰到任何阻碍时，??它的运动就将 是匀速的并将无限地继续进行下去，假若平面是在空间中无限延伸的话。” 这就是“惯性原理”。这清楚地表明亚里士多德的运动观念是不对的，力 不是产生运动的原因，而是改变运动的原因，这样便把动力学的研究引上 了正确的道路。
发现单摆的摆动周期与振幅无关，也是伽利略的一个贡献。相传在
1583 年，当他在比萨教堂祈祷时，他的注意力被点亮以后还在摆动的大油 灯的运动所吸引。伽利略以他仅有的“表”——自己脉搏的跳动——来计 算油灯摆动的时间，他发现即使大油灯的运动已大大减弱，但摆动的时间 还是相等的。由此伽利略发现了摆的等时性。当时他正在研究医学，就用 这种摆来测量病人的脉搏。这一成果，包括后来做的实验，在《关于两门 新科学的对话》中也有记载。
　　伽利略还规定了动量的确切定义，他强调动量是动力学中的一个基本 量，并以速度和重量的乘积来度量。就单摆的摆动而言，他认为“沿着一 个弧降落时所得到的每一个动量等于能促进同一个运动体通过同样的弧上 升所需的动量。”这实质上已涉及到机械能守恒定律。
　　伽利略在天文学上也有不少贡献。根据光学原理，他自制了一架天文 望远镜（左图），利用这架天文望远镜观察，能使物体移近 30 多倍。1610
年 1 月 7 日开始，他利用望远镜观察天空，获得了几项重大的发现：月球 的表面也是凹凸不平的，有洼地、平原和山脉；太阳上有黑子，并根据黑 子的移动推测太阳有自转；金星有位相变化，木星有 4 个卫星绕它旋转。 这些都证明了哥白尼(N.Copernicus，1473—1543)的日心系是正确的。
【牛顿和《自然哲学的数学原理》】 牛顿(IsaacNewton,1643.1.4—1727.3.31)是英国科牛顿（Isaac
Newton，1643.1.4—1727.3.31）是英国科学家。他积前人的科学理论之大 成，在物理学、天文学、数学方面都作出了卓越的成果，所建立的经典力 学体系，囊括了这一时代的主要科学成就，统一说明了大约横跨 40 个数量 级的质量的运动，在以后 200 多年间始终被奉为经典，至今还是物理学理 论中最基本的、最有效的和最优美的部分。而他的思想影响，波及了 18 世纪几乎所有的科学学科，制约了以后两个世纪自然科学的发展。为了颂 扬这位伟大的学者，当时英国著名的诗人波普（A.Pope，1688—1744）曾 写道：
Nature and Nature’slawslayhidinnight，
God said“let Newton be” and all was light。[注] 这两句铭文后来被铸在铁板上，镶嵌在牛顿诞生的屋子的墙上。

　　牛顿科学创造的顶峰是《自然哲学的数学原理》（以下简称为《原理》， 右图），该书于 1687 年发表。在《原理》中，牛顿概括了他的前人伽利略、 开普勒（J.Kepler，1571—1630）、笛卡儿（R.Descartes，1590—1650）、 惠更斯（C.Huygens，1629—1695）、胡克（R.Hooke，1635—1703）、哈 雷（E.Halley，1656—1742）等的成果以及他自己的研究，站在巨人的肩 上，首次创立了一个地面力学和天体力学统一的严密体系，成为[注]译文 为自然和自然规律，都隐藏在黑暗的夜晚；上帝说：“让牛顿诞生”，于 是一切变得光明。整个经典力学的基础，实现了物理学发展史上的第一次 大综合。
　　牛顿在《原理》一书中，提出了不少基本概念，阐述了运动的基本定 理或定律。在该书的第一编中，就提出了“定义和注释”，其中包括 8 个 定义和 4 个注释。
定义 1．物质是用它的密度和体积一起来量度的。 由此可见，牛顿把质量定义为“物质的量”，并用密度和体积来量度，
对密度是理解为物体的单位体积被原始物质填满的程度。 定义 2．运动的量是用它的速度和质量一起来量度的。
　　这里牛顿定义的“运动的量”就是动量，并认为“整个物体的运动是 其各部分运动的总和”，指明了动量是一个相加量。
　　定义 3．所谓 vis insita，或物质固有的力，是每个物体按其一定的 量而存在于其中的一种抵抗能力，在这种力的作用下物体保持其原来的静 止状态或者在一直线上等速运动的状态。
　　在解释这一定义时，牛顿认为“这种力总是同具有这种力的物质的量 成正比的。它和物质的惰性没有什么差异，只是说法上不同而已。一个物 体，由于其物质的惰性，要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此， 这种固有的力可以用一个最确切的名称‘惯性’或‘惰性力’来称它。” 这就引入了质量作为物质惯性量度的这一物理涵义。
　　定义 4．外加力是一种为了改变一个物体的静止或等速直线运动状态 而加于其上的作用力。
　　在解释这一定义时，牛顿指出：“这种力只存在于作用的过程中，当 作用过去以后，它就不再留在物体之中。因为物体只需要用它的惯性来维 持它所得到的每一个新的状态。”这就不再留在物体之中。因为物体只需 要用它的惯性来维持它所得到的每一个新的状态。”这就表明了力是改变 运动状态的原因。
从定义 5 到定义 8 是关于向心力的论述：
　　定义 5．向心力是一种使物体被拉向或推向、或以任何方式趋向作为 中心的一点的力。牛顿在解释这一定义后指出：“任何一个向心力的量可 以看作有三种：绝对的、加速的和运动的。”
定义 6．向心力的绝对量，正比于把它从中心传到周围空间中的那个

根源的效力。
定义 7．向心力的加速量，正比于其在一定时间内所产生的速度。 定义 8．向心力的运动量，正比于其在一定时间内所产生的运动。
　　在 4 个“注释”中，牛顿阐述了自己的绝对时空观和绝对运动、相对 运动的观念。在“注释 1”中，牛顿明确提出“绝对的、真正的和数学的 时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地、与任何其他外界事物无 关地流逝着，它又可以名曰‘延续性’。”并且认为“相对的、表观的和 通常的时间是延续性的一种可感觉的、外部的通过运动来进行的量度，我 们通常就用诸如小时、日、月、年等这种量度以代替真正的时间。”在“注
释 2”中，牛顿对空间的观念下了定义，认为“绝对的空间，就其本性而 言是与外界任何事物无关的而永远是相同的和不动的。”并认为“相对空 间是绝对空间的可动部分或者量度”。因此牛顿得出“绝对空间和相对空 间，在形状上和大小上都相同，但在数学上并不总是保持一样的。”在“注
释 4”中，牛顿对绝对运动和相对运动下了一个断言，认为“绝对运动是 一个物体从某一绝对的处所向另一绝对的处所的移动；相对运动是从某一 相对的处所向另一相对的处所的移动。”并认为“真正的、绝对的静止， 是指这一物体继续保持在不动的空间中的同一个部分而不动，而在这不动 的空间中，船本身和它的空隙以及船中所含的一切都在运动。”他进而指 出“可以根据其特性、原因和效果来区别静止和运动，绝对和相对。真正 静止的物体彼此间也都是静止的，这是静止的一个特性。”
　　从上述的定义和注释中，可以看出，牛顿在建立经典力学体系的过程 中，提出了 5 个物理学基本概念：质量、动量、力、时间、空间。这些概 念在物理学的发展中，甚至在自然科学发展中都起了重要的作用。
　　在《原理》的第一编中记载着对机械运动的 3 个基本定律的描述，当 时是冠以“公理，或运动定律”这样一个标题。“定律 1。每个物体继续 保持其静止或沿一直线作等速运动的状态，除非有力加于其上迫使它改变 这种状态。”这就是惯性定律的原始表述法。“定律 2。运动的改变和所 加的动力成正比，并且发生在所加力的那个直线方向上。”应该指出，在 这一表述中，牛顿是把力的作用和运动（动量）的变化联系起来的。“定
律 3。每一个作用总是有一相等的反作用和它相对抗；或者说，两物体彼 此之间的相互作用永远相等，并且各自指向对方。”这就是作用和反作用 定律的原始表述法。
在《原理》中，紧接着运动定律后面的是以“物体的运动”为标题的
5 个推论，前两个推论论述了力的合成与分解以及运动的叠加原理，后两 个推论阐述了伽利略的相对性原理，中间一个推论是由运动定律导出动量 守恒定律：“两个或两个以上的物体的共同重心，不会因物体本身之间的 作用而改变其运动或静止的状态；因此，所有相互作用着的物体（如无外 来作用和阻碍），其共同重心将或者静止，或者等速沿一直线运动。”

　　《原理》同时也记下了牛顿对万有引力定律的原始表述形式。在该书 的命题 LXXVI、定理 XXXVI 就是关于这个问题的描述：“如果一些球体， 不论它们（就其物质密度和吸引定理 XXXVI 就是关于这个问题的描述：“如 果一些球体，不论它们（就其物质密度和吸引力而言）按相同比例从中心 到球面是如何的不相似，但在离中心一定距离地方绕中心四周则不论何处 都相似，并且每一点的吸引力随着其与被吸引的物体的距离平方而减小， 那么我说其中一个球体用以吸引另一个球体的整个力将与两中心间距离的 平方成反比。”在“推论”中又认为：“引起运动的吸引力，或者一个球 体对另一个球体的重量，在两中心间的距离相等的情况下，将与吸引和被 吸引的球体联合起来成正比，也就是说，与一个球体和另一个球体相乘而 得出的乘积成正比。”“在中心间的距离不相等的情况下，与这乘积成正 比而与这距离的平方成反比。”
【牛顿力学的验证和传播】
　　完成于 17 世纪的牛顿力学是如此辉煌，它为以后一个半世纪，能够建 立力学的宏观结构，奠定了物理学基础。
　　1758 年 12 月，天文学家哈雷，将近半个世纪以前根据牛顿力学理论 预言的彗星，准确地回归到近日点。这颗后来被称为哈雷彗星的庞然大物， 尾巴扫过了半边天，戏剧性地再次证明了牛顿理论不仅适用于地上物体的 运动，而且也适用于天体的运动。哈雷彗星的轨道计算、预言和验证，是
18 世纪最引人注目的力学成就之一。 对牛顿力学理论的另一方面的实验研究是对于万有引力常数的测定。
最先考察这个问题的是英国人马斯基林（Maskelyne，1732—1811），他用 的方法是测量大山两侧的铅垂线的偏离。显然，大山的质量与整个地球的 质量相比是微不足道的，所以这种偏离也是微乎其微的，很难据此作出任 何数值上可以信赖的精密测量。最先作出这一数字的精密测量的人是英国 的卡文迪许（参阅本书第 11 页）。由此，卡文迪许有时被称为“第一个称 量地球的人”。
　　和实验研究相并行的是关于牛顿力学的理论上的某些发展，但这种发 展只具有力学完备性的特征，而且大多数出自数学家之手。18 世纪中后 期，牛顿的思想首先在法国得到了广泛传播。
1733 年，瑞士数学家和物理学家 D.伯努利（D.Bernoulli，1700—
1782）出版了《流体动力学》，提出了流体运动的定律，后人称之为伯努 利方程（参阅本书第 21 页）。他还用分子运动论的观点来论证玻意耳定律。 另一位瑞士科学家欧拉（L.Euler，1707—1783）发展了动力学的分析概念， 在《运动理论》一书中，分析了刚体运动问题，在流体力学中提出了欧拉 方程。法国数学家达兰贝尔（J.d’Alembert，1717—1783）于 1743 年发 表了《动力学论》，提出了由他的名字命名的“达兰贝尔原理”。他引进 了“惯性力”的概念，把动力学问题化作静力学问题来处理，把牛顿第二

定律表示的运动方程，看成是在一瞬间处于平衡状态的力系，即
F?ma=F+F 惯=0。
这一原理的引入，对于分析力学的建立，力学理论的具体应用，都有重要 的意义。
　　拉格朗日（J.L.Langrange，1736—1813）是 18 世纪最主要的数学家 之一，他并不是以物理学家身份，而是以数学家的身份发展了牛顿理论的。 他提出的三体问题的解在当时并无物理对应物，只是在 100 多年以后的
1906 年，才观察到太阳系内第一例——三个天体相互吸引并一起运动的情 形。在对万有引力的研究中，1777 年他就引进了与万有引力定律有关的 “势”的概念，其梯度即为力。这一概念的创立，有利于清晰地描述引力 场，对以后分析力学的建立，有重要的作用。
　　18 世纪关于牛顿理论的研究，是以确立陨石的运动也能用牛顿定律处 理这一结论而结束的。法国人克拉尼（E.L.F.Chladni，1756—1827）在
1794 年指出，陨石的运动与牛顿定律是相容的，从而进一步确立了牛顿定 律作为基础的、从天体到地面上的石块、尘埃的普遍定律的地位。
【笛卡儿与莱布尼茨的运动量度之争】 笛卡儿（BeneDescartes，1596.3.31—1650.2.11）是法国哲学家、西
方近代哲学的创始人之一，二元论者、唯理论者，也是一位物理学家、数 学家。莱布尼茨（GottfriedWilhelmvonLeibniz，1646.7—1716.11.14） 是德国近代哲学家、客观唯心主义者、唯理论者，也是一位数学家、自然 科学家，数理逻辑的创世人之一。
　　对于物体运动量的问题，不论是自然科学家还是哲学家，都认为是一 个重要的问题。自然科学家为了从量的方面去研究和比较各种机械运动的 大小，试图找出一个普适的物理量来作为运动的量度；哲学家为了阐明物 质运动不灭原理，也需要从量的方面说明物质运动的永恒性。历史上，在 对运动量这一概念作出理论概括时，通过不同的途径、不同的实验方式， 得出了不同的看法，从而出现了关于机械运动两种量度的长期争论，也可 简称为笛卡儿与莱布尼茨的争论。
　　笛卡儿认为，运动物体的质量 m 和速度?的乘积就是物体的运动的量 度，称为运动量。笛卡儿的运动量概念是现成地从伽利略那里取来的。伽 利略当时曾提出过“动量”的概念，并用它来表示物体运动的强度。笛卡 儿对物体碰撞问题的研究极为重视，通过研究提出了“运动量守恒”的思 想，这就是对伽利略动量概念的发展。笛卡儿还把“运动量守恒”的思想 推广到整个宇宙，作出了宇宙的“运动量”守恒的哲学结论。1644 年，笛 卡儿在《哲学原理》第二部中，明确提出了运动不灭原理：“物质有一定 的量的运动，这个量是从来不增加也从来不减少的，虽然在物质的某些部 分中有时候有所增减。??每当一部分的运动减少时，另一部分的运动就 相应地增加。”十分明显，笛卡儿的“运动不灭原理”是建立在机械运动
　　
守恒的基础上的，他所说的“运动”仅仅是指机械运动，因此，还存在着 不少问题。但是，这种坚持从自然界本身来说明世界的观点，对哲学上关 于物质运动永恒不灭思想的论证，仍然具有更大的意义。此后，牛顿赞成 用动量 m?作为物体运动的量度，并从物理学上更确切地确定了动量的概 念。由于牛顿力学在当时占绝对统治的地位，17 世纪的前期，自然科学界 就普遍承认动量 m?运动的量度。
　　莱布尼茨通过研究自由落体运动，揭示了笛卡儿运动量与运动量守恒 的矛盾。1686 年，莱布尼茨在他发表的“关于笛卡儿和其他人在自然定律 方面所犯的显著错误的简短证明，按照这个定律，他们认为上帝使运动量 守恒；这是他们把力学歪曲地利用了”的论文中，指出用 mv 去量度落体运 动，运动量并不守恒，而用 m?2 去量度运动，运动量是守恒的。于是，他 接受了荷兰物理学家惠更斯在 1669 年提出的以 m?2 作为运动量的主张。但 是，莱布尼茨也承认动量 m?在一定场合（如碰撞、杠杆、轮轴等简单机械 装置中）用来量度运动是有效的。进而主张把动力分成“死力”m?（压力、 拉力）和“活力”m?（动能）两种，这样，运动便可以分别用死力和活力 来量度，但强调只有活力 m?才是“物体的真正的运动”的量度。必须指出， 实质上莱布尼茨并不了解他自己提出的运动量 m?2 的本质意义，也不了解
m?2 和 m?之间的根本区别。他还不能摆脱当时机械论的桎梏，片面地认为
m?2 才是物体真正运动的量度，不认识 m?对运动的量度在一定的条件下同 样是正确的。同时他用“力”来表示运动量，有很大的局限性。
笛卡儿派和莱布尼茨关于运动量问题的争论，使欧洲的数学家和物理 学家分成了两大营垒，两派各执己见，论战达半个多世纪之久。实质上， 这场争论是很有意义的。要搞清这个问题的关键在于弄清楚为什么运动会 有两种量度。要弄清这个关键问题，必须坚持辩证唯物主义的运动观，认 识到物质运动形式是多种多样的，不单是机械运动；运动形式又是多样的 统一，不同的运动形式之间是可以相互转化的；运动不灭不能归结为机械 运动的不灭，必须揭示机械运动向其他运动形式转化过程中的守恒性。根 据这种观点，便能得出两种运动量度的正确结论。机械运动确实有两种量 度，但是每一种量度适用于某个界限十分明确的范围之内的一系列现象。